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Hueso

El tejido óseo es una variedad de tejido conjuntivo que se caracteriza por su rigidez y su gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión

Está formado por la matriz ósea, que es un material intercelular calcificado y por células, que pueden corresponder a:

Osteoblastos: encargados de sintetizar y secretar la parte orgánica de la matriz ósea durante su formación. Se ubican siempre en la superficie del tejido óseo ya que este sólo puede crecer por aposición).

 

Osteocitos: responsables del mantenimiento de la matriz ósea, que se ubican en cavidades o lagunas rodeadas por el material intercelular calcificado. La nutrición de los osteocitos depende de canalículos que penetran la matriz ósea y conectan a los osteocitos vecinos entre sí y con canales vasculares que penetran al hueso o que se ubican en las membranas conjuntivas que revisten la superficies del hueso (periostio y endostio). De hecho ningún osteocito se encuentra a más de una fracción de mm de un capilar sanguíneo.

 

Osteoclastos: células responsables de la reabsorción del tejido óseo, que participan en los procesos de remodelación de los huesos y pueden encontrarse en depresiones superficiales de la matriz ósea llamadas lagunas de Howship

 

La matriz intercelular osea

La matriz intercelular ósea está formada por:

Matriz orgánica u osteoide que corresponde al 50% del peso seco del hueso.

Más del 90% de ella corresponde a fibrillas de colágeno I organizadas en laminillas de unos 5 um de grosor .

En cada laminilla ósea, las fibrillas colágenas están paralelas entre si, pero las laminillas sucesivas alternan ordenadamente la orientación de sus fibrillas en ángulos rectos.. Esta disposición alternada de las fibrillas colágenas en laminillas sucesivas destaca particularmente al observar cortes de hueso con microscopía de luz polarizada.

El resto de los componentes orgánicos son principalmente glucoproteínas como la osteonectina, proteínas ricas en ácido g-carboxiglutámico como la osteocalcina, y proteoglucanos de condroitín y queratán-sulfato. Son moléculas ricas en grupos ácidos con gran tendencia a asociarse entre sí, capaces de unirse a calcio y que juegan un rol importante en el proceso de mineralización de la matriz ósea.

Sales minerales inorgánicas depositadas en el osteoide, que confieren al tejido su rigidez y dureza y actúan como una reserva de sales minerales, sensible a estímulos endocrinos.

Las más abundantes son fosfato de calcio amorfo y cristales de hidróxidos de calcio y de fosfato llamados hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2). Los cristales de hidroxiapatita son aplanados (30nm por 3 nm) y se adosan a lo largo de las fibrillas colágenas, a intervalos de unos 67 nm.

La superficie del cristal está hidratada y existe una vaina de agua e iones rodeándolo, lo que facilita el intercambio de iones entre el cristal y el líquido intersticial.

Información de contacto:     Dr. en C.B. Andrés Castell

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Cartílago

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Células del tejido oseo

Células osteoprogenitoras

Celulas osteoprogenitoras: son células alargadas con citoplasma poco prominente, que proceden de las células mesenquimáticas primitivas y forman una población de células madre capaces de dividirse y dar origen a células que se diferencian a osteoblastos

 

Osteoblastos

Los osteoblastos son células diferenciadas que sintetizan el colágeno y la sustancia fundamental ósea.

Cuando están en plena actividad su forma es cúbica con un citoplasma basófilo, que refleja su ergastoplasma muy desarrollado, tienen además un prominente aparato de Golgi. Son células polarizadas que vacían sus productos de secreción por la zona del citoplasma en contacto con la matriz ósea ya formada, (matriz intercelular preósea o osteoide).

 

Los osteoblastos son células poliédricas con largas y delgadas prolongaciones citoplasmáticas que son rodeadas por el osteoide producido y que se asocian mediante uniones comunicantes (nexo) con prolongaciones similares de los osteoblastos vecinos.

Los osteoblastos participan también en el proceso de mineralización de la matriz orgánica ya que producen vesículas de matriz, de unos 100nm de diámetro, rodeadas de membana celular, las que acumulan Ca++ y PO4= y son ricas además en fosfatasa alcalina y pirofosfatasa, enzimas que capaces de generar iones PO4=, elevando su concentración en el medio extracelular y creando centros de nucleación para el deposito de las sales minerales.

Los osteoblastos tienen dos destinos posibles: ser rodeados por la matriz ósea que producen y pasan a ser osteocitos o permanecer en la superficie del tejido óseo recién formado, aplanándose y constituyendo las células de revestimiento óseo.

 

Osteocitos

Son las células propias del tejido óseo formado. Su citoplasma presenta ergastoplasma, aparato de Golgi y puede presentar lisosomas.

