Tessuto cartilagineo

TESSUTO CARTILAGINEO

Il tessuto cartilagineo è un tessuto connettivo di sostegno, le cui cellule derivano dal mesenchima; le cellule, denominate condroblasti e condrociti, sono immerse in una matrice semirigida gelatinosa, formata da una componente amorfa ed una fibrosa, in base alla composizione e consistenza delle quali si distinguono:

• cartilagine ialina;
• cartilagine elastica;
• cartilagine fibrosa.

A differenza del tessuto osseo e dei connettivi propriamente detti, la cartilagine (con qualche piccola eccezione che vedremo in seguito) non contiene vasi né nervi; il mantenimento in vita delle sue cellule dipende quindi dal fatto che la matrice rimanga permeabile alle sostanze nutritive, all’ossigeno ed ai cataboliti, che vengono scambiati tra le cellule stesse ed i capillari del tessuto connettivo circostante, che, in quasi tutte le sedi, forma intorno alla cartilagine una guaina o lamina specifica, denominata pericondrio. La limitata diffusibilità delle sostanze nella matrice cartilaginea è responsabile dello spessore limitato che le strutture formate da cartilagine possono raggiungere.

6.1 ISTOGENESI DELLA CARTILAGINE

La formazione della cartilagine comincia nei cosiddetti centri di condificazione, che nell’uomo compaiono intorno alla quinta settimana di vita intrauterina; gruppi di cellule mesenchimali ritirano i loro prolungamenti, passando da una forma stellata ad una rotondeggiante, ed acquisiscono le caratteristiche di cellule secernenti (abbondante RER e Golgi), diventando condroblasti. I condroblasti secernono sia i componenti della matrice amorfa che il collagene, che si organizza in fibre. La deposizione della matrice allontana tra loro le cellule, che, una volta imprigionate all’interno di cavità denominate lacune, assumono gradualmente l’aspetto di cellule quiescenti (citoplasma meno basofilo, vacuolo centrale, nucleo in posizione periferica) e vengono denominate condrociti; con una notevole frequenza nei preparati istologici i condrociti si presentano “raggrinziti” o comunque danneggiati (durante le procedure di fissazione e disidratazione, infatti, la matrice, ancorché permeabile, rallenta comunque la diffusione dei liquidi).

Anche dopo essere rimaste racchiuse nelle lacune, le cellule mantengono la capacità di dividersi per mitosi e la loro moltiplicazione determina un accrescimento della cartilagine dall’interno (accrescimento interstiziale). Comunque, a causa della consistenza abbastanza elevata della matrice, i condrociti che si originano in questo modo rimangono vicini tra loro, costituendo i cosiddetti gruppi isogeni (in quanto derivano da una singola cellula). La presenza e l’abbondanza dei gruppi isogeni varia nei tre tipi di cartilagine e dipende inoltre dal grado di maturità raggiunto dalla cartilagine stessa.

Il pericondrio, che avvolge quasi sempre la cartilagine, presenta, oltre ad uno strato esterno, contenente soprattutto fibre, uno strato interno contenente cellule con potenzia-

TESSUTO CARTILAGINEO

Il tessuto cartilagineo è un tessuto connettivo di sostegno, le cui cellule derivano dal mesenchima; le cellule, denominate condroblasti e condrociti, sono immerse in una matrice semirigida gelificata, formata da una componente amorfa ed una fibrosa, in base alla composizione e consistenza delle quali si distinguono:

• cartilagine ialina;
• cartilagine elastica;
• cartilagine fibrosa.

A differenza del tessuto osseo e dei connettivi propriamente detti, la cartilagine (con qualche piccola eccezione che vedremo in seguito) non contiene vasi né nervi; il mantenimento in vita delle sue cellule dipende quindi dal fatto che la matrice rimanga permeabile alle sostanze nutritive, all’ossigeno ed ai cataboliti, che vengono scambiati tra le cellule stesse ed i capillari del tessuto connettivo circostante, che, in quasi tutte le sedi, forma intorno alla cartilagine una guaina o lamina specifica, denominata pericondrio. La limitata diffusibilità delle sostanze nella matrice cartilaginea è responsabile dello spessore limitato che le strutture formate da cartilagine possono raggiungere.

