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TEMA 5. TEJIDO ÓSEO
Introducción y características
Otra variedad de tejido conjuntivo, constituido por células y matriz extracelular. En el caso del tejido óseo, la MEC está mineralizada como fosfato cálcico en forma de hidroxiapatita (Ca 10 [PO 4 ] 6 (OH) 2 ). Esta sustancia confiere al tejido unas propiedades singulares, además de las propias de un tejido conjuntivo:
1. Es un tejido duro, sólido, muy poco flexible y muy ligero.
2. Es muy resistente a la tracción, torsión y compresión.
3. Es un tejido determinado para llevar a cabo las funciones de soporte del
organismo.
4. Es un tejido vivo y muy dinámico e irrigado y en constante remodelación.
5. Su dinámica hace que sea posible que se adapte a modificaciones metabólicas y
mecánicas del organismo.
6. Tiene una alta tasa de regeneración.
Funciones del tejido óseo
- Soporte estructural: forma estructuras que protegen órganos internos (caja torácica, cráneo y columna vertebral).
- (^) Soporte mecánico: contribuye junto con el tejido muscular en la locomoción.
- Metabólica: actúa como reserva de calcio y fósforo (Ca++^ y PO 4 3-^ ) en el organismo, y está relacionada con la dinámica del organismo al necesitar o tener excedente de calcio (lo añade o lo retira del tejido por una serie de mecanismos).
Clasificación de los huesos
Se clasifican habitualmente en 3 tipos:
- Huesos largos: húmero, cúbito, radio, fémur, tibia, peroné...
- Huesos planos: huesos del cráneo (frontal, occipital, temporales, mandíbulas...).
- Huesos irregulares: no tienen forma definida en común (vértebras...).
Morfología del hueso
Se estudiará en huesos largos. Está dividido en 3 partes:
1. Diáfisis: la parte intermedia.
2. Epífisis: las partes finales.
3. Metáfisis: la parte intermedia y de contacto entre ambas.
A su vez, el hueso se subdivide en dos porciones:
- Hueso compacto: porción gruesa en la parte periférica del hueso. Suele ser relativamente gruesa.
- Hueso esponjoso: en la parte interna deja de ser compacto y se vuelve una masa con forma de espinas llamada espículas o trabéculas.
En la parte central de la diáfisis queda habitualmente una cavidad hueca llamada cavidad medular, donde va a hallarse un tejido denominado médula ósea roja, que rellena el hueco central y los espacios de las espículas del hueso esponjoso. La médula ósea roja es un tejido conjuntivo especial donde se van a formar las células sanguíneas, es un tejido muy vascularizado.
La parte más extrema de las epífisis tienen cartílago articular. Además hay tejido conjuntivo asociado al hueso:
- Periostio: una capa externa, cubriendo el hueso compacto.
- Endostio: en el interior, asociado a las espículas.
El último componente son los vasos sanguíneos, que pueden entrar en cualquier parte, tanto la epífisis como la diáfisis.
1. COMPONENTES CELULARES - Células osteoprogenitoras: las células que originan el hueso, permanecen en las capas del periostio y del endostio. Tienen un núcleo ovalado. Son células
indiferenciadas, similares a las células mesenquimáticas. Las que permanecen
indiferenciadas en el individuo adulto se concentran en el periostio y el
endostio, con una finalidad regenerativa.
- Osteoblastos: de morfología cuboidea o cilíndrica, tienen orgánulos de síntesis muy desarrollados (RE, Golgi, ribosomas...). En sus mitocondrias se puede hallar fosfato cálcico.
La función de los osteoclastos es la de degradar la matriz, por lo que hay que degradar el componente orgánico (colágeno y otras proteínas), y el inorgánico. El osteoclasto secreta una serie de enzimas digestivas como la colagenasa/ metaloproteinasa y catepsina. El componente inorgánico se degrada con ácido, por lo que el osteoclasto bombea una gran cantidad de protones (tiene bombas de protones por transporte activo). Al ser un entorno aislado los protones no escapan y el entorno de la Laguna de Howship se vuelve muy ácido. A partir de ácido carbónico se obtiene un protón que se combina con un componente iónico traído de la sangre para no aumentar la electrofisiología de la célula. Por cada carga positiva mete otra negativa, que es Cl-, y que combinado forman ácido clorhídrico. Esto hace que la Laguna de Howship parezca un lisosoma gigante.
El osteoclasto tiene una función muy importante que regula el ciclo metabólico del calcio. La calcitonina (tiroides) estimula para acumular calcio cuando hay exceso de este, inhibe los osteocitos y estimula los osteoblastos. La hormona paratiroidea hará el efecto inverso. Este es un proceso continuo.
2. Matriz extracelular del tejido óseo
Además de una MEC normal, hay componentes inorgánicos El componente orgánico es minoritario, un 35% en peso seco, y el resto corresponde al inorgánico. Cada uno de estos dos componentes confiere a la matriz una serie de características especiales, como resistencia a la tracción y a la presión. Además es un tejido duro. La resistencia a la tracción se lo dará el componente orgánico, mientras que la dureza del hueso se lo dará el componente inorgánico.
