Condrocito - Chondrocyte

Condrocitos
Zona hipertrófica de la placa epifisaria.jpg
Micrografía de luz de cartílago hialino no descalcificado que muestra sus condrocitos y orgánulos , lagunas y matriz .
Detalles
Localización Cartílago
Función Producir y mantener la matriz del cartílago.
Identificadores
latín condrocitos
Malla D019902
TH H2.00.03.5.00003
FMA 66782
Términos anatómicos de microanatomía

Los condrocitos ( / k ɒ n d r ə s aɪ t , - d r oʊ - / , de griego χόνδρος, chondros = cartílago + κύτος, kytos = célula) son las únicas células encuentran en sano cartílago . Producen y mantienen la matriz cartilaginosa, que se compone principalmente de colágeno y proteoglicanos . Aunque la palabra condroblasto se usa comúnmente para describir un condrocito inmaduro, el término es impreciso, ya que el progenitor de los condrocitos (que son células madre mesenquimales ) puede diferenciarse en varios tipos de células, incluidos los osteoblastos .

Desarrollo

Desde el menos diferenciado al terminalmente diferenciado, el linaje condrocítico es:

  1. Unidad formadora de colonias: fibroblasto
  2. Célula madre mesenquimatosa / célula estromal de la médula ósea
  3. Condrocitos
  4. Condrocito hipertrófico

Las células madre mesenquimales ( origen mesodermo ) son indiferenciadas, lo que significa que pueden diferenciarse en una variedad de células generativas comúnmente conocidas como células osteocondrogénicas (u osteogénicas, condrogénicas, osteoprogenitoras, etc.). Cuando se hace referencia al hueso, o en este caso al cartílago, las células madre mesenquimales originalmente indiferenciadas pierden su pluripotencia , proliferan y se agrupan en un denso agregado de células condrogénicas (cartílago) en el lugar de la condrificación. Estas células condrogénicas se diferencian en los llamados condroblastos, que luego sintetizan la matriz extracelular del cartílago (MEC), que consta de una sustancia fundamental (proteoglicanos, glicosaminoglicanos de bajo potencial osmótico) y fibras. El condroblasto es ahora un condrocito maduro que generalmente está inactivo, pero aún puede secretar y degradar la matriz, según las condiciones.

Los estudios de cultivo celular del exceso de vitamina A inhiben la síntesis de condroitín sulfato por los condrocitos y provocan la inhibición de la condrogénesis en el embrión en desarrollo, lo que puede resultar en malformaciones en las extremidades.

Los condrocitos experimentan una diferenciación terminal cuando se vuelven hipertróficos , lo que ocurre durante la osificación endocondral . Esta última etapa se caracteriza por importantes cambios fenotípicos en la célula.

Estructura

El condrocito en la matriz del cartílago tiene una estructura redondeada o poligonal. La excepción ocurre en los límites de los tejidos, por ejemplo, las superficies articulares de las articulaciones, en las que los condrocitos pueden estar aplanados o discoides. Las características intracelulares son características de una célula sintéticamente activa. La densidad de células de espesor completo, humano, adulto, cartílago cóndilo femoral se mantiene a 14,5 (± 3,0) x 10 3 células / mm 2 de los 20 años a 30 años. Aunque la senescencia de los condrocitos ocurre con el envejecimiento, no se observan figuras mitóticas en el cartílago articular adulto normal. La estructura, densidad y actividad sintética de un condrocito adulto varían según su posición. Las células aplanadas se orientan paralelas a la superficie, junto con las fibras de colágeno, en la zona superficial, la región de mayor densidad celular. En la zona media, los condrocitos son más grandes y redondeados y presentan una distribución aleatoria, en la que las fibras de colágeno también están dispuestas de forma más aleatoria. En las zonas más profundas, los condrocitos forman columnas que se orientan perpendicularmente a la superficie del cartílago, junto con las fibras de colágeno. Los condrocitos pueden presentar diferentes comportamientos dependiendo de su posición dentro de las diferentes capas. En cultivos de condrocitos primarios, estas diferencias zonales en las propiedades sintéticas pueden persistir. Los cilios primarios son importantes para la orientación espacial de las células en la placa de crecimiento en desarrollo y son orgánulos sensoriales en los condrocitos. Los cilios primarios funcionan como centros para la señalización de tipo sin alas (Wnt) y hedgehog y contienen receptores mecanosensibles.

