Estructura y características del tejido oseo

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 (Fig.1) y por células, que pueden corresponder a:

osteoblastos: encargados de sintetizar y secretar la parte orgánica de la matriz ósea durante su formación (Fig.2). Se ubican siempre en la superficie del tejido óseo ya que este sólo

puede crecer por aposición)

 

osteocitos, responsables de la mantención de la mátriz ósea (Fig. 3), 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 (Fig. 4) o que se ubican en las membranas conjuntivas que revisten la superficies del hueso (periostio y endostio) (Fig. 5). De hecho ningun 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 (Fig. 5)

Figura 1 Figura 2

Figura 3 Figura 4

Figura 5

INTRODUCCIÓN

 

El tejido óseo es un tejido conectivo especializado, está compuesto por células y sustancia intercelular mineralizada.

El hueso cumple muchas funciones, que incluyen las de sostén, protección, almacenamiento de minerales y hematopoyesis, y en los extremos cubiertos por cartílago especializado permite la articulación o el movimiento.  El tejido óseo es el componente primario de los huesos.

 

FUNCIONES:

 

* Sostén: los huesos proporcionan sostén a los tejidos blandos y órganos. Constituye un armazón, el esqueleto,  donde se insertan los músculos.

* Protección: de tejidos blandos y órganos. Protege a órganos vitales (cráneo: encéfalo y tronco del encéfalo, la columna vertebral a la médula espinal y el tórax al corazón y pulmones)

* Brazo de palanca: son los componentes rígidos de los sistemas de palanca, incrementando las fuerzas producidas por la contracción muscular.

* Almacenamiento: el tejido óseo es el sitio de almacenamiento de ciertos iones

* los niveles sanguíneos de calcio se regulan con precisión. El intercambio entre el calcio sanguíneo y el óseo es constante (regulación de la calcemia) El hueso libera o capta calcio de la sangre según las necesidades.

* la parathormona (hormona paratiroidea) aumenta los niveles de calcio en sangre por estimulación de la degradación de la matriz ósea a cargo de los osteoclastos y osteocitos. Los osteólisis sólo afecta a una capa delgada de matriz adyacente, pero su efecto acumulativo tiene importancia fisiológica.

* la calcitonina es una hormona que inhibe los osteoclastos y por lo tanto disminuye las concentraciones sanguínea de calcio.

* los iones calcio también se desplazan de manera continua entre el tejido intersticial y los cristales de hidroxiapatita en las laminillas neoformadas (y menos mineralizadas).

* el almacenamiento y la liberación óseas de fosfato y otros iones también están regulados.

ESTRUCTURA BÁSICA

Está formado por células y sustancia intercelular, compuesta por fibras y sustancia fundamental.

Cubierta: el hueso externa e internamente está recubierto por membranas: periostio y endosito.

*El periostio es el tejido conectivo denso que recubre al hueso, excepto en las áreas tapizadas por cartílago articular.  La capa externa fibrosa del periostio consiste en tejido conectivo denso irregular.

* la capa interna contiene células osteogénicas (osteoprogenitoras) capaces de diferenciarse en osteoblastos o condroblastos.

* las terminaciones nerviosas del periostio son las responsables de la mayor parte del dolor provocado por los traumatismos óseos.

* presenta numerosos vasos sanguíneos

* El endostio reviste todas las superficies internas, incluyendo los espacios medulares y conductos vasculares. El endostio, que contiene células osteogénicas, se continúa con la capa interna del periostio en los orificios de desembocadura de los conductos vasculares que perforan al hueso. Esta formada por células aplanadas.

Las  funciones del periostio y del endosito son la nutrición del hueso y el aporte de osteoblastos para permitir el crecimiento del tejido óseo y su reparación ante una fractura.

 

Células

* Células osteoprogenitoras: derivan de las mesenquimáticas, se ubican en la capa más interna del periostio y además en el endosito que reviste las cavidades medulares, conductos de Havers y de Volkmann. Tienen la capacidad de dividirse y proliferar de acuerdo a las necesidades del tejido. Son aplanadas, de citoplasma acidófilo con núcleo central ovalado, en respuesta a estímulos pueden transformarse en osteoblastos.

