Articulaciones
BIOMECÁNICA: ARTICULAR, CLÍNICA DEL APARATO LOCOMOTOR Y DEL CARTÍLAGO.
Articulación o juntura es la conjunción entre dos huesos formada por una especie de estructuras mediante las cuales se unen los huesos entre sí.
Las articulaciones son las conexiones funcionales entre diferentes huesos.
Las articulaciones se dividen en:
- Sinartrosis. Sin movimiento.
- Anfiartrosis. Semimóviles.
- Diartrosis. Móviles.
- Sinartrosis, sin movimiento. Dos o más superficies articulares soldadas entre sí por medio de un cartílago o tejido fibroso.
Según la osificación de los huesos:
- Sincondrosis.
- Sinfibrosis.
- Anfiartrosis, semimóviles. Dos superficies articulares planas o cóncavas, recubiertas de cartílago articular, unidas por un ligamento fibroso o fibrocartilaginoso que se insertan en ambas superficies, y por unos ligamentos periféricos respecto al ligamento ínter óseo. Algunas, que presentan un esbozo de cavidad articular. Se denominan Diartroanfiartrosis.
- Diartrosis. Superficies lisas separadas por una cavidad articular. Rodeadas por la cápsula, ligamentos y sinovial.
Este tipo de articulaciones puede o no tener menisco. Partes o formas de cartílago que ayudan a la amortiguación y al movimiento de la articulación
En estas articulaciones de libre movimiento y sinoviales, los bordes de los huesos que se articulan están recubiertos de cartílago articular.
Las superficies articulares están recubiertas de cartílago hialino que es el cartílago articular. El cartílago está adherido por una de las partes y la otra está dirigida hacia la cavidad articular, es lisa lo que facilita su deslizamiento. Es una capa de tipo conectivo de décimas de milímetro a unos milímetros de espesor de color ambarino. La densidad de células es muy baja.
El cartílago tiene:
- Un grosor proporcional a la presión que sufre.
- El coeficiente de rozamiento es muy pequeño.
- La elasticidad absorbe los golpes y protege las articulaciones.
El cartílago no tiene:
- Inervación.
- Riego sanguíneo.
- No se regenera, solo podemos ayudar a conservarlo.
Cuando las dos partes de la articulación no son perfectamente complementarias, encontramos una estructura intraarticular fibrocartilaginosa, que ayuda a la concordancia articular. Son los meniscos acoplamientos de cartílago que ayudan a la concordancia articular actúan a forma de silenblock
amortiguador o fuerza entre estructuras que amortiguan y absorben los golpes y las presiones.
Son estructuras propias y se encuentran en la rodilla de casi todos los mamíferos.
Su forma y estructura dependerá de la posición y ángulo de apoyo entre el fémur (cóndilos femorales) y la meseta tibial, cara interna y externa. Dependiendo del ángulo, el menisco tendrá una forma, superficie y grosor diverso.
Son diferentes el interno del externo, ya que la extremidad puede apoyar una interna o externamente. Incluso dependiendo de la posición de apoyo del animal a lo largo de su crecimiento, el menisco se adapta a este apoyo.
Estos cartílagos están adheridos a la cápsula articular, separan la cavidad articular en dos partes, completa o parcialmente, se denomina menisco.
La articulación tiene un manguito fibroso que, junto con los ligamentos peri-articulares, ayuda a mantener las superficies articulares.
La cápsula articular es más o menos laxa dependiendo de la movilidad articular
Fuera de los ligamentos, periféricamente se observan tendones y fascias rodeando la articulación.
Estas estructuras, globalmente, tienen dos funciones:
- Mantener la estabilidad y congruencia articular.
- Transmisión de fuerzas musculares. Funcionalidad, producen el movimiento.
La musculatura y su fuerza neutralizan la fuerza de los ligamentos. Dan el equilibrio a la articulación. Este conjunto de barreras naturales hacen que la articulación no se luxe, o sufra deterioro.
Sobrepasar estos límites supone lesionar la articulación, fisuras esguinces luxaciones.
Periféricamente, la articulación se protege y tiene una forma de funcionar.
