TESUTUL CARTILAGINOS

TESUTUL CARTILAGINOS

Reprezinta unul din tesuturile semidure din organism ce reflecta o modalitate de adaptare functionala la actiunea factorilor mecanici.

Originea sa este in tesutul mezenchimatos, prin diferentierea celulelor mezenchimale in condroblaste. Initial se formeaza un precartilaj in care condroblastele incep sa sintetizeze si sa secrete matrice in spatiul extracelular. In acelasi timp, din mezenchimul care inconjoara cartilajul se formeaza o membrana conjunctivo-vasculara numita pericondru.

Ca orice tesut conjunctiv, este alcatuit din celule cartilaginoase si material intercelular (fibre conjunctive si substanta fundamentala).

Tesutul cartilaginos se gaseste in organism sub forma diferitelor piese cartilaginoase si impreuna cu tesutul osos formaza scheletul organismului. Orice piesa cartilaginoasa are la suprafata o membrana conjunctiva numita pericondru, care asigura cresterea in grosime si hranirea cartilajului.

Functiile tesutului cartilaginos sunt :

Functia mecanica, de suport pentru tesuturile moi. Fiind elastic si neted, el este o zona de absorbtie a socurilor si de alunecare, facilitand astfel miscarea osului.

Functia metabolica, fiind un depozit pentru sulf si sodiu, iar starea sa este un indicator sensibil al tulburarilor metabolismului proteinelor, mineralelor si vitaminelor.

In raport cu natura fibrelor si cu modul de organizare a celor trei elemente componente, deosebim trei tipuri de tesuturi cartilaginoase : tesutul cartilaginos hialin, tesutul cartilaginos elastic, tesutul cartilaginos fibros.

Tesutul cartilaginos hialin este cel mai bine reprezentat in organism. La embrion si fat in primele luni constituie totalitatea scheletului. La adult se gaseste in cartilagiile articulare, cartilajul diafizo-epifizar, cartilagiile costale, apendicele xifoid, cartilagiile traheale, unele din cartilagiile laringelui (tiroid, cricoid si aritenoid) si septul nazal.

In stare proaspata este semitransparent, de aspect sticlos, alb-albastrui. In structura sa intra celulele cartilaginoase si matricea cartilaginoasa (alcatuita din fibre colagene si substanta fundamentala).

Celulele cartilajului hialin numite si condrocite (celule adulte) sau condroblaste (celule tinere sau in activitate secretorie intensa) sunt asezate in camarute sau lacune sapate in substanta fundamentala, numite condroplaste. Celule pot fi dispuse in aceste lacune fie izolat, fie grupat, in grupuri izogene (fiindca provin din diviziunea aceleiasi celule), cate 4-8 celule. Intr-o grupa izogena, fiecare celula poseda o capsula proprie, iar intregul grup poseda o capsula comuna. Dupa modul de asezare a condrocitelor in grupurile izogene, dispunere determinata de directia de actiune a fortelor mecanice, deosebim :

Grupe izogene axiale, in care celulele sunt asezate una peste alta, ca monedele intr-un fisic (cartilagiile in curs de osificare)

Grupe izogene coronare, in care celulele sunt asezate in inel sau coroana (cartilagiile costale).

Condrocitele sunt celule de forma rotunda sau ovalara, cand se gasesc singure in lacuna, iar cand sunt asociate mai multe, prin presiune reciproca, ele dobandesc un aspect poliedric. Au un diametru variabil cuprins intre 15-40 µm, contin un nucleu central, unic, sferic, intens cromatic, cu nucleol. Citoplasma este abundenta, bazofila si contine un reticul endoplasmic rugos si un complex Golgi bine dezvoltat, lizozomi, ribozomi liberi, frecvente mitocondrii alungite, numeroase microfilamente, incluziuni de glicogen si de lipide.

Condrocitul prezinta la periferie un spatiu ultrafin prin care se realizeaza difuziunea lichidului nutritiv, venit din pericondru si care contine apa, ioni, oxigen, dioxid de carbon, vitamine, hormoni, metaboliti.

