Lesión de ligamentos y su adaptación al ejercicio

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Lesión de ligamentos y escalera de agilidad

El objetivo de este artículo es es conocer la estructura y función de los ligamentos, los procesos de reparación que ocurren cuando se produce una lesión y sobre todo, conocer cual es el efecto del ejercicio en el proceso de reparación de los ligamentos.

Características y funciones de los ligamentos

Los ligamentos son estructuras formadas por tejido conjuntivo denso, fibroso y fuerte, que conectan un hueso con otro. Su principal función es la proteger y estabilizar las distintas articulaciones del cuerpo. Además de esta, presenta otra importante función como es la de participar en los mecanismos de propiocepción. (1)

Los ligamentos varían en tamaño, forma, orientación y ubicación, de forma que se podrías clasificar como ligamentos extra-articulares (ej. ligamento lateral interno de la rodilla), o intra-articulares (ej. ligamento cruzado anterior).

Los ligamentos tienen 2 formas de insertarse (entesis) en el hueso:

  • De forma directa, donde las ­fibras del ligamento se conectan a una zona de fibrocartílago de mineralización progresiva hasta llegar al hueso
  • De forma indirecta, donde las fibras se unen al periostio (capa superficial que recubre los huesos).

Habría una tercera opción, ya que en ocasiones se produce una combinación entre las 2 posibilidades descritas anteriormente.

El epiligamento

Los ligamentos a menudo presentan una fina membrana que los recubre, el epiligamento.

Este presenta una mayor vascularización que el ligamento, una mayor cantidad de células y más inervación sensitiva y propioceptiva. (2)

En el epiligamento es donde se encuentran los receptores nerviosos propioceptivos y sensitivos, como son los corpúsculos de Pacini, los corpúsculos de Rufini o las terminaciones libres. Todos estos mecanoreceptores controlan los mecanismos de propiocepción, los cuales son de gran importancia en la dinámica y estabilidad articular. (1)

Dado que el epiligamento presenta una vascularización mucho mayor a la del ligamento en si (en general poco vascularizado), otra de sus importantes funciones es la de proporcionarle nutrición.

Epiligamento y estructura del ligamento
El epiligamento forma una membrana externa que recubre al ligamento

Estructura de los ligamentos

Como ya hemos mencionado antes, a nivel macroscópico, los ligamentos se muestran como bandas densas de tejido conectivo, paquetes de fibras de colágeno orientados de forma paralela, que conectan hueso con hueso.

Microscópicamente, el ligamento está compuesto por dos elementos principales, un componente celular y otro de matriz extracelular. (3)

Componente celular

El componente celular representa solamente el 20% de todo el ligamento. Está compuesto principalmente por fibroblastos (células encargadas de sintetizar el colágeno), junto con una pequeña cantidad de otras células. Su función, como hemos dicho, es la de sintetizar y mantener la matriz extracelular.

Matriz extracelular

La matriz extracelular es una estructura organizada y funcional que le confiere al tejido su comportamiento viscoelástico, gracias a sus distintos componentes: proteínas, glucoproteínas y agua.

La matriz extracelular, la cual forma el 80% del tejido, consta de una sustancia fundamental que en su mayor proporción es agua (70%). El 30% restante estaría ocupado por distintas proteínas, en las que destaca fundamentalmente el colágeno (75%), junto con glucoproteinas, proteoglucanos o elastina. Este colágeno, que representaría el 75% del peso del ligamento en seco,  es el que la proporciona sus propiedades mecánicas.

Existen distintos tipos de colágeno,  genéticamente distintos y con propiedades diferentes, pero en los ligamentos, el 90% del total es colágeno tipo I, siendo el resto tipos III, VI y XI. (1)

Composición y estructura del ligamento
Composición del ligamento, formado por células y matriz extracelular

Lesiones de ligamentos

La ruptura parcial o total de los ligamentos se conoce como esguince, siendo esta una de las lesiones más comunes en deportistas y en personas sedentarias.

Esta lesión provoca cambios en la estructura y fisiología del ligamento, altera la sinergia entre los tejidos adyacentes y el movimiento articular, causando un déficit funcional.

En función de los signos y síntomas clínicos, podemos clasificar los esguinces en 3 grados de gravedad: (3)

  • El grado I, presenta una mínima pérdida de la función y poco dolor. No hay ruptura de fibras, ni equimosis (hemorragia bajo la piel y tejido subcutáneo) y el sujeto no presenta dificultad para soportar el peso.
  • El grado II, presenta ruptura parcial de las fibras, alguna pérdida de la función articular, dolor, equimosis y dificultad para soportar el peso.
  • El grado III, presenta ruptura completa de las fibras, gran pérdida de la función articular, dolor e inflamación severos, equimosis y siempre hay dificultad para soportar el peso. Es común que la ruptura ocurra en la zona media del ligamento.

