Appunti di Traumatologia e riabilitazione nello sport

Appunti di traumatologia

Premessa:

• Ho ascoltato tutte le lezioni escluse dall’Unità didattica 3 – Arto inferiore, perché mi sono accorto che la Professoressa, più o meno, ripeteva quello che è scritto nelle slide.
• Ho saltato l’Unità 7: Approfondimenti scientifici, perché, a mio avviso, non ho ritenuto opportuno guardarli.

Unità didattica uno: Patologia della cartilagine articolare

Patologia cartilagine articolare

Lezione scienza di base 1

Caratteristiche del tessuto

• Sviluppo
• Composizione
• Micro architettura
• Permeabilità e nutrizione
• Struttura in strati
• Evoluzione morfologica e strutturale (cartilagine da immatura a matura)
• Funzione meccanica

Sviluppo: La cartilagine articolare fa parte del complesso di accrescimento epifiso-metafisario che porta allo sviluppo dell'epifisi, dell'osso per poi portare alla fine alla formazione del tessuto cartilagineo. La cartilagine articolare prende origine dalla cartilagine di accrescimento epifisaria articolare e si differenzia dalla cartilagine di accrescimento metafisaria che è deputata all'allungamento dell'osso, dello scheletro.

La cartilagine di accrescimento metafisaria è caratterizzata da:

• Cartilagine di riserva
• Cartilagine di accrescimento metafisaria distinta in:
• cartilagine con cellule in proliferazione
• cartilagine con cellule in seriazione
• cartilagine dello strato ipertrofico degenerativo
• cartilagine della calcificazione provvisoria

Lo sviluppo è regolato da fattori biologici e meccanici; questi fattori condizionano la proliferazione e la differenziazione dei condrociti.

Fattori biologici: di crescita, ormoni e vitamine;

Fattori meccanici: movimento e carico.

Composizione: il tessuto cartilagineo è costituito dai condrociti e dalla matrice extracellulare. I condrociti si formano dalle cellule progenitrici mesenchimali e sono deputati alla sintesi della matrice extracellulare.

Condrociti: sono delle cellule molto attive, contengono abbondante ergastoplasma, hanno un apparato del Golgi ben sviluppato, presenti numerosi mitocondri ed hanno riserve di glicogeno e vescicole di inclusione che servono a raccogliere nutrienti per la cellula in caso di bisogno. Hanno delle mitosi che sono molto scarse, e proprio per questo, il patrimonio cellulare diminuisce progressivamente con l'età.

Condrone: unità biomeccanica, sono contenuti in una lacuna condrocitaria “unità morfo-funzionale”, capace di agire come una tensostruttura dinamica che protegge l'ambiente dalle sollecitazioni.

Cilium: prolungamenti citoplasmatici, permettono al condrone di funzionare da sensore e trasduttore dello stimolo meccanico.

Matrice extracellulare: è composta da collagene (70%; di cui il 90% di detto collagene è costituito da collagene di tipo II) e proteoglicani.

Collageni:

• Interstiziali (di sostegno) = tipo I e tipo II (deputati alla formazione delle fibrilli (I) e costruzione dell’impalcatura fibrillare (II))
• Collageni di tipo regolativo = tipo VI, X, IX e XI = regolano la forma delle microfibrille e ancorano i condrociti alle strutture vicine (VI)

Endoscheletro della cartilagine articolare: forma una rete ampia di collegamento tra le varie matrici. Un aggregato di proteoglicani è costituito da più molecole unite ad una lunga catena di acido ialuronico. Le catene di glicosamminoglicani sono cariche negativamente ed intrappolano le molecole di acqua.

Nella matrice extracellulare sono presenti anche proteine minori:

• Ancorina
• Fibronectina
• Decorina

Nella matrice extracellulare è presente il fluido interstiziale: acqua, soluti, nutrienti, substrati.

Organizzazione micro architetturale: le fibre collagene sono organizzate secondo una rete tridimensionale (in prevalenza collagene di tipo II) dalle cui maglie è presente una sostanza ricca in prevalenza di acido ialuronico e aggregati proteoglicani.

Permeabilità: comunicazione intratissutale che avviene attraverso la cosiddetta porosità che va da 20 Enstrong fino a 100 Enstrong. Una serie di processi patologici può danneggiare il diametro dei pori modificandone la permeabilità alle sostanze.

Suddivisione in strati: Strato superficiale 3%, Strato intermedio 5%, Strato profondo 90% e Strato della cartilagine calcificata 2-3% (percentuale riferiti al tessuto cartilagineo).

