Clase de Dr. Prof. Adjunto Felipe Venegas (MV) Transcrita por Matías Zamora Galleguillo

Tejido Óseo y Osificación

Una célula mesenquemática indiferenciada es una

célula madre, y eventualmente puede dividirse en

condrocitos; pero por otro lado en osteocitos. Que son

como Rómulo y Remo, no pueden estar en conjunto

jamás.

Con un aumento del tenor de oxígeno (PO2, presión de

oxígeno) a este nivel va a provocar reproducción celular

en los osteocitos; mientras que al aplicarlo en los

condrocitos va a terminar destruyéndulos

(degeneración, apoptosis).

¿Cómo favorecer el desarrollo de tejido óseo? El aumento del oxígeno va a estar dado por un vaso sanguíneo,

que también aportará los nutrientes suficientes como minerales, para el desarrollo de éste; a diferencia del

tejido cartilaginoso que se desarrolla con baja oxigenación y nutrientes.

A grandes rasgos, el origen de este tejido es mesodérmico,

puntualmente mesenquimático, sin embargo las células aparecen

de a poco.

Las células osteoprogenitoras serían la primera evolución de

célula, por el aumento de tenor de oxígeno. Tienden a ser

aplanadas, consideradas células de revestimiento o parte de

membranas.

Luego están los osteoblastos, los jovencitos

de la película, células voluminosas que van

a sintetizar MEC; fibras y sustancia

fundamental. Darán origen a los osteocitos.

Los osteocitos son células aparentemente

en reposo atrapados dentro de la matriz, a

diferencia de los condrocitos, de forma

globosa con múltiples prolongaciones

citoplasmáticas que entrarán en contacto

con otros osteocitos o células de la periferia

a través de canalículos.

En línea diferente están los osteoclastos, una fusión de monocitos; aunque

últimos estudios concluirían que son antecesoras de los monocitos, formadores de colonias de la línea

hematopoyética. Células de gran volumen y multinucleadas, realizarán la remodelación ósea.

Osteoclasto

La MEC ósea tiene una parte orgánica (35%) y una inorgánica (65%),

con muchos tipos de minerales e iones. Los más importantes son

Calcio y Fósforo, primero como Fosfato de Calcio, y luego como

cristales de hidroxiapatita asociado a fibras de colágeno I

principalmente, formando una estructura resistente. Inicialmente es

producida una MEC ósea no mineralizada u osteoide, con consistencia

de goma (tinción tricrómico). La mineralización ocurre por depósitos

de éstos minerales principalmente, mediante la acción de moléculas

que actúan en diferentes niveles, glicoproteínas como la osteonectina y osteocalcina.

En el caso de existir desmineralización (como descalcificación), se mantiene la

forma pero se hace flexible como goma, el que se puede teñir con técnica

normal (acidófilo). Por el contrario, si se retira la parte orgánica, el tejido se

vuelve frágil y quebradizo.

La tinción también se puede realizar sobre tejido desgastado, observándose

amarillo. Por otra parte, en el tejido óseo se pueden teñir las fibras de colágeno

con una técnica especial.

Respecto a envolturas en este tejido, el periostio tiene una

capa interna y externa. La parte fibrilar externa, es

principalmente tejido conectivo compacto; y la parte celular

interna, con células osteoprogenitoras y osteoblastos (o células

periostales hoy en día), dependiendo de su estado de actividad.

Hacia las cavidades medulares aparece el endostio, solo parte

celular con tejido conectivo laxo escaso, células

osteoprogenitoras y osteoblastos (o células del endostio hoy en

día).

También van a aparecer vasos sanguíneos y linfáticos, además de nervios que deberían ir en la periferia, pero

también envían prolongaciones hacia la profundidad del tejido. Y en las cavidades, médula ósea roja y/o

amarilla.

El tejido óseo es un tipo de tejido conectivo especializado cuyas funciones son variadas:

Mecánica:

Protección (SNC)

Soporte (Todo el individuo)

Unión (Inserción muscular)

Regula el metabolismo del calcio y fósforo en la sangre (importante en gestación y amamantamiento)

Almacenamiento (Minerales; 1 Kg. de Calcio en el adulto distribuido en diferentes formas)

Reparación (Células Osteoprogenitoras)

Hematopoyético (Presenta a la Médula Ósea)

Los huesos pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez el tejido puede clasificarse macroscópicamente

en esponjoso y compacto, y en laminillar (maduro) y no laminillar (inmaduro) según su desarrollo.