Condrocitul are capacitate scazuta de multiplicare. El se formeaza din condroblast, care la randul sau se formeaza prin metaplazia fibrocitului, sau prin diferentiere din celula mezenchimala.

Condroblastele sunt asezate in vecinatatea pericondrului, sunt celule mai mici ca dimensiune, turtite, cu axul lung orientat paralel cu suprafata cartilajului. Prezinta un nucleu ovalar, alungit, eucrom si bine nucleolat.

Ultrastructural in citoplasma se observa organite tipice pentru sinteza si secretie, ca : reticul endoplasmic rugos pentru secretia polipeptidelor necesare formarii moleculelor de glicogen si pentru proteoglicani; un aparat Golgi unde se sintetizeaza complexe glicoconjugate; mitocondrii si vacuole, ultimele contin un materiale fibros (precursori ai colagenului) si un material amorf (proteoglicani si glicoproteine).

Condroblastul are capacitate mare de diviziune si datorita organitelor dezvoltate alaturi de echipamentul lor enzimatic este capabil de sinteza proteica si mucopolizaharidica prin care genereaza substanta fundamentala si fibre.

Fibrele sunt reprezentate de fibrele de colagen de tip II si mai putin de fibre de reticulina. Pe preparatele histologice obisnuite, nu se vad, fiind mascate de condroitinsulfatii substantei fundamentale. Pot sa fie studiate datorita birefringentei lor cu ajutorul microscopului cu lumina polarizata.

Fibrele colagene formeaza o textura in care predomina orientarea determinata de factorii mecanici : - in jurul condroplastului ele formeaza o impaslire densa, capatul lor fiind rasfirat in

evantai in substanta fundamentala din jur

- la periferia cartilajului, spre pericondru, au directie paralela cu suprafata.

Fibrele colagene au un indice de refractie apropiat de cel al substantei fundamentale, de aceea ele se pot studia numai dupa digestia cu tripsina a substantei fundamentale, sau cu alte reactii (permanganat de potasiu, apa de barita).

Substanta fundamentala este abundenta si are un aspect omogen. Este solida, elastica si transparenta. Este alcatuita din : glicozaminoglicani (acid hialuronic, condroitin sulfati, keratan sulfati), proteoglicani, glicoproteine, apa, saruri minerale si substante organice (condrina, albuminoidul)

Glucozaminoglicanii (in special condroitinsulfatii) se gasesc in concentratie crescuta in matricea cartilaginoasa din jurul condroplastelor, zona numita arie teritoriala, zona care este intens bazofila, PAS pozitiva si metacromatica.

Proteoglicanii reprezinta componentul major al matricei intercelulare, prezentandu-se sub forma de monomeri de proteoglicani sau sub forma de agregate de proteoglicani. - Proteoglicanul monomer este format dintr-un miez proteic de care se prind, prin legaturi covalente, lanturile de condroitin sulfati si keratan sulfati). Aranjarea monomerilor se face la intervale regulate (ce variaza intre 25-85 nm) si este stabilizata de molecule numite proteine de legare.

Agregatele de proteoglicani sunt formate din proteoglicani monomeri legati de acidul hialuronic prin partea lor proteica, printr-o regiune de legare. Agregatele de proteoglicani interactioneaza cu colagenul.

Glicoproteinele sunt reprezentate de condronectina, ea favorizand atasarea condrocitelor de colagenul de tip II din cartilaj.

Apa este in cantitate mare (70-80%) contribuind la realizarea rigiditatii cartilajului si la mentinerea flexibilitatii lui.

Sarurile minerale sunt de sodiu, de sulf etc.

Substantele organice sunt reprezentate de :

condrina, un condromucoid format din acid condroitin sulfuric si o proteina; cantitatea de acid condroitin sulfuric poate ajunge pana la 40% din greutatea cartilajului, asigurand astfel duritatea si elasticitatea lui,

albuminoidul, care lipseste in cartilagiile tinere dar se acumuleaza odata cu varsta.