Genética

La cantidad de células de condrocitos creadas y su proceso de maduración pueden verse influenciadas por múltiples genes y proteínas diferentes. Se ha visto que dos proteínas, la proteína morfogenética ósea 4 (BMP-4) y el factor de crecimiento de fibroblastos 2 (FGF2) influyen en la cantidad de diferenciación en condrocitos. Se sabe que ambas proteínas desempeñan un papel en la diferenciación de células madre embrionarias en células mesodérmicas , a través de la señalización con BMP-4 y como FGF2 que actúa como estimulador. Desde la capa germinal mesodérmica, las células continuarán diferenciándose en muchos tipos diferentes de células. Además de que BMP-4 y FGF2 estimulan la capa germinal mesodérmica, también se ha demostrado que el tratamiento de estas proteínas amplifica el número de células que se diferencian en células condrogénicas y osteogénicas cuando se cultivan en medios condrogénicos y osteogénicos, respectivamente. Para las células condrogénicas, el tratamiento mostró una mayor expresión del factor de transcripción Sox9 , que juega un papel clave en la condrogénesis , el proceso de formación de cartílago a partir de tejidos de mesénquima condensado, que luego se diferencian en condrocitos.  

La osificación endocondral es el proceso mediante el cual la mayoría de los esqueletos axiales de los vertebrados se convierten en huesos endurecidos a partir del cartílago. Este proceso comienza con un anlage de cartílago donde las células de condrocitos se congregarán y comenzarán su proceso de maduración. Una vez que los condrocitos hayan madurado completamente al ritmo deseado, el tejido del cartílago se endurecerá y se convertirá en hueso. Este proceso es similar en la mayoría de los vertebrados y está estrechamente regulado debido a la gran importancia del esqueleto en la supervivencia. En los organismos se encuentran pocas desviaciones, malas regulaciones y mutaciones porque a menudo son perjudiciales o letales para el organismo. Esta es la razón por la que la maduración de los condrocitos está tan estrictamente regulada. Si maduran demasiado rápido o lentamente, existe una gran posibilidad de que el organismo no sobreviva a la gestación o la infancia. Un gen que está estrechamente involucrado en la formación del esqueleto es Xylt1 . Normalmente, este gen es responsable de catalizar la adición de cadenas laterales de glicosaminoglicanos (GAG) a los proteoglicanos , que se utilizan durante la señalización celular para controlar procesos como el crecimiento, la proliferación y la adhesión celular. Los dos proteoglicanos principales que se utilizan en este proceso son los proteoglicanos heparán sulfato (HSPG) y los proteoglicanos condroitín sulfato (CSPG) que están presentes en niveles elevados en la matriz extracelular de los condrocitos y son cruciales para regular la maduración de los condrocitos. Cuando la cadena GAG funciona correctamente, controla la velocidad de maduración de los condrocitos y asegura que se acumulen suficientes células en el anlage del cartílago. Xylt1 es un gen esencial en lo que respecta a los condrocitos y la formación esquelética adecuada, y es un factor clave en la estrecha regulación de la maduración. Sin embargo, la mutación pug del gen Xylt1 se estudió en ratones en 2014 y se descubrió que causa la maduración prematura de los condrocitos. Los animales con alelos de pug homocigotos muestran enanismo y tienen huesos considerablemente más cortos en comparación con los animales de tipo salvaje . Estos organismos muestran una reducción de la actividad típica del gen Xylt1, así como una reducción de los niveles de la cadena GAG. Esta mutación hace que se agreguen menos cadenas GAG a HSPG y CSPG, lo que significa que hay menos complejos disponibles para regular estrechamente la maduración de los condrocitos. Se envían señales incorrectas a los condrocitos en el anlage del cartílago porque la cadena GAG y los complejos de proteoglicanos no pueden funcionar correctamente y hacen que los condrocitos maduren y se osifiquen con demasiada rapidez. La cantidad correcta de condrocitos no puede acumularse en el anlage del cartílago, lo que conduce a una escasez de cartílago para la osificación y, finalmente, a huesos más cortos.

Mientras que la mutación pug se ocupa de la maduración previa de los condrocitos, otras muchas mutaciones alteran la proliferación de condrocitos. Un ejemplo de ello, la mutación puntual G380R ubicada en el gen del receptor 3 del factor de crecimiento de fibroblastos (FGFR-3) conduce a la acondroplasia , un tipo de enanismo. La acondroplasia se debe a una mutación espontánea o se hereda de forma autosómica dominante . Tanto el genotipo homocigótico dominante como el heterocigoto presentan síntomas de acondroplasia, pero los heterocigotos suelen ser más leves. Los individuos con los alelos mutados muestran una variedad de síntomas del fracaso de la osificación endocondral, incluido el acortamiento de las extremidades largas proximales e hipoplasia de la cara media . El gen FGFR-3 no mutado es responsable de la expresión de factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) que debe mantener un cierto nivel para garantizar que la proliferación de condrocitos se produzca en consecuencia. La mutación G380R hace que FGFR-3 sobreexprese FGF y se desequilibre el equilibrio dentro de la matriz extracelular del cartílago. Los condrocitos proliferarán con demasiada rapidez e interrumpirán el ensamblaje en el ángulo del cartílago y alterarán perjudicialmente la formación de hueso. Esta mutación actúa en forma de dosis, lo que significa que cuando solo está presente una copia, todavía hay una captación en la expresión de FGF, pero menos que cuando hay dos copias de la mutación.

Galería

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos