Como a Cartilagem Funciona (e Por Que Ela Tem Dificuldade para se Reparar)

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A cartilagem é a superfície lisa e brilhante que reveste as extremidades dos ossos dentro de uma articulação. É um dos materiais mais notáveis do corpo: mais escorregadia que o gelo, capaz de amortecer uma vida inteira de cargas e, no entanto, ao contrário do osso e do tendão, tem quase nenhuma capacidade de se reparar. Esse único fato explica por que os danos à cartilagem e a osteoartrite são problemas tão persistentes e por que proteger sua cartilagem é tão importante. Esta página explica, em linguagem clara, o que é a cartilagem e por que ela cicatriza tão mal; em seguida, para os curiosos, aprofunda-se na engenharia fascinante desse tecido e na biologia ativa por trás do que casualmente chamamos de "desgaste e lágrima".

O que é a cartilagem e qual é a sua função

A cartilagem a que nos referimos aqui, a cartilagem articular, é o revestimento firme, liso e branco, com apenas alguns milímetros de espessura, nas extremidades dos ossos onde se articulam numa articulação. Ela desempenha duas funções de forma excelente:

É uma superfície de deslizamento quase sem atrito, de modo que os ossos de uma articulação deslizam uns sobre os outros com resistência quase nula.
É um amortecedor, distribuindo a carga por toda a articulação e protegendo o osso subjacente contra impactos.

A cartilagem é um tecido vivo, mas de um tipo incomum: não possui vasos sanguíneos nem nervos. A ausência de nervos explica por que uma superfície cartilaginosa desgastada não causa dor (a dor da artrite provém de outras estruturas). A falta de suprimento sanguíneo é a principal causa da sua grande fraqueza: ela não consegue cicatrizar da mesma forma que a pele ou o osso.

Por que a cartilagem tem dificuldade em se regenerar

Em quase todo o resto do corpo, a cicatrização começa com o sangramento: forma-se um coágulo, células inflamatórias chegam e os fatores de crescimento ativam o processo de reparo. A cartilagem não possui suprimento sanguíneo, portanto, uma lesão nela não conta com esse mecanismo. Além disso, suas poucas células residentes estão aprisionadas na matriz circundante e não conseguem migrar até a lesão para repará-la.

O resultado é que um arranhão ou fissura confinado à cartilagem tende a permanecer inalterado. Danos que se estendem mais profundamente (através da cartilagem e até o osso subjacente) podem ser preenchidos, mas com uma "fibrocartilagem" semelhante a uma cicatriz, que é mais fraca e menos durável que o tecido original. Assim, os danos à cartilagem tendem a ser permanentes e de progressão lenta, o que explica exatamente por que a prevenção e a proteção são tão importantes.

O que ajuda a proteger sua cartilagem

Mantenha-se ativo. A cartilagem é nutrida pelo líquido articular, que é bombeado para dentro e para fora conforme você se move; a atividade regular e confortável a nutre, enquanto longos períodos de inatividade a privam de nutrientes.
Mantenha um peso saudável. Cada quilo representa uma carga adicional sobre as superfícies articulares.
Fortaleça os músculos ao redor da articulação. Músculos fortes dividem a carga e absorvem os impactos, protegendo a cartilagem.
Cuide das lesões. Uma articulação frouxa ou instável desgasta sua cartilagem mais rapidamente; tratar a instabilidade protege a superfície.

Em profundidade

Esta seção aprofunda a explicação biológica em um nível mais detalhado, adequado ao ensino acadêmico. Não é necessária para compreender um problema na cartilagem ou seu tratamento, mas, se você tiver curiosidade sobre como a cartilagem pode ser mais escorregadia que o gelo e por que o "desgaste" é, na verdade, uma doença ativa, continue a leitura.

A cartilagem como tecido vivo

A cartilagem articular é um tipo chamado cartilagem hialina. Ela é composta por uma dispersão esparsa de células (condrócitos) cercadas por um volume enorme de matriz que essas células fabricam e mantêm. A matriz é o segredo de tudo o que a cartilagem faz. É uma rede de fibras de colágeno tipo II, preenchida com moléculas grandes, em forma de escova de garrafa, que atraem intensamente a água, chamadas proteoglicanos (principalmente agrecana), e aproximadamente 70–80% de água. A rede de colágeno resiste à separação por tração; a agreca na absorve água e gera uma pressão de inchaço que resiste à compressão. Em efeito, a cartilagem é uma esponja cheia de água mantida sob tensão dentro de uma rede de fibras.

Ela também é exclusivamente isolada: sem vasos sanguíneos, sem nervos, sem linfáticos. Os condrócitos estão situados em pequenas câmaras (lacunas), mantêm lentamente seu trecho de matriz e não podem se mover.

O rolamento quase sem atrito: como a cartilagem suporta carga

A cartilagem é um dos materiais mais escorregadios conhecidos: seu coeficiente de atrito é de aproximadamente 0,001, inferior ao do gelo deslizando sobre gelo. Ela consegue isso com dois mecanismos atuando em conjunto.

Primeiro, ela é bifásica, uma matriz sólida impregnada de fluido. Quando uma articulação é submetida a carga, a água aprisionada não consegue escapar instantaneamente, portanto, pressuriza-se e suporta a carga, inicialmente mais de 90% dela. É a pressão do fluido, e não a estrutura sólida, que suporta a força, de maneira semelhante a ficar em pé sobre uma cama d'água. À medida que o ponto de contato se move (porque você continua se movendo), o fluido é expelido à frente e reabsorvido atrás. Essa pressurização do fluido intersticial é a principal razão pela qual a cartilagem pode suportar cargas enormes com tão pouco atrito ou desgaste.

