Biología del Tejido Óseo

• Función, Estructura y Organización del Tejido Óseo
• Anatomía neurovascular del hueso
• Tejidos relacionados con el tejido óseo
• uno

Función, Estructura y Organización del Tejido Óseo

Función

– El tejido óseo es una variedad de tejido conectivo que se caracteriza por su rigidez y su gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión.
– Funciones del tejido óseo:

1. estructura mecánica y protección de órganos
2. homeostasis y metabolismo del calcio
3. hematopoyesis

Estructura

– El tejido óseo está compuesto por tres tipos de células diferenciadas (osteoblastos, osteocitos y osteoclastos) y la matriz ósea, que según sus componentes se define en tipo orgánica u osteoide (no calcificada) e inorgánica (calcificada). Ver tabla…
– El tejido óseo se define según su estructura macroscópica y microscópica.
– En la estructura macroscópica los huesos se definen según su morfología siendo los más representativos los huesos largos. Ver tabla…
– La estructura microscópica comienza siendo desorganizada en el hueso inmaduro del esqueleto embrionario (hueso reticular o primario) y a medida que se va osificando y se aplican fuerzas sobre él se organiza en las formas compacta y esponjosa (hueso laminillar o secundario). Ver tabla…
– En algunas enfermedades se puede perder la estructura original del hueso maduro, lo cual se denomina hueso patológico.

Sistemas de Havers u osteonas

– Es la unidad anatómica y funcional del tejido óseo. Ver figura…
– Es característico del hueso cortical. El hueso esponjoso no contiene verdaderas osteonas sino más bien laminillas dispuestas de forma irregular en las trabéculas.
– Ambos tipos de hueso presentan una transición entre ellos donde se mezclan ambas microestructuras.
– Los sistemas de Havers forman por laminillas concéntricas de matriz ósea alrededor de un canal, el conducto de Havers, que contiene los vasos sanguíneos y nervios que irrigan e inervan estos sistemas.
– Las lagunas son espacios en el hueso ocupados por osteocitos y estos espacios están conectados entre ellos a través de unos pequeños conductos llamados canalículos.
– Otros conductos más grandes denominados de Volkmann o perforantes son canales por los que discurren vasos y nervios desde las superficies perióstica y endóstica hasta los conductos de Havers, permitiendo interconectarlos entre sí. Por lo general discurren en un ángulo recto con el eje longitudinal de las osteonas.
– La forma en que se orientan los sistemas de Havers en cada zona del hueso compacto guarda estricta relación con los requerimientos mecánicos.

Células multinucleadas irregulares gigantes formadas por fusión de monocitos. – Derivan de células hematopoiéticas de la línea de los macrófagos. – Se unen al tejido óseo a través de proteínas de anclaje (integrinas)

CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO
Tipo	Características	Denominaciones	Osteoclastos
Características	– Células poliédricas alineadas en capas alrededor de la matriz ósea orgánica no calcificada (osteoide). – Derivan de las células mesenquimáticas multipotenciales. – Se diferencian a osteocitos al rodearse por la matriz ósea que producen o a células de revestimiento óseo si no lo hacen. – Las células de revestimiento óseo se pueden reactivar como osteoblastos.	– Osteoblastos diferenciados rodeados por la matriz ósea orgánica no calcificada. – Células con relación alta de núcleo/citoplasma, no mitóticas. – Se ubican en las lagunas del hueso cortical y esponjoso. – Constituyen el 90% de las células del esqueleto maduro.	– Células multinucleadas irregulares gigantes formadas por fusión de monocitos. – Derivan de células hematopoiéticas de la línea de los macrófagos. – Se unen al tejido óseo a través de proteínas de anclaje (integrinas)
Distribución en el hueso

Diferenciación celular del tejido óseo y cartílago

– Las células mesenquemáticas multipotenciales se pueden diferenciar a osteoblastos, condroblastos, fibroblastos, miocitos y adipocitos según la interacción de diferentes factores de crecimiento, hormonas y condiciones físicas.
– Estas células progenitoras se encuentran en la médula ósea y periostio.
– En la diferenciación celular que finaliza en los osteoblastos es fundamental la presencia algunos factores de crecimiento como las proteínas morfogenéticas óseas (BMPs), factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), factor de crecimiento insulínico 1 (IGF-1), hormonas como la hormona paratiroídea (PTH, paratohormona) y vitaminas como la vitamina D activa (colecalciferol o 1,25(OH)2-vitamina D3).
– En la diferenciación celular de los osteoclastos son fundamentales el ligando del receptor activador para el factor nuclear κβ (RANKL), el factor estimulante de las colonias de macrófagos (M-CSF) y la osteoprotegerina (OPG).
– Los osteoblastos requieren para su desarrollo condiciones físicas de baja tensión mecánica y alta presión de oxígeno.
– Los condroblastos requieren menor tensión mecánica y alta presión de oxígeno.

