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Ya sea por causas degenerativas o

inflamatorias, la patología articular,

sobre todo en los perros, es un motivo

bastante habitual de visita al veterina-

rio. Los artículos que conforman esta

sección comienzan con una detallada

puesta al día sobre la estructura y fun-

ción del cartílago articular, para dar

paso a un repaso de las principales

lesiones articulares degenerativas y de

los enfoques más innovadores en su

prevención, diagnóstico y tratamiento.

Se incluye también una tabla con los

principales productos condroprotectores

que existen actualmente en el mercado.

En portadaARMAS FRENTEA LA PATOLOGÍAARTICULAR

Estructura y función del cartílago articularEl cartílago articular es fundamental para el correcto funcionamiento de una articulación

sinovial. Su integridad es muy importante ya que es la zona de contacto y fricción.

Conociendo su estructura y función entenderemos mejor la importancia de sus lesiones.

24 EN PORTADA / ARMAS FRENTE A LA PATOLOGÍA ARTICULAR

des de colágeno tipo I, V, VI, IX, X y XI.El colágeno tipo VI se encuentra en fasesprecoces de osteoartritis. El colágeno X seproduce únicamente durante fases de osi-ficación endocondral (se asocia por lotanto a calcificación del cartílago).

fato es el más abundante y disminuye encantidad con los años, el condroitín-6-sul-fato se mantiene constante y el queratán-sulfato aumenta con la edad. Menosabundantes son el biglicano, la decorina,la fibromodulina o el colágeno IX.

Clásicamente se ha considerado al car-tílago como un tejido avascular, aneural yalinfático, compuesto por unas célulasdenominadas condrocitos, rodeadas poruna matriz extracelular (MEC) que ellosmismos secretan.

Estructura del cartílago

CondrocitosSuponen aproximadamente el 10% del

peso del cartílago. Se sitúan en unas lagu-nas dentro de la MEC, a las que se adap-tan. Producen la MEC adyacente, pero tam-bién son capaces de despolimerizarla y eli-minarla para ensanchar sus lagunas (estehecho se observa muy claramente en elproceso de osificación endocondral). Lafunción celular viene determinada porcambios sufridos en la propia MEC (porejemplo, la pérdida de proteoglicanosdetermina la activación funcional del con-drocito), variaciones en la presión en lamembrana celular, la edad y determinadosfactores de crecimiento (el Factor de Creci-miento Transformante-beta, TGF-β, puedeinducir la condrogénesis) (figura 2).

Matriz extracelularResponsable de las características

mecánicas del cartílago. Se compone de(figura 2):

• Agua (60-80%). Permite la deforma-ción del cartílago en respuesta al estrés,fluyendo dentro y fuera del mismo. Sucantidad es mayor en superficie (80%)que en profundidad (60%). Es muyimportante para la nutrición del cartílagoy para la lubricación articular. En casos deosteoartritis aumenta hasta niveles del90%. Este aumento ocasiona un incre-mento en la permeabilidad y descensotanto de la resistencia como del módulode Young del cartílago.

• Colágeno (10-20%). Mayoritariamentedel tipo II (90-95%), lo que confiere al car-tílago una gran resistencia a la tensión.También se observan pequeñas cantida-

Figura 2. Los condrocitos sintetizan el colágeno y los proteoglicanos. Ambos interactúan conformando la matriz extracelular del cartílago, capaz de rete-ner grandes cantidades de agua.

COLÁGENO TIPO II

H2O

PROTEOGLICANO

PROTEÍNA DE UNIÓN

CONDROCITO(COMPONENTE CELULAR)

AGREGADO DE PROTEOGLICANOS (COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR)

• Proteoglicanos (PGs) (10-15%). Macro-moléculas complejas responsables de laresistencia a la compresión del cartílago.Secretadas por los condrocitos, se compo-nen de subunidades denominadas glico-saminoglicanos (GAGs). El GAG más fre-cuente es el condroitín-sulfato (del quehay 2 subtipos, el condroitín-4-sulfato y elcondroitín-6-sulfato), después el queratánsulfato (o keratán sulfato o keratín sulfato)y el dermatán sulfato. El condroitín-4-sul-

Los GAGs se unen a un núcleo proteicoformando agrecanos o proteoglicanos.Estos agrecanos se unen mediante proteí-nas de enlace al ácido hialurónico (que esotro GAG pero que no está sulfatado, care-ce de proteína central y no forma PG) paraformar agregados de proteoglicanos. LosPGs tienen una vida media de tres meses,presentan una gran capacidad para reteneragua y son los responsables de la estructu-ra “porosa” del cartílago (figura 3).

