UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE SALUD ESCUELA DE FISIOTERAPIAMODALIDADES DEL EJERCICIO TERAPÉUTICO

Sandra Milena Cubillos M. – Jeniffer Slendy Guevara G. – Nadia Catherine Navas C. – María Alejandra Luna S.

REVISIÓN BIOMECÁNICA Y REPARACIÓN DEL CARTÍLAGO

GENERALIDADESEn el cuerpo humano se pueden identificar tres tipos de cartílago: hialino, fibroso y elástico. El cartílago hialino cubre la superficie de las articulaciones y será objeto a tratar en este documento.

El cartílago es un tejido conectivo especializado, avascular, compuesto por condrocitos y una matriz extracelular (MEC) que corresponde al 95% del volumen del cartílago. Dicha MEC es sólida y firme, aunque con poca maleabilidad le permite al tejido cierto grado de elasticidad. Los condrocitos son escasos pero indispensables para la producción y mantenimiento de la matriz.

Dentro de sus funciones se encuentra aportar una superficie de articulación suave, con un coeficiente de fricción muy bajo y distribuir de forma eficiente las cargas.

TIPOS DE CARTÍLAGO

TIPO CARACTERÍSTICAS DE IDENTIFICACIÓN

PERICONDRIO LOCALIZACIÓN

Hialino

Colágeno tipo II, matriz basófila, los condrocitos

están casi siempre dispuestos en grupos.

Se encuentra pericondrio en la mayor parte de los sitios. Las excepciones

son: cartílagos articulares y epífisis,

Extremos articulares de los huesos largos, nariz,

laringe, tráquea, bronquios, extremos

ventrales de las costillas.

Elástico

Colágeno tipo II, fibras elásticas.

Existe pericondrio.

Pabellón auricular, paredes del conducto

auditivo, trompa auditiva, epiglotis, cartílago

cuneiforme de la laringe.

Fibrocartílago Colágeno tipo I, matriz acidófila, los condrocitos

están dispuestos en hileras paralelas entre haces de colágeno, relacionados

siempre con tejido conjuntivo denso regular

colagenoso o cartílago hialino.

No existe pericondrio.

Discos intervertebrales, discos articulares, sínfisis

púbica, inserción de algunos tendones.

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓNLa MEC del cartílago está formada por colágeno tipo II (10-20%), proteoglucanos (10-15%) y agua (60-80%) con sales inorgánicas, pocas proteínas y líquidos. El colágeno y los proteoglucanos (PGS) son los principales constituyentes estructurales del cartílago y se encuentran en interacción con moléculas más pequeñas incluyendo el agua; dicha interacción determina las propiedades del cartílago.

El agua brinda al tejido la capacidad de deformarse, la nutrición y la lubricación articular. El colágeno confiere gran resistencia a la tensión; además pueden encontrarse pequeñas cantidades de colágeno tipo I, V, VI, IX, X, y XI. Los PGS, responsables de la resistencia a la compresión del cartílago, son secretados por los condrocitos, tienen una vida media de 3 meses, presentan gran capacidad de retener agua y dan al cartílago aspecto poroso; están compuestos de glicosaminoglicanos (GAG), entre los cuales están el condroitin-sulfato (con dos subtipos el 4 y el 6) después el queratan-sulfato y el dermatan-sulfato. Por su parte, las glicoproteínas cumplen la función de enlace entre la MEC y los condrocitos, son reguladoras y estructurales, con valor clínico como marcadores de recambio y regeneración del cartílago.Los condrocitos son las células maduras del cartílago y están rodeados de MEC. Se disponen en grupos, llamados lagunas.

DISTRIBUCIÓN DE LOS CONDROCITOS Y LAS FIBRAS DE COLÁGENO EN EL CARTÍLAGOZONAS CONDROCITOS FIBRAS DE COLÁGENO

Zona tangencial superficial

Condrocitos rectangulares y dispuestos de forma paralela a la superficie articular. Su función es

mantener la superficie lisa y con baja fricción.

Fibras fuertemente entrelazadas en láminas dispuestas en paralelo, conformando una red que mantiene la uniformidad de la superficie

articular.

Zona media

Condrocitos redondos. Mantienen una distribución aleatoria dejando

espacios en la MEC para poder resistir compresiones.

Fibras en disposición aleatoria y con menor agrupación para acomodarse a la alta

concentración de PGS y agua de la matriz.

Zona profunda

Condrocitos ubicados en forma de columna, perpendiculares a la zona de

barrera. Esta zona conforma una especie de base y soporta más cargas

de compresión

Fibras en forma de columna y cruzan la zona de barrera, se insertan en el hueso subcondral; de

esta forma se fija el cartílago al hueso y mantiene su posición.

