Cartílago hialino
Cartílago hialino
Definición: un tipo de cartílago característico de apariencia lisa y brillante, y con sustancia intersticial que contiene fibras finas de colágeno tipo II oscurecidas por la sustancia fundamental. La imagen muestra la sección transversal del cartílago hialino (aumento: 200x).
Tabla de contenido
Definición de cartílago hialino
En primer lugar, preguntemos , ¿qué es el cartílago? El cartílago es un material resistente y flexible. Puede describirse como tejido conectivo. El tejido de cartílago hialino, también conocido como tejido conectivo hialino o tejido hialino, es el tipo de cartílago más común que se caracteriza por una apariencia brillante y suave.
Entonces, ¿dónde se encuentra el cartílago hialino? Las ubicaciones del cartílago hialino incluyen alrededor de los huesos de las articulaciones que se mueven libremente. Esto se conoce como cartílago articular. Otro ejemplo de cartílago hialino es el tejido que se encuentra en las paredes del tracto respiratorio. Esto incluye los bronquios, la nariz, los anillos de la tráquea y las puntas de las costillas.
Hay 3 tipos diferentes de cartílago. Esto incluye (1) cartílago elástico, (2) cartílago hialino y (3) fibrocartílago. Se diferencian principalmente de las fibras que están presentes y se analizarán con más detalle a continuación.
Estructura del cartílago hialino
¿De qué está hecho el cartílago? El cartílago está formado por condroblastos (o células pericondriales) que producen la matriz extracelular (o sustancia fundamental), condrocitos que se encuentran en espacios conocidos como lagunas y fibras de colágeno. A continuación se comentarán más detalles sobre los componentes del cartílago. Consulte la figura 2 para ver un diagrama de cartílago hialino.
¿Qué es el cartílago hialino y dónde se encuentra?
¿Cómo se identifica el cartílago hialino? Se desarrolla a partir de células mesenquimales, que son las células madre que se encuentran en la médula ósea. El cartílago hialino no contiene vasos sanguíneos ni nervios, por lo que es una estructura muy simple. Obtiene sus nutrientes por difusión de los tejidos cercanos.
El cartílago hialino tiene un aspecto blanco brillante semitransparente con un tinte ligeramente azulado. La palabra hialina se deriva de la palabra griega «hyalos», que significa «vidrioso», lo que implica su apariencia brillante y suave. Curiosamente, esta apariencia se pierde a medida que el tejido envejece. En un embrión, el cartílago hialino constituye el primer esqueleto y luego se modifica a medida que se desarrolla el embrión. Esto se realiza mediante un proceso conocido como osificación endocondral.
El cartílago hialino consta de finas fibras de colágeno tipo II, condrocitos (células productoras de matriz) y la matriz extracelular (o sustancia fundamental). Las fibras de colágeno tipo II son más delgadas que las fibras de colágeno tipo I. El colágeno de tipo I, IV, V, VI, IX y XI también están presentes en cantidades muy pequeñas y ayudan a fortalecer las fibras juntas.
La matriz del cartílago, conocida como matriz extracelular o sustancia fundamental, es un material gelatinoso abundante en glicosaminoglicanos (GAG), proteoglicanos y glicoproteínas. La matriz extracelular llena los espacios entre las células y las fibras.
Los GAG son esencialmente polisacáridos largos hechos de aminoazúcares que atraen iones de sodio y potasio. Estos iones traen agua consigo. Por lo tanto, esto ayuda a regular la cantidad de agua en la matriz extracelular.
El sulfato de condroitina y el sulfato de queratán son ejemplos de GAG sulfatados y el ácido hialurónico es un ejemplo de GAG no sulfatado. Todos estos se encuentran en el líquido extracelular del cartílago.
Los proteoglicanos y las glicoproteínas son moléculas de aminoácidos y carbohidratos unidos. Se unen a las moléculas y componentes extracelulares para formar un líquido similar a un gel que ayuda a absorber la compresión y la fuerza.
¿Qué son los condrocitos? Los condrocitos son las únicas células de cartílago que se encuentran en el cartílago hialino. Estas células comienzan como condroblastos (o células pericondriales) que producen la matriz cartilaginosa y luego quedan inmovilizadas dentro de ella en pequeños espacios llamados lagunas.
