ARTROSCOPIA | VOL. 18, Nº 1 : 30-36 | 2011
 
ARTICULO ORIGINAL

Manguito Rotador: Histología de la Normalidad a la Patología

Dr. Fernando Barclay, Dr. Francisco Arcuri, Dra. Andrea Paparatto

Instituto Argentino de Diagnóstico y Tratamiento

RESUMEN

Introducción: Las causas de ruptura de manguito rotador no son bien comprendidas. Existen diferentes teorías que explicarían su etiopatología. El objetivo del presente trabajo es describir un patrón histológico de normalidad y desarrollar un score histológico para evaluar lesiones agudas y crónicas del manguito rotador. // Material y Métodos: Se realizaron once biopsias de espesor completo del manguito rotador en once pacientes con rupturas, no menores de 3 cm de longitud anteroposterior de distinto tiempo de evolución y 3 biopsias, en manguitos rotadores sin patología (Inestabilidad y Luxación Acromio-Clavicular). Se las sometió a estudios histológicos con hematoxilina-eosina, tricrómico de Masson (fibras colágenas), Giemsa (evaluar mastocitos), CD45 (leucocitos), CD68 (macrófagos), CD 34 (endotelio vascular) y MIB-1 (índice proliferación celular). Se evaluaron los siguientes parámetros: Matriz extracelular (edema, orientación colágeno y metaplasia condroide), celularidad (fibroblastos, linfocitos, mastocitos y macrófagos), proliferación vascular y espesor de la membrana sinovial. Cada ítem fue cuantificado y se le coloco un valor de 0 (normal) a 3 (severo). // Resultados: En las lesiones de menor tiempo de evolución, la característica primaria fue la desorganización de las fibras de colágeno, el aumento de la celularidad, a predominio de macrófagos y el edema. En las lesiones crónicas se observo un aumento del espesor de la membrana sinovial, metaplasia condroide y aumento de la celularidad a predominio de linfocitos. // Conclusión: Los patrones histológicos varían, de acuerdo a la indemnidad del tendón y al tiempo de evolución de la ruptura. // Relevancia Clínica: La posibilidad de reconocer diferentes patrones histológicos patológicos, en biopsias de manguitos rotadores con lesiones de distinto tiempo de evolución, nos permitirá, con un nivel de evidencia mayor, crear nuevas técnicas quirurgicas y mejorar los escenarios biológicos para el mejor tratamiento de esta patología. // Palabras clave: Manguito rotador, Supraespinoso, Histología, Score histológico, Patrones histológicos.

 

ABSTRACT

What causes a rotator cuff tear is still not well understood. Different theories try to explain its etiology. The purpose of this study is to describe a normal histological pattern and to develop a histological score to evaluate acute and chronic rotator cuff tears. // Material and Methods: Eleven full thickness rotator cuff biopsies were performed in eleven patients with 3 cm in length antero-posterior and different time of evolution. All specimens were stained with hematoxilin eosin, Masson´s stain (edema, collagen orientation), Giemsa (evaluate mast cells), CD45 (leucocytes), CD48(macrophages),CD 34 (vascular endothelium) and MIB-1 ( cellular proliferation index).The following parameters were evaluated: Extracellular matrix (edema, collagen orientation, chondroid metaplasia), Cellularity (fibroblasts, lymphocytes, mast cells and macrophages), vascular proliferation and synovial thickness. Each item was quantified and a 0 (normal) to 3 (severe) values was assigned. //Results: Loss in collagen alignment and increase in cellularity, with increase in the number of macrophages and edema was observed in sub-acute rotator cuff tears Anincrease in the thickness of the sinovium, chondroid metaplasia and lymphocyte proliferation was observed in chronic lesions. // Conclusion: Different histological patterns exist for a normal rotator cuff, acute/sub acute tear and a chronic one. // Clinical relevance: The possibility to recognize a normal histological pattern and a torn one will enable recognize the healing capacity of a repaired tendon. // Keywords: Rotator cuff, supraspinatus, histology, Histological score, histological patterns.