Lezione scienza di base 2

Suddivisione in strati: Strato superficiale 3%, cellule fusate con asse parallelo alla superficie libera, presenza di proteoglicani a basso peso molecolare (decorina e lubricina). Strato intermedio 5%, cellule in maggior numero e aspetto tondeggiante, fibrille collagene di maggiore spessore. Strato profondo 90%, cellule con asse verticale perpendicolare rispetto alla superficie. Alta concentrazione di aggrecani e fibrille collagene ad andamento radiale. Strato della cartilagine calcificata 2-3% (percentuale riferiti al tessuto cartilagineo), le cellule sono meno vitali. Presenza del Tide-mark (traccia della marea) limite che distingue lo strato profondo dallo strato della cartilagine calcificata (è un legame).

Evoluzione morfologica e strutturale

Cartilagine immatura, cartilagine in via di maturazione (prime sollecitazioni meccaniche), cartilagine adulta (matura).

• Cartilagine immatura: Colorito uniforme, consistenza elastica, spessore omogeneo.
• Cartilagine matura: Colorito non uniforme (tonalità giallognola), consistenza elastica ma minor deformità e spessore non omogeneo.

Ci sono delle differenze microarchitetturali tra la cartilagine immatura e quella matura.

• Immaturo = strato superficiale, intermedio e profondo.
• Matura = ha uno strato in più rispetto a quella immatura cioè quello della cartilagine calcificata. Tide mark divide lo strato profondo dallo strato della cartilagine calcificata.

Nutrizione: la cartilagine articolare in età evolutiva ha una nutrizione che avviene essenzialmente attraverso la via sinoviale, cioè dall'ambiente articolare e attraverso l'osso sottocondriale, vista l'assenza della cartilagine calcificata.

Funzione meccanica dei diversi strati della cartilagine articolare

• Strato superficiale, provvede a distribuire il carico e fissa la cartilagine al periostio.
• Strato intermedio, agisce come zona deformabile e come deposito di energia.
• Strato profondo e della cartilagine calcificata, attutisce l'effetto del carico e collegano il tessuto con l'osso sottostante.

Funzione meccanica principale del tessuto cartilagineo: fondamentalmente sono due:

• Trasmettere ed ammortizzare le sollecitazioni: funzione collegata alle proprietà fisiche intrinseche del tessuto cartilagineo quindi legate alla composizione biochimica e microarchitettura.
• Assicurare lo scorrimento delle superfici articolari.

Sollecitazione in compressione del tessuto cartilagineo: deformità, aumento della zona di contatto, ammortizzazione e ripartizione dei carichi, quindi maggiore rigidità del tessuto cartilagineo e minore deformità.

Permeabilità del tessuto cartilagineo è sia interna che esterna.

Se il carico non è massimale = 75% dello sforzo totale è sopportato dalla fase liquida, 25% sopportato dalla fase solida.

Aumentando il carico e la deformazione, diminuisce la permeabilità del tessuto e cessa il flusso del liquido interstiziale, tutto lo sforzo ricade sulla fase solida.

La distribuzione dei carichi dipende sostanzialmente da tre fattori:

• Gradiente pressorio fra zone contigue
• Permeabilità
• Velocità di flusso interstiziale

La seconda funzione meccanica principale della cartilagine articolare = assicurare lo scorrimento delle superfici articolari, mediante meccanismo di lubrificazione.

Liquido sinoviale: è un trasudato del plasma costituito da acido ialuronico, composto glicoproteici, formazioni lipidiche, molecole di plasma.

Caratteristiche del liquido sinoviale: visco-elastica

• Viscosità = resistenza che le forze interne oppongono allo scorrimento delle molecole
• Elasticità = capacità di deformazione elastica delle molecole

La capacità di lubrificazione del liquido sinoviale è alterata dagli enzimi proteolitici. Quindi le proteine hanno un ruolo importante nella lubrificazione.

Lezione scienza di base 3

Funzione meccanica: trasmettere ed ammortizzare le sollecitazioni, assicurare lo scorrimento delle superfici articolari. Queste due caratteristiche sono legate alle proprietà chimiche e fisiche del:

• Liquido sinoviale
• Superficie articolare

La lubrificazione, nella meccanica dei fluidi, si basa su diversi sistemi, che vengono applicati per ridurre l'attrito e quindi l'usura mediante l'interposizione di un film fluido. Questi vari sistemi si basano su principi, formule, coefficienti, unità di misura ecc. (coefficiente di Hersey, di Newton/sec frattometro e sull'equazione di Reynolds).

