Appunti di Anatomia: Lezioni su articolazioni sinoviali e cartilagine PDF

Lezione 4 4 marzo ARTICOLAZIONI SINOVIALI E LA CARTILAGINE ARTICOLARE L’articolazione è costituita da 2 epifisi ossee, l'epifisi distale e l'epifisi prossimale, che si articolano l'una con l'a...

Lezione 4 4 marzo ARTICOLAZIONI SINOVIALI E LA CARTILAGINE ARTICOLARE L’articolazione è costituita da 2 epifisi ossee, l'epifisi distale e l'epifisi prossimale, che si articolano l'una con l'altra a livello di superfici dette superfici articolari. La superficie articolare di entrambe l'epifisi è rivestita dalla cartilagine articolare. Appena al disotto della cartilagine articolare, si trova uno strato di osso trabecolare particolarmente compatto che costituisce l’epifisi e prende il nome di osso subcondrale molto importante sia nella fisiologia che nella patologia. Le due superfici sono separati da una cavità virtuale, detta cavità articolare. Questa si forma in quanto l'articolazione è avvolta da una struttura definita nel suo complesso capsula articolare che si inserisce sulla guaina di rivestimento dell’osso (periostio) dove ci sono delle cellule osteocondroprogenitrici. La capsula articolare è costituita da uno strato più esterno caratterizzato da tessuto fibroso (connettivale fibroso compatto) che è detto capsula fibrosa e da uno strato più interno molto più vascolarizzato e cellularizzato, a diretto contatto con il liquido sinoviale, chiamato membrana sinoviale. All'interno della capsula nella sua porzione fibrosa e solo in alcune articolazioni (soprattutto in quelle più complesse come la spalla, il gomito, il ginocchio ecc. ecc.), si possono trovare delle strutture di contenimento ossia i legamenti collaterali che sono importanti nella stabilizzazione dell’articolazione come la stessa capsula. La zona di passaggio tra cartilagine calcificata e periostio si chiama zona di transizione. Qui possiamo trovare (come in altre sedi dell’articolazione) cellule osteo-condroprogenitrici. Quindi in certe sedi dell’articolazione si riscontra la presenza di nicchie di cellule staminali mesenchimali in grado di trasformarsi in condrociti (cellule staminali accasate in queste sedi). Le articolazioni sinoviali sono quindi formate da:  due o più superfici ossee che sono opposte e congruenti tra di loro; la parte più esterna di questa superficie ossea, cioè dell'epifisi, viene definita con il termine di osso subcondrale. L'osso subcondrale è rivestito da cartilagine ialina che è la cartilagine articolare.  Queste due superfici ossee sono rivestite da cartilagine articolare,  Separate da uno spazio, detta cavità articolare, contenente il liquido sinoviale. L’intera struttura è circondata, protetta e stabilizzata, da una capsula esterna fibrosa detta nel suo insieme capsula articolare.  Essa è costituita nella sua parte più interna da una membrana sinoviale, direttamente in contatto con il liquido sinoviale presente nella cavità articolare, che si inserisce in una zona di passaggio tra cartilagine calcificata e periostio, nella cosiddetta zona marginale di transizione, nicchia dove ci possono essere cellule ad attività osteocondroprogenitrice. L’articolazione come unità funzionale biomeccanica: L’articolazione è una struttura complessa e potremmo definirla come un’unità funzionale biomeccanica che permette di trasformare in forza meccanica (=locomozione o attività locomotoria) la propulsione esercitata dai muscoli. Tutte le strutture che costituiscono l'articolazione hanno un ruolo fondamentale dal punto di vista meccanico. Dobbiamo conoscere come le forze meccaniche (stress meccanici) agiscono sul tessuto cartilagineo: esse possono avere sia un effetto anabolico positivo (per il corretto funzionamento dell’articolazione stessa) ma altre volte, quando questi stress meccanici sono in eccesso, anche degli effetti negativi. Ciascuna componente dell’articolazione ha un ruolo dal punto di vista meccanico: Osso È al di sotto della cartilagine articolare: sia la porzione immediatamente sotto, l’osso subcondrale, che l’osso epifisario sono