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COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DEL CARTÍLAGO ARTICULAR
Lissette PulquillancaMauricio Villagrán
Kinesiología/biomecánica
OBJETIVOS Identificar los componentes del cartílago articular
Conocer las estructuras del cartílago articular
Determinar el comportamiento y la distribución del agua dentro del cartílago
Reconocer la interacción estructural y física entre los componentes del cartílago
INTRODUCCIÓN
El cartílago articular , es un tejido altamente especializado , ubicado en las epífisis de los huesos largos cumpliendo dos funciones primarias:
-Distribuir las cargas articulares sobre un área amplia , disminuyendo así las solicitaciones mantenidas por el contacto de las superficies articulares (Ateshian et al.,1995; Helminen et al.,1987).
-Permitir el movimiento relativo de las superficies articulares opuestas con mínima fricción y desgaste (Mow y Ateshian,1997).
COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL CARTILAGO ARTICULAR
CONDROCITOS 10%
COLÁGENO TIPO II 15% al 22%
PROTEOGLICANOS 4% al 7%
AGUA 60% al 85%
OTROS (sales inorgánicas, glicoproteínas y lípidos)
COLÁGENOProteína más abundante del cuerpoAlto nivel de organización estructural, proporcionando ultraestructura fibrosaDiámetro de 25 a 40 nm hasta 200 nmDistribuido de forma dishomogénea, dandole un carácter laminado.Propiedades mecánicas más importantes : rigidez y fuerza tensilOfrecen una pequeña resistencia a la compresión debido a su gran tasa de delgadez.
CARÁCTER LAMINADO DEL COLÁGENO
TIPOS DE COLÁGENO
PROTEOGLICANOS Molécula grande de proteína – polisacárida compuesta de una proteína básica a la que se uno o más GAGsAgrecan: -compuesto por CS y QS -proteína de 200 nm de largo
-se le unen por enlace covalente 150 cadenas de GAGs heterogéneamenteAporta estabilidad y rigidez estructural a la MEC.
Los estudios han demostrado dos poblaciones distintas de agrecans:-La primera presente a lo largo de la vida y es rica en condroitin sulfato -La segunda es rica en PG ricos en QS y solo esta presente en el cartílago adulto.
A medida que el cartílago articular madura , ocurren otros cambios relacionados con la edad en la composicion y estructura del PG .
Con la maduración del cartílago, el contenido de agua y la tasa de carbohidrato/proteína disminuye progresivamente.
Muchos de estos cambios vistos en el cartílago art. pueden reflejar la maduración de este, posiblemente como resultado del incremento de la demanda con el aumento de la carga de peso.
AGUA Componente más abudante del cartílago articular
Es más concentrada en la sup. art. (80%) y disminuye con el incremento de la profundidad a una [ ] de aprox. 65% en la zona profunda.
Contiene muchos cationes libres móviles( Na+, K+ Y Ca 2+) que influyen notablemente en los comportamientos mecánicos y fisicoquimicos del cartílago.
Este componente fluido del cartílago permite el movimiento de ida y vuelta de los gases, nutrientes y productos de desecho entre condrocitos y líquido sinovial (rico en nutrientes).
Un 30% del agua se encuentra asociada a colágeno.
Se cree que la interacción entre el colágeno, PG y agua a través de la presión osmotica de Donnan, tiene una función importante regulando la organización estructural de la MEC y sus propiedades de tumefacción.
El agua es libre de moverse cuando una carga, gradiente de presión u otras fuerza motriz electroquimica se aplica al tejido.
Cuando es cargada por una fuerza compresiva , aproximadamente el 70% del agua es movida, este movimiento es importante en el control del comportamiento mecánico del cartílago y la lubricación articular.
Condrocitos
Fuerza de compresión Mantiene la estructura ordenada de colágeno
AguaComponente
fluido que contiene cationes
móviles
Fase fluida intersticial Fluido intersticial libremente móvil
Permite el movimiento del gas, nutrientes y
productos de desecho
ProteoglicanoAGRECAN
molécula proteína polisacárido
Colágeno tipo II ulatraestructura fibrosa dishomogéneamente distribuida
COMPONENTES EXTRACELULARES
Rigidez y fuerza tensil
Manufacturan, secretan, organizan y mantienen el componente orgánico de la MEC
COMPONENTE ESTRUCTURAL
Fase sólida porosa permeableComponente orgánico
CARTÍLAGO ARTICULARTejido altamente especializado
COMPONENTES CELULARES
Incrementa área de ditribución de la carga para disminuir las solicitaciones mantenidas por el contacto de sup. art.Proporciona una sup. de soporte de carga lisa resistente al desgaste – disminuye la fricción.
COMPONENTE DE FLUIDO
PROPIEDADES BIOMECANICASAnisotropía, viscoelasticidad,comportamiento de tumefacción
-capacidad de sopote de carga compresiva-
Sales inorgánicas
Otras proteínas
Estructura bifásica
INTERACCION ESTRUCTURAL Y FÍSICA ENTRE LOS COMPONENTES DEL
CARTILAGO
Las macromoléculas interactúan formando una matriz porosa-permeable compuesta por fibras reforzadas.
Poseen todas las características esenciales de un sólido que esta repleto de agua e Iones.
Capaz de resistir las altas solicitaciones y deformaciones.
CONCLUSIÓN
El cartílago articular , es un elemento fundamental en la mecánica de las articulaciones sinoviales y por lo tanto es nuestro deber saber ubicar y reconocer los diferentes elemento que lo componen , para posteriormente comprender su comportamiento con los distinto tipos de carga a las cuales se ve sometido.
BIBLIOGRAFIA-Biomecánica básica del Sistema Musculoesquelético , Margarita Nordin,Víctor H. Frankel, tercera edición, Mc Graw Hill.