Son capaces de sintetizar y de reabsorber, en forma limitada, a componentes de la matriz ósea ("osteolisis osteocítica"), procesos que tienen importancia en la regulación de la calcemia. Cada osteocito, bañado por una delgada capa de líquido tisular, ocupa su laguna y proyecta sus prolongaciones citoplasmáticas por los canalículos, dentro de los cuales, toma contacto con prolongaciones de osteocitos vecinos mediante uniones de comunicación, o con células de revestimiento óseo bañadas por el líquido tisular del tejido conjuntivo que rodea a los capilares sanguíneos.

 

Células de revestimiento oseo

Son células aplanadas que revisten las superficie óseas del interior de los huesos, y en su mayor parte corresponden a osteoblastos inactivos que están asociados entre sí y con prolongaciones de los osteocitos.

 

Osteoclastos

Son células móviles, gigantes y multinucleadas y se localizan adosadas a la superficie de tejido óseo que debe ser removido.

Se originan por fusión de monocitos que han abandonado la sangre circulante y pertenecen de hecho al sistema de fagocitos mononucleares. Contienen numerosos lisosomas y en la superficie del osteoclasto que esta en contacto con la matriz a remover se distinguen dos zonas distintas: un anillo externo o zona clara que corresponde a una especialización de la superficie celular en que la membrana se asocia estrechamente al hueso que delimita el área que se va a reabsorber, y la región central o borde estriado que presenta profundos repliegues de la superficie celular bajo los cuales de concentran gran cantidad de lisosomas y mitocondrias, además de ergastoplasma y cisternas del Golgi.

La membrana de los lisosomas primarios se fusiona con la membrana celular que reviste a los repliegues del borde festoneado, liberando las enzimas lisosomales hacia el exterior y produciendo una acidificación del microambiente que baña al tejido óseo a reabsorber. El borde festoneado contiene además gran cantidad de vesículas endocíticas y lisosomas secundarios, indicando que ocurre además un proceso de fagocitosis del material parcialmente solubilizado por el ambiente ácido y la acción lítica de la enzimas lisosomales.

 

 

 

En a se muestra la disposición de las fibras de colágena con microscopía de luz polarizada en el hueso compacto.

En b se aprecian varios osteocitos en sus lagunas rodeados de matriz ósea.

En c se muestra un esquema de un osteocito en su laguna de Howship, situación que en d es muy evidente.

 

Organización histológica de los huesos

En un hueso ya formado la disposición de los componentes del tejido óseo en cada zona de él está en estricta relación con las fuerzas de tracción y compresión a que esa zona está sometida habitualmente.

Sin embargo el tejido óseo que se forma primero en el feto y luego en los huesos en desarrollo no se dispone de acuerdo a estos requerimientos mecánicos, sino que constituye un tejido óseo de base llamado hueso primario o reticular ("entrelazado") que posteriormente será reemplazado por el hueso secundario o laminillar

La principal diferencia entre el hueso reticular y el laminillar radica en la disposición de las fibrillas de colágena I, las cuales en el hueso primario se disponen en forma de manojos dispuestos en forma irregular.

De acuerdo al aspecto macroscópico que presentan se distinguen dos tipos de huesos: hueso cortical formado por tejido óseo compacto y hueso esponjoso en el cual el tejido óseo se dispone en trabéculas que delimitan cavidades, en las que se ubica normalmente la médula ósea.

En las superficies articulares la capa cortical de hueso compacto está cubierta por una capa de cartilago hialino: el cartílago articular, mientras que el resto de la superficies del hueso están cubiertas por membranas de tejido conjuntivo que forman el periostio y el endostio, en los que existen abundantes vasos sanguíneos que se adosan ya sea a las trabéculas del hueso esponjoso o que penetran en el hueso cortical compacto a través de los conductos de Volkman y de Havers.

 

Estructura del hueso esponjoso o trabecular

Están formados por delgadas trabéculas, que, en los huesos ya formados, corresponden a tejido óseo laminillar rodeadas por células de revestimiento óseo. Los osteocitos de las trabéculas óseas se mantienen desde los capilares sanguíneos vecinos ubicados en la médula ósea.

La orientación de cada trabécula y la disposición de sus laminilllas óseas mineralizadas está determinada por las tensiones mecánicas locales con el objeto de resistir las compresiones y las tensiones a que es sometida.

Si cambia la dirección de los requerimienos mecánicos a que es sometida una trabécula (aumento de peso del individuo, crecimiento u otro) ella debe cambiar su orientación.