fondamentali nella dissipazione delle forze meccaniche, soprattutto l’osso epifisario che con la distribuzione delle sue trabecole permette un ottimale dissipazione delle forze meccaniche; le forze meccaniche sono dissipate lungo le linee trabecolari che sono orientate parallelamente all’andamento di queste forze, se l’osso non è ben strutturato (condizioni patologiche) questo porta le forze a scaricarsi molto di più sull’articolazione portando anche alla scomparsa della cartilagine articolare. La dissipazione delle forze è fondamentale perché la cartilagine da sola non è in grado di subire e sopportare tutte le forze meccaniche che si scaricano su di essa, svolge un iniziale processo di ammortizzazione e successivamente distribuisce le forze sull’osso sottostante. Cartilagine La cartilagine ha una struttura molecolare tale da poter ammortizzare e dissipare le forze pressorie (statiche e dinamiche) e di attrito che si esercitano su di essa e di trasferirle (funziona come una spugna elastica), dissiparle e neutralizzarle a livello dell'osso sottostante. Liquido sinoviale Il liquido sinoviale, presente all'interno della cavità articolare, bagna e lubrifica le superfici articolari; ha una funzione fondamentale, avendo una natura viscosa, nella riduzione degli attriti e delle forze tangenziali che si esercitano quando le superfici cartilaginee scorrono le una sulle altre. Il componente principale di questo liquido è l’acido ialuronico (è un sale e si parla anche di ialuronato di sodio) che ha un ruolo sia meccanico ma si pensa possa avere anche un’azione antiossidante e questo è importante perché nel processo osteoartritico quando si alterano i metabolismi delle cellule condrocitarie si ha la produzione di radicali liberi dell’ossigeno che possono ulteriormente aggravare la patologia sia dal punto di vista molecolare che della stimolazione del dolore. Strutture capsulo-legamentose Le strutture capsulo-legamentose sono fondamentali nelle funzioni biomeccaniche dell'articolazione, ma non solo, delimitano, chiudono e di conseguenza proteggono l’articolazione; al tempo stesso determinano la stabilità e la direzionalità del movimento, hanno quindi un ruolo propriocettivo e questo è importante perché se il movimento di un’ articolazione è stabilizzato in una certa maniera abbiamo sempre lo stesso tipo di forze che si esercitano sulla cartilagine ma se si alterano queste strutture capsulo-legamentose di stabilità di conseguenza si instaurano delle condizioni di instabilità che possono evolvere in un processo di danneggiamento della cartilagine articolare. A livello delle strutture capsulo legamentose arrivano i nervi perciò ci sono sia le percezioni dolorifiche che propriocettive. Membrana sinoviale (strato più interno della capsula) La membrana sinoviale è un tessuto connettivo lasso ed è vascolarizzata. Le sue cellule sono chiamate sinoviociti ed hanno il compito di produrre l'acido ialuronico componente principale del liquido sinoviale. Essendo vascolarizzata (a differenza della cartilagine) ed essendo anche che nella sinoviale sono presenti delle cellule di origine monocitaria/macrofagica può essere sede della risposta infiammatoria e immunitaria che si verifica a livello dell'articolazione. La sinoviale è la sede primaria dell’infiammazione e della risposta immunitaria dell’articolazione (a livello dell’articolazione le strutture che possono essere sede di infiammazione sono la capsula, la membrana sinoviale e l’osso). Malattie autoimmuni come l’artrite reumatoide determinano una progressiva distruzione dell’articolazione, è un problema di infiammazione cronica, si ha cioè un artro-sinovite: il danno della cartilagine avviene dopo perché è l’infiammazione che produce sostanze che vanno a degradare il tessuto cartilagineo-articolare. Funzioni della membrana sinoviale Sintesi dello ialuronato, regolazione della composizione del liquido sinoviale, fagocitosi, sede di innesco ed attivazione della risposta infiammatoria ed immunitaria, ruolo meccanico e sede di MSCs Organizzazione microscopica e