 

INTRODUCCIÓN

A pesar de la gran incidencia de rupturas del manguito rotador en la población adulta, los conocimientos sobre su etiopatogenia siguen siendo limitados. Existen múltiples teorías que intentan explicar las causas de estas lesiones y la mayoría de ellas las clasifican en intrínsecas o extrínsecas.

La teoría clásica descripta por Neer, de fricción subacromial (extrínseca), implica al arco coraco-acromial como la causa de la lesión del tendón, en especial del lado bursal a través de fricción del tendón con el acromion.

El modelo de causa intrínseca es el sobreuso, la degeneración del tendón o el microtrauma descripto inicialmente en ratas de laboratorio, en las cuales se realizo un perfil genético del tendón del supraespinoso y del tendón patelar, y en donde se observo la expresión de genes presentes en el cartílago y agregados1, 2 en el tendón del supraespinoso pero no en el tendón patelar. Esto explicaría la transformación de regiones del tendón del supraespinoso en un fibrocartílago que en situaciones específicas sería mucho más susceptible a las rupturas.

Algunos autores sostienen que diferentes metalloproteasas,3 que se encuentran en el tendón, encargadas de degradar la matriz extracelular están sobre expresadas en las rupturas de manguito rotador crónicas.4 Además se observo un aumento de apoptosis (muerte celular programada), en las lesiones crónicas.5, 6

La teoría de avascularidad7 sugiere que una región critica, avascular en el tendón del supraespinoso, situada 5 a 10 mm de su inserción humeral en el toquiter,8, 9 sería el área mecánicamente más débil y el sitio de origen de la mayoría de las lesiones del manguito rotador.10 Además, se demostró que la circulación dentro del tendón del supraespinoso y de la bursa peri tendón disminuye significativamente a partir de los 40 años, tanto en tendones sanos como en los patológicos.

Haciendo un análisis profundo de la bibliografía, consideramos que el foco de la investigación se centró inicialmente en desarrollar diversas teorías, teniendo en cuenta principalmente fenómenos físicos (biomecánicos)11, 12 y no anatomopatológicos e histológicos.

A pesar de las dificultades para explicar las causas de la tenopatía del manguito rotador, se ha demostrado que los cambios histopatológicos serian los responsables de la debilidad y perdida de la fuerza tensora del tendón, y esto llevaría definitivamente a la posibilidad de rupturas.

En la actualidad no se ha descripto una clasificación histológica que cuantifique los cambios estructurales en las diversas lesiones. Longo et al.13, 14, 15 propuso un sistema básico de score de 4 puntos, que evaluó solo con hematoxilina eosina.

El objetivo del presente trabajo es describir los hallazgos histopatológicos en biopsias de manguitos rotadores, normales, con rupturas agudas, subagudas y crónicas; y establecer una clasificación histológica cuantitativa que nos permita, en el futuro, hacer estadística y comparar objetivamente los diferentes métodos terapéuticos empleados para el tratamiento de esta patología.

 

MATERIALES Y MÉTODO

Entre enero y diciembre de 2010, se realizaron 11 biopsias de espesor completo del manguito rotador intraoperatorias, previas a la reparación artroscópica del mismo, en 11 pacientes con diagnóstico de ruptura de distinto tiempo de evolución. Se excluyeron pacientes con enfermedades metabólicas o sistémicas como diabetes, enfermedades reumatológicas, hiperuricemia y cáncer. Se incluyeron solo rupturas completas grandes, no menores de 3 cm de longitud anteroposterior, medido artroscópicamente durante la reparación.

Al mismo tiempo se realizaron 3 biopsias de espesor completo del supraespinoso en pacientes tratados por inestabilidad y luxación acromio-clavicular, y se utilizaron como patrón histológico de normalidad.

Para las biopsias, se utilizo un dispositivo SUPERCORE II de 18Gx9 cm, tomando el margen posterior del tendón del bíceps como límite anterior y a 15 mm del borde libre del tendón roto.