*Se puede eliminar uno de los componentes para observar qué características confiere cada uno. Con ácido se quita la materia inorgánica (se queda gomoso), y con calor o calcinación se elimina la materia orgánica y queda muy rígido, pero fácil de fracturar.
Componentes orgánicos
- (^) Colágeno: fibras gruesas de Colágeno I, también hay otras fibrillas menores de colágeno V y XII. El colágeno interviene en procesos de mutación originando enfermedades de osteogénesis imperfecta (huesos de cristal).
- Glucosaminoglicanos: son condroitín sulfato, queratán sulfato y ácido hialurónico. A excepción del ácido hialurónico, son generalmente más cortas.
- Glucoproteínas: osteopontina, que se encarga del anclaje de las células a la matriz extracelular, realiza la función de la fibronectina de una MEC normal. La osteonectina está encargada de unir las fibrillas de colágeno al componente inorgánico de la matriz (hidroxiapatita). La última glucoproteína importante es
la osteocalcina es una proteína con afinidad al Ca++, por lo que "captura" calcio en determinadas zonas, y lo acumula, contribuye a la formación de la MEC inorgánica.
Componente inorgánico
Aparece en forma de cristales de fosfato cálcico o hidroxiapatita. Son de 40 nm de alto, 3 nm de ancho y 25 nm de largo. Estos agregados de hidroxiapatita aparecen intercalados dentro de la estructura del colágeno, específicamente asociado a las fibrillas de tropocolágeno.
Para depositarse, el osteoblasto puede acumular calcio y fosfato, principalmente en las mitocondrias. Posteriormente pasa al citoplasma, donde se forman unas vesículas con una gran concentración de calcio. Estas son expulsadas, y pasan a llamarse vesículas de la matriz. No producirán la mineralización inmediata alrededor del osteoblasto (ya que la zona inmediata, el osteoide, contiene fibras orgánicas de MEC), sino que se instalarán en una zona más profunda. Posiblemente la osteocalcina es la responsable del almacenamiento de estas vesículas. Finalmente las vesículas se instalan en la zona de mineralización.
3. Grado de desarrollo
La clasificación más usual del tejido óseo.
- Hueso primario: no laminar. Presenta la MEC desordenada. Es el hueso que se forma en el embrión. Después es sustituido por el hueso secundario.
- Hueso secundario: laminar. Teniendo los mismos componentes, la MEC aparece ordenada en estructuras laminares, donde las fibras de colágeno tienen una orientación homogénea. Este hueso puede aparecer de dos maneras: en forma de hueso compacto o esponjoso.
El hueso compacto se organiza formando osteonas, una serie de cilindros que forman parte del hueso. Una osteona es de forma laminar. Lo primero que se encuentra es un conducto central con vasos sanguíneos y nervios, denominado conducto de Havers. Tapizando la cavidad de este conducto hay un tejido conjuntivo muy laxo que se denomina endostio. Incorpora elementos típicos del tejido conjuntivo y células osteoprogenitoras del tejido óseo.
Después habrá osteoblastos, que sintetizan matriz ósea en forma de láminas. Posteriormente se encontrarán osteocitos. Hay diferentes capas de osteocitos, que define una nueva lámina de matriz con una orientación diferente. La línea de cemento delimita una osteona. Los osteoclastos se sitúan después del tejido conjuntivo y las células osteoprogenitoras, en la zona de los osteoblastos.
Las osteonas se forman por la línea de cemento, por lo que al principio el conducto de Havers era muy grande y se ha ido estrechando (el tejido óseo solo crece por aposición).Cuando los osteoclastos necesitan calcio degradan las osteonas, pero no siempre lo hacen de forma uniforme, hay veces que lo degradan de forma parcial. Por
- El pericondrio, también en la zona central pero por fuera se transforma en periostio, además de que las células progenitoras se transforman en osteoblastos que empiezan a formar hueso. En definitiva se forman un collar o anillo óseo sobre el que se insertan vasos sanguíneos que introducen células formadoras de hueso (esponjoso) y células hematopoyéticas que originan la médula ósea roja.
2. Centro de osificación secundario: en las epífisis y ocurre lo mismo que
anteriormente. Con el tiempo el cartílago queda reducido a cartílago articular y a la placa epifisaria, que se eliminará cuando el hueso haya alcanzado la talla correspondiente, una vez eliminada los huesos no crecen.
Organización de la placa epifisaria
Presenta estratos bien definidos:
1. Capa de cartílago hialino en reposo: cartílago en reposo.
2. Cartílago columnar o cartílago en proliferación: grupos isógenos de condrocitos
formando columnas, por donde crece el hueso.
3. Capa de cartílago hipertrófico: condrocitos grandes y con acumulaciones de
calcio.
4. Capa de espículas óseas: condrocitos degenerados que ya han expulsado el
calcio y la matriz está osificada. Las espículas óseas se forman y degradan constantemente.