Substanta fundamentala se coloreaza heterogen cu hematoxilina-eozina sau cu tehnicile tricromice, datorita concentrarii neuniforme a mucopolizaharidelor si compusilor proteici.

Condroplastul sau grupul de condroplaste prezinta in jur zone concentrice de substanta fundamentala cu colorabilitate diferita, alcatuind impreuna globul condroic sau condronul.

In jurul lacunelor fibrele de colagen sunt mai subtiri formand o retea ce inconjoara condrocitul izolat sau grupul izogen. Aceasta zona matriciala pericelulara numita arie teritoriala este groasa de 1-3 µm, se coloreaza intens PAS pozitiv si prezinta o metacromazie pronuntata datorita prezentei unei cantitati mari de condroitin sulfat.

Intre grupele izogene, matricea cartilaginoasa se numeste arie interteritoriala, care apare mai slab colorata si este acidofila; acidofilia creste odata cu inaintarea in varsta.

Cartilajul este lipsit de vascularizatie sanguina si limfatica precum si de inervatie (tesut braditrofic) ceea ce explica metabolismul lui redus.

Substanta fundamentala are o afinitate selectiva pentru unele saruri (saruri de calciu) si mai ales pentru acidul uric care se depune in cartilajele articulare formand depozite (tofus) in boala numita guta.

Tesutul cartilaginos elastic difera, macroscopic, de cartilajul hialin, deoarece are o culoare galbena, este opac, friabil, flexibil si elastic. Se gaseste in pavilionul urechii, aripile nasului, conductul auditiv extern, trompa lui Eustache, in cartilajul corniculat si cuneiform al laringelui, in epiglota unde contribuie la mentinerea formei si la supletea acestei structuri. Este o varietate de tesut cartilaginos, in care fibrele sunt reprezentate de fibre elastice alaturi de care se gasesc si fibre de colagen tip II raspandite intr-o substanta fundamentala cu aceleasi caractere ca si cea de la cartilajul hialin. Condrocitele se gasesc dispuse in grupuri mici de cate doua celule in substanta fundamentala.

In procesul de imbatranire, tesutul cartilaginos elastic se degradeaza mai putin, nu se osifica si rareori se calcifica, fapt care dovedeste ca acest tip de cartilaj este putin susceptibil degradarii.

Identificarea cartilajului elastic se poate face prin colorarea fibrelor elastice cu orceina, rezorcin-fuxina.

Tesutul cartilaginos fibros este o forma mai putin intalnita si reprezinta o asociere de tesut conjunctiv dens fibros si cartilaj hialin.

Este alcatuit din condrocite si matrice cartilaginoasa (fibre colagene si substanta fundamentala).

Condrocitele sunt in numar redus, au forma ovalara, sunt dispuse izolat, mai rar grupate cate 2-3 in cavitatea aceleiasi capsule, alcatuind culoare sau randuri paralele. Matricea este acidofila datorita unui mare numar de fibre colagene tip I, care se vad usor la microscop.

Fibrele de colagen sunt abundente, asezate paralel si organizate in fascicule, uneori cu traiect unghiular, conferindu-le un aspect "penat" determinat de directia de actiune a fortelor mecanice de intindere.

Substanta fundamentala este redusa, mascata de fibre, apare mai evidenta in jurul condrocitelor.

Tesutul cartilaginos elastic nu are pericondru, deoarece se diferentiaza din tesutul conjunctiv dens prin transformarea fibroblastelor in condroblaste. Absenta pericondrului face ca acest cartilaj sa prezinte numai o crestere interstitiala.

Se poate colora si cu hematoxilina-eozina, dar evindetierea fibrelor colagene impune coloratii tricromice (Goldner-Szekelly, Masson, Van Gieson)

Pericondrul este membrana conjunctivo-vasculara ce inveleste cartilajul si il separa de tesutul conjunctiv inconjurator. Este alcatuit din doua paturi suprapuse : patura superficiala sau pericondrul extern si patura profunda sau pericondrul intern.

