Tessuto connettivo specializzato cartilagine osso sangue

Tessuto​ Cartilagineo

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La cartilagine è una forma specializzata di connettivo, costituita da cellule dette condrociti

circondati da un'abbondante sostanza intercellulare, costituita da fibre immerse in una matrice

amorfa allo stato di gel. La maggior parte dello scheletro si abbozza nel corso dello sviluppo come

cartilagine, poi sostituita da osso. Essa rimane tuttavia nelle zone di confine tra epifisi e diafisi

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delle ossa lunghe provvedendo allo sviluppo in lunghezza di questi segmenti scheletrici

cartilagine di accrescimento o di coniugazione. Questa permane inoltre a livello delle superfici

articolari, che non si ossificano, e in alcune sedi: cartilagini costali, orecchio esterno, naso, laringe,

trachea e bronchi, dischi intervertebrali e sinfisi pubica. Tranne che sulle superfici articolari e nelle

epifisi delle ossa lunghe, essa è rivestita da un involucro di tessuto connettivo fibroso detto

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pericondrio​ . Essa​ è priva​ di​ alcuni​ attributi​ degli​ altri​ tessuti:

- Vasi sanguigni (presenta molecole che ostacolano il VEGF, fattore di crescita dell’endotelio

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usato​ anche​ come​ antitumorale)

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- Vasi​ linfatici

- Nervi

Le caratteristiche di questo tessuto sono stabilite non tanto dalle proprietà delle cellule

(condrociti) ma da ciò che queste cellule secernono, che va a costituire la sostanza intercellulare.

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Le proprietà biomeccaniche fondamentali della cartilagine sono solidità (tessuto che resiste a

forze di tensione; le fibre collagene formano un’impalcatura fibrillare – isoforma II) e resistenza

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alla compressione (tessuto che assorbe forze compressive nonché ha la capacità di recuperare la

forma originaria e la propria struttura dopo una deformazione grazie ai proteoglicani che

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costituiscono​ un​ gel​ idratato​ solido​ compatto)

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Essa ha varie funzioni​ : Abbozzo delle ossa durante la vita embrionale - Funzione scheletrica di

sostegno (come nella trachea evitando che collassi) - Ammortizzatore (dischi intervertebrali) -

Allungamento delle ossa lunghe - Cartilagine articolare e giunzioni articolari tra sterno e estremità

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ventrali​ delle​ coste

•Distribuzione: Pre-natale (modello per la formazione dei segmenti scheletrici! – Gran parte delle

ossa si abbozzano come cartilagine perché questa può assecondare la crescita esplosiva visto che il

suo accrescimento può avvenire sia dall’interno che dall’esterno quindi essere interstiziale o per

apposizione delle cellule del pericondrio/ il tessuto osseo potrebbe crescere per apposizione ma

questo porterebbe a una modifica sostanziale della struttura) e Post-natale: zone di confine tra

epifisi e diafisi delle ossa lunghe provvedendo allo sviluppo in lunghezza (cartilagine di

accrescimento) ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​

Vi sono 3 tipi di cartilagine:

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IALINA. “Vetrosa”, traslucida, bianco-bluastra, relativamente elastica e molto resistente alla

compressione nonostante permetta la diffusione di nutrienti e metaboliti. Nell'embrione e nel feto

quasi tutto lo scheletro si abbozza come cartilagine ialina e poi questa va incontro a calcificazione.

Nell'adulto essa riveste le superfici articolari, forma gli anelli tracheali, il naso, la cartilagine

articolare ed epifisaria (che determina l’allungamento delle ossa lunghe), cartilagini costali e

laringee, cartilagini bronchiali. Essa compare durante la quinta settimana di vita nel mesenchima.

La prima manifestazione morfologica di differenziazione è rappresentata dalla formazione di

aggregati di cellule mesenchimali che ritirano i loro prolungamenti assumendo una forma

rotondeggiante. Questi formano il tessuto o blastema protocondrale o centri di condrificazione,

che non sono soggetti ad angiogenesi. In quest'ambito le cellule mesenchimali secernono matrice

metacromatica ialina e collagene differenziandosi in condroblasti. I segni sono la scomparsa dei

prolungamenti cellulari, accentuazione della basofilia dovuta all'accumulo di ribosomi, sviluppo del