La función de los condrocitos es desarrollar, reparar y mantener la matriz extracelular.Los condrocitos tienen una capacidad de curación limitada debido a su capacidad de replicación limitada. Rara vez forman contacto célula-célula y simplemente son responsables de mantener su entorno inmediato. La Figura 3 muestra la estructura básica de un condrocito.
El cartílago hialino generalmente está cubierto por pericondrio. El pericondrio se encuentra en los huesos en desarrollo, pero no cubre el cartílago articular en los extremos de los huesos en los adultos. El pericondrio consta de una capa externa y una capa interna. La capa externa es de cartílago fibroso y produce fibras de colágeno y la capa interna está involucrada en la formación de cartílago formando condroblastos o condrocitos.
Cartílago articular
El cartílago articular es diferente del cartílago hialino habitual ya que tiene condrocitos aplanados cerca de la superficie. Más profundamente en el tejido, los condrocitos toman una estructura más típica. En las capas muy profundas del cartílago, las células se encuentran en columnas con una matriz calcificada. Las fibras de colágeno forman arcos que le dan una disposición estructural fuerte para resistir la presión. El cartílago articular está compuesto de colágeno tipo II, pero también se ha encontrado que contiene pequeñas cantidades de colágeno tipo VI, IX, X y XI. La Figura 4 muestra la ubicación del cartílago hialino articular en una articulación.
El cartílago articular se compone de diferentes zonas. Estos incluyen la zona superficial, seguida de la zona de transición media, la zona profunda y finalmente la zona calcificada. Dentro de cada zona, hay 3 regiones. Estos son la región pericelular, la región territorial y la región interterritorial. El siguiente video presenta las capas que se encuentran en el cartílago articular.
La zona superficial constituye alrededor del 10-20% del grosor total del cartílago. Las fibras de colágeno II y IX se pueden encontrar aquí. Contiene un gran volumen de condrocitos que tienen un aspecto más aplanado.
La zona superficial está en contacto directo con el líquido sinovial y protege las capas más profundas de fuerzas y tensiones.
La la zona media sigue directamente desde la zona superficial y proporciona el puente a las capas más profundas. Esta zona representa alrededor del 40-60% del espesor total del cartílago. Consiste en fibras de colágeno más gruesas y proteoglicanos. Los condrocitos aquí son esféricos y se encuentran en pequeñas cantidades.
La zona media funciona para proteger contra las fuerzas de compactación. La zona profunda sigue a la zona media y proporciona la mejor resistencia a las fuerzas de compactación. Contiene el mayor contenido de proteoglicanos y el menor contenido de agua. Las fibras de colágeno están dispuestas en ángulo recto con la superficie y los condrocitos están dispuestos en columnas. Representa alrededor del 30% del volumen total del cartílago articular. Finalmente, la zona calcificada une el cartílago al hueso. Lo hace anclando las fibras de colágeno en la zona profunda al hueso subcondral.
Histología del cartílago hialino
Como se mencionó anteriormente, el tejido conectivo del cartílago hialino está formado por células y fibras dentro una matriz extracelular. La histología del cartílago hialino describe cómo se ve el cartílago hialino cuando se observa al microscopio.
Los condrocitos pueden verse como redondeados o angulares. En el cartílago adulto, las células están presentes en grupos isógenos, formados a partir de una única célula progenitora. La matriz es visualmente homogénea y de apariencia basófila. La razón de esto se debe a la alta concentración de GAG sulfatados en la matriz que enmascaran las fibras de colágeno. Las fibras de colágeno tipo II también son muy pequeñas, por lo que la matriz extracelular parece tan brillante y suave.
No hay una distribución uniforme dentro de la matriz extracelular. Por tanto, se pueden ver las tres zonas básicas. Figura 5. Muestra estas diferentes zonas.
- La matriz capsular, que consiste en una zona delgada que rodea cada laguna. Aquí se encuentra la mayor concentración de GAG sulfatados.
- La matriz territorial, que rodea la matriz capsular.
- La matriz interterritorial, que es menos basófila debido a una menor concentración de GAG sulfatados y una mayor proporción de colágeno.
La hematoxilina y la eosina (tinción H & E) junto con los métodos de tinción de Van Geison pueden ser utilizado para observar el cartílago hialino bajo el microscopio. La tinción de Van Geison utiliza ácido pícrico y fucsina ácida y tiñe el colágeno de rojo. El cartílago se ve como una zona roja que se encuentra debajo del epitelio. La tinción es más clara donde se acerca a las lagunas que indican la matriz territorial.