A partir de la Cápsula Articular, por su cara interna aparece un tapiz por una membrana delgada, transparente, adherida al contorno del cartílago articular y que recubre toda la cavidad (excepto las superficies de roce). Esta membrana es la Sinovial. Cuando la cápsula articular se inserta a distancia del cartílago articular, la sinovial recubre también el periostio comprendido entre la inserción capsular y el cartílago.
Si la articulación tiene menisco (rodilla), la sinovial no recubre el menisco. Se divide en dos partes.
La cara interna de la sinovial está constituida por pequeñas prolongaciones de tejido conjuntivo ricamente irrigado. Franjas sinoviales que secretan un líquido incoloro y viscosos hacia el interior de la cavidad articular. Este líquido sinovial es el lubricante de la articulación, sobre todo las superficies articulares que se enfrentan.
- Articulación normal, poca cantidad de líquido sinovial.
- Articulación patológica mayor cantidad de líquido sinovial y distinto.
El organismo tiene unos mecanismos que llamamos bolsas serosas. Están situadas en las zonas de roce de una inserción muscular o de un tendón.
Estas bolsas tienen unas membranas sinoviales en forma de saco con un contenido líquido que es sinovial, cuyo papel vuelve a ser el de facilitar el deslizamiento.
Algunos tendones tienen a su alrededor una estructura análoga, pero con una doble pared cilíndrica que se llama vaina serosa (que contiene el mismo líquido sinovial).
Algunas de estas bolsas, pueden incluso estar en comunicación con la cavidad articular vecina.
Una irritación en estas bolsas, una inflamación, puede producir una bursitis. Si puncionamos, sale líquido por el exceso en su cantidad.
En estado normal ejercen una presión negativa. Por ello es necesario introducir líquido cuándo hacemos una exploración articular.
La sinovial es la parte que protege y ayuda al deslizamiento y a la permeabilidad de cualquier estructura de roce o deslizamiento.
RESUMEN DE LAS ARTICULACIONES SEGÚN SU MOVIMIENTO
SINARTROSIS
• Sincondrosis: soldada desarrollada en un cartílago, no tiene movimiento (un ejemplo serian los huesos de la bóveda craneal).
• Sinfibrosis: soldada desarrollada en un tejido conjuntivo no tiene movimiento (mismo ejemplo).
ANFIARTROSIS
• Ligamentos ínter-óseos.
• Ligamentos periféricos. A veces, diartroanfiartrosis.
Los movimientos son débiles, jugando con la elasticidad estructural, se corresponde a las articulaciones de los cuerpos vertebrales.
En las estructuras vertebrales, el disco intervertebral (que podríamos considerar como una estructura muy similar al menisco, pero que en vez de deslizamiento actúa por acoplamiento.
- Amortiguar.
- Rotar.
- Deslizar levemente.
También varia mucho dependiendo de la posición de cada animal y de su necesidad de producir movimientos con la columna, dependiendo de la raza y especie. Hay diferencias entre perro y gato.
DIARTROSIS
a - Enartrosis, las superficies articulares son segmentos de esfera. Tiene tres ejes de movimiento. Corresponde a la articulación escapulo-humeral y a la cabeza femoral.
b – Condileas: son segmentos de elipse, tienen dos ejes de rotación. Se corresponde a la articulación carpo- metacarpiana.
c - Encajan recíprocamente, tienen una forma cóncava en un sentido y convexa en otro, se mueven en dos ejes y ligera rotación. Se corresponde a la articulación tibio-tarsal.
d – Trocleas. Una de las dos superficies tiene forma de polea, tiene un eje de flexión y extensión. Corresponde a la articulación del codo y a la articulación femoro rotuliana.
e - Trocoide, segmentos de cilindro. Se mueve a lo largo de un eje longitudinal. Correspondería a la articulación radio cubital proximal. Codo.
f - Artrodia, superficies planas, se desplazan por un serodeslizamiento sin existir un eje de giro. La articulación de los huesos del carpo.
FISIOLOGÍA DE LA ARTICULACIÓN
El movimiento articular depende de:
- Configuración de la articulación.
- Forma de adaptarse las caras articulares.
- De la función que ha de tener la articulación, dependerá de la solicitud de movimiento.
Movimiento de:
• Rotación, es el más frecuente; giran alrededor de un eje.
• Deslizamiento, desplazamiento de un segmento sobre el otro. Traslación del primer segmento sobre el segundo.
