Mantener un entorno óptimo de nutrientes y metabolitos es esencial para la supervivencia y el funcionamiento de las células del disco intervertebral, mas aún si sabemos que los discos intervertebrales comprenden el tejido avascular más grande del cuerpo (1).
Aunque las células del anillo fibroso externo reciben sus nutrientes (y eliminan sus metabolitos) a través de los capilares en los tejidos blandos que rodean el disco intervertebral, el único contacto con el suministro de sangre para la mayoría de las células restantes dentro del disco es a través de los capilares que surgen en los cuerpos vertebrales, y penetran la placa subcondral a través de los espacios de la médula ósea y terminan en bucles adyacentes a la placa cartilaginosa (2).
Los nutrientes se mueven principalmente por difusión (desde los capilares a través de la placa terminal cartilaginosa y la matriz densa del disco intervertebral hasta las células del propio disco; los metabolitos se mueven en la dirección opuesta. Los gradientes de concentración resultantes están determinados por la diferencia entre las tasas de suministro y consumo de nutrientes por las células (3).
En consecuencia, las concentraciones de glucosa, oxígeno y otros nutrientes son más bajas en el centro del disco intervertebral. El metabolismo de las células en el núcleo es muy sensible a los cambios de pH. Son máximamente activos en rangos de pH de 6,9 a 7,2, pero por debajo de 6,8 su actividad cae abruptamente. Por debajo de 6,3, su actividad es solo del 15% como máximo (4).
Por lo tanto, los factores que afectan negativamente la concentración de nutrientes también limitan la cantidad de células que se pueden mantener en este tejido avascular (5, 6).
El equilibrio entre el suministro de nutrientes y el consumo de nutrientes es precario, y si cualquiera de los parámetros se altera, la concentración de nutrientes y el nivel de pH (como consecuencia de la acumulación de metabolitos) en los discos pueden disminuir a niveles que afectan negativamente la actividad celular e incluso la viabilidad celular (7, 8, 9, 10).
🎯 La disminución en el suministro de nutrientes y oxígeno al disco intervertebral puede ser debido a la pérdida de permeabilidad de la placa terminal como consecuencia de….
- Suministro de sangre vertebral deteriorado (es decir, a través de la aterosclerosis de las arterias que alimentan la columna lumbar asociada con la degeneración del disco)
- Deterioro del suministro de sangre de la placa terminal (es decir, a través de la esclerosis de la placa terminal, cambios de Modic, nódulos de Schmorl, etc.)
- Aumento de la demanda celular (es decir, como resultado de una mayor densidad celular o un aumento en la tasa de consumo de nutrientes por célula, lo que dificulta que el disco mantenga su matriz y renovación celular)
Todo esto conduce a la degeneración y apoptosis celular (11).
Con la maduración, los proteoglicanos y las moléculas de agrecanos se degradan, lo que resulta en la pérdida de glicosoaminoglicanos y disminución de la presión osmótica. Esto afecta la función de soporte de carga del disco intervertebral, lo que resulta en la pérdida de la altura del disco y el abultamiento del contenido nuclear en la parte posterior a través del anillo anular adelgazado o desgarrado y el ligamento longitudinal posterior relativamente débil (12, 13).
Vías de suministro de nutrientes en un disco intervertebral normal.
- Las células del núcleo pulposo del disco intervertebral avascular y el anillo fibroso interno reciben irrigación de los vasos sanguíneos vertebrales. Los capilares penetran en la placa subcondral a través de los espacios medulares y terminan en bucles en la unión de la placa subcondral y la placa terminal cartilaginosa.
- Los nutrientes (p. ej., oxígeno y glucosa) se difunden desde el lecho capilar a través de la placa terminal cartilaginosa bajo gradientes que surgen de las demandas metabólicas de las células del disco, mientras que los desechos metabólicos (p. ej., ácido láctico) se difunden en dirección inversa. Las células del anillo fibroso externo son irrigadas por capilares de los vasos sanguíneos de los tejidos blandos circundantes que penetran unos pocos milímetros en el disco.
- El centro del disco intervertebral tiene los niveles más bajos de nutrientes y la mayor concentración de metabolitos.
El esquema muestra gradientes de concentración normalizados de glucosa, oxígeno y ácido láctico a través del núcleo, placa terminal-placa terminal. Las concentraciones de nutrientes deben permanecer por encima de los niveles críticos para mantener la viabilidad y la actividad celular.
Referencias.