* Osteoblastos: sintetizan la matriz orgánica del hueso y promueven la mineralización

* estructura: los osteoblastos, cúbicos a cilíndricos, forman una hilera en las superficies óseas en crecimiento. Las prolongaciones citoplasmáticas se fijan mediante uniones comunicantes a las de los osteoblastos vecinos y osteocitos del hueso adyacente.

* los osteoblastos poseen un citoplasma muy basofílico porque su REr está bien desarrollado. Están polarizados, con su cara secretora orientada hacia el hueso.

* Osteocitos:

* mantienen la matriz ósea, son osteoblastos rodeados totalmente por matriz ósea.

*tienen un intenso metabolismo, que regula también la concentración     sanguínea de calcio

*el citoplasma tiene forma irregular, con numerosas prolongaciones que irradian en diversas direcciones y transcurren por canalículos que atraviesan la matriz ósea para lograr tener contacto con las prolongaciones de los osteocitos vecinos. Estas prolongaciones contactan entre sí mediante uniones de tipo comunicante: Gap o nexos. Esto les permite a las células  funcionar en forma adecuada y coordinada. Entre la prolongación y la matriz ósea, existe un espacio en el que se encuentra un líquido rico en sales inorgánicas, sobre todo en calcio (proveniente de la matriz). Este calcio es captado por los osteocitos por la acción de una proteína que lo bombea hacia el interior celular, y de allí pasa a la sangre. Este mecanismo se denomina osteólisis osteocitaria

* los osteocitos se ubican en lagunas de la matriz ósea. En el tejido óseo maduro se localizan en las uniones de laminillas adyacentes.

* tiene organelas menos desarrolladas que los osteoblastos

* Osteoclastos: son macrófagos especializados secretan enzimas y ácidos que degradan la matriz ósea y fagocitan los desechos resultantes. Llevan a cabo la resorción ósea: que es la destrucción del tejido óseo, mediante un proceso de degradación de su matriz.

* estructura: los osteoclastos, que se localizan en las superficies óseas, se ubican en una cavidad labrada en el hueso, denominada: laguna de Howship: son células multinucleadas gigantes derivadas de la fusión de los monocitos, por lo tanto, son miembros del sistema mononuclear fagocítico.

* los osteoclastos activos contienen muchos lisosomas y una superficie irregular muy plegada.

* Tienen polaridad funcional, en la zona de contacto con el hueso poseen una especialización de membrana: ribete en cepillo, esta es la porción de la célula que se encarga de fagocitar y degradar la sustancia fundamental, para lo cual presenta en esta región también enzimas lisosomales: colagenasas, fosfatasas, etc. En el polo opuesto, el borde es de contornos regulares, no se contacta con el hueso, aquí se encuentran los núcleos. El osteoclasto utiliza el mecanismo de transcitocis, para transportar vesículas con matriz ósea degradada desde el borde plegado del osteoclasto hacia el polo opuesto. En síntesis: exocita al medio extracelular enzimas que degradan, los productos resultantes de la degradación son captados por el ribete en cepillo mediante un proceso de endocitosis, y las vesículas formadas pasan al polo opuesto de la célula por transcitocis. Los componentes orgánicos e inorgánicos del hueso terminan de descomponerse en moléculas elementales: aminoácidos, calcio y fosfato, que luego pasan a la sangre.

Matriz:

La matriz ósea tiene componentes orgánicos e inorgánicos que contribuyen por partes casi iguales al peso seco.

Matriz orgánica:

Componentes:  el principal el principal componente orgánico de la matriz es el colágeno de tipo I, en forma de fibras, representan un 95% el resto es sustancia fundamental. También contiene sustancia fundamental: formada por agua,  proteoglicanos y minerales. Los cristales de hidroxiapatita se ubican a lo largo de las fibras colágenas y son rodeados luego por los proteoglicanos y demás componentes de la sustancia amorfa, como tienen carga también los rodea una capa de agua. Función: la matriz orgánica proporciona resistencia a la tensión. Si se la extrae, el hueso remanente se desmorona con facilidad.