• Rodamiento, puntos contiguos de un primer cuerpo quedan juntos a puntos contiguos de un segundo cuerpo.
Hay articulaciones que reúnen diferentes movimientos. Por ejemplo, la rodilla, movimientos de rodamiento y deslizamiento.
• Flexión y Extensión:
- Flexión, se juntan los segmentos.
- Extensión, se separan los segmentos.
• Abducción y Aducción:
- Abducción, separa el miembro del eje longitudinal y central del cuerpo
- Aducción, acerca el miembro al eje.
• Rotación interna y Rotación externa:
- Rotación interna, acerca las posiciones anteriores de un segmento al eje central del cuerpo y lo aleja de las posteriores.
- Rotación externa, movimiento contrario.
• Circunducción:
Continuación de los movimientos anteriores. Forma de cono formado por los movimientos de: flexión- abducción- extensión- aducción.
Si nos ponemos a repasar los mecanismos de formación de una articulación, nos damos cuenta de que la articulación empieza a constituirse en el momento en que el esqueleto empieza a condrificarse.
El movimiento precoz de las extremidades en el embrión produce la cavitación articular. Remodela las formas articulares y, en definitiva, estimula y activa el movimiento de la extremidad.
El desarrollo va a ser distinto dependiendo de como es y qué forma tiene la articulación:
• Fibrosa - El mesenquima entre los dos huesos es tejido conectivo (suturas craneales).
• Cartilaginosa - El mesenquima está formado por cartílago hialino que cubre los huesos que forman la articulación.
• En las sinoviales o Hidartrosis - El mesenquima central se divide en tres capas:
- Los dos extremos son el cartílago articular.
- La central pasará a ser la cavidad.
El mesenquima sinovial de la zona se transforma en:
- membrana sinovial.
- en cápsula.
- meniscos.
- tendones y ligamentos.
Embrionariamente, el líquido sinovial es pegajoso y enganchoso, parecido a una clara de huevo. Es el principal nutriente de los condrocitos. Este líquido sinovial está dentro de la membrana sinovial.
Los pequeños movimientos expanden el cartílago, que libera sustancias y se produce el intercambio necesario para su formación y estabilidad.
Las contracciones musculares producen movimiento. En un primer estadio, ayuda a la formación total de la cavidad articular y luego, hace que se conserve esta cavidad. Una parálisis muscular y una perdida de movimiento provoca una unión de la articulación y perdida del movimiento. Una artrodesis por inactividad, un no movimiento por perdida de la elasticidad muscular y tendinosa.
El mismo nervio que actúa sobre la musculatura peri-articular suele ser el mismo que inerva la articulación.
HISTOLOGÍA DEL CARTÍLAGO ARTICULAR
• Condrocitos.
• Elementos extracelulares que constituyen la matriz.
- Zona I. Capa tangencial, es la mas próxima a la articulación.
Ocupa el 5-10% del volumen de la matriz extracelular.
- Zona II. Capa transicional, ocupa el 45-50% del volumen de la matriz extracelular.
- Mayor contenido de proteoglicanos.
- Red curvada de fibrillas de colágeno.
- Zona III. Capa radial, 30% del volumen de matriz extracelular.
- Zona IV. Zona calcificada, 5-10% de la matriz extracelular.
- Un % elevado de sales de calcio.
- Ausencia de proteoglicanos.
- Fibras de colágeno y condrocitos redondeados en el interior de unas estructuras (parecidas a los nidos).
• El límite superior se denomina línea o borde ondulado, línea de marea (Tidermark).
• El límite inferior se llama límite cementante (fase final en la maduración del cartílago articular).
La matriz del cartílago articular representa el 20-40% del peso total.
La composición de la matriz del cartílago es:
- 60% es fibra de colágeno.
- 40% gel y proteoglicanos.
Las células ocupan el 2% del total. Los condrocitos.
Como funcionan y como son estos componentes del cartílago.
Colágeno:
Es la mayor proteína existente en el organismo. En el cartílago articular, las fibras de colágeno alcanzan diámetros de hasta 2 milimicras.
Los proteoglicanos actúan como ligaduras y ayudan a mantener las propiedades físicas, y a mantener también su estructura ordenada.