RER e del complesso di Golgi. Inoltre le cellule esprimono fibronectina e laminina. Prevale la

produzione di collagene di tipo II a e poi quella del tipo XI insieme all’aggrecano. A seguito

dell'aumento di sostanza intercellulare, le cellule si allontanano tra loro e rimangono il lacune

cartilaginee. La cellula che rallenta la sua attività biosintetica diventa quindi un condrocito da

condroblasto. Allo stesso tempo il mesenchima si condensa formando il pericondrio che ha

proprietà condrogeniche per cui le cellule condroprogenitrici si differenziano in condroblasti e

depositano per apposizione nuova cartilagine. Un tipo cellulare della sola cartilagine ialina è il

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condroclasto

, cellula multinucleata di origine monocito-macrofagica, si trova nelle cartilagini di

coniugazione e collabora all’osteogenesi condrale riassorbendo cartilagine mineralizzata. Sono

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simili​ agli​ osteoclasti​ ma​ questi​ hanno​ orletto​ striato​ meno​ esteso

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Il successivo accrescimento avviene con due meccanismi ed è regolato da vari fattori: IGF1, IGF2,

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TGFβ,​ bFGF,​ varie​ citochine: ​

- Uno è quello che prevede la divisione di elementi già differenziati detto accrescimento

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interstiziale : le cellule figlie derivate sono cloni di elementi accostati tra loro e vengono

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chiamati gruppi isogeni, derivati della divisione di condrociti inclusi nella MEC, la cui solidità

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ne​ impedisce​ l’allontanamento. ​

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- Il secondo meccanismo è per apposizione e prevede la differenziazione alla periferia del

centro di condrificazione di cellule condroprogenitrici in condroblasti. In particolare il

differenziamento è regolato da fattori chiamati BMP (bone morphogenetic proteins) alla

cui famiglia appartiene TGFβ e la loro diffusione nella matrice può essere antagonizzata

da fattori capaci di legarli e sequestrarli. Questi regolano sviluppo prenatale e

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accrescimento​ ma​ anche​ neocondrogenesi.

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Le lacune non preesistono ai condroblasti ma sono il risultato dell'attività degli stessi condroblasti

che secernono macromolecole della matrice. Alcune lacune possono contenere più condrociti che

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costituiscono un gruppo isogeno. Nella parte più interna, la zona radiata della cartilagine, le cellule

sono sferiche e ovoidali e sono distribuite in gruppi isogeni, la matrice è molto abbondante. Nella

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zona intermedia tra centro e periferia le cellule sono arrotondate ma non si presentano in gruppi.

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Verso la superficie della cartilagine, zona tangenziale , gli elementi sono appiattiti e le lacune vicine

tra loro. Nella cartilagine di coniugazione i condrociti appaiono disposti in lunghe colonne parallele

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costituendo​ la​ zona​ della​ cartilagine​ seriata​ dell'osso.

La cartilagine ialina è molto idratata e la matrice è allo stato di gel compatto, fatta da di fibre

collagene e sostanza fondamentale ricca in proteoglicani. Essi rappresentano il 50% e il 30% del

peso secco. I secondi, poiché solforati, determinano un alto grado di idratazione, fino all’80%.

Questo spiega anche l'elevata basofilia e il fatto che si colora metacromaticamente con il blu di

toluidina e con azzurro A. La cartilagine embrionale è uniformemente basofila mentre quella

adulta presenta differenze regionali nella colorazione che riflettono differenze nella distribuzione

delle diverse componenti della matrice. La regione che circonda ogni gruppo isogeno ha più

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protoni e meno collagene e quindi è un alone basofilo e metacromatico ed è denominata matrice

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territoriale . Le regioni tra i gruppi isogeni hanno concentrazioni minori di condroitin solfato e

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maggiore collagene e quindi sono leggermente acidofile e costituiscono la matrice interterritoriale .

Le microfibrille collagene non sono in fasci e le fibrille più piccole sono soprattutto nella zona

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tangenziale,​ mentre​ quelle​ più​ grandi​ nelle​ zone​ interne.

Il collagene sintetizzato dai condroblasti è prevalentemente di tipo II e vi è anche collagene di tipo

XI, mentre molecole di collagene IX sono legate a molecole di collagene II con distribuzione

regolare di 67 nm. La sostanza fondamentale presenta dei granuli da 10 a 40 nm detti granuli della

matrice e sono in parte dispersi tra le fibrille collagene e molti associati a fibrille. Ciascun granulo

corrisponde a un aggregato proteoglicanico. Il proteoglicano tipico è l’aggrecano, che ha un asse

proteico al quale sono legate covalentemente oltre 100 catene laterali di GAG solforati come

condroitinsolfato e cheratan solfato. Anche qui come nei fibroblasti sintesi e assemblaggio dei

proteoglicani avvengono nella cellula. L’aggregato caratteristico è fatto da un asse di acido

ialuronico cui sono legate circa 100 molecole di aggrecano. La distribuzione di proteoglicani non è

uniforme in tutta la matrice, la concentrazione di aggrecano è massima nelle parti più interne

mentre la decorina diventa prevalente nella periferia, la zona tangenziale. Invece la condronectina

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media​ l'interazione​ tra​ condrociti​ e collagene​ di​ tipo​ II.

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Caratteristiche: Collageno di tipo II, non in fasci - Matrice basofila - Condrociti generalmente

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organizzati in gruppi - Il PERICONDRIO è presente in molte sedi ad eccezione della cartilagine

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articolare​ e dell’epifisi

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ELASTICA. Giallastra, opaca, flessibile ed elastica. Le sue cellule sono simili a quelle della ialina,

hanno una forma rotonda e sono circondate da matrice. Qui vi sono fibre che si colorano con tutti i

metodi per la dimostrazione dell'elastina e hanno un'ultrastruttura simile a quella delle fibre

elastiche del tessuto connettivo elastico. Queste si ramificano e decorrono in tutte le direzioni

formando una fitta rete che oscura la sostanza amorfa, che è meno abbondante rispetto alla ialina.

Sotto il pericondrio la trama è più lassa e i proteoglicani sono meno abbondanti ma riconoscibili

perché si presentano come granuli elettrondensi. La cartilagine elastica si sviluppa da un blastema

ialino, le fibre elastiche si formano alla periferia delle cellule per polimerizzazione di tropoelastina

secreta dagli elementi cellulari, in elastina, insolubile, e che costituisce la componente amorfa

delle fibre. Queste contengono anche una componente microfibrillare costituita da una

glicoproteina chiamata fibrillina, che svolge un ruolo strutturale orientando le molecole di

tropoelastina nella formazione del polimero di elastina. La cartilagine elastica non subisce

calcificazione.

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Si trova in: padiglione auricolare, dove è definita anche “cellulare” - meato uditivo esterno- tuba

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uditiva​ - epiglottide​ - cartilagine​ cuneiforme​ della​ laringe

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Caratteristiche:​ Collageno​ di​ tipo​ II​ - fibre​ elastiche​ in​ FASCI​ - Il​ PERICONDRIO​ è presente

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Differenze con la cartilagine ialina: Colore giallastro, maggiore opacità - Flessibilità e elasticità -

Meno sostanza amorfa, basso contenuto in proteoglicani - Presenza di moltissime fibre elastiche

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nella​ matrice ​

FIBROCARTILAGINE. Forma di transizione fra connettivo denso e cartilagine ialina. Presenta fibre

collagene di tipo I immerse in una scarsa matrice. Per via dell'abbondante componente fibrosa, si

colora con coloranti acidi. Le fibre sono composte di sottili fibrille e le cellule circondate dalla

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capsula sono isolate o allineate tra i fasci di fibre collagene. Questa è priva di pericondrio​ . In molte

sedi si continua con il connettivo fibroso e la transizione tra due tessuti è rivelata dalla maggiore

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dimensione​ degli​ elementi​ cartilaginei​ e dall'accumulo​ di​ matrice​ attorno​ alle​ cellule.

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Si trova in: dischi intervertebrali, vari menischi e labbri articolari, sinfisi pubica, legamento rotondo

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del​ femore,​ zona​ di​ inserzione​ all’osso​ di​ alcuni​ tendini

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Caratteristiche: Collagene di tipo I - Matrice acidofila - Condrociti organizzati in file parallele tra

fasci di collagene - Forma di transizione fra tessuto connettivo denso regolare fibroso e cartilagine

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-​ Priva​ di​ pericondrio,​ si​ insinua​ nel​ connettivo​ fibroso

MEC, in generale​ : Fibre immerse in una sostanza amorfa allo stato di gel - Gel compatto, basofila

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per i COO​ dei GAG - Al ME si distinguono: Fibre collagene , prevalentemente di tipo II (anche IX e XI

per la ialina, poco visibili al M.O.), diverse da quelle prodotte dai fibroblasti, non raccolte in fasci

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ma a formare un delicato reticolo. Matrice amorfa: Solida (a differenza di quella dei tessuti

connettivi propriamente detti) e contiene proteoglicani (aggregano, decorina, versicano, lumicano)

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e​ glicoproteine​ (condronectina​ media​ l’adesione​ tra​ condrociti​ e collagene​ tipo​ II)

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Istogenesi​ – Mesenchima ​

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- Scomparsa dei prolungamenti cellulari di cellule mesenchimali a forma rotondeggiante

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(tessuto​ o blastema​ protocondrale)

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- Aggregazione​ in​ centri di condrificazione – non​ sono​ soggetti​ ad​ angiogenesi!