En condiciones normales el cartílago presenta unos niveles altos de

inhibidores de proteasas.La alteración del equilibrio entre inhibidores y

enzimas puede ser una de las causas últimas del origen de la osteoartritis.

Figura 1. Organización regional de la MEC en función de la proximidad a los condrocitos.

CONDROCITO

REGIÓN PERICELULAR

REGIÓN TERRITORIAL

REGIÓN INTERTERRITORIAL

COLÁGENO

AGREGADO DE PROTEOGLICANOS

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hombre, una cadera o rodilla se va a versometida a fuerzas de hasta 10 veces elpeso corporal en una superficie de 3 cm2)de forma constante y durante muchotiempo (podemos calcular alrededor deun millón de apoyos al año durante 80años en el hombre, por ejemplo).

• Toda articulación se ve sometida afuerzas de giro y deslizamiento en algúnmomento de su función. Durante losmovimientos, las superficies se protegendirectamente con una capa lubricante quese adhiere al cartílago y en la que destacauna proteína, la lubricina, que parece serla responsable directa de este tipo delubricación. Este fenómeno es indepen-diente de las propiedades del lubrican-

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• Glicoproteínas extracelulares (ancori-na CII, fibronectina, laminina, integrina).Tienen funciones de unión entre la MEC ylos condrocitos. La más importante, la inte-grina, interacciona con receptores celula-res y regula la migración, proliferación ydiferenciación de los condrocitos.

La renovación continua de los compo-nentes de la MEC depende de una seriede proteasas tanto intra como extracelula-res. En condiciones normales el cartílagopresenta unos niveles altos de inhibidoresde estas proteasas. La alteración de esteequilibrio entre inhibidores y enzimaspuede ser una de las causas últimas delorigen de la osteoartritis.

▼

Materiales Coeficiente

Acero – acero

PTFE* – acero

PTFE – PTFE

0,6

0,04 – 0,2

0,04 – 0,2

Cartílago – cartílago

* Politetrafluoroetileno.

0,002 – 0,02

Tabla 1. Coeficientes de fricciónde diversos materiales.

Figura 3. Agregados de proteoglicanos.

GLICOSAMINOGLICANOS

CONDROITÍN-SULFATO

QUERATÁN-SULFATO

ÁCIDO HIALURÓNICONÚCLEO

PROTEICO

PROTEINA DE UNIÓN

AGREGADO DE PROTEOGLICANOS

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

La composición de la MEC varía enfunción de la capa de cartílago y de lasituación respecto a los condrocitos: losPGs ricos en queratán-sulfato se acumu-lan en la MEC interterritorial (la que seencuentra entre varios grupos celulares).En la MEC territorial (localizada alrededorde los grupos celulares) abundan los PGsricos en condroitín-sulfato (figura 1).

Metabolismo del cartílago articular

Como tejido avascular, el cartílago senutre fundamentalmente a partir del líqui-do sinovial, proceso en el que está muyimplicado el mecanismo de lubricaciónarticular, aunque la capa más profunda(1/3 aproximadamente en cuanto a gro-sor) se puede nutrir a partir de la vascula-rización epifisaria.

El cartílago articular es una estructura enconstante actividad y con relaciones muyinteresantes desde el punto de vista clínico:

• Responsable de la síntesis del coláge-no y de su catabolismo.

• Sintetiza y degrada los proteoglicanos.• Relacionado con diversos factores de

crecimiento que regulan la síntesis decartílago articular:

- Factor de Crecimiento Derivado de Pla-quetas (PDGF); puede estar implicado en lacuración de laceraciones en el cartílago.

- Factor de Crecimiento Transformantebeta (TGF-β); estimula la síntesis de PGs,si bien frena la del colágeno II. Estimulala formación de inhibidores de plasminay estromelisina.

- Factor de Crecimiento Fibroblástico(básico) (b-FGF); estimula la síntesis deADN en condrocitos adultos.

- Factor de Crecimiento Análogo a laInsulina (IGF-I); estimula la síntesis deADN y MEC en el cartílago adulto y en laplaca de crecimiento.

El agua permite la deformación

del cartílago en respuesta al

estrés, fluyendo dentro y fuera

del mismo.Su cantidad es

mayor en superficie (80%)

que en profundidad (60%).

Función: lubricación ymecanismo de carga

Una de las características que llama laatención es el coeficiente de fricción delcartílago, especialmente bajo en compara-ción con otros materiales (tabla 1). Estecoeficiente está condicionado por muchosfactores que lo disminuyen (calidad dellíquido sinovial, deformación elástica delcartílago, formación de una capa de flui-do, efusión del líquido desde el cartílago),y otros que lo aumentan (fibrilación delcartílago, es decir pérdida de su estructu-ra normal y, por lo tanto, de su función).

El cartílago va a tener que soportarenormes fuerzas (se calcula que en el

Capas del cartílago articular

En el cartílago articular se pueden diferenciar las siguientes capas (figura 4):a. Capa superficial o de deslizamiento (40 µm). Escasa actividad metabólica.

Presenta pocos PGs y una elevada concentración de fibras de colágeno distri-buidas perpendicularmente entre sí y paralelas a la superficie. Soporta las fuer-zas de cizallamiento. Los condrocitos presentes están aplanados y paralelos ala superficie.

b. Capa intermedia o de transición (500 µm). Elevada actividad metabólica. Mayorpresencia de PGs y menos colágeno, dispuesto oblicuamente y al azar. Soporta fuer-zas de compresión y los condrocitos presentes son más redondeados.

c. Capa profunda o radial (1000 µm). Rica en PGs y fibras de colágeno. Éste sedistribuye radialmente formando arcos. Células redondeadas formando columnas.Soporta fuerzas de compresión.

d. Capa calcificada (300 µm). No presenta PGs. Colágeno dispuesto radialmen-te. Presenta cristales de hidroxiapatita y está adyacente al hueso subcondral. Es lacapa de anclaje del cartílago al hueso. La celularidad es escasa. Está separada dela anterior por la “línea de flujo” (tidemark), de 5 µm de grosor, que es una barreraondulada con disposición tangencial de sus fibras y que permite soportar fuerzasde cizallamiento.

26 EN PORTADA / ARMAS FRENTE A LA PATOLOGÍA ARTICULAR

te y de las propiedades mecánicas delas superficies implicadas.

• Lubricación por fluido (figura 5).Capa líquida que aumenta la separaciónentre las superficies. La carga se soportapor la presión ejercida sobre el fluido. Sepueden diferenciar dos subtipos:

1. Lubricación hidrodinámica, produci-da por el desplazamiento de superficiesno paralelas que originan una cuña delíquido sinovial, que se traduce en unafuerza de elevación.

2. Lubricación por capa comprimida,ocasionada por el movimiento perpendi-cular entre superficies de apoyo paralelas.La presión empuja al líquido alejándolode la zona de contacto.

Este mecanismo permite soportar car-gas elevadas durante periodos cortos detiempo. La viscosidad del líquido es unparámetro muy importante.

Otros tipos de lubricación articular son:• Lubricación elastohidrodinámica. Las

superficies articulares pueden sufrir ciertadeformación, en estos casos el área de con-tacto se incrementa y se reduce el espacioal que puede fluir el líquido sinovial, por loque la capa lubricante aumenta. El soportede carga es mayor gracias a este efecto.

• Autolubricación (weeping lubrication)(figura 5). El cartílago articular se compor-ta como una esponja y puede captar o sol-tar líquido debido a sus característicasestructurales (“porosidad” conferida porlos PGs). De esta manera, cuando se pro-duce una carga de peso, el cartílago dejasalir fluido que recupera cuando la presióncesa. La permeabilidad del cartílago esmayor en casos de bajo estrés y viceversa(permeabilidad no lineal).

• Disminuyen los PGs en cantidad ytamaño y cambian su proporción (dismi-nuye el condroitín-4-sulfato y aumenta elqueratán-sulfato).

• Aumenta el contenido en proteínas ydisminuye el agua.

Todo esto se traduce en una disminu-ción de la elasticidad y aumento de la rigi-dez del cartílago articular.

Curación del cartílagoarticular

Muy brevemente podemos comentarque depende de la lesión producida.

• Laceraciones profundas (sobrepasanla tidemark) curan con la formación defibrocartílago.