HIPÓTESIS SOBRE BIOMECÁNICA DE LA DEGENERACIÓN DEL CARTÍLAGOSe tiene la hipótesis de que los progresos relacionados con la falla son los siguientes:

La magnitud del estrés impuesto. El número total de picos de estrés

sostenidos. Cambios en la estructura

intrínseca del tejido.

El más importante factor de inicio-falla parece ser el aflojamiento de la red de colágeno, lo que permite la expansión anormal de PGS y la inflamación del tejido.

REGENERACION DEL CARTILAGOEl cartílago al sufrir una lesión se regenera con dificultad y frecuentemente de forma incompleta, excepto en niños de corta edad. En el adulto la regeneración se realiza por la actividad del pericondrio. Cuando ocurre una fractura de una pieza cartilaginosa, las células derivadas del pericondrio invaden el área de fractura y dan origen a un tejido cartilaginoso que repara la lesión.

REPARACION DEL CARTILAGO ARTICULAR Como los condrocitos del cartílago articular son incapaces experimentar mitosis podría pensarse que las heridas del cartílago articular no se reparan. Sin embargo, cuando el área destruida es extensa o incluso, algunas veces en lesiones pequeñas, el pericondrio forma una cicatriz de tejido conjuntivo denso en vez de nuevo tejido cartilaginoso, por esto existen dos clases de heridas que afectan el cartílago articular.

Limitadas al cartílago: Las heridas que están lo suficientemente cerca de las inserciones de la membrana sinovial se someten a un proceso de cicatrización a partir de las células sinoviales, las cuales proliferan y producen, en general, fibrocartílago. Sin embargo, las heridas limitadas al cartílago en cualquier sitio, excepto en la periferia donde no hay membrana sinovial no cicatrizan.

A través del cartílago como a través del hueso de sostén: cuando las células osteógenas que cubren y revisten las superficies óseas proliferan en la reparación de una fractura, se pueden diferenciar de modo que formen cartílago o hueso, si ocurre diferenciación en ausencia de capilares lo harán los condroblastos, pero si esto ocurre en presencia de capilares se diferencian en osteoblastos y formaran hueso. El determinante real parece ser el oxígeno.

EFECTOS DE LA INMOVILIZACIÓN EN EL CARTÍLAGO“La cantidad de pérdida depende del grado de pérdida de los componentes del tejido”.

La consecuencia general de la inmovilización es la pérdida del sustrato del tejido primero, seguido de la pérdida de la mayoría de los componentes básicos del mismo. En el tejido conectivo, la disposición de las fibras de colágeno se hace al azar. El resultado de estos cambios fisiológicos es siempre, la pérdida de la función básica del tejido en cuestión.En un estudio realizado por Akeson y cols. sobre los efectos de la inmovilización en la articulación de la rodilla de un conejo, encontraron cambios en el tejido conectivo alrededor de las articulaciones inmovilizadas y en la sustancia intercelular, los GAG y el agua.En la sustancia intercelular, el contenido de agua disminuyó entre un 3 – 4%, el tejido conectivo perdió su aspecto suave y brillante, mostrado una apariencia “amaderada”. Una disminución aún mayor en la concentración de la porción de los GAG (20%) también se evidenció. En contraste, el colágeno total permaneció sin presentar cambios. Los autores concluyeron que la pérdida de agua y de GAG, mientras el colágeno total permanecía intacto, podría disminuir el espacio entre las fibras, alterando el movimiento libre entre ellas. Esta falta de movimiento ocasiona que el tejido se comporte menos elástico, menos plástico y más frágil. Adicionalmente, en ausencia del estrés normal durante el período de inmovilización, las fibras de colágeno se establecen aleatoriamente y en un patrón de “enlaces cruzados” en lugares indeseables, inhibiendo el movimiento de deslizamiento normal. Por otra parte, puesto que la pérdida de la sustancia intercelular produce que las fibras se encuentren más juntas, los “enlaces cruzados” se formarían con mayor facilidad.Las consecuencias de la inmovilización articular dependen del tiempo en que la articulación se encuentre sin movimiento: períodos cortos no ocasionan cambios importantes. Sin embargo, si son repetidos, aunque existan intervalos de movilidad normal, llevarán progresivamente a la artrosis igual que un período largo y continuo.Tanto la compresión del cartílago como la ausencia de cargas, producen importantes cambios degenerativos; como la pérdida del espesor del cartílago y necrosis en los puntos por presión cuando se ha aplicado compresión.Adelgazamiento progresivo del cartílago con afectación inicialmente de las capas más superficiales para afectar posteriormente grandes zonas de todo el espesor condral y finalmente al hueso subyacente. También hay adherencia de tejido conectivo fibroadiposo a las superficies cartilaginosas.