6.1 ISTOGENESI DELLA CARTILAGINE

La formazione della cartilagine comincia nei cosiddetti centri di condirficazione, che nell’uomo compaiono intorno alla quinta settimana di vita intrauterina; gruppi di cellule mesenchimali ritirano i loro prolungamenti, passando da una forma stellata ad una rotondeggiante, ed acquisiscono le caratteristiche di cellule secernenti (abbondante RER e Golgi), diventando condroblasti.

I condroblasti secernono sia i componenti della matrice amorfa che il collagene, che si organizza in fibre. La deposizione della matrice allontana tra loro le cellule, che, una volta imprigionate all’interno di cavità denominate lacune, assumono gradualmente l’aspetto di cellule quiescenti ( citoplasma meno basofilo, vacuolo centrale, nucleo in posizione periferica ) e vengono denominate condrociti; con una notevole frequenza nei preparati istologici i condrociti si presentano “raggrinziti” o comunque danneggiati (durante le procedure di fissazione e disidratazione, infatti, la matrice, ancorché permeabile, rallenta comunque la diffusione dei liquidi).

Anche dopo essere rimaste racchiuse nelle lacune, le cellule mantengono la capacità di dividersi per mitosi e la loro moltiplicazione determina un accrescimento della cartilagine dall’interno ( accrescimento interstiziale ). Comunque, a causa della consistenza abbastanza elevata della matrice, i condrociti che si originano in questo modo rimangono vicini tra loro, costituendo i cosiddetti gruppi isogeni (in quanto derivano da una singola cellula). La presenza e l’abbondanza dei gruppi isogeni varia nei tre tipi di cartilagine e dipende inoltre dal grado di maturità raggiunto dalla cartilagine stessa.

Il pericondrio, che avvolge quasi sempre la cartilagine, presenta, oltre ad uno strato esterno, contenente soprattutto fibre, uno strato interno contenente cellule con potenzia-

6.2 CARTILAGINE IALINA

La cartilagine ialina, chiamata così in quanto a fresco appare traslucida e semitrasparente, è la più diffusa, sia nell’adulto che nel feto, di cui costituisce lo scheletro primitivo.

Durante lo sviluppo intrauterino essa viene progressivamente sostituita da tessuto osseo, per cui alla nascita lo scheletro è quasi interamente costituito da tessuto osseo. Fino al termine dell’accrescimento permangono però le cartilagini metafisarie, situate nelle ossa lunghe, di cui garantiscono l’allungamento, e per tutta la vita sono presenti le cartilagini articolari e quelle intercostali. Sono costituite di cartilagine ialina, inoltre, alcune parti dell’apparato respiratorio (setto nasale, laringe, anelli tracheali, cartilagini bronchiali) (Figs. 6.1 e 6.2).

Le proprietà fisiche della cartilagine dipendono, come in tutti i connettivi di sostegno, dalla composizione ed organizzazione della sua matrice extracellulare, che come in tutti i tessuti connettivi è formata da una parte amorfa ed una fibrillare.

COMPONENTE AMORFA.

La componente amorfa è costituita da acqua, sali minerali, proteoglicani e, in misura ridotta, glicoproteine.

I proteoglicani, che costituiscono circa il 30-40% del peso secco della cartilagine, sono formati da una componente proteica a cui sono legati, in maniera covalente, i glicosaminoglicani (GAG), tra i quali prevalgono il condroitin-4 solfato, il condroitin-6 solfato e il cheratansolfato, che sono particolarmente acidi. L’unione, per mezzo di legami ionici, di 100-200 molecole di proteoglicani ad un asse centrale costituito da acido ialuronico dà origine a macromolecole giganti (3-4 µm di lunghezza), denominate agre-

Figura 6.1 Sezione trasversale di trachea. Sono presenti cartilagine ialina, delimitata su entrambi i versanti dal pericondrio (P), e tessuto adiposo uniloculare (A). Colorazione ematossilina–eosina, ingrandimento originale 20X. Nella parte centrale della struttura cartilaginea si evidenziano lacune grandi contenenti più condrociti, molti dei quali con la caratteristica forma a castone per la presenza del vacuolo, e la matrice intercellulare appare basofila, soprattutto nelle aree territoriali, adiacenti alle lacune. Nella parte periferica si evidenziano lacune piccole contenenti una sola cellula e la basofilia della matrice è meno intensa. Il pericondrio si presenta come un connettivo denso, con matrice acidofila.

Figura 6.2 Sezione trasversale di trachea. Sono presenti cartilagine ialina, avvolta dal pericondrio (P), e tessuto connettivo denso irregolare (C). Colorazione Azan-Mallory, ingrandimento originale 40X. Nella parte centrale della struttura cartilaginea sono presenti lacune grandi contenenti uno o più condrociti, mentre alla periferia le lacune sono più piccole e ravvicinate. La matrice della cartilagine, quella del pericondrio e quella dell'adiacente connettivo irregolare sono colorate in blu per la presenza di fibre collagene.

Sia i proteoglicani che gli aggregani, essendo fortemente acidi, legano notevoli quantità di ioni Na⁺ e di molecole di acqua, dando origine a grandi domini idratati incomprimibili, che sono i principali responsabili della consistenza della matrice; essi interagiscono inoltre con le fibre collagene (Fig. 6.3). Tra le glicoproteine, che nell'insieme contribuiscono a conferire resistenza alla matrice cartilaginea, è presente la condronectina, un peptide di 180 kDa che tramite il legame con recettori specifici, della famiglia delle integrine, situati sulla membrana dei condrociti, ne determina l'adesione alla matrice stessa; in tal modo informa le cellule sui cambiamenti del carico meccanico che hanno luogo nel tessuto. Tutte le componenti della matrice sono secrete dalle cellule delle cartilagine e

Figura 6.3 Rappresentazione schematica di parte di una macromolecola di aggrecano.

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diffondono con velocità diverse, per cui nella matrice la loro distribuzione non risulta uniforme; proprio dalla disuniformità di distribuzione dei GAG e dei proteoglicani dipende la colorabilità della matrice stessa. Infatti nelle zone immediatamente adiacenti ai condrociti, definite capsule, dove la concentrazione di GAG è massima, si riscontra una elevata basofilia (oltre a metacromasia e colorabilità con Alcian Blue); tale colorabilità diminuisce nelle aree territoriali, ancora abbastanza vicine alle cellule, e scompare del tutto nelle aree più lontane, definite interterritoriali; in queste ultime aree addirittura si può riscontrare una certa acidofilia, dovuta all’abbondanza di fibre collagene (il collagene è una proteina basica) e glicoproteine (Fig. 6.4).

COMPONENTE FIBRILLARE.

La componente fibrillare è costituita da collagene di tipo II, che è formato da tre catene peptidiche identiche tra loro; tali catene differiscono da quelle che costituiscono il collagene di tipo I, presente nell’osso e nei connettivi propriamente detti come il derma, in quanto sono particolarmente ricche di idrossilisina e di conseguenza risultano particolarmente glicosilate (glicosilazione in O).

Al microscopio elettronico le fibrille non presentano la bandeggiatura regolare descritta per il collagene I ed inoltre non sono riunite in fasci. Al microscopio ottico esse presentano lo stesso indice di rifrazione della componente amorfa, per cui non vengono

Figura 6.4 Cartilagine ialina della trachea. Colorazione Alcian blu-PAS, ingrandimento originale 40x. (a) Parte centrale della struttura cartilaginea. Si vedono condrociti riuniti in gruppi isogeni. Le capsule (C) delle lacune e le aree territoriali (AT) della matrice appaiono colorate in azzurro (a causa dell’abbondanza di proteoglicani), mentre le aree interterritoriali (AI) appaiono colorate in rosso (a causa dell’abbondanza di glicoproteine e fibre collagene). Si noti come molti condrociti appaiano raggrinziti e non occupino, a differenza che in vivo, tutto lo spazio all’interno delle lacune. (b) Parte periferica della struttura cartilaginea. Si osservano lacune piuttosto piccole, che ospitano singoli condrociti di forma allungata, orientati con l’asse maggiore parallelo alla superficie della cartilagine. Nella matrice la differenza di colorazione tra le aree territoriali (AT) e quelle interterritoriali (AI) è molto meno evidente che nell’immagine A.

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