La retícula de colágeno, unida a los proteoglicanos hiperhidratados, proporciona resistencias y ayuda a mantener la tensión.
La distribución no uniforme del colágeno da lugar a una superficie estratificada.
En 1991, Jeffrey apunta que en la capa tangencial y transicional, el colágeno está estructurado en forma de hojas verticales y se incurvan y se colocan paralelamente, en la zona o superficie articular. Cada hoja está constituida por un fino entramado de fibras de colágeno.
Las moléculas de proteoglicanos ocupan el 5-10% de la fase sólida, son unas moléculas muy grandes y ocupan una espacio grande. A consecuencia de las cargas negativas que existen en sus brazos laterales, actúan como muelles de un colchón al ser comprimidas, favorece la baja fricción en las superficies articulares.
La mayoría de las resistencias articulares se deben a los tejidos blandos adyacentes, que representan el 99% de la resistencia friccional en el movimiento de fricción pasivo.
Cuando la presión que ha de sufrir una articulación es muy alta, aparecen cojinetes de amortiguación como sesamoideos, meniscos, complejos cartilaginosos que actúan de amortiguadores o absorbedores de presión.
La distribución y volumen de proteoglicanos varían según la zona, la estructura, la edad y las diferentes situaciones del tejido.
El cartílago articular se nutre del líquido sinovial y carece de inervacion y vascularizacion.
PROPIEDADES BIOMECÁNICAS DEL CARTÍLAGO ARTICULAR
En 1980, How definió el cartílago articular como un modelo BIFÁSICO.
• Fase sólida - Matriz orgánica sólida con poros elásticos.
• Fase líquida - Líquido en los intersticios.
Es un medio fluido y poroso, parecido a una esponja empapada de agua.
El cartílago es un tejido presurizado que puede llegar a tener al menos 2 atmósferas de presión oncótica e hidrostática debido a su contenido en proteoglicanos.
La compresión sobre el cartílago modifica la matriz peri-celular del condrón y la hace pasar del gel a solución desplazando el agua debido a los micro y macro-poros en la cápsula.
Los CONDROCITOS responden a variaciones pequeñas en la presión hidrostática, formándose pequeñas deformaciones en la pared.
El CONDRON actuará como una micro-bomba, transmitiendo las ordenes necesarias para el movimiento del líquido del interior al exterior.
La vida del condrocito, su estructura y su forma persisten mientras pueda soportar los impactos y la intensidad de los mismos.
El cartílago es anisótropo, se estira según la dirección de las fibras de colágeno, y responde dependiendo de la composición química del líquido extracelular, proporciona un comportamiento visco-elástico a la tracción.
La compresión y el cizallamiento aparecen de forma menor o mayor, dependiendo de la intensidad del movimiento.
Otra propiedad es la resistencia que opone y a su posibilidad de romperse. RESILIENCIA: capacidad amortiguadora del cartílago a soportar presión, visco-elasticidad.
Esto se debe a la posición de las hojas de colágeno perpendiculares al hueso en forma de bóveda.
Se comprimen y descomprimen por fuerzas mecánicas y fuerzas osmóticas, la capacidad deformante del cartílago varia con la edad, en animales viejos la cantidad de líquido articular es casi el doble. Estos cambios solo se observan mas en las zonas de carga.
Aumenta la cantidad de agua en las fibras de colágeno y, a su vez, perdemos proteoglicanos (evolución lógica con la edad). En los puntos de máxima presión las fibras de colágeno están mas afectadas y gruesas. En la zona radial y en la zona transicional están mas delgadas y con mayor cantidad de proteoglicanos. Principalmente:
- Debajo de los meniscos en las zonas periféricas
- En los bordes de la articulación.
CONDROMALACIA: se produce cuando las células de colágeno se desplazan o separan a consecuencia de movimientos de presión o cizallamiento. Queda un espacio o un vacío que se llena de líquido intraarticular a presión, eleva las capas tangenciales y lesiona el cartílago.
El cartílago tiene un aspecto normal però, al palparlo (con el palpador por vía artroscopica), vemos que está más blando y friable. Es el principio de un proceso osteocondral, que más adelante desencadenara un flap o colgajo y dará lugar a una OCD, osteocondritis disecans.
