La escoliosis como actitud natural - Escoliosis idiopática: conceptos antiguos y nuevos, caso clínico

Editado por el Dr. Giovanni Chetta

De la bioquímica a la biomecánica

No se puede pensar en comprender, al menos en parte, el problema escoliótico (y postural) sin un conocimiento suficiente de la biomecánica humana y, a su vez, no se puede comprender la biomecánica sin pasar por la bioquímica, la física y las matemáticas.

Matriz extracelular (MEC)

Una descripción, aunque sea de lo poco que sabemos hoy, de la MEC (matriz extracelular) es fundamental para comprender mejor la importancia de las alteraciones en la columna y la postura en la salud.
Cada célula, como todo organismo vivo multicelular, necesita "sentir" e interactuar con su entorno para llevar a cabo sus funciones vitales y sobrevivir. En un organismo multicelular las células deben coordinar los diferentes comportamientos como en una comunidad de seres humanos.

De hecho, en los organismos multicelulares, las células utilizan cientos de moléculas extracelulares (proteínas, péptidos, aminoácidos, nucleótidos, esteroides, derivados de ácidos grasos, gases en solución, etc.) para enviar mensajes continuamente, tanto cercanos como distantes. En cada organismo multicelular, cada célula está expuesta a cientos de diferentes moléculas de señal presentes dentro y fuera, unidas a su superficie y libres o unidas en la ECM. Las células entran en contacto con el entorno externo muy complicado a través de su superficie, la membrana plasmática, a través de numerosas áreas especializadas (desde unas pocas decenas hasta más de 100.000 por cada célula). Los diversos receptores de membrana son sensibles a muchas señales que provienen tanto del interior como del ECM y pueden, reconociendo y uniéndose a una molécula de señal (por ejemplo, un neurotransmisor), desencadenar reacciones específicas dentro de la célula: secreción, división celular, reacciones inmunes, etc. (Gennis, 1989).

La ECM se describe generalmente como compuesta de varias clases grandes de biomoléculas:

Proteínas estructurales (colágeno y elastina)
Proteínas especializadas (fibrilina, fibronectina, laminina, etc.)
Proteoglicanos (agrecanos, sindecanos) y glusaminoglicanos (hialuronanos, condroitín sulfatos, heparán sulfatos, etc.)

Entre las proteínas estructurales, yo colágeno forman la familia de glicoproteínas más representada en el reino animal. Son las proteínas más presentes en la MEC (pero no las más importantes) y son los constituyentes fundamentales de los tejidos conectivos propiamente dichos (cartílago, hueso, fascia, tendones, ligamentos).
Los colágenos son principalmente sintetizados por fibroblastos, pero las células epiteliales también pueden sintetizarlos.
Las fibras de colágeno interactúan continuamente con una enorme cantidad de otras moléculas de la MEC constituyendo un continuo biológico fundamental para la vida de la célula. Los colágenos asociados en las fibrillas ocupan un papel predominante en la formación y mantenimiento de estructuras capaces de resistir las fuerzas de tensión siendo casi El colágeno inelástico se produce y re-metaboliza en función de la carga mecánica y sus propiedades viscoelásticas tienen un gran impacto en la postura del hombre.
Las fibras de colágeno gracias a su recubrimiento de PG / GAG (proteoglicanos / glucosaminoglicanos) poseen propiedades biosensoras y bioconductoras. Sabemos de hecho que cualquier fuerza mecánica capaz de generar una deformación estructural tensiona los enlaces intermoleculares produciendo un ligero flujo eléctrico, es decir, la corriente piezoeléctrica (Athenstaedt, 1969). Por lo tanto, la red de colágeno tridimensional y ubicua también posee la característica peculiar de conducir señales bioeléctricas en las tres dimensiones del espacio, basándose en la disposición relativa entre las fibrillas de colágeno y las células, en la dirección aferente (desde la ECM a las células) o viceversa. versa eferente.
Todo esto representa un sistema de comunicación de células MEC en tiempo real y tales bio-señales electromagnéticas pueden conducir a cambios bioquímicos importantes, por ejemplo, en "los osteoclastos de hueso no pueden" digerir "el hueso cargado piezoeléctricamente (Oschman, 2000).
Por último, cabe destacar que la célula, como es lógico, produce de forma continua y con un gasto energético considerable (aprox. 70%) material que necesariamente debe ser expulsado mediante el almacenamiento exclusivo de protocolágeno (precursor biológico del colágeno) en vesículas específicas ( Albergati, 2004).

La gran mayoría de los tejidos de los vertebrados requieren la presencia simultánea de dos características vitales: fuerza y elasticidad. Una verdadera red de fibras elásticas, ubicado en el interior de la ECM de estos tejidos, permite volver a las condiciones iniciales después de fuertes tracciones, las fibras elásticas son capaces de aumentar la extensibilidad de un órgano o de una porción de él al menos cinco veces. Las fibras de colágeno largas e inelásticas se intercalan entre las fibras elásticas con la tarea precisa de limitar una "deformación excesiva por tracción de los tejidos". La elastina representa el componente principal de las fibras elásticas y se encuentra en cantidades particularmente abundantes en los vasos sanguíneos con características elásticas ( constituye más del 50% del peso seco total de la aorta), en los ligamentos, en el pulmón y en la piel.Las células del músculo liso y los fibroblastos son los principales productores de su precursor, la tropoelastina.