Las biopsias fueron fijadas con formol al 10%, deshidratadas por diferentes gradientes de alcohol. Se realizaron tacos de parafina y se cortaron con micrótomo con 4 cm de espesor. Se colorearon con hematoxilina y eosina y se realizaron cortes en blanco para la realización de técnicas de inmunohistoquímica para determinación CD45 (marcador leucocitario), CD68 (macrófagos), CD34 ( endotelio vascular) y MIB-1 (índice de proliferación celular)16 y técnicas de histoquímicas de Tricrómico de Masson para evaluar fibrosis estromal y Giemsa para demostración de mastocitos.

En el examen histológico se evaluaron los siguientes parámetros:

  1. Matriz extracelular (edema, orientación y tipo de colágeno, metaplasia condroide).
  2. Celularidad (fibroblastos, linfocitos, mastocitos, macrófagos).
  3. Proliferación vascular.
  4. Espesor del sinviotelio.13

Se estableció un score de 4 puntos, cuantificando cada parámetro previamente descripto, donde se considero: 0 normal, 1 leve, 2 moderado, 3 severo.

El manguito rotador incluye los tendones de los músculos subescapular, supraespinoso, infraespinoso y redondo menor. Diferentes estudios anatómicos demostraron que la inserción del manguito rotador es una confluencia de estos tendones, la capsula glenohumeral y los ligamentos glenohumerales y coracohumeral.

Los tendones del supraespinoso e infraespinoso se unen 15 mm a medial de la inserción humeral.17 Según los estudios anatómicos convencionales, los primeros 13 a 17 mm posteriores al tendón del bíceps18 corresponderían al tendón del supraespinoso solamente, pero hay nuevas investigaciones anatómicas que solo le adjudican los primeros 13 mm del footprint (área de inserción) anterior al tendón del supraespinoso.19, 20, 21

El espesor del manguito rotador es de 10-14 mm.22 Anatómicamente el tendón del supraespinoso se extiende desde la unión miotendinosa, aproximadamente a 5 cm a medial del troquiter, hasta la región fibrocartilaginosa de unión, que comprende a los últimos 1,8 a 0,5 cm,23 con una zona de fibrocartílago no calcificado y finalmente la zona de fibrocartílago calcificado, que comprende la fijación del tendón al hueso.24, 25

Histológicamente, el manguito rotador están constituidos de agua (55%) y colágeno tipo I, 85% del peso en seco. En menor proporción, colágenos tipo III y XIII, proteoglicanos, glucosaminoglicanos, elastina y fibroblastos.20

El colágeno es producido por los fibroblastos y ambos conforman la arquitectura fascicular característica del tendón.

Clark y Harryman,26 en estudios histológicos del manguito rotador describieron las siguientes capas:

 

Hallazgos Histológicos en la Normalidad (por capas)

  • Capa 1: contiene arteriolas y fibras del ligamento coracohumeral orientadas de manera oblicua a las fibras musculares (Fig. 1).
  • Capa 2: Constituida por haces gruesos de las fibras tendinosas que se insertan directamente en la tuberosidad (Fig. 2).
  • Capa 3: Constituida por pequeños haces de colágeno con orientación menos uniforme, los que conforman un trabeculado que contribuye la inserción del tendón (Fig. 3).
  • Capa 4: Contiene tejido conectivo laxo y gruesas bandas colágenas que se fusionan con el ligamento coracohumeral en el borde más anterior del supraespinoso (Fig. 4).
  • Capa 5: Representado por la capsula glenohumeral, constituida por una lámina de colágeno entretejido con el fibrocartílago, que en la región del footprint forma las fibras de sharpey, que se extiende desde el labrum glenoideo al humero27 (Fig. 5).