Una vez que se ha producido la lesión, la reparación del ligamento sigue un proceso biológico que consta de 3 fases: inflamación, proliferación y remodelación.

Proceso de reparación

El proceso de reparación de un ligamento consta de una serie de fases que se van sucediendo a lo largo del tiempo.

Este proceso puede tener algunas diferencias en función del grado de lesión (esguince de grado II o grado III). La reparación también será distinta en función de si se trata de un ligamento intra-articular u otro extra-articular.

Diferencias a parte, el proceso de reparación clásico que seguiría un ligamento después su lesión, constaría de las 3 fases anteriormente mencionadas: (1, 4)

Fase de inflamación

Comienza de forma inmediata, una vez que se ha producido la lesión. En las primeras 48-72 h, la hemorragia hace que las plaquetas formen un coágulo que constituirá la plataforma sobre la que tendrán lugar los procesos celulares destinados a la reparación.

El espacio que existe entre las fibras de colágeno lesionadas y retraídas, es invadido también por células inflamatorias que eliminan los restos de la parte lesionada del ligamento. Por otro lado, las citoquinas liberadas promueven el crecimiento capilar en el tejido cicatricial, lo que ayuda a la siguiente fase proliferativa.

Fase proliferativa

Aproximadamente a partir del tercer día, y de forma progresiva, comienzan ciertos procesos que conducen a la reparación tisular, la cual puede durar varias semanas.

Aparece una notable proliferación de fibroblastos que van elaborando la nueva matriz extracelular. Poco a poco, aparece un tejido cicatricial, que se caracteriza por presentar una alta densidad celular en comparación con el ligamento, fibras de colágeno orientadas al azar, y numerosos capilares.

Esta nueva matriz va aumentando progresivamente sus valores de proteoglicanos, glucoproteínas y colágeno hasta las 6 semanas o incluso más de haberse producido la lesión.

El colágeno que se produce es principalmente de tipo III, V y VI, que se caracteriza por ser un colágeno inmaduro, cuyas fibras se encuentran altamente desorganizadas.

A medida que se va generando el colágeno tipo I, este se va alineando con el eje del ligamento.

Fase de remodelación y maduración

La última fase del proceso de reparación es larga y puede durar de meses a años.  Se caracteriza por la reducción de la densidad celular, la desaparición de capilares, y la síntesis de alta proporción de colágeno tipo I en lugar del colágeno tipo III que se colocó durante la fase anterior de proliferación.

A pesar de todos estos procesos biológicos, los ligamentos lesionados no suelen recuperar al 100% su composición y propiedades mecánicas previas a la lesión.

Es importante tener en cuenta que la cicatriz formada durante el proceso de reparación no contribuye nunca a alargar el ligamento. De hecho, sucede el caso contrario, ya que se va a generar una retracción del tejido debido a la irregular orientación de las nuevas fibras de colágeno dentro del ligamento.

La forma más eficaz para devolver la orientación regular a estas fibras de colágeno, y con ello mejorar la consistencia del tejido, es la realización de movilizaciones y ejercicios que generen una carga mecánica progresiva para el ligamento.

Efecto del ejercicio y la carga en la reparación del ligamento

El ejercicio físico y la carga mecánica contribuyen de manera importante en el proceso de reparación del ligamento.

Diversos estudios (3, 4, 5) han observado que  el ejercicio y la carga mecánica induce cambios en el tejido celular del ligamento, estimulando la activación de señales de transducción. También incrementa la unión entre las células y la matriz extracelular, la proliferación celular, la expresión de proteínas o la síntesis de genes en la matriz extracelular.

El ejercicio diario de forma moderada ayuda a la síntesis de colágeno y la deposición de factores de crecimiento, mejorando con ello el proceso de reparación del tejido mediante la formación de una nueva red de colágeno, más homogénea y densa. La aplicación de carga mecánica también contribuye a la correcta alineación de las fibras de colágeno, que en las primeras fases se encuentra altamente desorganizado.

En la fase de proliferación, donde se produce la síntesis de la nueva matriz extracelular, se ha observado que el ligamento responde a los estímulos mecánicos, aumentando la síntesis de esta matriz: colágeno, elastina, proteoglicanos, citoquinas y factores de crecimiento. Todo esto mejora las propiedades mecánicas del tejido. (6)

Distintos resultados clínicos demuestran también que la movilización pasiva o activa de la articulación reduce el dolor, permitiendo retornar antes a la actividad. También se ha visto que incrementa en un 50% capacidad de carga del tejido, en comparación con articulaciones inmovilizadas.