Segundo, a superfície possui uma camada limite escorregadia de moléculas, incluindo lubricina (também chamada de PRG4) e ácido hialurônico do fluido articular, formando um filme hidratado que impede que as duas superfícies entrem em contato direto.

A matriz também está organizada em zonas: as fibras de colágeno correm paralelas à superfície na zona superior (superficial), mantendo a camada lubrificante e resistindo ao cisalhamento; elas tornam-se mais aleatórias na zona média; e ancoram-se verticalmente na zona profunda, em uma camada de cartilagem calcificada (separada por uma linha chamada de marca d'água) que fixa firmemente a cartilagem macia ao osso duro, o mesmo desafio de engenharia de unir materiais macios a duros que a inserção tendinosa resolve.

Por que a cartilagem cicatriza pouco

Juntando as peças, a má cicatrização faz sentido:

A ausência de suprimento sanguíneo significa ausência de coágulo, de células inflamatórias e de nenhum dos fatores de crescimento que impulsionam a reparação em outros locais.
As células não podem ajudar muito: os condrócitos são escassos, estão confinados na matriz e não migram nem se multiplicam o suficiente para preencher um defeito.
A profundidade determina a resposta. Um defeito parcial confinado à cartilagem nunca atinge o sangue ou a medula, portanto, praticamente não há resposta reparadora. Um defeito total que rompe a barreira e atinge o osso subcondral permite que células da medula e sangue inundem a área, preenchendo o defeito, mas com fibrocartilagem (colágeno tipo I, pobre em proteoglicanos), que é mecanicamente inferior e se desgasta mais rapidamente do que a verdadeira cartilagem hialina.

Essa é a frustração central da cirurgia da cartilagem: podemos preencher um defeito, mas não com o tecido original.

Como a cartilagem é nutrida

Sem vasos sanguíneos próprios, a cartilagem é nutrida por difusão a partir do líquido sinovial (articular), e essa difusão é impulsionada pelo movimento e pela carga. Cada vez que a articulação é carregada e descarregada, o fluido e os nutrientes são bombeados para dentro e para fora da cartilagem (de forma semelhante à maneira como o movimento dos dedos nutre um tendão flexor em cicatrização). Portanto, a cartilagem realmente precisa de carga cíclica para permanecer saudável: a imobilização prolongada ou a descarga a degradam, enquanto a atividade moderada e regular a mantém. A frase do fisioterapeuta de que "o movimento é o melhor remédio" tem uma base biológica real aqui.

Osteoarthritis: when cartilage breaks down

Osteoarthritis (OA) is usually called "wear and tear", but that understates it: it is an active biological process, not just mechanical erosion.

Set off by mechanical overload, injury, ageing or joint instability, the chondrocytes switch into a destructive mode. They ramp up matrix-digesting enzymes (MMPs such as MMP-13, and aggrecanases such as ADAMTS-4 and -5) that chew through the type II collagen and aggrecan faster than they can be replaced. The matrix loses its water-holding proteoglycan, softens, and frays. The chondrocytes also change character (a shift called hypertrophy), the cartilage begins to calcify and admit blood vessels, the subchondral bone thickens and throws up bony spurs (osteophytes), and the joint lining (synovium) becomes mildly inflamed, releasing signals such as IL-1 and TNF that feed the cycle. Because cartilage cannot regenerate, this is largely a one-way street, which is why OA care centres on offloading, strengthening and weight management, and, when the cartilage is finally gone, joint replacement.

Reparação da cartilagem: por que é tão difícil

Uma variedade de procedimentos cirúrgicos tenta restaurar uma superfície danificada, e o motivo de nenhum deles ser uma solução perfeita remete diretamente à biologia descrita acima:

Microfratura perfura pequenos orifícios no osso subcondral para permitir a entrada de células da medula. Elas formam fibrocartilagem, que é útil a curto prazo, mas tende a se deteriorar após alguns anos.
Transferência osteocondral (OATS / mosaicplastia) transfere plugs de cartilagem e osso de uma parte pouco carregada da articulação. Esta é cartilagem hialina real, mas o suprimento é limitado.
Terapia celular (ACI / MACI) cultiva os próprios condrocitos do paciente em laboratório e os reimplanta; essa abordagem é promissora, mas tecnicamente exigente e ainda imperfeita.

Nenhum método recria de forma confiável a cartilagem hialina original com sua arquitetura zonal precisa e lubrificação. Quando a cartilagem de toda uma articulação está desgastada, a solução definitiva continua sendo a substituição articular.

O que ajuda e prejudica a cartilagem

O movimento e a carga moderada nutrem e mantêm a cartilagem; a imobilização prolongada a prejudica.
O excesso de peso e a instabilidade articular aceleram a degeneração; os músculos fortes ao redor a protegem.
As lesões, especialmente aquelas que desestabilizam uma articulação ou danificam a superfície, aumentam o risco a longo prazo de osteoartrite.
E a dura verdade que permeia toda esta página: uma vez significativamente danificada, a cartilagem não se regenera. Para quase nenhum outro tecido a prevenção é tão importante.

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