Regulación molecular del cartílago articular en función de las cargas mecánicas y el proceso osteoartrósico: una revisión teórica

• Nancy Stella Landínez Parra ^[1] ; Juan Carlos Vanegas Acosta ; Diego Alexander Garzón Alvarado
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Revista Cubana de Ortopedia y Traumatología, ISSN-e 1561-3100, ISSN 0864-215X, Vol. 22, Nº. 2, 2008
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Régulation moléculaire du cartilage articulaire en fonction des charges mécaniques et du processus ostéoarthrosique: une révision théorique
  • Molecular regulation of the articular cartilage depending on the mechanical loads and the osteoarthrosic process: theoretical review
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• Resumen
  • español

    Se presenta una revisión de las principales respuestas del cartílago articular frente a las cargas mecánicas. La literatura reporta que los condrocitos manifiestan cambios y expresan moléculas biológicas en respuesta a la compresión o a la presión hidrostática del fluido, lo que puede conllevar cambios bioquímicos en las células y por tanto en el cartílago. Se muestra la relación entre las cargas cíclicas mecánicas, la presión hidrostática y la expresión de un conjunto de proteínas que facilitan el proceso de consolidación del cartílago articular lo que lleva a la alteración de las propiedades características del tejido. Investigaciones actuales en el área, muestran además cómo la expresión del MMP13 y del Cbfa1/Runx2 son mecanismos que favorecen la acción del VEGF, el cual facilita el proceso de osteogénesis. Por otra parte, la expresión del SOX9 favorece la protección del cartílago. Las conclusiones obtenidas a partir del presente trabajo posibilitan futuras investigaciones en el campo de la expresión de genes y otros aspectos bioquímicos involucrados en la respuesta del tejido ante cargas, así como la influencia de estos procesos en el daño del cartílago articular. Igualmente se brindan las bases para plantear investigaciones in vivo o in vitro que profundicen sobre el tema. Este artículo se constituye sobre la base teórica para proponer un modelo matemático del comportamiento del cartílago articular, el que será objeto de otro artículo en este tema por parte de los autores.

  • English

    A review of the main responses of articular cartilage to mechanical loads was presented , The literature reported that chondrocytes manifested changes and expressed biological molecules in response to compression or to fluid hydrostatic pressure, which can cause biochemical changes in cells and hence in the cartilage. The objective of this review was to present the state-of-the art in the relations between mechanical loads and the damage occurred at articular cartilage-osteoarthritis OA. The relationship among cyclic mechanical loads, the hydrostatic pressure and the expression by a set of proteins that facilitate the process of consolidation of the articular cartilage, leading to altered properties of the tissue was shown. Recent studies in this field show how the MMP13 y del Cbfa1/Runx2 expressions are mechanisms favoring VEGF action and the osteogenesis process. On the other hand, the SOX9 expression supports the cartilage protection. The conclusions of the present paper allow new research work in the field of gene expression and other biochemical aspects involved in the tissue's response to loads as well as the impact of these processes in the articular cartilage damage. Likewise, the fundamentals to plan in vivo or in vitro research works that delve into this topic were offered. This article represents the theoretical basis for a mathematical model of the articular cartilage´s behavior, which will be the subject of another article by the same authors.

  • français

    Une révision des principales réponses du cartilage articulaire face aux charges mécaniques est présentée dans cet article. La littérature rapporte que les chondrocytes révèlent des changements et libèrent des molécules biologiques en réponse à la compression ou à la pression hydrostatique du liquide, ce qui peut entraîner des changements biochimiques dans les cellules, et par conséquent dans le cartilage. La relation entre les charges cycliques mécaniques, la pression hydrostatique et la libération d'une série de protéines facilitant la consolidation du cartilage -ce qui provoque l'altération des propriétés particulières du tissu- est démontrée. Les recherches actuelles dans ce domaine montrent en plus que les libérations du MMP13 et du Cbfa1/Runx2 sont des mécanismes favorisant l'action du VEGF, ce qui facilite le processus de l'ostéosynthèse. D'autre part, la libération du SOX9 stimule la protection du cartilage. Les conclusions du présent travail encouragent de nouvelles recherches dans le domaine de la libération des gènes et d'autres aspects biochimiques participant à la réponse tissulaire face aux charges, ainsi que l'influence nuisible de ces processus sur le cartilage articulaire. Les bases sur lesquelles les recherches in vivo ou in vitro sont réalisées pour approfondir ce sujet sont aussi apportées ici. Cet article s'appuie sur une base théorique pour proposer un modèle mathématique de comportement du cartilage articulaire, ce qui sera l'objet d'un autre article.