En las secciones teñidas con H & E, las intensidades de color se invierten, pero dan una mejor definición que con el tinte Van Geison. La matriz territorial es oscura y la matriz interterritorial es de color mucho más claro. Se pueden encontrar grupos de condrocitos rodeados por estas áreas más oscuras en el método H & E. Estos condrocitos se derivan del mismo progenitor y, por tanto, son un grupo isógeno. El pericondrio rodea el cartílago excepto en el cartílago articular.
Las imágenes de la Figura 6 muestran a Van Gieson, luego H & E tinción de la tráquea.
La diferencia con otros tipos de cartílago
Hay 3 tipos diferentes de cartílago que se encuentran en el cuerpo. El cartílago hialino es el tipo de cartílago más común, pero también el más débil. Los otros dos tipos de cartílago son el fibrocartílago y el cartílago elástico. ¿En qué se diferencia el cartílago hialino del cartílago elástico o fibrocartílago? Consulte a continuación para ver las descripciones de cada tipo de cartílago. Las diferencias visuales entre los tipos de cartílago se pueden ver en la Figura 1.
Cartílago elástico
Veamos el cartílago hialino frente al cartílago elástico. El cartílago elástico (o fibrocartílago amarillo) proporciona fuerza y elasticidad a ciertas partes del cuerpo. ¿Dónde se encuentra el cartílago elástico? Se puede encontrar en la parte externa de las orejas conocida como pabellón auricular y epiglotis y cartílagos laríngeos y tubo auditivo / trompa de Eustaquio. Funciones de cartílago elástico para dar soporte con elasticidad adicional. Contiene una densa red de fibras de elastina. No protege de esfuerzos mecánicos o compresión. En la siguiente tabla 1 se destacan más detalles, como la ubicación y el aspecto del cartílago elástico.
Fibrocartílago
El tejido conectivo del fibrocartílago es un cartílago denso, flexible y de soporte formado por tejido fibroso. ¿Dónde se encuentra el fibrocartílago? Las ubicaciones del fibrocartílago incluyen los discos intervertebrales de la columna, en la mandíbula y la rodilla y la muñeca. Este tejido de fibrocartílago contiene grandes haces de colágeno tipo I. Es el tipo de cartílago más fuerte. El fibrocartílago funciona para brindar apoyo contra las fuerzas de carga y presión.
El fibrocartílago se puede describir separándolo en 4 grupos diferentes.
- El primer grupo es el fibrocartílago intraarticular . Esto actúa como un amortiguador entre las articulaciones que están expuestas a fuertes impactos y movimientos frecuentes. Un ejemplo son los meniscos de la rodilla.
- El segundo grupo es el fibrocartílago de conexión que se encuentra en las articulaciones con movimiento limitado, como los discos intervertebrales.
- Se encuentra fibrocartílago estratiforme que recubre el hueso surcos donde se encuentran tendones y músculos.
- Finalmente, el último grupo, el fibrocartílago circunferencial rodea algunos márgenes de las cavidades articulares que protegen sus bordes. Un ejemplo es un labrum acetabular (que recubre la cavidad de la cadera).
Fibrocartílago frente a cartílago hialino, así como las ubicaciones del cuerpo donde se encuentra el fibrocartílago, se describen en la tabla 1 a continuación.
Tabla 1.Cartílago hialino frente a cartílago elástico y fibrocartílago
| Cartílago – Tipos | Cartílago hialino | Cartílago elástico | Fibrocartílago |
|---|---|---|---|
| Aspecto | Translúcido y brillante | Brillante y amarillo | Blanco, denso y opaco |
| Ubicación |
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| Tipo de colágeno principal | Tipo II | Tipo II | Tipo I |
| Condrocitos | Pequeño, organizado en grupos de 2 a 8 celdas | Grande, organizado en grupos de 2 a 4 celdas | Pequeño, entre haces de fibras de colágeno. Dispuestos en tiras |
| Matriz extracelular | Homogénea y basófila. | Alto contenido de fibras elásticas. | Alto contenido de fibras de colágeno. Eosinofílico. |
| Pericondrio | Presente | Presente | Ausente |
Función del cartílago hialino
Entonces, ¿cuál es la función del cartílago hialino? El cartílago hialino contiene relativamente pocas fibras y proporciona una superficie lisa para el movimiento, así como un cojín que absorbe los golpes donde se unen los huesos. En el cartílago articular, la función principal es proporcionar una superficie lisa que pueda resistir la fricción y la presión de las funciones de soporte de peso.