EFECTOS DE LA REMOVILIZACIÓN EN EL CARTÍLAGOEl tejido conectivo es el más lento, en comparación con los demás, en volver a la normalidad luego de la inmovilización o la lesión. La baja tasa de recambio, la pobre vascularidad del tejido o ambas, pueden ser razones causantes del comportamiento del tejido.Durante la removilización, es importante someter al tejido conectivo a estrés para lograr una recuperación total, pero debe estar propiamente graduada con el fin de evitar lesiones.Hay estudios disponibles sobre la respuesta del cartílago articular a las lesiones, reemplazos totales articulares, laceraciones de tendón, trasplantes de tendón y lesiones de tejido blando al movimiento continuo e intermitente. Dichos estudios han reportado una tasa mayor de curación, recuperación temprana del rango de movimiento y mejora de la fuerza sobre los controles inmovilizados.Se sabe que el colágeno se alinea a lo largo de las líneas de aplicación de estrés, especialmente durante la curación o reacondicionamiento después de la inmovilización. La fase inicial del proceso de curación o poco después de la inmovilización es el momento óptimo para comenzar cualquier programa de reacondicionamiento para las estructuras de los tejidos conectivos, que implica ya sea el movimiento pasivo continuo, o actividad funcional supervisada. La intervención terapéutica puede ser más efectiva cuando el colágeno está inmaduro y los enlaces intermoleculares son débiles.

EFECTOS DEL EJERCICIO EN EL CARTÍLAGO

La capacidad de biosíntesis de los condrocitos responde a estímulos mecánicos y estos pueden alterar la morfología y composición del cartílago. En estudios longitudinales se observa que la actividad física aumenta el grosor del cartílago medido con resonancia magnética. El ejercicio puede aumentar la síntesis de los PGS. Los ejercicios de bajo impacto (caminar, bicicleta, ejercicios en el agua) mantienen todos los efectos positivos relacionados con la actividad física y no implican riesgos. Sin embargo, es probable que algunos ejercicios sean perjudiciales para una articulación con cambios artríticos, sobre todo aquellos que implican impactos de alta velocidad.

NERVIOGENERALIDADESEl tejido nervioso es un conjunto de células especializadas presente en los órganos del sistema nervioso. Está formado por células nerviosas denominadas neuronas, encargadas de la transmisión de impulsos nerviosos a todas las partes del cuerpo y las células estructurales llamadas gliales, cuya función es sostener, nutrir y proteger las células nerviosas.

La función del tejido nervioso es captar los estímulos internos y externos para transformarlos en impulsos nervios. Cualquier cambio del medio externo o interno y los estímulos sensoriales como la temperatura, la presión, la luz, los sonidos y el gusto, entre otros son detectados, examinados y transmitidos por las células nerviosas. Otra función es la de coordinar las funciones motoras, glandulares, viscerales y psíquicas del individuo

Las células del sistema nervioso se agrupan para formar dos partes: el sistema nervioso central (SNC) que incluye el encéfalo y la médula espinal, que se encuentran en la cavidad craneana y en el conducto vertebral respectivamente; y el sistema nervioso periférico (SNP) formado que está compuesto por nervios, craneales, raquídeos y periféricos que conducen impulsos desde el medio externo (nervios aferentes o sensitivos) y desde el SNC (nervios eferentes o motores),

además de un conjunto de somas neurales situados fuera del SNC y llamados ganglios y terminaciones especializadas (tanto motoras como sensitivas).

EFECTO DE LA INMOVILIZACIÓN Investigaciones realizadas han revelado pocos cambios estructurales en los elementos neurales sometidos a inmovilización.Mientras la velocidad de conducción nerviosa no cambia para algunas fibras, los potenciales de acción postsinápticos excitatorios de las fibras tipo Ia son significativamente menores que las otras fibras. Por otra parte, la viscosidad axoplásmica aumenta, afectando el flujo y la conducción.Las tensiones tetánicas y la reducción de la de contracción no son sólo un efecto muscular. El incremento de la activación dopaminérgica y noradrenérgica, puede afectar el control motor también.Recuperar el reclutamiento del cuádriceps después de la mayoría de las cirugías de rodilla es una de las prioridades del primer día postoperatorio.La función dinámica de los husos neuromusculares, mecanorreceptores articulares, eferencias motoras y aferencias sensoriales es difícil de evaluar experimentalmente, sin embargo empíricamente los datos

sugieren un efecto reflejo en la atrofia muscular secundaria a daño articular o inmovilización del miembro. A finales de 1800, Charcot observó que la parálisis y la atrofia fue más pronunciada en los grupos de músculos extensores de la rodilla, cadera, hombro y codo luego de una lesión articular. Experimentos tempranos con rizotomía dorsal demostraron una reducción de la pérdida de masa articular en casos de artritis producida experimentalmente, pero ningún cambio en la atrofia muscular que acompaña la inmovilización articular.

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