Elemente de anatomie patologica os si articulatii

Dr. Doina Pop

cuprins

Structura si fiziologia osului Vindecarea fracturilor Infectiile osului Boala degenerativa articulara Necroza aseptica de cap femural Tumori benigne Tumori maligne

Structura si fiziologia osului

Osul este o forma specializata de tesut conjunctiv Constituit din matrice proteica mineralizata si celule,

unele proprii (osteoblast, osteocit), altele derivate din celule stem apartinind liniei monocit macrofag (osteoclast)

Osul cortical(diafizar) si trabecular( spongios) matur este lamelar( colagen tip I cu dispozitie in lamele paralele) cel imatur este fibros, neorganizat( in fracturi, in boli osoase cu turn-over crescut si in tumori)

Matrice

Colagen I Proteine non colagene: osteocalcina, osteonectina, fibronectina Componenta minerala in cea mai mare parte : calciu

hidroxiapatita Osteoid : matrice nemineralizata produsa de osteoblaste Pe biopsia transfixianta de creasta iliaca osteoidul este

distribuit pe 20% din suprafata trabeculelor si are o grosime de 12-24microni, iar numarul osteoclastelor pe o sectiune intreaga(ob x20) este de maxim 2. Suprafata trabeculelor este neteda cu ocazionale lacune Howship(sub 5% din suprafata trabeculelor) In osteomalacie si rahitism matricea osteioda este in exces.

Cresterea si remodelarea osoasa

Osteoblastele(OB) sint prezente pe suprafata osoasa, sintetizeza matricea osteoida si regleaza mineralizarea

OB delimiteaza suprafetele osoase, sint incorporate in matricea mineralizata(osteocite) sau sint indepartate prin fenomenul de apoptoza

OB produc RANK-L( ligant for receptor activator of nuclear factor Kappa-B)si OPG(osteoprotegerin) care intervin in generarea si activarea osteoclastelor

OB exprima receptori pentru PTH, ER, Prostaglandine, IL, TNF-alfa, (TGF)-beta

Osteoclastele exprima receptori pt RANK-L si calcitonina OB si osteoclastele coopereaza in procesul de

remodelare osoasa

Osteoblast /osteocit/osteoclast

osteoclaste: celule responsabile de rezorbţia osoasă. Derivă din MO, aparţin sist. Granulocit-monocit. Multinucleate(6-12 nuclei), asociate lacunelor Howship. Dizolvă matricea osoasă( prin enzime şi acidifierea spaţiului extracelular via un sistem de pompă de hidrogen) eliberînd aa, factori de creştere şi alte enzime (colagenaze), substanţe care vor iniţia osificarea.

Osteoclast/con de taiere, BMU

Remodelare osoasa

Osteocitele supuse stressului mecanic activeaza osteoblastele de la suprafata osului

OB activate si de alti stimuli( citokine, factori de crestere, hormoni) cresc productia de RANK-L si scad OPG promovand formarea de osteoclaste din precursori circulanti care rezorb osul. Alte semnale inhibitorii limiteaza activitatea osteoclastului.

Rezorbtia osoasa este urmata de productia de osteoid de catre osteoblastele recrutate dintre celulele stem locale sub influenta factorilor de crestere

Ciclul dureaza 120 zile si este echilibrat daca masa osoasa formata este aceeasi cu cea rezorbita

Cantitatea de os scade cu virsta fiind mai mare al femei datorita insuficientei estrogenice dupa menopauza

Ajunsa la maturitate masa scheletica incepe sa scada cu fiecare ciclu de remodelare( pierderea osoasa legata de virsta este de 0,7% pe an)

Estrogenul este un factor reglator major al remodelarii osoase atit la femei cit si la barbati actionind prin inhibarea osteoclastogenezei si cresterea apoptozei osteoclastelor

La tineri osul osteonal are mai multe inele iar la varstnici creste cantitatea de os interstitial

Osteoporoza= scaderea masei osoase

Os cortical 70 ani

Cresterea in lungime a osului se realizeaza prin cartilajul de crestere

Cartilaj de crestere

Def: zona de cartilaj restanta intre centrul de osificare primar(diafizar) si cel secundar(epifizar). Asigura prin procese de remodelare cresterea in lungime a osului. Dupa pubertate platoul de cartilaj de conjugare dispare prin osificare totala

Contine mai multe straturi de la versantul epifizar spre cel diafizar: - cartilaj hialin

- cartilaj proliferant cu coloane paralele de condrocite

- cartilaj hipertrofic cu celule tumefiate incarcate cu glicogen

- zona de osificare a cartilajului calcificat invadat de muguri vasculari

Membrana sinoviala care tapeteaza fata interna a capsulei articulare si suprafata tendoanelor este un tip de tesut fibro-colagen specializat care , in functie de localizare poate fi lax(sinovie areolara), dens colagen( sinovie fibroasa) sau predominant compusa din tesut adipos( sinovie adipoasa).