composizione molecolare della CARTILAGINE ARTICOLARE In questa figura abbiamo un preparato istologico di cartilagine articolare di animale maturo, in questo caso di cavallo. La colorazione ha permesso di distinguere anche le componenti chimiche e biochimiche del tessuto, in particolare parliamo di una colorazione tricromica di Masson, che permette la colorazione azzurra/blu delle fibre collagene (la matrice extracellulare è la componente predominante del tessuto cartilagineo, quindi poche cellule e molta matrice), i puntini blu scuri sono i condrociti; se ci spostiamo dalla superficie articolare procedendo verso lo strato più profondo le cellule variano sia dal punto di vista numerico che di quello morfologico, la linea violacea irregolare è il passaggio da tessuto cartilagineo a osseo (tidemark,) è un passaggio graduale che porta alla cosiddetta zona calcificata e al di sotto di essa si trova l’osso subcondrale. La colorazione in rosso corrisponde al tessuto calcificato e quindi all’osso. Dal punto di vista dell'organizzazione delle cellule e anche della composizione biochimica, la cartilagine articolare si può distinguere in uno strato superficiale, in uno strato intermedio, in uno strato profondo e in una zona di passaggio tra cartilagine e osso che viene detta zona calcificata, delimitata da una linea (Tidemark). Infine, al di sotto della zona calcificata abbiamo l'osso subcondrale ovvero la struttura dell’osso epifisario maturo. Una struttura che è diversa a seconda degli strati, come quella della cartilagine, viene definita come struttura anisotropa, la distribuzione della matrice e dei condrociti negli strati sarà differente perché diversa sarà la loro funzione ossia le forze a cui saranno sottoposte. Diversa organizzazione e diversa componente molecolare - Le cellule dello strato superficiale sono disposte parallelamente alla superficie vicine le una alle altre; sono delle cellule che hanno un aumento del diametro longitudinale e quindi, sono di forma allungata con il diametro longitudinale parallelo alla superficie articolare. Anche le fibre collagene si dispongono parallelamente alla superficie articolare. Questa disposizione, sia delle cellule che delle fibre collagene, è importante perché a livello della superficie articolare, si esercitano soprattutto le forze di attrito e tangenziali (ossia le forze di scorrimento); la disposizione in tal senso delle cellule e delle fibre collagene è ottimale per far fronte a questa tipologia di forze. - Nello strato intermedio le cellule sono singole oppure a coppie distribuite in maniera uniforme all'interno del tessuto e le fibre collagene sono disposte in maniera più disordinata e non più parallele alla superficie. - Nello strato profondo le cellule si distribuiscono, più tipicamente, accoppiate oppure a triplette e sono intimamente delimitate da matrice, che può presentare caratteristiche diverse a seconda che si trovi immediatamente vicina alla cellula (cioè zona pericellulare) appena dopo (zona territoriale) oppure nella zona interterritoriale più estesa. I puntini rappresentano i proteoglicani che sono delle strutture che legano grandi quantità di acqua attraverso forze elettrostatiche, i proteoglicani tendono ad aumentare andando verso lo strato profondo. In questo caso, le fibre collagene non sono più disposte parallelamente alla superficie ma tendono a  formare degli archi, tendono a rivestire quasi a canestro i gruppi di cellule; e poi si portano quasi ad arco ad inserirsi con grandi fasci di fibre a livello della zona calcificata (vanno ad ancorarsi alla zona calcificata). Questa disposizione è ottimale per ricevere delle forze di tipo compressivo. Quindi lo strato profondo ha la funzione di ammortizzare delle forze di compressione; quando queste forze di compressione sia statiche, come nel caso di un soggetto obeso, che dinamiche sono in eccesso, possono portare a delle condizioni patologiche. Nella parte più vicina alla zona calcificata alcuni condrociti possono presentare delle dimensioni più ingrossate. Composizione molecolare della cartilagine articolare  Questo tessuto è costituito da poche cellule immerse in una grande quantità di matrice fortemente idratata. In effetti, la percentuale delle cellule sul peso netto della cartilagine è molto bassa (circa il 2-5 % del tessuto), bisogna tenere conto che questi valori possono essere più bassi nell'animale adulto, mentre tendenzialmente più alti nella cartilagine di un soggetto giovane (quindi l’età è un fattore di variabilità).  