• Lesiones superficiales inducen la pro-

Joaquín J. Sopena Juncosa*, José MªCarrillo Poveda, Mónica Rubio Zara-goza, José I. Redondo García, IvánSerra Aguado, Carme Soler i Canet.*Profesor titular, Dpto. Medicina y CirugíaAnimal, CCVR. Universidad CardenalHerrera-CEU. Edificio Seminario, s/n46130 Moncada (Valencia)Tel.: 96 136 90 00 ext. 1202/3930Fax: 96 139 52 72E-mail: jsopena@uch.ceu.esImágenes adaptadas de Buckwalter, J.A.,Martin, J., Degenerative Joint Disease.Anatomy and physiology of synovialjoints. Clinical Symposia, Ciba, vol 47, nº2, 1995 (figuras 1, 2, 3 y 4) y Brinker, M.R.Joints, section 2, en “Review of orthopae-dics”, 3ª ed. Miller, M.D. y Brinker, M.R.eds.W.B.Saunders, 2000 (figura 5).

▼

Se calcula que en el hombre, una cadera o rodilla se va a ver sometida

a fuerzas de hasta 10 veces el peso corporal en una superficie de 3 cm2.

Figura 4. Capas del cartílago articular.

• Lubricación de refuerzo (figura 5). Alcomprimir el líquido sinovial por efecto deuna carga, se produce un flujo de éstehacia el cartílago. Pero no todo el líquidopuede pasar, se produce un proceso deultrafiltración de manera que las macro-moléculas del líquido sinovial (básicamen-te los complejos de ácido hialurónico)quedan entre las superficies articulares.

Estos flujos de compuestos favorecen y sonfundamentales para la nutrición del cartílago.

Evolución del cartílago con la edad

Se producen una serie de cambios que,de forma muy general, son:

• Los condrocitos se agrandan, pierdencapacidad de reproducción, es decir, elcartílago se vuelve hipocelular.

liferación de condrocitos pero no la curan.El movimiento pasivo continuo es

beneficioso para la curación del cartílago.La inmovilización conduce a atrofia ydegeneración.

Conclusión

Todos los procesos y funciones queacabamos de ver de forma resumida nosdan una idea del complejo equilibrio quesustenta al cartílago articular. Cualquieralteración en este engranaje puede aca-rrear la aparición de un proceso degene-rativo como la osteoartritis.

BibliografíaBrinker, M.R. Joints, section 2, en “ Review of ortho-paedics”, 3ª ed. Miller, M.D. y Brinker, M.R.eds.W.B.Saunders, 2000, pp. 40-48.

CAPA SUPERFICIAL

ZONA DE SUPERFICIE ARTICULAR

CAPA INTERMEDIA O TRANSICIONAL

CAPA PROFUNDA

TIDEMARKCAPA CALCIFICADA

HUESO SUBCONDRAL

HUESO ESPONJOSO

HIDRODINÁMICA

CARGA Y MOVIMIENTO

CARGA Y MOVIMIENTO

MOVIMIENTO

hf

hc

CARGALÍQUIDOSINOVIAL

CARTÍLAGOARTICULAR

POR CAPA COMPRIMIDA

AUTOLUBRICACIÓNWEEPING

LUBRICACIÓN DE REFUERZO

Fawcett, D.W., Jensh, R.P., Cartílago, en “Compendiode histología” Ed. McGraw Hill-Interamericana, 1997,pp 68-70.

Vega, J.A., García-Suárez, O., Martínez-Almagro, A.,Cartílago articular y factores de crecimiento (primeraparte). Rev. Mapfre Medicina, Vol 11, nº 3, 2000, pp.60-73.

James, C.B., Uhl, T.L., A review of articular cartilagepathology and the use of glucosamine sulfate. Jour-nal of Athletic Training, 36 (4), 2001, pp.413-419.

Young, B., Heath, J.W. Tejidos esquléticos, en “Whe-ater’s histología funcional, texto y atlas en color” 4ªed. Harcourt, 2000, pp. 172-192.

Durán, A., Anatomía, anatomía radiológica y fisiolo-gía articulares. Memorias del Ier Curso Avanzado dePatología y Cirugía Articular, IVOT, Córdoba 2002,pp. 3-14.

Buckwalter, J.A., Martin, J., Degenerative Joint Dise-ase. Anatomy and Physiology of Synovial Joints. Cli-nical Symposia, Ciba, vol 47, nº 2, 1995, pp. 3-11.

http://www.orthoteers.co.uk/Nrujp~ij33lm/Orthart-cartlub.htm. Lubricatión of joints

http://www.health.outtawa.ca/biomech/courses/pht1507/cartilage.pdf Mechanics of articular cartilage.

http://www.uq.edu.au/˜anvkippe/pt811/jntlub.html#Lubrication. Kippers, V., Joint structure, motion andlubrication, 2000.

Figura 5. Esquemas de los diferentes tipos de lubricación articular.