Articulatia normala

Exista doua tipuri de articulatii : sinoviale si fibrocartilaginoase

Articulatia sinoviala asigura atit stabilitate prin structurile capsulo-ligamentare cit si mobilitate prin miscarea libera a suprafetelor cartilaginoase articulare in cavitatea sinoviala. In cursul miscarii sarcina este egal distribuita de-a lungul suprafetelor ceea ce previne uzura sau lezionarea cartilajului articular. La formarea unei articulaţii sinoviale participă următoarele elemente componente: suprafeţele articulare (cartilajul articular), între care se află interpus lichidul sinovial, formaţiuni fibrocartilaginoase ce participă la realizarea congruenţei articulare (meniscuri) şi capsula articulară formată dintr-un strat extern cu structură fibroasă şi un strat intern format din membrana sinoviala.

Lichidul sinovial

Ca element important al articulaţiei diartroidale este lichidului sinovial care are în componenţă acid hialuronic. Acesta îi conferă lichidului sinovial o serie de proprietăţi importante pentru lubrifiere

Lichidul sinovial este produs de sinovicitele de tip B. Macroscopic, este galben palid, clar , vascos, nu depaseste in articulatiile mari 3,5ml, pH intre 7,31-7,74

Celularitate %: limfocite 0-78, pmn 0-25, monocite 0-71,macrofage 0-26, sinoviocite 0-12

In artrite inflamatorii cronice si septice vascozitatea scade, in cele degenerative viscozitatea creste datorita cresterii cantitatii de acid hialuronic.

Cartilaj articular

Compoziţie : celulele (condrocitele), fibrele de colagen tip II şi substanţa fundamentală.

Cartilajul articular este format dintr-o parte solidă (cele trei elemente amintite mai înainte) şi una lichidă reprezentată de lichidul interstiţial care reprezintă 65-80% din greutatea cartilajului.

Experimental s-a demonstrat că lichidul interstiţial este „stors” atunci când cartilajul este supus unei presiuni mari.

Structura cartilajului este asemănătoare cu cea a betonului armat, fibrele de colagen fiind aşezate pe direcţiile fortelor de tracţiune, iar condrocitele pe direcţiile fortelor de compresiune.

Aceste elemente structurale conferă cartilajului articular proprietăţi importante ca: elasticitate, compresibilitate şi autolubrifiere, indispensabile unei funcţii articulare normale.

Cartilaj articular

Tipuri de osificare

Osificare de tip encondral, precedata de cartilaj dupa modelul catilajului de crestere( oasele lungi, pelvisul si oasele bazei craniului se osifica prin acest proces, pot dezvolta tumori cartilaginoase primare)

Osificare intramembranoasa: prin conversia directa a tesutului conjunctiv in os( oasele craniului). Formarea osului din periost este esentiala prentru cresterea in grosime . Acest proces intervine si in reparatia osului post fractura

Tipuri de fracturi .Reparatia osului post fractura

Complete sau incomplete(în lemn verde) Închise(simple) Compuse cînd focarul de fractură comunică cu suprafaţa

cutanată Cominutive cu multiple fragmente osoase Cu deplasare cînd capetele osoase nu sunt aliniate Fractura pe os patologic survine pe o patologie osoasă

prexistentă Fractura de stress se dezvoltă încet şi urmează unei

perioade de activitate fizică intensă în care osul este supus la solicitare repetitivă (marş forţat, activitate sportivă suprafiziologică)

Etapele formarii calusului

Dupa intreruperea traumatica a continuitatii osoase sunt initiate procese de reparatie tisulara care daca sunt intrunite toate conditiile favorabile ( fractura simpla, nedeplasata,inchisa, neasociata altui proces patologic) se soldeaza cu vindecarea si restabilirea integritatii osului.