L'acqua rappresenta il 65-70% addirittura 60-80% (anche in questo caso, i soggetti giovani hanno delle cartilagini articolari decisamente più idratate rispetto ai soggetti anziani). Le altre due molecole fondamentali della cartilagine sono:  il collagene (15% )  i proteoglicani (10-15 %)  percentuale che aumenta procedendo dallo strato superficiale verso lo strato profondo dove il ruolo di queste molecole è più importante perché si oppongono alle forze compressive.  acido ialuronico in percentuale piuttosto basso (0,2-0,5%) a differenza del liquido sinoviale in cui la sua percentuale è molto alta; nonostante la sua % molto bassa questa molecola polisaccaridica ha una funzione fondamentale nella struttura molecolare della cartilagine articolare perché lega i proteoglicani.  sodio  proteine non collagene (0,2-0,6%) ACQUA La quantità di acqua è molto elevata. La presenza di acqua è strettamente legata alla composizione molecolare della cartilagine articolare: è legata ai proteoglicani ma si può muovere all’interno della cartilagine, questo movimento dall’interno all’esterno e viceversa della cartilagine è fondamentale perché permette lo spostamento di fluidi consentendo anche l'entrata di nutrienti e l'uscita di cataboliti, essenziale essendo che la cartilagine non è vascolarizzata. L’entrata e l’uscita d’acqua (scambio che avviene tra il liquido sinoviale e la cartilagine) avviene grazie all’applicazione di forze: quando c’è compressione l’acqua fuoriesce dalla cartilagine verso il liquido sinoviale, quando la pressione viene tolta l’acqua viene richiamata all’interno della cartilagine, questo movimento di acqua compartecipa assieme al liquido sinoviale alla lubrificazione della superficie esterna della cartilagine; il lubrificante per eccellenza è il liquido sinoviale con l’acido ialuronico ma anche l’acqua creando un film d’acqua sulla superficie articolare aiuta alla lubrificazione. COLLAGENE DI TIPO 2 L’altro componente fondamentale della cartilagine articolare è rappresentata dal collagene tipo 2 che è lo scheletro strutturale della cartilagine articolare. È un collagene macro-fibrillare come il collagene 3 che è prodotto principalmente nel periodo embrionale ma può essere presente anche nei meccanismi di riparazione e il collagene 4 che costituisce la membrane basali degli epiteli e degli endoteli. Poi ci sono dei collageni minori più piccoli. Il collagene 2 rappresenta il 90- 95% di tutta la quota di collagene e forma una rete strutturale che permette la resistenza alle diverse forze meccaniche, sia livello della superficie articolare, sia a livello dello strato intermedio e soprattutto dello strato profondo. Il collagene è come se fosse un cuscinetto idrico (tiene l’acqua al suo interno) che si oppone alle compressioni, la forza compressiva agisce sul cuscinetto facendo fuoriuscire l’acqua e in assenza della forza ritorna a costituire questo cuscinetto. Questa rete determina, contenendo l’acqua al suo interno, l’esistenza di una pressione interna di rigonfiamento (che tende verso l’esterno); quindi una delle funzioni della rete di collagene di tipo 2 è la resistenza alla pressione di rigonfiamento e alla tensione interna ed esterna compressiva. Il collagene di tipo 2 (CII) è la proteina fibrillare più rappresentata nella cartilagine articolare matura ed è costituito da tre catene uguali alfa-1. Si distingue geneticamente dal collagene di tipo I, che viceversa è presente nel tessuto connettivo e nell'osso. Le funzioni strutturali del collagene tipo 2, all'interno della cartilagine articolare, sono: 1. resistenza alle forze