Matriz inorgánica:

Componentes: los principales componentes inorgánicos de la matriz son el calcio y el fósforo, en su mayor parte en cristales de hidroxiapatita. También existen otros iones, incluyendo bicarbonato, citrato, magnesio, potasio y sodio. Funciones:  intercambio iónico. El medio de intercambio iónico entre la matriz ósea y la sangre es una capa hidratante integrada por agua e iones, que rodea a los cristales de hidroxiapatita. resistencia: la matriz inorgánica permite que el hueso tolere el stress compresivo.

ORGANIZACIÓN

De acuerdo a su organización macroscópica se lo clasifica en:

Hueso compacto

* Estructura histológica: la matriz y los osteocitos del hueso compacto se disponen en patrones laminares bien definidos.

* Osteones o Sistemas de Havers: contienen de 4 a 20 laminillas (fibras de colágeno) concéntricas alrededor de un conducto central: conducto de Havers, que tiene en su interior vasos sanguíneos, nervios y tejido conectivo laxo... A menudo los conductos centrales y sus osteones se ramifican. Entre las laminillas se ubican los osteocitos. Se ubican en forma paralela a la diáfisis de los huesos largos. Los sistemas de Havers se encuentran rodeados por otros sistemas de laminillas que se denominan sistema circunferencial externo y circunferencial interno. Están formados por laminillas óseas paralelas entre sí, que se disponen en franjas o bandas, sobre en sector interno del hueso, cercano al canal medular y sobre el sector externo (mayor desarrollo)

*los capilares del conducto central irrigan los osteocitos. Estos capilares se originan en vasos alojados en los conductos perforantes, que atraviesan el hueso. También provienen de las ramas anastomosadas pequeñas de los vasos de los conductos comunicantes que se dirigen de un osteón a otro: conductos de Volkmann.

*las fibras colágenas de las laminillas se disponen en helicoides que forman diferentes ángulos.

*los osteones están rodeados por una línea de cemento, que corresponden a una hoja de matriz muy mineralizada. Esta línea se visualiza en el microscopio óptico.

* laminillas intersticiales: son restos de los osteones destruidos en parte durante el remodelado del hueso compacto.

* laminillas circunferenciales internas y externas son paralelas a las caras interna y externa de la diáfisis de los huesos largos y adyacentes al endostio y al periostio.

* Distribución: el hueso compacto forma la diáfisis de los huesos largos y la superficie de todos los huesos del adulto.

 

Hueso esponjoso

Este tipo es contiguo al compacto.

* Estructura histológica: es una trama integrada por espículas (proyecciones aguzadas pequeñas) y trabéculas.

* laminillas: son paralelas o concéntricas.

* capilares: transcurren entre las espículas y trabéculas, nutren a los osteocitos. Los conductos vasculares son excepcionales.

* médula  ósea: ocupa los espacios revestidos de endostio, entre las espículas y trabéculas.

* Distribución: el hueso esponjoso se localiza en algunos huesos irregulares y planos y en los extremos de algunos huesos largos, donde se continúa con la capa superficial del hueso compacto.

 

CLASIFICACIÓN

* Hueso primario: también llamado inmaduro o nuevo, es el primero que aparece durante el desarrollo o la reparación. Las lagunas y fibras colágenas: se disponen al azar. La matriz: contiene menos minerales que la del hueso maduro. Su organización macroscópica se asemeja a la del hueso esponjoso.

* Hueso secundario: también llamado laminar o maduro, en el adulto reemplaza a casi todo el primario. Sólo se produce por remodelado del hueso primario. Las lagunas: se disponen en forma ordenada. Las fibras colágenas de las laminillas son paralelas y casi perpendiculares a las de las laminillas adyacentes. Esta organización otorga una gran resistencia a la tensión. El hueso secundario posee una mayor concentración de matriz inorgánica que el primario, de manera que es más rígido. La mayor parte del hueso secundario es compacta, pero en algunas áreas (por ejemplo la epífisis de los huesos largos) podría ser esponjoso.