Ejercicio sí, pero de forma progresiva

Todos estos datos mencionados anteriormente, sugieren que los estímulos mecánicos pueden ser favorables durante el proceso de reparación del ligamento. Sin embargo, es muy importante destacar que un ejercicio o carga demasiado intenso puede ser perjudicial para el ligamento, pudiendo provocar microlesiones en la cicatriz y reduciendo su capacidad tensil.

Es por este motivo, que la aplicación de ejercicio y carga mecánica debe realizarse siempre de forma gradual y progresiva, respetando la regla de no dolor.

Efecto de la inmovilización sobre la reparación del ligamento

Después de haberse producido un esguince, en muchas ocasiones las articulaciones son inmovilizadas para reducir el dolor y evitar un mayor estiramiento de los ligamentos. (4)

Esto puede ser adecuado para los primeros días después de la lesión, en función de la gravedad de la misma, pero diversos estudios muestran como una inmovilización prolongada es perjudicial y afecta al proceso de reparación de los ligamentos. (3, 4, 7)

La inmovilización puede empeorar el proceso de reparación del ligamento. Se ha observado que pocas semanas de inmovilización, puede provocar  una marcada reducción de la masa y área seccional del tejido ligamentoso (mayor al 74 %) y una importante reducción de la fuerza máxima del tejido.

Distintos estudios han observado que la diferenciación de los fibroblastos ocurre en fases muy tempranas del proceso de reparación, y que esta depende de estímulos mecánicos. Por este motivo, si el movimiento articular es totalmente restringido, los fibroblastos de los ligamentos no pueden adquirir su fenotipo y sintetizan componentes extracelulares inapropiados.

Cuando se inhibe al tejido de carga mecánica en la etapa de proliferación y de remodelación, como es el caso de situaciones de inmovilización articular prolongada, aumenta la distribución aleatoria de las nuevas fibras de colágeno, disminuye la producción de fibroblastos y por tanto, la producción de matriz extracelular. Además de esto, se incrementa la presencia de colágeno inmaduro (tipo III), en comparación del colágeno tipo I, maduro y organizado.

Todo esto conlleva a la disminución de las propiedades mecánicas del ligamento, como puede ser su fuerza tensil, rigidez, módulo de elasticidad o energía almacenada.

Conclusiones

Los ligamentos cumplen importantes funciones dentro de una articulación, aportando estabilidad pasiva y también dinámica a través de sus componentes propioceptivos.

Cuando se somete al ligamento a una fuerza superior a la que es capaz de soportar, se produce en él roturas de distinta gravedad. Una vez que se ha producido la lesión, la reparación del ligamento sigue un proceso biológico que consta de 3 fases: inflamación, proliferación y remodelación.

Varios estudios han demostrado que el ejercicio físico y la carga mecánica contribuyen de manera importante en el proceso de reparación del ligamento, mejorando la producción de colágeno y su organización dentro de la matriz extracelular, lo que mejora las propiedades mecánicas del tejido.

Por otro lado, se ha visto que inmovilizaciones de forma prolongada, interfieren en el proceso de reparación del tejido, disminuyendo la producción de fibroblastos  y aumenta la distribución aleatoria de las nuevas fibras de colágeno inmaduro.

En cualquier caso, es importante destacar de nuevo, que un exceso de carga puede ser también perjudicial para el tejido, provocando microlesiones en el mismo, por lo que los ejercicios planteados, deben realizarse de forme progresiva, siguiendo la regla de “no dolor” y a poder ser, bajo la supervisión de un fisioterapeuta o entrenador.

Bibliografía

  1. Saló, J. M. (2016). Estructura de los ligamentos. Características de su cicatrización. Revista del Pie y Tobillo, 8, 1-6.
  2. Frank, C. B. (2004). Ligament structure, physiology and function. J Musculoskelet Neuronal Interact. 4, 199-201.
  3. Cárdenas, R. P., Garzón, D. A., Peinado, L. M. (2010). Mechanobiology of ligament repair. Rev Cubana Invest Bioméd. 29, 155-169.
  4. Benani, A., Pottie, P., Fauchet, M., Gossard, C., Netter, P., Gillet, P., Guingamp, C. (2008). How a daily and moderate exercise improves ligament healing. IRBM. 29, 267-271.
  5. Burroughs, P., Dahners, L. E. (1990). The effect of enforced exercise on the healing of ligament injuries. Am J Sports Med. 18, 376-8.
  6. Cárdenas, R. P., Garzón, D. A., Peinado, L. M. (2010). Mathematical model of fibroblast migration process in ligament lesion. Rev Cubana Invest Bioméd. 29, 126-139.
  7. Yasuda, K., Hayashi, K. (1999) Changes in biomechanical properties of tendons and ligaments from joint disuse. Osteoarthritis Cartilage. 7, 122-129.

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