di trazione e di tensione che si esercitano sulla cartilagine articolare 2. è lo scheletro strutturale, cioè quella rete che consente al tessuto di mantenere inalterata la sua forma e il suo volume; 3. è quella rete che trattiene al suo interno le molecole di aggrecano (proteoglicani) legati a grandi volumi di acqua; situazione che determina, all'interno della rete, una pressione interna chiamata pressione di rigonfiamento o swelling pressure. Struttura a tripla elica Le proprietà meccaniche delle fibrille collagene dipendono dal loro assemblaggio in triplici eliche. Il legame è stabilizzato da legami crociati in cui è coinvolto soprattutto l'aminoacido idrossi-lisil-piridinolina. Le tre catene sono identiche per cui derivano della trascrizione dello stesso gene, le catena prese singolarmente sono sinistrose, ma nella tripla elica sono destrorse. La catena polipeptidica è composta dalla sequenza glicina-prolina-amminoacido x che potrebbe essere sia idrossiprolina che qualsiasi altro aminoacido. L’aminoacido maggiormente rappresentato nel collagene tipo 2 è la glicina (33%), la prolina (12%), l'idrossiprolina (10%) e l’alanina (10%). Modello della struttura collagene di tipo II/IX/XI eterofibrillare caratteristico della cartilagine articolare: Nella foto è rappresentato il modello della struttura del collagene 2 a cui si associano gli altri due tipi di collagene. Le fibrille collagene, costituite dalle triplici eliche, si assemblano tra di loro a formare una grande fibra collagene. Quindi tante fibrille che si uniscono a formare una grande fibra. In blu vediamo le fibrille di collagene di tipo II, che è la componente fondamentale, a cui si associano dei collageni cosiddetti minori, che sono il collagene 11 (all'interno della fibra collagene) e il collagene 9 (verso l'esterno della fibra). Il collagene di tipo XI forma un modello filamentoso all'interno della struttura fibrillare di collagene di tipo II. Il collagene di tipo IX decora la superficie della fibrilla. Questi sono collageni tipici del condrocita maturo differenziato perché è questa cellula che li produce. Ricapitolando: le fibre di CII si organizzano e si orientano diversamente nei vari strati cartilaginei in risposta alla diversa richiesta di adattamento meccanico: Nello strato superficiale sono disposte parallelamente in quanto si oppongono alle forze tangenziali e contribuiscono al contenimento della pressione di rigonfiamento data dai proteoglicani degli strati sottostanti. Nello strato intermedio e nella zona superiore dello strato profondo sono disposte casualmente e si organizzano in comparti meccanicamente protetti in cui alloggiano le cellule. Nello strato profondo e nello strato calcificato hanno andamento radiale e creano una sorta d’architettura che favorisce la dissipazione delle forze pressorie verso il tessuto osseo. Le fibrille collagene dallo strato profondo attraversano il tidemark e si ancorano nello strato calcificato. Le fibre collagene formano inoltre delle arcate che si estendono dallo strato profondo fino allo strato superficiale. COLLAGENI MINORI I collageni minori rappresentano il 5% dei collageni nella cartilagine. Tra questi annoveriamo: o collagene di tipo 6, che connette le fibre di collagene 2, che sono nella matrice più lontana, con dei proteoglicani pericellulari con la superficie cellulare del condrocita (pericellulari=attorno alla cellula); è un collagene minore, molto piccolo; presente soprattutto a livello della zona pericellulare. È un altro collagene prodotto dal condrocita differenziato. o collagene 9 che regola il diametro delle fibre di collagene 2; interagisce con le fibre di collagene 2 e con altri componenti della matrice. o collagene 11 è localizzato all'interno delle fibre del collagene 2. Sia il collagene 9 che collagene 11, sono collageni sintetizzati dal condrocita differenziato. o Il collagene 10 compare nel condrocita ipertrofico durante l’ossificazione endocondrale ma una piccola quantità di collagene 10 può essere presente nella zona di passaggio dallo strato profondo della