La ECM contiene una gran cantidad (y aún no bien definida) de proteínas especializadas distintas del colágeno que normalmente tienen sitios de unión específicos para otras moléculas de ECM y receptores de la superficie celular. De esta forma, cada uno de los componentes de estas proteínas actúa como un "amplificador" de contactos, tanto entre moléculas similares como diferentes, creando una red bioquímica infinita capaz de generar, modular, variar y propagar incluso a distancia millones y millones de información bioquímica. (y energía).
Una importante "proteína especializada de la matriz extracelular es la fibronectina, glicoproteína de alto peso molecular que se encuentra en todos los vertebrados. La fibronectina parece ser capaz de influir en el crecimiento celular, la adhesión intercelular y con la MEC, la migración celular de diferentes formas (la célula puede moverse hasta 5 cm por día - Albergati, 2004), etc. La isoforma más conocida, el tipo III, se une a las integrinas . Estas últimas son una familia de proteínas transmembrana que actúan como mecanorreceptores: transducen, de forma selectiva y modulable, tracciones mecánicas y empujes desde la ECM dentro de la célula y viceversa, induciendo una serie de reacciones en el citoplasma que involucran al citoesqueleto y otras proteínas que regulan la adhesión, el crecimiento y la migración celular (Hynes, 2002).

Los glucosaminoglicanos (GAGS) y los proteoglicanos (PG) forman una sustancia gelatinosa altamente hidratada definida dentro de los tejidos conectivos, dentro de la cual se alojan e imbrican las proteínas fibrilares. Esta forma de gel de polisacárido es capaz, por un lado, de permitir que el ECM resista fuerzas de compresión considerables y, por otro lado, de permitir una difusión rápida, constante y selectiva de nutrientes, metabolitos y hormonas entre la sangre y los tejidos.
Las cadenas de polisacáridos de los glucosaminoglicanos son volumétricamente demasiado rígidas para plegarse dentro de las estructuras globulares compactas típicas de las cadenas polipeptídicas, además son altamente hidrofílicas Por estas razones (y probablemente también por otras desconocidas para nosotros) los GAG tienden a asumir conformaciones extremadamente extendidas. ocupando un gran volumen en relación a su masa y formando así cantidades considerables de gel incluso a bajas concentraciones La elevada cantidad de cargas negativas (los GAG representan las células aniónicas más numerosas, siendo habitualmente sulfatadas, producidas por células animales) atrae numerosos cationes; entre estos un papel predominante lo desempeña el Na + que confiere toda la capacidad osmótica y atrapa una enorme cantidad de agua en el ECM. De esta forma, se generan hinchazones (turgencia) que permiten al ECM oponerse incluso a fuerzas compresivas importantes (gracias a esto, por ejemplo, el cartílago de la cadera puede, en condiciones fisiológicas, resistir perfectamente una presión de varios cientos de atmósferas).
Dentro del tejido conectivo, los GAG representan menos del 10-12% del peso global, sin embargo, gracias a sus características, llenan muchos de los espacios extracelulares formando poros de gel hidratado de varios tamaños y densidades de cargas eléctricas actuando así como selectivos. puntos clave o "servidores" a través de los cuales se regula el tráfico de moléculas y células dentro del MEC, en función de su tamaño, peso y carga eléctrica.
El ácido hialurónico (hialuronano, hialuronato) representa quizás el más simple de los GAG. Datos experimentales y biológicos moleculares confirman que juega un papel fundamental a nivel de huesos y articulaciones en la resistencia a presiones considerables. Llenado de espacios en la ECM durante el desarrollo embrionario : crea espacios vacíos entre las células a los que migrarán en etapas posteriores (Albergati, 2004).
No todas las PG son secretadas por ECM, algunas son componentes integrales de las membranas plasmáticas (Alberts, 2002).

La matriz extracelular, por lo tanto, puede considerarse como una red muy compleja en la que las proteínas, PGS y GAG proporcionan innumerables funciones, incluidas las de soporte estructural y regulación de cada tejido y actividad orgánica. La homeostasis celular global debe considerarse como un complejo de mecanismos que pueden originarse y desarrollarse dentro de la célula o fuera de la MEC; en este último caso, la célula puede representar el objetivo intermedio o final. Los componentes extracelulares, además de representar estructuras de soporte físico para el andamio celular, también actúan como sitios reales para el inicio, desarrollo y terminación de procesos vitales relacionados tanto con el entorno endocelular como con los órganos y sistemas. Estamos ante una red bioquímica infinita capaz de generar, modular, variar y propagar, incluso a distancia, millones y millones de información.
Cada célula del cuerpo interactúa constantemente con la ECM, tanto bajo los aspectos mecánicos como químicos y energéticos, con efectos "dramáticos" sobre la arquitectura estática y dinámica de los tejidos. Según P. A. Bacci, la matriz intersticial representa verdaderamente la madre de las reacciones vitales, el lugar donde, en primer lugar, tienen lugar los intercambios entre materia y energía. Todos los tejidos están conectados y funcionalmente integrados entre sí, no en sistemas cerrados sino abiertos; entre ellos se producen continuos intercambios, que pueden tener lugar tanto a nivel local como sistémico, aprovechando los mensajes bioquímicos, biofísicos y electromagnéticos, es decir, utilizando las diversas formas de energía.
Como F. G.Alojada, la célula y la matriz extracelular representan dos mundos solo aparentemente separados que necesariamente durante toda la vida deben interactuar en cualquier momento para operar de manera correcta y sinérgica. Esto requiere una serie extraordinaria de señales seguidas de una serie igualmente increíble de actividades biológicas moleculares.