En el desarrollo inicial de los huesos, parten como pequeñas trabéculas que van

reuniéndose entre sí con fibras de colágeno desordenadas y menor contenido

mineral, y con el paso del tiempo se va remodelando el hueso con sus fibras

colágenas paralelas concéntricas en torno a un vaso sanguíneo (sistema de

Havers u osteona).

Entonces reconocemos que existe crecimiento y remodelación en el desarrollo

del tejido óseo, y a su vez éste se va efectuando de acuerdo a su función.

Para la remodelación ósea se reconocen etapas:

1. Fase quiescente: de reposo

2. Fase activación: reclutamiento de preosteoclastos

3. Fase de resorción: adhesión de osteoclastos al hueso y remoción del

tejido adyacente, las moléculas son liberadas al torrente sanguíneo

4. Fase de inversión: proliferación de osteoblastos

5. Fase de formación (mineralización): de forma laminillar, participa la

fosfatasa alcalina

En la osificación se evidencian las trabéculas mixtas, en las que existe cartílago y

hueso en un mismo tejido.

El sistema de Havers u osteona se organiza en torno a un vaso sanguíneo central

en su conducto de la osteona (que presenta endostio). En las laminillas sucesivas

se van a presentar lagunas con los osteocitos aislados; éstos enviarán sus

prolongaciones a otras células a través de canalículos, entrando en contacto para comunicarse y realizar

transporte de iones u otras sustancias según sus necesidades.

Hacia afuera del hueso, o hacia la cavidad medular está la línea

cementante, un anillo completo que delimita el hueso.

Al desarrollarse las osteonas, se comienzan a montar unas sobre otras, dándole resistencia al tejido y dejando

sistemas intersticiales como remanentes de antiguas osteonas entre las nuevas “construcciones”. Además de

los conductos centrales (c. nutricios o de Havers) existen conductos perforantes (c. oblicuos o de Volkmann).

Los factores que afectan la osificación son variados:

Dieta: consumo de ciertos nutrientes

Hormonas: estrógenos (regulación de Calcio, en la menopausia el sistema se descalabra), paratiroidea,

testosterona, calcitonina, GH

Vitaminas: vit. C (para colágeno), vit. D (raquitismo), vit. K, vit.B

Actividad física: atrofia o hipertrofia

Parasitosis o intolerancias: como giardasis (bloqueo de

absorción) o intolerancia al gluten (mucosa dañada evita

absorción de nutrientes)

Entonces, existirá desarrollo diferente del tejido según el individuo;

por edad, sexo y actividad física, entre otros.

La osificación, el proceso mediante el cual es generado el tejido

óseo, puede ser de 2 tipos principalmente:

Directa (Membranosa o Intramembranosa): Producida gracias a que el osteoide rápidamente se

transforma en tejido óseo, ya que el tejido

mesenquimático se adaptó alrededor de un vaso

sanguíneo.

o La osificación periostal es un subtipo de ésta,

desarrollada en la periferia de los huesos y en

paralelo a los otros tipos.

Se puede describir en las siguientes etapas:

1. Aparición de un punto de osificación: Se concentra un

acúmulo celular (blastema óseo) en torno a un vaso

sanguíneo, que se transformará en líneas óseas, con los grupos celulares ya mencionados.

2. Transformación de las células osteoprogenitoras en osteoblastos,

los cuales elaboran matriz ósea formando trabéculas óseas.

3. Los osteoblastos quedan encerrados en la matriz ósea y se

transforman en osteocitos.

4. Las trabéculas tienen las fibras colágenas desordenadas, tejido

óseo inmaduro.

5. Calcificación de esta matriz ósea no calcificada (tejido osteoide)

6. Luego se forman nuevos osteoblastos a partir de nuevas células

osteoprogenitoras

7. Remodelación

Este tipo de osificación es temprana, y se da en huesos de la bóveda

craneana, maxilar, mandíbula y clavícula; no así la base de cráneo.