In primele zile : hematom, necroza osoasa care se recunoaste histologic prin absenta osteocitelor din lacune

Spre sfarsitul primei saptamani de evolutie naturala reteaua fibrino -hematica incepe se se organizeze prin tesut de granulatie

Saptamana 2-3: apare os imatur, provizoriu(calus). Histologic :celule mezenchimale se diferentiaza in osteoblaste si condroblaste.

Reţeaua de fibrină etanşeizează focarul dar atrage celule inflamatorii, fibroblaste şi stimulează formarea de muguri vasculari caracteristici ţesutului de granulaţie

Celulele inflamatorii eliberează PDGF,TGF-beta, FGF si interleukine care activează celulele osteoprogenitoare din periost, cavitatea medulară şi ţesuturile moi înconjurătoare La sfîrşitul primei săptămîni hematomul se

organizează fuziform în vederea producerii de matrice dar este structural lipsit de rigiditate : procalus

Tesut de granulatie , os necrotic,macrofage, osteoclaste Sufuziuni hemoragice

Osteoblastele periostale activate depun os primitiv care este orientat perpendicular pe axa corticală precum şi în cavitatea medulară

Celulele mezenchimale din ţesuturile moi încojurătoare se diferenţiază în condroblaste care vor forma fibrocartilaj şi cartilaj hialin

În fracturile necomplicate focarul de fractură este stabilizat la sfîrşitul celei de a treia săptămînă printr-un calus condro-osos dar care nu este suficient de puternic.

Calusul osos care stabilizează eficient focarul de fractură rezultă din osificarea subperiostală de tip intramembranos şi din osificarea de tip encondral intramedulara pe matricea cartilaginoasă nou formată după un proces similar cu cel de la nivelul cartilajului de creştere.

Calus condro- osos

Calusul condro-osos

Aspect histologic pseudosarcomatos al procalusului: hipercelularitate, dezorganizare, fibre musculare striate inglobate(aspect pseudoinvaziv)

formare de matrice osteoida de catre osteoblastele diferentiate din celule mezenchimale

Faza incipienta de organizare a calusului osos, marginatie osteoblastica, stroma laxa, vasculara.

Calus osos caracterizat prin arcade osoase subtiri delimitate de osteoblaste proeminente, separate de o stroma fibroasa hipocelulara , vascularizata.

În stadiile precoce ale formării calusului există un exces de ţesut fibros, cartilaj şi os

Dacă oasele nu sunt perfect aliniate volumul calusului este mai mare în partea concavă a focarului de fractură

Odată cu maturarea calusului, porţiunile care nu sunt solicitate fizic se rezorb, calusul îşi reduce volumul şi forma osului se restabileşte

Faza de remodelare osoasa in consolidarea unei fracturi

Complicatii ale vindecării fracturilor

Fracturile cominutive sau cu deplasare se vindecă cu diformitate datorită fie formării de calus în exces fie datorită unei remodelării care se extinde pe o perioadă lungă de timp

Imobilizarea inadecvată permite mobilitate în focar şi impiedică formarea calusului. Acesta poate fi înlocuit de ţesut fibros şi cartilaj care perpetuează instabilitatea şi poate rezulta în vindecare întirziată sau non-uniune. Cînd porţiunea centrală a spaţiului de fractură degenerează chistic , suprafaţa luminală este delimitată de celule de tip sinovial formind o falsă articulaţie: pseudartroză. În această situaţie procesul de vindecare poate fi reactivat prin îndepărtarea ţesuturilor moi şi stabilizarea focarului

Infecţia mai ales în fracturile cominutive şi deschise

Calus hipertrofic cu exces de cartilaj

Alte Conditii de evolutie nefavorabila a unei fracturi sau a unei osteotomii chirugicale care pot duce la lipsa formarii calusului

Interpunere de tesuturi moi Vascularizatie precara Prezenta de material strain care induce

granulom de corp strain Tumora Sindrom de compartiment :ischemie in

spatiu inchis de limite anatomice( fascii musculare, os)

Metodele mecanice de imobilizare a unui focar de fractura faciliteaza vindecarea cu formare redusa de calus

In conditii de fixare rigida reparatia se face numai prin calus endostalSeamana cu procesul fiziologic de remodelare osoasa

Metodele mecanice de imobilizare facilitează vindecarea.

Boli sistemice, diabet, deficienţe nutriţionale, osteoporoză, osteomalacie intarzie vindecarea

obls=osteoblaste, os=osteoid, ost=osteocit, m=celule mezenchimale Col. Giemsa

bibliografie

bibliografie

bibliografie