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- I condroblasti cominciano a produrre fibre collagene e altre componenti della matrice –

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aumenta​ la​ basofilia​ a causa​ dei​ ribosomi ​ ​

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- Si​ allontanano​ e,​ così​ facendo,​ rimangono​ isolati​ all’interno​ di​ lacune cartilaginee

Modificazioni regressive e rigenerazione: fenomeni di degradazione della cartilagine si verificano

nello sviluppo embrionale e nel rimodellamento post-natale, specifici segnali come l'IL-1 stimolano

la produzione e il rilascio di proteasi come la catepsina B e la liberazione di radicali liberi da parte

dei condrociti con conseguente attivazione delle metalloproteasi. La produzione di metalloproteasi

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MMP-9​ e gelatinasi​ B è opera​ dei​ condroblasti​ nelle​ sedi​ di​ osteogenesi​ condrale.

Nell'età senile si verificano invece fenomeni regressivi delle cartilagini di maggiore spessore: la

cartilagine perde la sua trasparenza e diventa giallognola e opaca. Questo è dovuto alla

modificazione della componente proteoglicanica e alla diminuzione globale della loro

concentrazione con un aumento di proteine non collagene. Questo porta a una riduzione di

idratazione e quindi anche di diffusibilità di nutrienti. Altre modifiche dovute all'invecchiamento

comprendono la riduzione della risposta dei condrociti a fattori di crescita e accumulo di

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pentosidina,​ che​ fornisce​ una​ misura​ di​ invecchiamento​ della​ cartilagine​ articolare.

Un fenomeno degenerativo comune è la trasformazione asbestiforme, in cui la matrice è invasa da

fibre stipate diverse dal collagene che conferiscono al tessuto un aspetto lucente. Queste fibre

possono dissolversi portando a rammollimento del tessuto e formazione di cavità chiamate e

‘pseudocisti’. Anche la calcificazione è legata all'invecchiamento, mentre quella della ialina è un

processo normale durante la formazione dell'osso. I mammiferi non possono rigenerare la

cartilagine e quando è danneggiata o distrutta, la perdita di sostanza viene colmata da connettivo

fibroso, che in alcuni casi può dare vita a una metaplasia. Però questa può essere trapiantata con

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pochi​ problemi​ di​ rigetto​ proprio​ grazie​ al​ fatto​ che​ non​ è vascolarizzata.

ISTOFISIOLOGIA:

● La carenza di vitamina A provoca un disturbo nell’attività della cartilagine epifisaria che

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diminuisce​ di​ spessore.​ L’ipervitaminosi​ A accelera​ l’ossificazione​ delle​ piastre​ epifisarie

● La vitamina C è necessaria per la produzione del collagene e, forse, anche dei costituenti

della sostanza amorfa. La deficienza di tale vitamina provoca lo scorbuto, caratterizzata da

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alterazioni​ della​ sostanza​ intercellulare​ di​ tutti​ i tessuti​ connettivi.

● La vitamina D, quando deficiente, determina il rachitismo. Durante la formazione dell’osso,

le cartilagini di coniugazione proliferano regolarmente ma non calcificano, di modo che le

ossa in accrescimento si deformano per il peso che devono sostenere. La vitamina D agisce

sulla calcificazione della cartilagine e dell’osso, inducendo la sintesi di enzimi responsabili

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della​ formazione​ di​ una​ proteina​ coniugata​ di​ trasporto​ del​ calcio.

● L’ipofisi, tramite sintesi dell’ormone della crescita GH (o ormone somatotropo) è

indispensabile per l’accrescimento normale della cartilagine. L’ipofisectomia in giovane età

causa nanismo. Le cartilagini di coniugazione risultano sottili, l’attività proliferativa dei

condrociti è fortemente ridotta e la matrice perde la sua metacromasia. Tutti questi

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cambiamenti​ sono​ reversibili​ se​ si​ somministra​ l&rs