Biomecanica

Biomecánica del Cartílago.
KIN 301 Preparado por: Klgo. Lic. MS. Francisco Guede R. Klgo. Lic. MS. © Juan Caamaño C. 1. Introducción Las articulaciones son las conexiones funcionales entre diferentes huesos del esqueleto. En las articulaciones sinoviales, de libre movimiento o diartrosis, los extremos de los huesos que se articulan están cubiertos de cartílago articular que se presenta como unacapa blanca y densa de tejido conectivo de entre 1 y 5 mm. de espesor. El cartílago articular es un tejido de baja densidad celular y sin inervación ni vasos sanguíneos o linfáticos. Sus células o condrocitos se disponen de forma diferente a lo largo de la profundidad del cartílago (Fig 1).

Figura. 1. Ordenación de los condrocitos a través del cartílago no calcificado.

Las principalesfunciones del cartílago son: a) Evitar la existencia de cargas puntuales entre las dos superficies en contacto de la articulación. Las cargas aplicadas a la articulación se reparten sobre una superficie de contacto grande, y b) Permitir el movimiento relativo de las superficies articulares con mínima fricción y desgaste. El cartílago es un tejido duradero y resistente, sometido a un promedio de 10millones de ciclos de carga articular por año. Macroscópicamente es blanco, brillante y firme. Se nutre del líquido sinovial, por un mecanismo de difusión que se realiza durante la carga articular. 2. Composición La matriz sólida del cartílago articular representa entre el 20 y el 40% del peso húmedo del tejido. Su composición consiste en aproximadamente un 60% de fibras colágenas, alrededor de un 40%de gel de proteoglicano interfibrilar y de un 3 – 10 % de condrocitos. Esto significa que el restante 60% a 80% es agua (Fig. 2).

Figura. 2. Representación esquemática de la distribución de proteoglicanos, colágena y agua a través del cartílago articular (Adaptado de Mow y Lai, 1979)

El comportamiento mecánico de esta estructura multifásica está determinado por las propiedades y ladistribución de los diferentes componentes, así como por sus interacciones relativas 3. La célula cartilaginosa: El condrocito. El condrocito es una célula altamente diferenciada y especializada que deriva de células mesenquimales con capacidad limitada de proliferación y una vida media muy larga. Su tamaño, forma y, probablemente, actividad metabólica varían según las diferentes zonas del cartílago y,aunque de apariencia simple, es capaz de vivir con tensiones muy bajas de oxígeno. Los condrocitos no tienen contacto entre sí, ni están vinculados con el exterior por lo que se nutre con el líquido sinovial que debe atravesar una doble barrera, la membrana sinovial y la matriz extracelular. En el cartílago maduro normal los condrocitos sintetizan macromoléculas que mantienen la matriz y puedenaumentar su tasa de síntesis ante una lesión o frente a cambios degenerativos, pero son incapaces de reparar defectos tisulares importantes. Después de una lesión articular y, también, en los procesos degenerativos proliferan algunos condrocitos, pero esta respuesta es muy limitada y no hay evidencia de que emigren a través de la matriz hasta la zona lesionada. Los condrocitos son sensibles a loscambios estructurales de la matriz y a las demandas de carga de la superficie articular. La carga y el movimiento articular favorecen el metabolismo del cartílago articular, estimulando la síntesis de las macromoléculas estructurales (proteoglicacos), mientras que la inmovilización articular prolongada o la falta de carga deterioran la superficie articular provocando la pérdida de proteoglicanos. Lautilización adecuada de una articulación permite mantener un equilibrio óptimo en la estructura, composición y función del cartílago (fig. 3). La adaptación del cartílago al ejercicio dependerá de los condrocitos pues es el único componente vivo del cartílago articular y el único elemento que puede modificar su respuesta ante las solicitaciones, sintetizando o degradando los componentes de la...