cartilagine all’osso ossia nella zona calcificata, ma il collagene 10 non deve essere utilizzato come marker differenziativo del condrocita ma anzi in senso opposto perché la sua espressione mi indica che il condrocita sta andando verso un processo di ipertrofia. o Nel collagene articolare possono essere stati descritti anche altri collageni, ma hanno, molto spesso, delle funzioni sconosciute. PROTEOGLICANI Proteoglicani vuol dire proteine a cui sono legate delle catene polisaccaridiche. Il proteoglicano principale che rappresenta il 10-12% nella struttura della cartilagine è un proteoglicano monomero che si chiama aggrecano (prende questo nome dalla sua capacità di aggregarsi) è costituito da una proteina interna a cui si legano numerose catene di polisaccaridi che si chiamano GAGs ovvero glicosamminoglicani che sono delle strutture polisaccaridiche solfate (avente cariche negative), possono essere legati anche dei piccoli oligosaccaridi. Questi monomeri si aggregano ai filamenti di acido ialuronico (che anche se in bassa % hanno questa funzione fondamentale) a formare aggregati di grande peso molecolare, detti LAPs (large aggregating proteoglycans, grandi aggregati di proteoglicani monomerici legati all’acido ialuronico). Questi LAPs, sono intrappolati nella rete collagene; conferiscono le caratteristiche di pressione osmotica (cioè pressione interna o swelling pressure), la capacità di deformarsi e l’elasticità della matrice extracellulare. I GAGs sono unità disaccaridiche ripetitive contenenti gruppi solfati quindi sono GAGs solfati conferendo le cariche anioniche alla molecola proteoglicanica, anche l’acido ialuronico è un GAGs ma non è solfato. Tra i glicosamminoglicani maggiormente rappresentanti nella cartilagine matura, annoveriamo: - il condroitin-6-solfato (C-6-S)  la solfatazione avviene in posizione 6 - il condroitin-4-solfato (C-4-S)  la solfatazione avviene in posizione 4 - il cheratansolfato (KS). STRUTTURA DELLA MOLECOLA DI AGGRECANO (Agc o HCAN) G3 G1 IGD G2 KS-rich CS-rich La parte cerchiata rappresenta la molecola di aggrecano che si lega a un filamento di acido ialuronico. La struttura interna (ovvero l’asse proteico) è definita proteina interna, a cui si legano dei glicosamminoglicani. Distinguiamo una zona più ricca di cheratan solfato (KS-rich), e una più ricca di condroitinsolfato (CS-rich) caratterizzata da delle catene più lunghe. I gruppi COO- e i gruppi SO3- conferiscono all’aggrecano le cariche elettriche negative che, permettono loro, di legare grandi quantitativi di acqua e sodio. Conferiscono, perciò, all’aggrecano la caratteristica di essere una molecola polianionica, ossia ricca di cariche negative, permettendo il legame di grandi quantitativi di acqua. La molecola di aggrecano è costituita da tre zone o domini globulari. - due (G1 e G2) a livello N-terminale, separati tra loro da una regione interglobulare detta IGD. A Livello del dominio G1 la proteina interna del proteoglicano si lega all'acido ialuronico e questo legame è stabilizzato da un'altra proteina, detta proteina di legame o link protein, anch’essa è un marker strutturale ben specifico di differenziamento perché se il condrocita esprime questa proteina vuol dire che sta svolgendo il proprio lavoro. - A livello C-terminale troviamo il dominio globulare G3. - Tra G2 e G3 sono presenti due domini lineari più grandi uno, in cui la proteina interna lega catene di cheratan- solfato (KS-rich) e l’altro che lega catene di condrotin-solfato (CS-rich). Tutte e tre i domini globulari (G1-2-3) presentano sequenze amminoacidiche che si sono conservate tra le varie specie mentre i domini lineari (KS-rich e CS-rich) hanno minori caratteristiche di omologia. In particolare: - Il dominio G1 è importante perché la proteina interagisce con l'acido ialuronico e con una proteina di legame portando alla formazione di un complesso ternario che media l'interazione cellula-matrice. - Il dominio interglobulare, tra i due domini globulari G1 e G2, ha una struttura lineare e contiene siti sensibili all'attività di