Hallazgos histológicos en la ruptura

Los diferentes hallazgos histológicos observados en las tenopatías incluyen: adelgazamiento y desorganización en las fibras colágenas de las diferentes capas, metaplasia condroide,28 edema, proliferación vascular, infiltrado de linfocitos y presencia de mastocitos, e hiperplasia del sinoviotelio.29, 30, 31, 32, 33

En cuanto al tejido colágeno, el tipo III se incrementa con la edad,34 en la tenopatía degenerativa y en las rupturas.35 En la reparación predomina el colágeno tipo III, cuyas fibras son de menor diámetro que en el tipo I, y además se agrupan al azar formando un trabeculado, lo cual se traduce en una menor fuerza tensil, permitiendo que el tendón sea más vulnerable a sufrir rupturas, incluso ante esfuerzos fisiológicos.36, 37, 38

La respuesta reparativa depende esencialmente de si la lesión tiene una evolución aguda subaguda o crónica.39 La mayoría de los trabajos publicados en modelos animales utilizaban laceraciones, lesiones agudas como modelo.40, 41 Pero los mecanismos de reparación de las lesiones provocadas por microtraumatismo son menos comprendidas.42, 43

En una lesión traumática aguda, existe inicialmente un periodo de respuesta inflamatoria en donde las células migran hacia en sito de la ruptura.44 En las siguientes 48 horas, comienza la síntesis de proteínas, los fibroblastos activados producen colágeno tipo III que en las próximas 6 a 8 semanas idealmente sería reemplazado por colágeno tipo I, pero nunca llegan a recuperar las mismas características del tendón sano45, 46, 47, 48, 49 (Fig. 6).

En las lesiones crónicas, la degeneración del tendón es la característica predominante. Esta se produce porque coexisten los intentos de reparación tisular en sus diferentes etapas.50 Durante las primeras 12 semanas, se observan altos niveles de síntesis de colágeno tipo I y III. La producción de colágeno tipo III continua hasta por lo menos 18 meses,51, 52 obteniendo una hiperplasia angio-fibroblastica53 y el reemplazo de colágeno tipo III por tipo I, alterando así la composición de la matriz colágena, siendo el resultado final una menor resistencia a las fuerzas tensiles.54, 55, 56

 

fig1

fig2

fig3

fig4

fig5

 

Figura 1: Imagen histológica de la primera capa. Se visualizan arteriolas (flechas) y fibras colágenas oblicuas a las fibras musculares. Hematoxilina –eosina 20X. Figura 2: Capa 2, haces gruesos de colágeno orientados paralelamente. Hematoxilina-eosina 40X. Capa 2 con Tricromico de Masson. Figura 3: Capa 3, haces de colágeno cortos (flecha) que conforman un trabeculado. Hematoxila-eosina 20X. Figura 4: Capa 4, tejido conectivo laxo con gruesas bandas colágenas (flecha). HE 20X. Figura 5: Capa 5. Lámina de colágeno entretejido(C). Con Hueso (H). Fibras de Sharpey HE20X.

 

fig6


Figura 6: Patrón de Lesión Subaguda. Infiltrado linfocitario (LY), Edema (Ed), Vasocongestión (Vasos), sinoviotelio conservado. HE X20.

 

RESULTADOS

En las 14 muestras evaluadas, 3 correspondían a tendones normales (inestabilidad y luxación acromio-clavicular); las 11 restantes correspondían a ruptura del manguito rotador, de distintos grados de cronicidad, lo que nos permitió observar variados cambios histológicos.

La alteración de la matriz colágena, remarcada con la técnica de tricrómico de Masson, junto con la proliferación vascular, evaluada con hematoxilina eosina y destacada con CD34, fueron los hallazgos más trascendentes en cuanto al cambio en la histoarquitectura normal de los tendones, coincidiendo esto con las rupturas que llevaban más tiempo de evolución.

El tricrómico de Masson nos permite destacar la trama colágena, pudiendo observar la perdida de la alineación de las fibras. Lo evaluamos como 0 normal, y de leve a severo con score numérico de 1 a 3.

Las lesiones con menor tiempo de evolución mostraron menor distorsión de la arquitectura, destacándose en ellas el edema.