Su questi concetti, espressi nella meccanica dei fluidi, derivano i vari tipi di lubrificazione:

• Limite, protezione molecolare, monomolecolare, che separa le due superfici dipende dalle caratteristiche della superficie e dalle caratteristiche del lubrificante.
• Film-fluido, riesce sempre a separare, senza interruzioni, le due superfici:
• Idrostatica, pressurizzata da pompa esterna (es. ammortizzare)
• Squeeze film, (viene imprigionato fra le due superfici)
• Idrodinamica (movimento delle due superfici)
• Elastoidrodinamica, utilizza la deformazione elastica di un solido

Quindi parliamo di lubrificazione mista (importante, viene messa in evidenza in molte macchine che lavorano in intermittenza) tipo le scale mobili.

Lubrificazione articolare

• Sinoviale
• Cartilagine

In natura i coefficienti d'attrito rilevati sono molto bassi (sia in vitro che in vivo) ed esiste un'ampia varietà di situazione fisiologiche:

• Movimenti ad alta velocità con carichi modesti
• Carichi elevati di breve durata
• Carichi costanti
• Movimenti senza carico

In natura, la lubrificazione articolare è mista vuol dire che, fuori carico, all'inizio del movimento e per movimenti lenti viene ipotizzata una lubrificazione limite cioè una lubrificazione molecolare.

In particolare, sono presenti nella cavità articolare delle “frazioni” (composti) con funzione lubrificante sia del liquido sinoviale (lubricina proteina adesa alla superficie cartilaginea, dotata di forza di repulsione intermolecolare).

Per carichi elevati e/o costanti movimenti rapidi interviene la lubrificazione elastoidrodinamica (auto pressurizzata) la quale, basa la sua efficacia sulle caratteristiche di permeabilità.

Teorie sul movimento interstiziale con finalità lubrificanti (sono 2):

• Lubrificazione a spugna, durante il carico il liquido fuoriesce dal tessuto cartilagineo va verso il cavo articolare e quindi tiene separate le due superfici cartilaginee.
• Lubrificazione a pressione, il liquido anziché uscire come si fa con la spugna quando viene premuta, passa dal liquido sinoviale al tessuto cartilagineo concentrando il liquido sinoviale il quale così diventerebbe più denso, più ricco con maggiore capacità di lubrificazione. Quindi il liquido fuoriesce dal tessuto cartilagineo per andare a disporsi nell'ambiente articolare fra le due superfici cartilaginee.

• Il sistema parte come limite e termina come limite nelle articolazioni fuori carico;
• Parte come limite e termina come limite ma con l'interposizione, durante il movimento e il carico della lubrificazione, elastoidrodinamica.

Sotto carico che cosa succede?

Agiscono:

• Le componenti lubrificanti (proteine e vari elementi chimiche liquido sinoviale)
• L'acido ialuronico con le sue caratteristiche viscose (legate al peso molecolare ed alla concentrazione)
• L'azione elasto-idrodinamica (auto pressurizzata) del tessuto cartilagineo
• La permeabilità (del tessuto e del film-fluido lubrificante)

Quindi in meccanica cosa succede? Succede che il lubrificante lubrifica ed aiuta a sopportare il carico (se sostenuto da un sistema di pompa esterna pressurizzata).

In natura invece succede che il liquido sinoviale lubrifica mentre l'acqua attraverso una pompa elasto-idrodinamica auto pressurizzata favorisce la sopportazione del carico.

Varie condizioni patologiche (degenerative o traumatiche) impediscono al meccanismo di controllo dell'usura fisiologica di mantenere il mantello cartilagineo in quanto influiscono sul meccanismo di lubrificazione e sulla già blanda capacità riparativa delle cellule cartilaginee. E poi sulla degradazione del tessuto cartilagineo, che è sotto l'influenza di enzimi litici (metalloproteinasi). Ne consegue che la perdita dell'equilibrio tra:

• Deformità (della cartilagine articolare)
• Scorrimento (delle superfici)
• Degradazione (dei costituenti)
• Sintesi (della matrice)

Può condurre all'artrosi primitiva o secondaria.

