Aspetti ultrastrutturali della cartilagine articolare di bovino in condizioni di deformazione totale e residua [Ultrastructural aspects of bovine articular cartilage under conditions of total and residual deformation]

Provini di forma cubica (1 cm di spigolo) costituiti da cartilagine articolare e da uno straterello di osso spugnoso, isolati dall'epifisi prossimale del metacarpo di bovini di 2-3 anni, vennero sollecitati con carichi superiori a quelli fisiologici, compresi tra 20 e 180 Kg/cm2. I provini vennero fissati in glutaraldeide tamponata mentre la pressione era in atto (saggio della deformabilità totale) oppure 15' minuti dopo lo scarico (saggio della deformabilità residua). Dopo postfissazione in tetrossido di osmio ed inclusione in araldite, la parte cartilaginea dei provini venne sezionata con l'ultramicrotomo in corrispondenza dell'area compressa.L'osservazione ultrastrutturale dei frammenti non sollecitati di controllo, conferma quanto già si sapeva dalla letteratura e, cioè, che i condrociti della cartilagine articolare degli individui in accrescimento sono elementi metabolicamente attivi: il loro citoplasma contiene un reticolo endoplasmico rugoso ed un apparato di Golgi assai sviluppati, scarsi mitocondri, numerosi filamenti talora disposti in fasci, gocce lipidiche e granuli di glicogeno.In condizioni di deformazione totale, i corpi cellulari, schiacciati secondo l'asse di sollecitazione, risultano più appiattiti al centro, per il fatto che i materiali paraplasmatici tendono a defluire verso la periferia della cellula; profondamente deformati ed alterati appaiono i vari organuli. Sotto carichi elevati, la membrana plasmatica si può rompere, lasciando fuoriuscire il citosol e gocce lipidiche. In condizioni di deformazione residua, i condrociti non presentano mai segni di recupero, a differenza della sostanza intercellulare che tende a ritornare più lassa in particolare sotto i carichi minori usati (20 Kg/cm2); si forma pertanto uno spazio tra la membrana plasmatica e la parete della nicchia. Il danno ultrastrutturale risulta ovviamente tanto maggiore quanto più elevato è il carico pressorio.ULTRASTRUCTURAL ASPECTS OF BOVINE ARTICOLAR CARTILAGE UNDER TOTAL AND RESIDUAL DEFOR-MATIONCubic samples (1 cm side) of articular cartilage and of the underlying spongiosa isolated from the proximal epiphysis of the metacarpal bone of cattle aged 2-3 years were subjected to compressive stress lighter than the physiological ones (from 20 to 180 Kg/cm2).The samples were fixed in buffered glutaraldehyde while under pressure (test of total deformation) or 15' minutes after unloading (test of residuai deformation). The cartilaginous layer of the samples was postfixed in osmium tetroxide, embedded in Araldite and sectioned with the Ultratome in the compressed area.The ultrastructural observations of the unloaded specimens, taken as controls, are in dose agreement with the data reported in literature. They show that chondrocytes in the articular cartilage of growing bovines are metabolically active cells. Their cytoplasm contains a prominent Golgi apparatus and a variable concentration of granular endoplasmic reticulum, few mitochondria, lipid droplets, glycogen granueles and several filaments often closely packed (Figs. 1, 2, 3).Under total deformation (Figs. 4, 5, 7), the chondrocytes appear to be squeezed according to the pressure axis, and more flattened in the centre because of the diffluence of the paraplasmatic materials towards the external boundary of the celi; the various organelles are strongly deformed and altered. Under the highest loads, the cytoplasmic membrane can get broken leaving cytosol and lipid droplets going out.Under residuai deformation (Figs. 6, 8), chondrocytes never show signes of resilience, while the intercellular substance shows a certain degree of restoration particularly under the lowest load used (20 Kg/cm2); consequently, a space appears between the cytoplasmic membrane and the lacunar wall. Obviously, the greater the compressive load, the higher the ultrastructural damage