tejido Óseo y osificación
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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.