El intercambio del líquido intraarticular, debido a la capacidad porosa del material, hace que se equilibre la presión, y la deformación. En definitiva, la función de amortiguación y reducción del rozamiento del cartílago.
Todo este mecanismo (que funciona perfectamente: equilibrando la presión, la tracción, la deformación y la retención de líquido), se altera si producimos una carga y descarga rápida (salto). Ello conlleva pequeños micro-traumatismos acumulativos y que pueden llegar a producir alteraciones articulares graves, sobre todo en animales de gran talla, que crecen en superficies duras y con articulaciones blandas (Mastín, Golden, Labrador, Terranova, RW, etc).
Entre las dos superficies articulares hay una gruesa película de líquido. Al presionar al cargar, esta película disminuye y parte del líquido sale del exterior. El resto del líquido queda aprisionado entre las carillas articulares formando un cojín o acomodo articular.
Si la presión es muy grande y constante llega un momento que las superficies se ponen en contacto y se producen las lesiones.
TENEMOS DOS TIPOS DE LUBRICACIÓN
1 - Lubricación límite, monocapa de moléculas de lubricante entre las superficies articulares en contacto.
Evita la adherencia y la abrasión.
Es independiente de:
- La viscosidad del líquido.
- La dureza de los cuerpos en contacto.
2 - Lubricación por película de líquido: Capa mucho más gruesa, que produce una reparación relativamente mayor de las superficies articulares.
En la lubricación hidrodinámica, el movimiento de cizallamiento forma una cuña que se desplaza y se introduce en la matriz.
Lubricación por expresión de la pel·lícula: sirve para soportar grandes presiones durante poco tiempo.
El cartílago es un órgano que, por su funcionalidad, está evidentemente sometido a desgaste:
- Fisuras.
- Erosiones.
- Roturas.
Cuando aparece un defecto, el líquido articular penetra, y forma una erosión química. La digestión química.
ARTROSIS - Es un proceso evolutivo.
- Presión.
- Cizallamiento.
Se producen grietas, y se separan las fibras verticales de colágeno y se produce una fisura, se unen varias fisuras y tenemos una ulcera y a través de ella llegamos al hueso subcondral.
Cuatro fases:
1 - Valvetización.
2 - Fisuración.
3 - Ulceración.
4 - Eburnación.
En la artrosis, se altera la continuidad de la matriz sólida de colágeno y proteoglicanos y, debido a ello, se aumenta la permeabilidad del cartílago.
La edad también influye en el adelgazamiento de la pared del cartílago.
El cartílago se comporta como un material visco-elástico, poroso y permeable, lleno de líquido.
Poroviscohiperelastico.
MECÁNICA DE LA CÁPSULA ARTICULAR Y LOS LIGAMENTOS
La cápsula articular tiene una serie de estructuras externas e internas que ayudan a estabilizar la articulación.
Ligamentos, tendones y estructuras pasivas, que actúan equilibrando.
La cápsula de una articulación sinovial, está formada por un tejido conectivo denso, revestido por sinovia que se dispone a forma de bolsa alrededor de los huesos de la articulación.
La inserción capsular es una estructura especializada, fibrocartilaginosa, degradada de fibrocartílago a hueso.
El fibrocartílago es muy rico en colágeno de tipo II muy característico del cartílago. Este contenido de colágeno aumenta con la edad podría explicar de alguna manera la sobrecarga por presión.
La cápsula tiene espesores diferentes dependiendo de la presión que soporta. Se refuerza por los ligamentos y los tendones.
Propiedades del tejido colágeno:
- Orientación estructural de las fibras.
- Propiedades de la fibras elásticas y fibras de colágeno.
- Proporción entre ellas.
• Las fibras de los tendones tienen un alineamiento paralelo que le proporcionan una gran resistencia a la tensión que soportan.
• Las fibras de los ligamentos son más variables dependiendo de la función del ligamento.
• Las fibras de colágeno se comportan como materiales dúctiles.
• Las fibras elásticas son de materiales frágiles y quebradizos.
La mecánica de los ligamentos depende de:
- Lugar de anclaje.
- Geometría articular.
Los ligamentos próximos al eje del movimiento permanecen tensos durante todo el recorrido articular (ligamentos cruzados de la rodilla).
