Condrogênese - Chondrogenesis
A condrogênese é o processo pelo qual a cartilagem é desenvolvida.
Cartilagem no desenvolvimento fetal
Na embriogênese , o sistema esquelético é derivado da camada germinativa do mesoderme . A condrificação (também conhecida como condrogênese) é o processo pelo qual a cartilagem é formada a partir do tecido mesenquimático condensado , que se diferencia em condrócitos e começa a secretar as moléculas que formam a matriz extracelular.
No início do desenvolvimento fetal, a maior parte do esqueleto é cartilaginoso. Essa cartilagem temporária é gradualmente substituída por osso ( ossificação endocondral ), um processo que termina na puberdade. Em contraste, a cartilagem nas articulações permanece sem ossificação durante toda a vida e é, portanto, permanente .
Mineralização
A cartilagem articular hialina adulta é progressivamente mineralizada na junção entre a cartilagem e o osso. É então denominado cartilagem calcificada articular . Uma frente de mineralização avança através da base da cartilagem articular hialina a uma taxa que depende da carga da cartilagem e da tensão de cisalhamento. Variações intermitentes na taxa de avanço e densidade de deposição mineral da frente mineralizante levam a múltiplas "marcas de maré" na cartilagem calcificada articular.
A cartilagem articular calcificada do adulto é penetrada por botões vasculares e um novo osso é produzido no espaço vascular em um processo semelhante à ossificação endocondral na fise . Uma linha de cimento demarca a cartilagem calcificada articular dos ossos subcondrais.
Reparar
Uma vez danificada , a cartilagem tem capacidade de reparo limitada. Como os condrócitos estão ligados às lacunas , eles não podem migrar para as áreas danificadas. Além disso, como a cartilagem hialina não tem suprimento sanguíneo, a deposição de nova matriz é lenta. A cartilagem hialina danificada é geralmente substituída por tecido cicatricial de fibrocartilagem. Nos últimos anos, cirurgiões e cientistas elaboraram uma série de procedimentos de reparo da cartilagem que ajudam a adiar a necessidade de substituição da articulação.
Em um teste de 1994, médicos suecos consertaram articulações do joelho danificadas implantando células cultivadas da própria cartilagem do paciente. Em 1999, os químicos dos EUA criaram uma cartilagem líquida artificial para uso no reparo de tecido rasgado. A cartilagem é injetada em uma ferida ou articulação danificada e endurece com a exposição à luz ultravioleta.
Cartilagem sintética
Os pesquisadores dizem que suas camadas lubrificantes de "escovas moleculares" podem superar a natureza sob as pressões mais altas encontradas nas articulações, com implicações potencialmente importantes para a cirurgia de substituição da articulação. Cada filamento de pincel de 60 nanômetros tem uma estrutura de polímero a partir da qual pequenos grupos moleculares se destacam. Esses grupos sintéticos são muito semelhantes aos lipídios encontrados nas membranas celulares.
"Em um ambiente aquoso, cada um desses grupos moleculares atrai até 25 moléculas de água por meio de forças eletrostáticas, de modo que o filamento como um todo desenvolve uma bainha aquosa escorregadia. Essas bainhas garantem que as escovas sejam lubrificadas conforme esfregam umas nas outras, mesmo quando firmemente pressionados juntos para imitar as pressões nas articulações dos ossos. "
Conhecidos como hidrogéis de rede dupla, a incrível força desses novos materiais foi uma surpresa feliz quando descobertos pelos pesquisadores em Hokkaido em 2003. A maioria dos hidrogéis preparados convencionalmente - materiais que são 80 a 90 por cento de água mantida em uma rede de polímero - se separam facilmente como uma gelatina. A equipe japonesa descobriu por acaso que a adição de um segundo polímero ao gel os tornava tão resistentes que rivalizavam com a cartilagem - tecido que pode suportar o abuso de centenas de quilos de pressão.
Nivel molecular
Proteínas morfogenéticas ósseas são fatores de crescimento liberados durante o desenvolvimento embrionário para induzir a condensação e determinação de células, durante a condrogênese. Noggin , uma proteína do desenvolvimento, inibe a condrogênese, evitando a condensação e a diferenciação das células mesenquimais.
A molécula sonic hedgehog (Shh) modifica a ativação do L-Sox5 , Sox6 , Sox9 e Nkx3.2 . Sox9 e Nkx3.2 induzem um ao outro em um loop de feedback positivo, onde Nkx3.2 inativa um inibidor Sox9. Este loop é suportado pela expressão BMP. A expressão de Sox9 induz a expressão de BMP, que faz com que os condrócitos se proliferem e se diferenciem.
L-Sox5 e Sox6 compartilham esse papel comum com Sox9. Acredita-se que L-Sox5 e Sox6 induzam a ativação dos genes Col2a1 e Col11a2 e reprimam a expressão de Cbfa1, um marcador para condrócitos em estágio avançado. Acredita-se que L-Sox5 também esteja envolvido principalmente na condrogênese embrionária, enquanto que Sox6 esteja envolvido na condrogênese pós-natal.
A molécula Indian hedgehog (Ihh) é expressa por condrócitos pré-hipertróficos. Ihh estimula a proliferação de condrócitos e regula a maturação dos condrócitos, mantendo a expressão de PTHrP . O PTHrP atua como uma molécula padronizadora, determinando a posição em que os condrócitos iniciam a diferenciação.
Sulfação
O SLC26A2 é um transportador de sulfato. Os defeitos resultam em várias formas de osteocondrodisplasia .