La terapia infiltrativa delle articolazioni con acido ialuronico, è da anni uno dei capisaldi del trattamento conservativo dell’artrosi. E’ una prestazione ambulatoriale effettuata dal chirurgo ortopedico, dal fisiatra oppure in taluni casi dal radiologo sotto guida ecografica.
In questo approfondimento vedremo alcuni aspetti e curiosità di questa utile terapia.
La maggior parte delle articolazioni del nostro organismo sono delle “diartrosi”, un termine che in anatomia identifica le articolazioni in cui capi ossei sono ricoperti da cartilagine e sono racchiusi all’interno di una capsula contenente membrana sinoviale, liquido sinoviale ed alcune strutture accessorie. Esempi di diartrosi sono l’articolazione della caviglia, del ginocchio, dell’anca, della spalla…e così via.
Il liquido sinoviale, che come abbiamo visto riempie la capsula articolare, è un prodotto filtrato del plasma sanguigno composto da acqua, acido ialuronico e proteoglicani. Ha un colore trasparente / giallastro ed una consistenza viscosa simile all’albume dell’uovo. Ecco quindi come i termini acido ialuronico e liquido sinoviale non siano sinonimi, essendo l’acido ialuronico solo una delle componenti del liquido sinoviale, seppur la più importante.
Alcuni cenni storici
L’acido ialuronico venne scoperto dal dottor K.Meyer nel 1934 come costituente dell’umor vitreo, il liquido gelatinoso che si trova all’interno dell’occhio. Il suo nome deriva da “yalòs” (vetro in greco antico) e dall’acido uronico1. Nel 1954 lo stesso Autore ne identificò la struttura chimica di polimero 2, ovvero una molecola di grandi dimensioni costituita da numerose ripetizioni di una struttura più semplice. Esso si presenta come una lunga catena lineare, in cui gli anelli che si ripetono sempre uguali sono composti da un disaccaride semplice (acido glucuronico e N-acetil glucosammina).
L’acido ialuronico è una molecola che sta alla base della biologia, è presente in forma pressoché identica in varie specie animali (batteri inclusi) e non provoca l’attivazione del sistema immunitario. Questo ne sottolinea l’importanza strutturale, esso infatti è parte integrante della matrice extracellulare, ovvero l’impalcatura che sostiene i tessuti biologici ed all’interno della quale le cellule vivono-e-si-organizzano in tessuti.
Nelle articolazioni?
All’interno delle articolazioni l’acido ialuronico si trova libero, come componente del liquido sinoviale. Oltre che in questa forma, nel 1974 si scoprì che esso è presente anche all’interno della cartilagine articolare come componente strutturale essenziale 3. Esso viene prodotto da alcune cellule della membrana sinoviale appositamente specializzate, i sinoviociti di tipo B. Viene poi degradato da specifici enzimi detti ialuronidasi nonché dai radicali liberi dell’ossigeno.
Effetti meccanici dell’acido ialuronico
L’acido ialuronico ha un’elevata igroscopicità, ovvero capacità di legare a se molecole di acqua. Basti pensare che un solo grammo è in grado di legare a se 3 L di acqua. In questo modo si genera un gel viscoso con delle caratteristiche proprietà meccaniche che consentono il buon funzionamento delle articolazioni attraverso le funzioni di:
- Lubrificazione. Avviene grazie all’acido ialuronico libero nel liquido sinoviale: con la sua viscosità aiuta lo scorrimento reciproco delle cartilagini che rivestono i capi ossei, riducendone l’usura.
- Ammortizzazione degli urti. Avviene grazie all’acido ialuronico strutturalmente immerso all’interno della cartilagine articolare. Aggregati di acido ialuronico in forma reticolare circondano ogni singola cellula cartilaginea ed, essendo fortemente imbibiti di acqua, sono responsabili della sua spiccata resistenza alla compressione. In seguito all’applicazione di un carico improvviso COME IN CASO DI IMPATTO , agiscono come una sorta di ammortizzatore, ridistribuendo l’acqua che avevano legato e facendo si che l’impatto risulti mitigato, distribuendone gli effetti su una superficie più ampia e per un periodo di tempo maggiore.
Effetti biologici dell’acido ialuronico
All’interno delle articolazioni ha una blanda azione anti-infiammatoria. Inoltre stimola la produzione di nuovo collagene e il mantenimento delle cellule della cartilagine.
Cosa succede nell’artrosi
Nelle articolazioni artrosiche la concentrazione di acido ialuronico diminuisce per una combinazione di fatturi tra cui: diluizione poichè c’è versamento di liquido, ed infiammazione cronica che causa una degradazione più rapida e una ridotta qualità dell’acido ialuronico prodotto, in cui tipicamente le catene polimeriche sono più corte.
Nell’artrosi al concentrazione di acido ialuronico può anche dimezzarsi, e il suo peso molecolare può anche ridursi a solo un terzo del valore normale. Queste modificazioni fanno si che nel suo insieme il liquido sinoviale presente nelle articolazioni artrosiche abbia una viscosità dimezzata.