Lezione fisiopatologia 1 (del tessuto cartilagineo)

Classificazione delle lesioni della cartilagine articolare:

I traumi possono essere distinti in:

• Lesioni acute
• Cronico ripetuto
• Lesioni non acute

Lesioni acute:

• Area priva di inserzione legamentosa (condilo femorale, avvengono nel ginocchio lussazione di rotula) oppure lesioni del condilo femorale che possono avvenire per meccanismi diretti o per traumi diretti e rotatori che avvengono nell'articolazione del ginocchio.
• Area provvista di inserzione legamentosa esempio frattura-avulsione dell'eminenza intercondiloidea (parte anteriore del piano articolare tibiale su di essa si inserisce il legamento crociato anteriore che poi va ad inserirsi sul condilo laterale. Analoga cioè lesione con interessamento di cartilagine dove c'è un'inserzione legamentosa abbiamo anche la lesione frattura-avulsione della superficie retrospinale).

Lesioni non acute: difficoltà di coglierle ed inquadrarle bene, secondo la classificazione più diffusa (Outerbridge del 1961):

• Condromalacia: cause definite (esempio malallineamento ecc.)
• Idiopatiche
• Osteocondrosi dissecante

Classificazione delle fratture dei nuclei epifisari

• Sono lesioni che possono interessare solo la cartilagine articolare
• Sono lesioni che possono interessare la cartilagine articolare e possono arrivare fino alla cartilagine di accrescimento
• Sono lesioni che possono interessare la cartilagine articolare fino alla cartilagine di accrescimento e determinarne il loro distacco
• Lesioni in cui la linea di frattura va dalla cartilagine articolare, prosegue verso la cartilagine di accrescimento e giunge fino alla parte superiore della metafisi dell'osso senza o con spostamento
• Lesioni che interessano la cartilagine di accrescimento zona metafisaria e la cartilagine articolare che poi nel corso del tempo per un meccanismo non ben chiarito di compressione di trazione possono determinare un danno essenzialmente della cartilagine di accrescimento metafisaria.

Tessuto fibroso cicatriziale nelle zone separate da lesione.

Lesioni non acute

L'inquadramento clinico dei pazienti è ancora una sfida. Questo dipende da vari fattori:

• Dalla difficoltà di coglierle e inquadrarle bene secondo la classificazione più diffusa che è quella di Outerbridge del 1961 che ancora oggi viene utilizzata da molti ortopedici.

Questa classificazione prevede:

• Stadio I: palpazione appare rammollita si fa pigiare
• Stadio II: piccole interruzioni fissurazioni
• Stadio III: vera e propria lesione piccola erosione non arriva all'osso condrale
• Stadio IV: lesione a tutto spessore della cartilagine articolare che arriva fino all'osso sottocondrale.

Le lesioni severe quelle dello stadio III e IV possono essere asintomatiche e osservate come reperto occasionale (silenti dal punto di vista clinico). Possono però poi diventare sintomatiche. Altro fattore è che i sintomi sono altamente variabili ed è ancora incerto il rapporto tra patologia cartilaginea e dolore (ad esempio nel ginocchio). Tipo I e tipo II. Il tessuto cartilagineo non ha fibre dolorifiche e che negli stadi molto precoci non c'è una reazione sinoviale perché non ci sono fibre nervose.

È possibile che la genesi del dolore nelle lesioni iniziali

L'eziologia del dolore può essere legata alle sollecitazioni sull'osso subcondrale ricco di fibre nervose ma anche ad una alterata omeostasi del ginocchio (DyeSF, J Sports Med1998) o ad un’anomala sollecitazione di gangli neurogeni localizzati prevalentemente a livello del legamento alare esterno (osservazioni in instabilità rotulee) o di altre strutture articolari o periarticolari del ginocchio particolarmente ricche di terminazioni nervose come la plica sinoviale (Sanchis-Alfonso V, AmJSM1998).

Mentre, nelle fasi avanzate il dolore è dovuto all'iperemia venosa intraossea che porta alla congestione e stasi nel circolo venoso sinoviale che stimola la sinovite reattiva idrartro, la capsula si distende per la presenza del versamento e vengono stimolati da corpuscoli sensitivi della capsula e dei legamenti e questo porta al DOLORE (stadio III e IV).

Il percorso diagnostico clinico prevede una serie di considerazioni:

• Attenta storia clinica del paziente se preceduti da un trauma
• Visita clinica punti di dolore
• Osservare se ci sono anomalie associate comorbilità, condizioni dei menischi
• Caratteristiche del paziente (obeso) e caratteristiche della deambulazione (torsionale)
• Informazioni dimensioni difetto, se tessuto cartilagineo è contenuto o distaccato, caratteristiche che possono essere individuate con
• Radiografia
• Risonanza magnetica
• Artroscopia