Los ligamentos que se insertan lejos del eje de movimiento sirven de fulcro.
Hay que estudiar su mecánica como un complejo hueso-ligamento-hueso, con módulos de Young diferentes.
Cuando analizamos histológicamente un punto de inserción ligamentosa al hueso tenemos:
1ª zona - Final del ligamento las fibras de colágeno se mezclan con el fibrocartílago
2ª zona - Resulta de la unión anterior.
3ª zona - Este fibrocartílago se transforma en fibrocartílago mineralizado.
4ª zona - El fibrocartílago mineralizado se mezcla con el hueso cortical.
Es un paso progresivo: Tendón----Hueso menos rígido elástico----Rígido hueso mineral.
Los ligamentos tienen la capacidad de regenerarse después de una lesión, al igual que se regenera el hueso. La remodelación dependerá de las solicitudes mecánicas que tengan:
- Se endurecen con un exceso de tensión.
- Se debilitan con un defecto de tensión.
Noyes nos aclara que, después de una movilización, es necesario un periodo de tiempo para recuperar el estado ideal. También se ha demostrado que un ejercicio intenso refuerza los ligamentos y aumenta el diámetro de las fibras.
Propiedades sensitivas de los ligamentos
Es un sistema demasiado conocido, se reconoce como propiaceptividad articular, proporciona un rápido feedback ligamento-músculo, de protección a los movimientos normales.
Están bien inervados.
En todas las articulaciones hay:
- Un nervio primario, bien diferenciado.
- Nervios accesorios que vienen de los músculos próximos.
Las fibras sensitivas aferentes se dividen en:
GRUPO I - Fibras de 10/18milimicras velocidad de 60m/seg.
GRUPO II - Fibras de 5/112 milimicras velocidad 2.5-30 m/seg. Terminan en los corpúsculos de Puccini y de Ruffini.
GRUPO III - Fibra de 1/ milimicras velocidad de 2.5m/seg.
GRUPO IV - Velocidad de 2.5m/seg.
Forman las terminaciones mielinicas y amielinicas. Estos datos coinciden en los primates superiores y en el hombre. En cada especie, tiene valores diferentes dependiendo de las estrategias músculo esquelética y de la función articular (no hemos encontrado datos en el perro y gato).
En los ligamentos también encontramos unas terminaciones nerviosas, unas son de protección y otras de información.
Implicaciones clínicas
• El cartílago tiene un comportamiento visco-elástico; la recuperación de su espesor depende solo del tiempo.
Los micro traumatismos de alta frecuencia son perjudiciales.
• Ofrece resistencia a la compresión sin romperse.
RESILENCIA
Esto se debe a la disposición del colágeno y a la tensión otorgada por los proteoglicanos de hasta 2 atmósferas.
• La resistencia estructural se la proporcionan las fibras de colágeno.
Es el componente elástico.
• La tensión se mantiene gracias al líquido retenido por los proteoglicanos.
Componente viscoso.
• El cartílago es un sistema hermético mientras se mantiene integro. Si hay lesiones en la capa superficial aparecen fisuras y pierde tensión.
• Se nutre por el líquido sinovial que entra en la articulación gracias a los movimientos de presión descompresión.
• En los extremos tenemos:
- Lubricación límite - moléculas lubricantes
- Lubricación por película de líquido - por encima de ella, es la que soporta la carga.
• El movimiento vertical introduce el líquido a presión en el interior del cartílago.
El movimiento cizallante lo desplaza hacia la periferia.
• Las fibras de colágeno se orientan en los ligamentos y tendones dependiendo de la fuerza que soportan.
• La presencia de fibras elásticas en la cápsula o los ligamentos permite su retracción en caso de sección o inmovilización.
• La unión del ligamento-tendón-hueso es progresiva, calcificación del colágeno.
• La propiaceptividad, se debe a que los nervios que inervan las articulaciones también inervan a los músculos que las mueven.
• Las fibras sensitivas son de:
- Adaptación rápida - Cápsula articular distal.
- Adaptación lenta - Cápsula articular proximal.
• En el ligamento, la inervación es superior cuanto más cerca está de la inervación ósea.
• Los ligamentos actúan como transductores interpretando las tracciones en informando los músculos.
Alexandre Tarragó
IVOT - CVSF - CVV