* TGF-B: factor de crecimiento transformante beta, IGF: factor de crecimiento insulínico, tipo 1, IL: interleuquina, BMPs: proteínas morfogenéticas de hueso

ESTRUCTURA MICROSCÓPICA DEL TEJIDO ÓSEO
Tipos	Subtipos	Características	Ejemplos	Representación
Reticular (Hueso primario, inmaduro)	Inmaduro	– Sin orientación con líneas de estrés. – Es reemplazado posteriormente por hueso laminillar (hueso secundario).	– Esqueleto embrionario – Callo óseo
	Patológico	– Organización aleatoria – Mayor tasa de recambio – Débil – Flexible	– Tumores – Infecciones – Enfermedad ósea metabólica
Laminillar (Hueso secundario, maduro)	Cortical (Compacto)	– 80% del esqueleto. – Compacto, organizado en los sistemas de Havers u osteonas. – Estructura está orientada en dirección a las líneas de estrés. – Se encuentra en toda la superficie de los huesos, con su máximo grosor en las diáfisis de huesos largos. – Es el tejido que soporta la mayor cantidad de carga del esqueleto.	Diáfisis de huesos largos
	Esponjoso (Trabecular) (cancellous bone)	– Menos compacto y más elástico que hueso cortical. Con mayor tasa de recambio. – No contiene verdaderas osteonas. Está formado por laminillas dispuestas en un encaje irregular de finas placas de hueso llamadas trabéculas. – Mayor orientación que el hueso cortical según líneas de estrés. – Reservorio de médula ósea roja y por lo tanto, de hematopoyesis en los adultos. – En la osteoporosis su densidad está disminuida.	– Metáfisis y epífisis de huesos largos – Huesos cortos, planos e irregulares

ESTRUCTURA MACROSCÓPICA DEL TEJIDO ÓSEO
Tipo	Características	Ejemplos
Huesos largos	– Largo es mayor que el ancho – Crecen por elongación de la diáfisis a través de la osificación tipo endocondral, con una epífisis en cada extremo (ver sección…) – Se distinguen diáfisis, metáfisis y epífisis (ver figura…)	Fémur, tibia, húmero, radio, ulna, metacarpianos, metatarsianos, falanges
Huesos cortos	– Largo es similar al ancho – Proveen estabilidad con escaso o nulo movimiento alrededor de él	Huesos del tarso y carpo
Huesos planos	– Placas óseas que protegen cavidades o son amplios sitios de inserción muscular – Compuestos por dos capas de hueso cortical con escaso hueso esponjoso entre ellas – En el adulto, gran parte de la hematopoyesis se produce en huesos planos – Crecen por osificación intramembranosa (ver sección…)	Cráneo, mandíbula, pelvis, escápula, esternón, costillas y clavículas*
Huesos irregulares	– No se pueden agrupar según forma en los otros grupos – La columna es donde mayor se concentran los huesos irregulares	Vértebras, sacro, coxis
Huesos sesamoídeos	– Hueso integrado en un tendón	Patela (tendones cuadricipital y patelar), pisiforme (flexor carpi ulnaris), 1er metatarsiano (flexor hallucis brevis)

*Las clavículas, a pesar de ser huesos morfológicamente largos, presentan osificación intramembranosa por lo que se les considera huesos planos.

Anatomía neurovascular del hueso

Inervación

– La inervación proviene del periostio y se interna en el hueso en conjunto con los vasos sanguíneos.
– Las ramas nerviosas ocupan los canales de Havers y Volkmann.

Irrigación

– Los huesos reciben entre el 5 y 10% del gasto cardíaco.
– Los huesos largos tienen tres sistemas de irrigación: arterias nutricias, sistema metáfisio-epifisiario y sistema periostal (ver tabla…).
– El flujo del sistema arterial es centrífugo (desde interno hacia externo) dado que la presión del sistema de arterias nutricias es mayor que el del periostio. Este flujo se revierte en el caso de las fracturas u osteosíntesis que comprometen las arterias nutricias como clavos endomedulares fresados.
– En el esqueleto inmaduro (niños) el flujo también es centrípeto dado que el sistema periostal es predominante.
– Huesos con circulación terminal son el escafoides, astrágalo, cabeza femoral y odontoides.

Tejidos relacionados con el tejido óseo

– Son tejidos que se encuentran en íntima relación con el tejido óseo: periostio, endostio, médula ósea y cartílago.

Periostio

– Es una membrana de tejido conectivo que cubre el hueso, fundamental en la nutrición e irrigación del tejido óseo.
– Está más desarrollado en el esqueleto inmaduro.
– Capa interna o cambium: rica en células osteoprogenitoras multipotenciales y osteoblastos.
– Capa externa o fibrosa: acelular, rica en vasos sanguíneos.

Endostio

– Es una delgada capa de células planas con actividad osteogénica que reviste las paredes de las cavidades medulares.

Médula ósea

– Fuente de células progenitoras.
– Médula ósea roja: hematopoiética (40% agua, 40% tejido adiposo, 20% proteínas). Cambia a médula amarilla con la edad, primero en esqueleto apendicular y luego axial.
– Médula ósea amarilla: inactiva (15% agua, 80% tejido adiposo, 5% proteínas).

Cartílago

– Es un tejido conectivo avascular que recubre el hueso cortical en las zonas articulares. Se describe con más detalle en la sección…