numerose proteasi (metalloproteasi, proteasi di origine sierica, catepsine) che possono agire a questo livello. Il taglio (clivaggio) di tale dominio è responsabile, per quanto riguarda la struttura dell’aggrecano, alla perdita della regione contenente i glicosamminoglicani. - Il dominio G2: dominio globulare tipico dell'aggrecano (non si trova in altri proteoglicani come il versicano) e contiene catene di cheratan-solfato. Non ha una funzione ben conosciuta e non è in grado di legare altre molecole della matrice come proteoglicani, collagene, proteine. Ha sequenza altamente conservata. - Dopo la regione G2, vi è il dominio lineare, ricco in cheratan solfato (KS rich) dove si legano circa 30 catene di cheratan solfato con un peso molecolare di 5-15kDa. Tale dominio ha una sequenza amminoacidica poco conservata tra le varie specie. La sua principale funzione, come la regione di legame del condrotin-solfato, è conferire la caratteristica polianionica all’aggrecano e di trattenere molecole d'acqua. - Il più grande dominio dell'aggrecano è quello che lega le catene di condrotin solfato (CS-rich), all'incirca 100, ognuno con peso molecolare di 20kDa. - Alla fine vi è il dominio G3 che sembra abbia la funzione di regolare il legame delle catene di GAG e influenzare la secrezione di aggrecano; il dominio G3 svolge le stesse funzioni all'interno del versicano. La molecola di aggrecano se prodotta da un condrocita con metabolismo normale presenta una forma matura che costituirà la struttura vera e propria ma, in patologia o in cultura se ho un condrocita sdifferenziato, non ho la produzione di queste molecole specifiche. In questa immagine si vede come all'interno della rete collagene diversi monomeri di aggrecano si legano a un filamento di acido ialuronico, formando i large aggregation proteoglycan detti LAPs. Questi aggregati legano grandi quantitativi di acqua all’interno della rete collagene. I LAPs sono importanti per: 1) Legare grandi volumi di acqua e di cationi (Na+), determinando l'idratazione della matrice extracellulare ma anche la sua osmolarità essendo che legano anche cationi come il sodio; in genere l’osmolarità di un liquido fisiologico è di circa 130-140 mg di Na per una osmolarità di circa 280-300 milliosmoli, il condrocita che è circondato da questi LAPS vive in una condizione di iperosmolarità rispetto alle condizioni fisiologiche, analogamente alle cellule renali anch’esse in condizioni di iperosmolarità (ancora più alta rispetto a quella del condrocita) essendo che deve regolare il passaggio di acqua e di sodio. 2) Conferire le proprietà elettrostatiche (cariche COOH- e SO3-) cioè cariche negative alla matrice extracellulare 3) Realizzare la pressione di rigonfiamento («Swelling Pressure») all'interno della rete collagene. Ciò è fondamentale per determinare la capacità della cartilagine di resistere alla compressione meccanica. I laps possono: 1) Mediare le interazioni condrocita-condrocita (cioè cellula-cellula) e condrocita-matrice nella cartilagine, il condrocita vive all’interno di questa matrice e ci sono dei collegamenti tra la rete di collagene e i proteoglicani con la superficie della cellula questo è fondamentale perché il condrocita deve avere dei segnali che lo informino che la matrice cellulare funzioni bene, sennò deve produrre nuova matrice. Questa rete scheletrica di collagene trova dei collegamenti, il collagene 6 fa una sorta di potenziale interazione tra le fibre di colalgene 2 e i proteoglicani di superficie della membrana plasmatica del condrocita, analogamente l’acido ialuronico si connette alla superficie del condrocita con dei recettori specifici chiamati CD44. Quindi la superficie del condrocita si connette con la matrice a distanza. Il collegamento della superficie cellullare del condrocita con la rete di collagene permette al condrocita di trasdurre dei segnali da parte delle forze meccaniche quindi risente costantemente nella sua attività metabolica delle variazioni delle forze meccaniche. 2) Favorire sia l'adesione che la migrazione cellulare.