 

Remodelación de trabéculas en el hueso esponjoso: El cambio en la forma de una trabécula se realiza mediante dos procesos coordinados que ocurren en zonas precisas de la trabécula a remodelar:

· crecimiento por aposición de la trabécula por acción de los osteoblastos los que que depositan laminillas sucesivas de tejido óseo en la zona en que existe una requerimiento mecánico, y

remoción del tejido óseo de la trabécula por acción de los osteoclastos en los sitios en que no está sometido a tracción ni compresión

 

Organización del hueso compacto

En la diáfisis de los hueso largos el tejido óseo laminillar se organiza en tres formas distintas, formando los: sistemas de Havers, sistemas laminillares interticiales, y sistemas circunferenciales externo (subperióstico) e interno (subendóstico).

Cada sistema de Havers ("osteón") consiste en un largo cilindro hueco cuyas paredes están formadas por un número variable de laminillas óseas concéntricas, dispuestas de tal modo que las fibrillas colágenas paralelas de cada laminilla están orientadas en forma perpendicular a la de las laminillas vecinas, (Fig. 6), entre las laminillas disponen las lagunas, que contienen los osteocitos, con los canalículos dirigidos de preferencia en forma radial hacia la cavidad central que corresponde al conducto de Havers el cual se comunica con los conductos de Volkman y contiene vasos sanguíneos y nervios, rodeados de escaso tejido conjuntivo laxo.

La forma en que se orientan los sistemas de Havers en cada zona del hueso compacto guarda estricta relación con los requerimientos mecánicos a que el hueso está sometido. Si cambian los requerimientos mecánicos se produce su reabsorción parcial o total y la formación de nuevos sistemas de Havers, proceso conocido como remodelación interna del hueso compacto.

Los sistemas de laminillas interticiales son grupos de laminillas paralelas de forma irregular que ocupan los espacios entre sistemas de Havers y sistemas circunferenciales.

Ellos corresponden a restos de sistemas deHavers que han sido parcialmente removidos durante los procesos de crecimiento y de remodelación ósea.

Los sistemas de laminillas circunferenciales interno y externo se observan en los huesos que han terminado su proceso de crecimiento y consisten en laminillas óseas paralelas entre sí que forman bandas de grosor variable bajo el periostio y el endostio, recibiendo sus osteocitos su nutrición desde vasos sanguíneos del tejido conjuntivo.

 

En las dos figuras de arriba se muestra el hueso trabecular. Compare con la figura de la izquierda en la que se ejemplifica al hueso esponjoso. Para más detalles ver el texto.

 

Histogénesis del hueso

El tejido óseo se desarrolla siempre por sustitución de un tejido conjuntivo preexistente.

Osificación intramembranosa es la forma en la cual el feto forma básicamente los huesos planos. Tiene lugar en condensaciones de tejido mesenquimatico muy vascularizado en las cuáles ciertas células mesenquimáticas se dividen formándose el blastema óseo. A partir de estas células se forman los osteoblastos que sintetizan y secretan al osteoide el cuál posteriormente se mineraliza y que va englobando a los osteoblastos los que se transforman en osteocitos. Las trabéculas de hueso primario así formada son posteriormente remodeladas de acuerdo al hueso que pertenezcan.

 

Osificación endocondral

Es la forma en la cual el feto forma los huesos largos y cortos.

El proceso se produce en la siguiente forma:

se desarrolla un modelo cartilaginoso que adopta una forma parecida a la del hueso que va a dar origen y que está rodeado de su pericondrio

en la zona media de la diáfisis se desarrollan en el pericondrio células osteoprogenitoras y de ellas se originan osteoblastos los que producen un collar óseo subperiostico mediante un proceso de osificación directa o membranosa.

simultáneamente ocurren en el cartílago subyacente, modificaciones similares a los descritos previamente en el cartílago epifisario, formándose un centro de osificación endocondral primario (diafisario). Las epículas óseas formadas sobre restos de la matriz cartilaginosa calcificada se unen al mango de hueso cortical que sigue engrosándose a partir de la capa osteógena del periostio.

Posteriormente se forman centros de osificación secundario a nivel del cartílago de las epífisis (Fig. 5) a partir del cual se formará el hueso esponjoso y cesará primero la osificación endocondral del cartílago hacia las epífisis.

El cartílago que permanece constituye la placa cartilaginosa epifisaria o cartilago de crecimiento de los huesos ya formados.

 

 

La figura de la izquierda corresponde a osificación intramembranosa. Compare con el proceso que se está llevando a cabo en los falanges, donde se lleva a cabo osificación endocondral.

Corte histológico y esquema que muestra el proceso de crecimiento a lo largo debido al crecimiento intersticial del cartílago epifisiario de crecimiento.