Pericondrul extern este constituit dintr-o impletitura de fibre colagene tip I, printre care se gasesc si fibre elastice, ce cuprinde numeroase fibrocite si o dezvoltata componenta vasculara, prin care se asigura hranirea cartilajului. Are rol trofic.

Pericondrul intern este tot un tesut conjunctiv dens fibros, dar numai cu fibre colagene si fibrocite, fara fibre elastice, iar elementele vasculare sunt putine. Fibrocitele, pe masura ce se apropie de cartilajul propriu-zis, se transforma in condrocite, acesta patura numindu-se si patura condrogena. Patura condrogena se continua treptat cu tesutul cartilaginos, fara delimitare, fibrele fiind incorporate in substanta fundamentala si devin invizibile, iar condrocitele sunt mai mici, alungite.

Condrogeneza (cresterea cartilajului) se face prin doua modalitati :

Condrogeneza interstitiala (cresterea in lungime) se realizeaza prin multiplicarea condrocitelor si aparitia de noi grupe izogene. Prin elaborarea de substanta fundamentala, celulele grupei izogene se separa, ca apoi prin mitoza, sa devina fiecare o noua grupa izogena. Are loc numai la cartilagiile tinere.

Condrogeneza prin apozitie (cresterea in grosime) se realizeaza pe seama stratului intern al pericondrului prin metaplazia fibroblastelor in condroblaste, cand cartilajul se depune in paturi succesive la suprafata, sub pericondru.

Cresterea apozitionala predomina in perioada de maturitate la adulti, cea interstitiala in viata embrionara si in copilarie.

Cresterea cartilajului este influentata de :

Vitamine: Vitamina A (intensifica activitatea mitotica), vitamina C (stimuleaza sinteza substantei fundamentale), vitamina B (influenteaza maturarea fibrelor colagene);

Hormoni: STH, estrogeni, testosteron cu efect stimulator, cortizolul si hidrocortizonul cu efect inhibitor.

Regenerarea cartilajului

Capacitatea de autoreparare a organismului este scazuta, datorita lipsei vascularizatiei, iar cand este distrus pericondrul, regenerarea cartilajului nu mai este posibila. Procesul de reparare se realizaeza pe seama pericondrului si doar la indivizi tineri, in timpul perioadei de crestere. La adult, cand o piesa cartilaginoasa se rupe, fragmentele se reunesc prin tesut conjunctiv fibros cu punct de plecare tesutul conjunctiv al pericondrului. Uneori, tesutul constituit la locul fracturii sufera un proces de osificare.

Hranirea si inervatia cartilajului

Nefiind vascularizat (nu contine vase sanguine nici limfatice), hranirea cartilajului se face prin imbibitie si difuziune de la vasele sanguine ale pericondrului (patura externa), prin intermediul matricei intercelulare, care permite trecerea cu usurinta a lichidelor interstitiale catre condrocite. La cartilajul articular, lipsit de pericondru, nutritia se realizeaza prin difuziunea lichidului sinovial.

Cartilajul fiind braditrof se poate conserva si grefa cu bune rezultate. Grefele de cartilaj nu provoaca reactii imunitare de respingere, deoarece moleculele voluminoase (proteinele si, deci, si anticorpii formati consecutiv transplantului) nu pot sa patrunda.

Functiile cartilajului

Cartilajul indeplineste o functie mecanica de rezistenta si sustinere, intrand in alcatuirea scheletului, dar si o functie metabolica, fiind un depozit pentru sulf si sodiu.

Modificarile cartilajului in raport cu varsta

La persoanele in varsta, cartilajul degenereaza prin scaderea activitatii de sinteza a condrocitelor, ceea ce duce la diminuarea formarii componentelor matricei extracelulare. Uneori, matricea cartilaginoasa capata un aspect fibros, asemanator placilor de azbest (degenerescenta azbestica) cu calcifieri.

In procesul imbatranirii pot apare si calcifieri ocazionale, iar daca patrund si vase sanguine, cartilajul se transforma in tesut osos.