Coordination of joint formation and carilage differentation in the appendicular skeleton.

Universidad del Valle de México
Morfología
Alberto Ríos
Torres Hernández Odet
3º Semestre
Coordination of joint formation and cartilage differentation in the appendicular skeleton.

Resumen:
Durante el desarrollo del esqueleto, los mecanismos de formación, diferenciación y maduración del cartílago son pasos importantes en la morfogénesis del esqueleto, pues regulan el crecimiento de loshuesos largos y la formación de las articulaciones. El cartílago de la placa de crecimiento y el cartílago articular tienen diferencias relevantes en los mecanismos de diferenciación, la mayor tasa de proliferación y maduración de los condrocitos de la placa de crecimiento regula el crecimiento de los huesos largos y el reemplazo de cartílago por hueso, mientras que el retraso de la maduración yla hipertrofia de los condrocitos mantienen el cartílago articular. Posiblemente, la maduración del cartílago articular se activa e incrementa durante la osteoartritis, lo que deja una articulación sin las propiedades biomecánicas requeridas para resistir los impactos que el movimiento del esqueleto implica.
En la morfogénesis del esqueleto los procesos de la formación de articulaciones y ladiferenciación de cartílago están estrechamente relacionados. Además, la regulación de la diferenciación del los condrocitos y la homeostasis de la matriz extracelular (MEC) son fundamentales para la función adecuada de la articulación. Cada elemento esquelético se forma a partir de la agregación de células mesenquimales y forman las condensaciones precartilaginosas; entonces ocurre la proliferación yla diferenciación de los condrocitos1 y el reemplazo de cartílago por hueso mediante la osificación endocondral (fig. 1A), lo cual le da rigidez al esqueleto. Sin embargo, para que éste tenga movilidad, es fundamental la formación de las articulaciones.
Antes de que se inicie la hipertrofia de los elementos esqueléticos, en una región específica de la condensación precartilaginosa (fig. 1A),algunas células conforman la presunta región de la articulación llamada interzona2,3 (fig. 1B), que se caracteriza por ser una región de células altamente condensadas y aplanadas, agrupadas en tres capas4; estas células pierden su fenotipo diferenciado y producen una MEC rica en colágeno tipos I y III5, a diferencia de la MEC del cartílago, rica en colágeno tipo II y agrecano. El gen Wnt9a es laprimera molécula que se expresa en la interzona3,6 e inhibe la expresión de Sox9, el marcador del linaje condrogénico, dando como consecuencia la disminución de la expresión de colágeno tipo II; además se activa la expresión de algunas pcoteínas morfogénicas de hueso (BMP) como factor de crecimiento y diferenciación 5 (GDF5)7 y algunos de sus antagonistas como nogina8 y cordina, que regulan eldesarrollo de la articulación. Moléculas de adhesión celular como la integrina a5b1 podrían regular la formación de las articulaciones al mantener el estado diferenciado de los condrocitos9; así, para que se forme la interzona es necesaria la desaparición de las integrinas a5b1.
La cavidad articular se forma al desaparecer la capa central de la interzona mediante el proceso conocido como cavitación,mientras que las dos áreas de alta densidad podrían responder al GDF5 y diferenciarse para formar el cartílago articular que recubre las superficies articulares de los huesos adyacentes. Al inicio de la cavitación se incrementan el hialuronato y su receptor CD44; la adhesión celular disminuye, y posiblemente esto active la apoptosis que facilita la separación completa de los elementos esqueléticosadyacentes. Posiblemente, los diversos tipos celulares presentes en una articulación sinovial madura, como las células sinoviales, los condrocitos articulares permanentes y las células de la cápsula articular, tengan su origen en la interzona.
Los condrocitos del cartílago articular permanente que se originan de la interzona son muy parecidos a los condrocitos de la placa de crecimiento. En ambos...