* Vascularización: el tejido óseo está muy vascularizado

* Médula ósea: contiene tejido hematopoyético y células de almacenamiento de lípidos, ocupa la cavidad del hueso.

* Médula ósea roja: contiene una gran proporción de células sanguíneas en desarrollo.

* Médula ósea amarilla: contiene, sobre todo, células almacenadoras de lípidos.

SISTEMA OSEO: ESTRUCTURA Y FUNCION

INTRODUCCION

El tejido óseo forma la mayor parte del esqueleto, el armazón que soporta nuestro cuerpo y protege nuestro órganos y permite nuestros movimientos. De gran robustez y ligereza, el sistema óseo es un tejido dinámico, continuamente en fase de remodelización. La osteología es la ciencia que estudia la estructura, funciones y patologías óseas.

FISIOLOGÍA DEL SISTEMA OSEO

Las funciones básicas de los huesos y esqueleto son:

Soporte: los huesos proveen un cuadro rígido de soporte para los músculos y tejidos blandos.

Protección: los huesos forman varias cavidades que protegen los órganos internos de posibles traumatismos. Por ejemplo, el cráneo protege el cerebro frente a los golpes, y la caja torácica, formada por costillas y esternón protege los pulmones y el corazón.

Movimiento: gracias a los músculos que se insertan en los huesos a través de los tendones y su contracción sincronizada, se produce el movimiento.

Homeostasis mineral: el tejido óseo almacena una serie de minerales, especialmente calcio y fósforo, necesarios para la contracción muscular y otras muchas funciones. Cuando son necesarios, el hueso libera dichos minerales en la sangre que los distribuye a otras partes del organismo.

Producción de células sanguíneas: dentro de cavidades situadas en ciertos huesos, un tejido conectivo denominado médula ósea roja produce las células sanguíneas rojas o hematíes mediante el proceso denominado hematopoyesis.

Almacén de grasas de reserva: la médula amarilla consiste principalmente en adipocitos con unos pocos hematíes dispersos. Es una importante reserva de energía química.

ESTRUCTURA

Estructuralmente, el esqueleto consiste en unos 200 huesos formados por tejido óseo, cartílagos, médula ósea y el periostio o membrana que rodea los huesos.

Aspecto macroscópico de un hueso largo

La estructura de un hueso largo, como el húmero, es la siguiente:

Diáfisis: la parte alargada del hueso

Epifisis: estremos o terminaciones del hueso

Metafisis: unión de la diáfisis con las epífisis. En el hueso adulto esta parte es ósea, siendo cartilaginosa en la fase del desarollo del mismo.

Cartílago articular: es una fina capa de cartílago hialino que recubre la epífisis donde el hueso se articula con otro hueso. El cartílago reduce la fricción y absorbe choques y vibracciones.

Periostio: membrana que rodea la superficie del hueso no cubierta por cartílago. Esta compuesta por dos capas:

La capa exterior formada por un tejido conjuntivo denso e irregular que contiene los vasos sanguíneos, vasos linfáticos y nervios que pasan al hueso.

La capa osteogénica contiene células óseas de varios tipos, fibras elásticas y vasos sanguíneos

El periostio es esencial en el crecimiento óseo, en su reparación y en su nutrición. También constituye el punto de inserción de ligamentos y tendones

Cavidad medular: es un espacio cilíndrico sitiuado en la parte central en la diáfisis que en los adultos contiene la médula ósea amarilla

Endostio: la cavidad medular está tapizada por el endostio, una membrana que contiene las células osteoprogenitoras

FUNCION

Como otros tejidos conjuntivos, el hueso o tejido óseo está constituído por una matriz en la que se encuentran células dispersas. La matriz está constituída por 25% de agua, 25% de proteínas y 50% de sales minerales. Además, hay cuatro tipos de células:

Celulas osteoprogenitoras : son células no especializadas derivadas del mesénquima, el tejido del que derivan todos los tejidos conectivos. Se encuentran células osteoprogenitoras en la capa interna del periostio, en el endostio y en los canales del hueso que contienen los vasos sanguíneos. A partir de ellas se general los osteoblastos y los osteocitos

Osteoblastos: son células que forman el tejido óseo pero que han perdido la capacidad de dividirse por mitosis. Segregan colágeno y otros materiales utilizados para la construcción del hueso. Se encuentran en las superficies óseas y

a medida que segregan los materiales de la matriz ósea, esta los va envolviendo, convirtiéndolos en osteocitos

Osteocitos: son células óseas maduras derivadas de los osteoblastos que constituyen la mayor parte del tejido óseo. Al igual que los osteoblastos han perdido la capacidad de dividirse. Los osteocitos no segregan materiales de la matriz ósea y su función es la mantener las actividades celulares del tejido óseo como el intercambio de nutrientes y productos de desecho.

Osteoclastos: son células derivadas de monocitos circulantes que se asientan sobre la superficie del hueso y proceden a la destrucción de la matriz ósea (resorción ósea)

Las sales minerales más abundantes son la hydroxiapatita (fosfato tricálcico) y carbonato cálcico. En menores cantidades hay hidróxido de magnesio y cloruro y sulfato magnésicos. Estas sales minerales se depositan por cristalización en el entramado formado por las fibras de colágeno, durante el proceso de calcificación o mineralización.

El hueso no es totalmente sólido sino que tiene pequeños espacios entre sus componentes, formando pequeños canales por donde circulan los vasos sanguíneos encargados del intercambio de nutrientes. En función del tamaño de estos espacios, el hueso se clasifican en compacto o esponjoso.

Hueso Compacto

Constituye la mayor parte de la diáfisis de los huesos largos así como de la parte externa de todos los huesos del cuerpo. El hueso compacto constituye una protección y un soporte. Tiene una estructura de láminas o anillos concéntricos alrededor de canales centrales llamados canales de Havers que se extienden longitudinalmente. Los canales de Havers están conectados con otros canales llamados canales de Volkmann que perforan el periostio. Ambos canales son utilizados por los vasos sanguíneos, linfáticos y nervios para extenderse por el hueso. Entre las láminas concéntricas de matriz mineralizada hay pequeños orificios o lacunae donde se encuentran los osteocitos. Para que estas células puedan intercambiar nutrientes con el líquido intersticial, cada lacuna dispone de una serie de canalículos por donde se extienden prolongaciones de los osteocitos. Los canalículos están conectados entre sí y, eventualmente a los canales de Havers. El conjunto de un canal central, las láminas concéntricas que lo rodean y las lacunae, canalículos y osteocitos en ellas incluídos recibe el nombre de osteón o sistema de Havers. Las restantes láminas entre osteones se llaman láminas intersticiales.

 

Hueso esponjoso

A diferencia del hueso compacto, el hueso esponjoso no contiene osteones, sino que las láminas intersticiales están dispuestas de forma irregular formando unos tabiques o placas llamadas trabéculas. Estos tabiques forman una estructura esponjosa dejando huecos que están llenos de la médula ósea roja. Dentro de las trabéculas están los osteocitos que yacen en sus lacunae con canalículos que irradian desde las mismas. En este caso, los vasos sanguíneos penetran directamente en el hueso esponjoso y permiten el intercambio de nutrientes con los osteocitos.

El hueso esponjoso es el principal constituyente de las epifisis de los huesos largos y del interior de la mayor parte de los hueso

Bibliografia:

http://escuela.med.puc.cl/paginas/cursos/segundo/histologia/histologiaweb/paginas/co26107.html

http://www.agrarias.unlz.edu.ar/files/anatomia/oseo%20I.htm

http://www.iqb.es/cbasicas/fisio/cap5/cap5_1.htm