Así se previene el daño del feto en el parto natural, y permiten el

posterior desarrollo del recién nacido.

Se ve en la imagen, en la que es transparentado el individuo y se tiñe

el cartílago de color celeste y el hueso de color rojo. Se observan las

placas óseas que son osificadas anteriormente, por osificación

directa.

Indirecta (Endocondral): Dentro del cartílago preexistente ocurre una osificación de la MEC cartilaginosa,

modificándose a MEC ósea, por la llegada de oxígeno y nutrientes, dando un brote o botón periostal

(normalmente en la diáfisis).

Este proceso tiene las siguientes etapas:

1. Formación de un modelo cartilaginoso en miniatura.

2. Aparición de un punto de osificación primario en el centro de la diáfisis.

3. En el centro de la diáfisis, los condrocitos se mueren por calcificación de la matriz, dejando lagunas vacías.

4. En esas lagunas vacías penetran los vasos sanguíneos y las células osteoprogenitoras desde el pericondrio, originando un punto de osificación.

5. Las células osteoprogenitoras se diferencian en osteoblastos que sintetizan matriz ósea, formando trabéculas, etc.

6. Al mismo tiempo, el pericondrio empieza a formar hueso alrededor de la diáfisis, originando un manguito óseo.

7. La osificación se extiende hacia las epífisis y el manguito óseo se engruesa. 8. Más tarde aparecen centros de osificación secundarios en las epífisis (incluso post-natales). 9. En las epífisis, todo el cartílago es reemplazado por hueso excepto una capa que persiste como cartílago

articular y un disco transversal entre epífisis y diáfisis que es el cartílago de crecimiento o placa epifisiaria.

10. El proceso de osificación se inicia en el centro del modelo cartilaginoso, se expande hacia los extremos y en la zona central de la diáfisis, el hueso recién formado se reabsorbe para formar el canal medular.

Esta osificación en el feto formará huesos a partir un esqueleto carilaginoso

apendicular, los diferentes huesos como clavículas, vértebras y esternón se van

desarrollando a partir de los centros de osificación y se ven como en las imágenes en

etapas fetales. Así también podemos observar el cartílago de crecimiento a nivel de la

metáfisis que permite el crecimiento hasta levemente después de la pubertad.

Además de esta manera, en una ecografía los huesos largos serán referencia de cómo

va el desarrollo normal del feto.

Entonces, al observar el desarrollo vamos a poder identificar zonas

1. Zona con cartílago en reposo, con el cartílago de crecimiento.

2. Zona con proliferación de células cartilaginosas (hiperplasia), con “pilas de monedas”, los grupos isógenos

axiales.

3. Zona con maduración de células cartilaginosas (hipertrofia), implica la degeneración de los condrocitos, su

aumento de tamaño con aparición de lagunas y gran liberación de MEC.

4. Zona de cartílago calcificado o mineralizado evidenciado por el cambio de coloración (acidófilo), por la

gran liberación de nutrientes desde un vaso sanguíneo.

5. Zona de cartílago en regresión, los condrocitos son destruidos por el

microambiente inadecuado para su desarrollo, dejando lagunas vacías.

6. Zona de osificación dada por la llegada de células mesenquimáticas

que se diferenciarán a la línea de desarrollo óseo.

7. Zona de remodelación ósea final donde los osteoclastos estarán

trabajando.

Entre las zonas de regresión y osificación aparecen las trabéculas mixtas, en

que ocurre la transición condral-ósea.

A diferencia de las diáfisis, en la epífisis los centros de osificación secundarios

crecen en forma radial a costa del cartílago articular.

En la periferia aparece el manguito periosteal (manguito óseo), por la

osificación del tejido periférico, cuya función es mantener la forma a medida

que se va osificando el resto del hueso de forma indirecta.

Entonces, el hueso crece en longitud a partir del cartílago de crecimiento, en

grosor a partir del periostio, y en las epífisis a partir del cartílago articular.

Mientras logren proliferar las células en el cartílago de crecimiento

(hiperplásicas), seguirán desarrollándose los huesos; una vez cerrada esta zona,

no se crecerá más (por menor proliferación que reabsorción), lo que ocurre por

cambios hormonales a los 18 – 20 años.