En la tráquea, brinda soporte a los tejidos más blandos y les permite mantener una apertura posición.
Importancia biológica del cartílago hialino
La función más importante del cartílago hialino es proporcionar apoyo mecánico al sistema respiratorio, desarrollando huesos y superficies articulares.
A medida que envejecemos, los problemas con la calidad de nuestro cartílago hialino puede surgir. Con el aumento de la edad, el número de condrocitos en la capa superficial del cartílago articular disminuye, mientras que el número de condrocitos en las capas más profundas aumenta. Además, con un aumento de la edad hay una disminución de los proteoglicanos en la matriz extracelular. También hay un aumento del sulfato de queratina y una disminución del sulfato de condroitina. También aumenta el volumen de ácido hialurónico. El cartílago hialino es susceptible al desgaste debido a su función como amortiguador y al uso intensivo en las actividades diarias. Todos estos factores pueden hacer que el cartílago hialino se vuelva más susceptible a daños y enfermedades que los otros tipos de cartílago.
Es probable que los tejidos del cartílago tarden en curarse después de una lesión porque hay una falta de suministro de sangre a los condrocitos. Esto significa que la matriz se forma lentamente. Además, los condrocitos están atrapados en lagunas y no pueden migrar a un área de tejido dañado. El tejido dañado se convierte en tejido cicatricial.
En la matriz extracelular, el sulfato de condroitina juega un papel importante ya que es un mediador antiinflamatorio y reduce el dolor. Algunos estudios sugieren que su presencia ayuda a retrasar la descomposición del cartílago y, por lo tanto, previene afecciones como la osteoartritis. La osteoartritis ocurre cuando el cartílago se desgasta, lo que permite que los huesos se froten entre sí, lo que causa esclerosis (endurecimiento) del hueso subcondral (hueso justo debajo del cartílago) e inflamación de la membrana sinovial que produce dolor.
Cartílago hialino en otros animales
Los animales de la clase Chondrichthyes tienen un esqueleto compuesto completamente de cartílago. Los tiburones y las rayas son buenos ejemplos de esto.El cartílago es menos denso que el hueso, pero aún proporciona fuerza y, por lo tanto, permite que estos animales se muevan rápidamente a través del agua sin ejercer demasiado esfuerzo.
El cartílago también se encuentra en invertebrados, como cangrejos herradura, caracoles y cefalópodos (moluscos depredadores, por ejemplo, pulpos y calamares). El cartílago branquial del artrópodo cangrejo herradura del Atlántico (Limulus polyphemus) es rico en condrocitos vacuolados que se diferencia de cualquier otro artrópodo.
El cartílago de endosternita es otro tipo que se encuentra en esta especie. Es más fibroso que el cartílago hialino que se encuentra en los vertebrados. Se encuentra cerca de los cordones nerviosos ventrales y del tejido del cartílago branquial.
En el pulpo (un ejemplo de cefalópodo), el cartílago craneal se asemeja al cartílago hialino y es una de las únicas partes duras del cuerpo del pulpo. El crecimiento de este cartílago se produce a través de células que se mueven desde el exterior hacia el centro. En la sepia común (Sepia officianalis), el cartílago es colágeno fibrilar. El patrón de crecimiento de este cartílago es esencialmente el mismo que el del cartílago de los vertebrados.
En los gasterópodos (caracoles, babosas o buccinos), el odontóforo es una estructura de alimentación formada por cartílago que proporciona apoyo alimenticio. El odontóforo es un cartílago rico en células que contiene mioglobina y está rodeado por un bajo volumen de matriz extracelular y colágeno.
Por último, en los gusanos plumeros (poliquetos Sabellid), el cartílago sostiene sus tentáculos.
Conclusión
En general, el cartílago puede describirse como una parte estructural vital del cuerpo que se encuentra en los vertebrados y algunos invertebrados. Es un tejido firme pero blando que proporciona soporte, flexibilidad y fuerza. La importancia del cartílago se puede ver en el cartílago hialino entre las articulaciones. Aquí, a medida que envejecemos, el cartílago se adelgaza y provoca inflamación y roce de los huesos. Los investigadores en esta área de la ciencia están realizando estudios que pueden ayudar a mejorar nuestra comprensión de los procesos que conducen a esto y desarrollar formas de contrarrestar / tratar / prevenir tales enfermedades.