Ne risulta quindi un circolo vizioso, per il quale Venendo meno il suo effetto protettivo l’artrosi peggiora ad un ritmo più veloce aumentando il livello di infiammazione e così via, riparte il ciclo.
Ecco quindi che ora possiamo comprendere i presupposti teorici per la terapia infiltrativa con acido ialuronico, detta anche VISCOSUPPLEMENTAZIONE. Infiltrando acido ialuronico si andrà a interrompere o quanto meno limitare questo circolo vizioso che sostiene l’infiammazione cronica.
La terapia di viscosupplementazione
L’acido ialuronico utilizzato nelle terapie infiltrative è un dispositivo medico sterile, che si applica per infiltrazione locale, attraverso una siringa. Storicamente veniva estratto da prodotti di origine animale, al giornood’oggi invece viene prodotto per lo più per fermentazione batterica, con un minor rischio di contaminazione biologica ed un’elevatissima purezza (per alcuni prodotti del 99,99%)
Esso ha un effetto di:
- VISCOINDUZIONE: per cui legandosi a specifici recettori molecolari dei sinoviociti B stimola la produzione di altro acido ialuronico “naturale”
- PRESERVAZIONE DELLA CARTILAGINE ESISTENTE: penetrando all’interno della cartilagine ha un effetto biologico protettivo sui condrociti (in termine tecnico si dice che ha un effetto antiapoptotico).
- ANTIOSSIDANTE: rimuove i radicali liberi dell’ossigeno proteggendo i tessuti articolari. Questa attività è dipendente dal peso molecolare
- ANTINFIAMMATORIO: Riduce la produzione di Metalloproteasi, delle molecole in grado di degradare il collagene della cartilagine.
- ANTIDOLORIFICO: lega alcune molecole mediatrici del dolore e ne previene l’interazione con l recettore, limitandone l’effetto
Numerosi studi hanno validato l’efficacia della viscosupplementazione con acido ialuronico nella cura del dolore articolare, con effetti di media e lunga durata, tra cui un’importante metanalisi effettuata su numerosi studi, pubblicata nel 2020 4.
Per gli acidi ialuronici lineari, i primi ad essere sviluppati, si è visto come la durata del beneficio sia più lunga della permanenza del farmaco a livello dell’articolazione, suggerendo un’importante ruolo di tipo farmacologico piuttosto che meramente meccanico 5, 6, 7
Dal punto di vista della struttura, gli acidi ialuronici iniettabili possono essere suddivisi in:
- LINEARI (elevato effetto biologico antinfiammatorio, limitato effetto meccanico lubrificante)
- CROSS-LINKATI (elevato effetto meccanico lubrificante, limitato effetto biologico antinfiammatorio)
- MISTI (elevata efficacia sia biologica che meccanica, costo elevato)
In conclusione
La terapia infiltrativa con l’acido ialuronico rappresenta un pilastro nella gestione dell’artrosi di ginocchio. Essa è molto utile sia nelle fasi iniziali, in cui è capace di far regredire completamente il dolore e migliorare la funzionalità. Che nelle fasi avanzate , in cui può avere un ruolo di tipo palliativo, alleviando i sintomi in tutti quei pazienti che non possono essere operati.
Bibliografia
- Meyer K., and Palmer J. W. (1934) The polysaccharide of the vitreous humor. J. Biol. Chem. 107, 629–634
- Weissman B., and Meyer K. (1954) The structure of hyalobiuronic acid from umbilical cord. J. Am. Chem. Soc. 76, 1753–1757 10.1021/ja01636a010
- Heinegård D., and Hascall V. C. (1974) Aggregation of cartilage proteoglycans III. Characteristics of the proteins isolated from trypsin digests of aggregates. J. Biol. Chem. 249, 4250–4256.
- Phillips, Mark; Vannabouathong, Christopher; Devji, Tahira; Patel, Rahil; Gomes, Zoya; Patel, Ashaka; Dixon, Mykaelah; Bhandari, Mohit (2020). “Differentiating factors of intra‑articular injectables have a meaningful impact on knee osteoarthritis outcomes: a network meta‑analysis”. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 28 (9): 3031–3039. doi:10.1007/s00167-019-05763-1. PMC 7471203. PMID 31897550
- Dougados M, Nguyen M, Listrat V, Amor B. High molecular weight sodium hyaluronate (hyalectin) in osteoarthritis of the knee: a 1 year placebo-controlled trial. Osteoarthritis Cartilage. 1993 Apr;1(2):97-103. doi: 10.1016/s1063-4584(05)80024-x. PMID: 8886085.
- Maheu, Emmanuel & Ayral, Xavier & Dougados, M. (2003). A hyaluronan preparation (500-730 KDA) in the treatment of osteoarthritis: A review of clinical trials with Hyalgan®. International journal of clinical practice. 56. 804-13. 10.1111/j.1742-1241.2002.tb11379.x.
- Aviad AD, Houpt JB. The molecular weight of therapeutic hyaluronan (sodium hyaluronate): how significant is it? J Rheumatol. 1994 Feb;21(2):297-301. PMID: 8182640.