La hiperplasia sinovial fue variable, siendo más grosera en las lesiones con mayor daño histológico (Fig. 7).

En cuanto al infiltrado linfocitario, presencia de macrófagos, fibroblastos activados y mastocitos, los mismos fueron variables según las distintas lesiones. Los evaluamos con hematoxilina eosina y confirmamos su presencia con histoquímica, Giemsa, para mastocitos y técnicas de inmunohistoquímica para demostración de CD45 (linfocitos), CD68 (macrófagos).

En dos de los casos, la metaplasia condroide fue protagonista en la imagen histológica coincidiendo con una historia de daño de larga evolución (Fig. 8).

 

fig7

 

Figura 7: Patrón Crónico. Hiperplasia del sinoviotelio, presencia de fibroblastos (Fb) e incremento de la vascularización (VS). HE X20.

 

fig8

 

Figura 8: Metaplasia condroide. HE X 20.

 

DISCUSIÓN

El manejo terapéutico de las rupturas del manguito rotador continúa siendo controvertido, y si bien las nuevas configuraciones de reparación (tercera generación) estarían mejorando la sobrevida, el índice de re-ruptura sigue siendo demasiado alto en las lesiones grandes y masivas.

En la actualidad, gran parte de los recursos de investigación se enfocan en mejorar las propiedades biomecánicas de los implantes y de las técnicas de sutura.

Los modelos biomecánicos mejoraron y tratan de imitar la realidad anatómica de inserción en un área (footprint), prestando mayor atención a la interface tendón hueso, aumentando la superficie de contacto y presión de contacto y disminuyendo el micro movimiento, factores que teóricamente afectarían positivamente en el proceso biológico de la cicatrización.

Nuevas investigaciones apuntan a mejorar el escenario bilógico para la curación, como el cruentado del lecho óseo, diseños de técnicas que excluyan los anclajes del área de inserción (tercera generación o suturas en puente), anclajes perforados, todas técnicas tendientes a aumentar el volumen de sangre en la interface.

Finalmente, la utilización de concentrados plaquetarios ricos en factores de crecimiento, inyectados intratendón o en la interface, en forma líquida o solidificada, abren una nueva esperanza en la batalla para disminuir definitivamente la posibilidad de re-rupturas.57

En el presente trabajo realizamos una evaluación histológica exhaustiva y detallada, incorporando técnicas de alta complejidad en cuanto a los métodos de estudio en cada biopsia, lo que nos permitió realizar un score de evaluación histológica reproducible, luego, solo con técnicas de hematoxilina eosina, donde hemos podido observar objetivamente los diferentes cambios anatomopatológicos en los distintos casos clínicos, pudiendo cuantificar las diferentes lesiones.

En el proceso de cicatrización del tendón, la fuerza y durabilidad del método de reparación utilizado juegan un rol preponderante en el camino hacia la reparación.

Hay evidencia de estudio in vitro, que demuestran que el plasma rico en plaquetas,58, 59, 60, 61 posee los factores de crecimiento e interleukinas, que favorecerían la angiogénesis62 y la migración de células pluripotenciales63 hacia el sito de reparación y su posterior diferenciación a tenocitos.

Estudios in vivo en animales demostraron que estos factores favorecerían la reparación de los tendones del manguito rotador, no así para las lesiones del tendón de Aquiles, las cuales a diferencia del manguito rotador se comportan como lesiones agudas.64

Futuros diseños de investigación, con grupos control, en donde se disminuya al máximo las variables que puedan intervenir, modificando procesos de cicatrización o reparación, comprobables por medio de estudios histológicos In Vivo, son necesarios para acercarnos cada vez más a la posibilidad de un tratamiento óptimo de esta patología.

 

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a Silvana Nieto, Encargada de Área de citotecnología del CEMIC, por su valiosa tarea técnica en la realización de preparados histológicos y técnicas de histo e inmunohistoquímica, fundamentales para la realización del presente trabajo.

 

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Dr. Fernando Barclay

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