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Tejido Óseo (Tema 11), Apuntes de Citología e Histología Vegetal y Animal

Prof. Joaquim Martí Clua

Asignatura: Citologia i Histologia, Profesor: Joaquim Martí Clua, Carrera: Biologia, Universidad: UAB

Tipo: Apuntes

Antes del 2010

Subido el 17/06/2007

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T. 11. TEJIDO ÓSEO
Estructura dura. Protección de órganos y locomoción.
Estructura flexible moderada y responde muy bien a fuerzas de tracción y compresión.
En embarazo el esqueleto materno formará el del hijo por movimientos de Ca2+.
Importante en Homeostasis Ca2+ (reserva Ca2+)
La Matriz Extracel tiene características únicas que hacen entender las características del Hueso.
T.O.:
-Matriz Extracel o Médula Ósea (MOs):
oComponente Orgánico (Matriz Orgánica). Minoritario (1/3-1/4)
Colágeno I (90%) Acidófila.
SFA (10%) Proteoglicanos (pocos y pq): poca electronegatividad (SO=4) ↓↓
Metacromasia. ↓↓↓ Hidratación. ↓↓↓ Basofília
Condrotin Sulfato
Queratan Sulfato
Ácido Hialurónico
↑↑↑ Acidófila
Presenta ↑↑↑ vascularización para alimentos.
oComponente Inorgánico (Matriz Inorgánica). Mayoritario
Fosfato Cálcico: gracias a él la MOs está calcificada o mineralizada lo que
explica la dureza del hueso y porque soporta fuerzas de compresión.
Amorfa
Cristalino (+ habitual)Disposición en forma de placas o barritas
(2-4 nm ancho x 40 nm largo)
-Proteínas:
oOsteonectina
oOsteopondina
oOsteocalina
oSialoproteína Ósea
oEl hueso es flexible y responde a fuerzas de tracción gracias al Colág I.
Ordenadas en el espacio de 2 formas:
Al Azar tj. Óseo No Laminar (tj. Óseo Inmaduro, típico de
embriones. Provisional*)
Muy Ordenado tj. Óseo Laminar (Maduro. Sustituye al No
Laminar)
* Cuando nos rompemos un hueso, en el lugar de rotura se formará No
Laminar que será sustituido progresivamente por Laminar.
-Células:
oOsteoprogenitoras
oOsteoblastos (elaboran parte Matriz Extracel)
oOsteocitos (mantienen Matriz Extracel)
oOsteoclastos
MATRIZ
-Los Osteoblastos elaboran la parte orgánica y las fibras de Colág.
-Los inorgánicos llegan vía dieta (Ca2+, Fosfato Cálcico).
-Matriz endurecido o calcificada que interviene el Osteoblasto. Esta calcificación afecta
básicamente al Colágeno*.
-El Osteoblasto primero elabora la Matriz y después la calcifica o mineraliza.
La Matriz recién elaborada (sin calcificar) se denomina OSTEOIDE.
La Matriz calcificada recibe el nombre de MATRIZ CALCIFICADA.
* La superficie y el interior de la fibra de Colágeno queda llena de Fosfato Cálcico que es el
encargado de conferir dureza a la Matriz.
Fibra Colágeno:
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T. 11. TEJIDO ÓSEO

Estructura dura. Protección de órganos y locomoción. Estructura flexible moderada y responde muy bien a fuerzas de tracción y compresión. En embarazo el esqueleto materno formará el del hijo por movimientos de Ca2+. Importante en Homeostasis Ca2+^ (reserva Ca2+) La Matriz Extracel tiene características únicas que hacen entender las características del Hueso. T.O.:

  • Matriz Extracel o Médula Ósea (MOs): o Componente Orgánico ( Matriz Orgánica ). Minoritario (1/3-1/4)  Colágeno I (90%) Acidófila.  SFA (10%)  Proteoglicanos (pocos y pq): poca electronegatividad (SO= 4 ) ↓↓ Metacromasia. ↓↓↓ Hidratación. ↓↓↓ Basofília  Condrotin Sulfato  Queratan Sulfato  Ácido Hialurónico  ↑↑↑ Acidófila  Presenta ↑↑↑ vascularización para alimentos. o Componente Inorgánico ( Matriz Inorgánica ). Mayoritario  Fosfato Cálcico: gracias a él la MOs está calcificada o mineralizada lo que explica la dureza del hueso y porque soporta fuerzas de compresión.  Amorfa  Cristalino (+ habitual)Disposición en forma de placas o barritas (2-4 nm ancho x 40 nm largo)
  • Proteínas: o Osteonectina o Osteopondina o Osteocalina o Sialoproteína Ósea o El hueso es flexible y responde a fuerzas de tracción gracias al Colág I.  Ordenadas en el espacio de 2 formas:  Al Azar  tj. Óseo No Laminar (tj. Óseo Inmaduro, típico de embriones. Provisional*)  Muy Ordenado tj. Óseo Laminar (Maduro. Sustituye al No Laminar) * Cuando nos rompemos un hueso, en el lugar de rotura se formará No Laminar que será sustituido progresivamente por Laminar.
  • Células: o Osteoprogenitoras o Osteoblastos (elaboran parte Matriz Extracel) o Osteocitos (mantienen Matriz Extracel) o Osteoclastos MATRIZ
  • Los Osteoblastos elaboran la parte orgánica y las fibras de Colág.
  • Los inorgánicos llegan vía dieta (Ca2+, Fosfato Cálcico).
  • Matriz endurecido o calcificada que interviene el Osteoblasto. Esta calcificación afecta básicamente al Colágeno*.
  • El Osteoblasto primero elabora la Matriz y después la calcifica o mineraliza. La Matriz recién elaborada (sin calcificar) se denomina OSTEOIDE. La Matriz calcificada recibe el nombre de MATRIZ CALCIFICADA.
  • La superficie y el interior de la fibra de Colágeno queda llena de Fosfato Cálcico que es el encargado de conferir dureza a la Matriz. Fibra Colágeno:

MO: Fibra ME: Microfibrilla o Fibrilla. En el espacio de 40nm que queda entre las moléc Tropocolág. (ver tema Tj. Conjuntivo. Apartado Colágeno) es donde se colocan los cristales de Fosfato que calcificarán las Fibras. Osteoblasto libera al medio Fosfatasas Alcalinas que ↑pH y el Fosfato Cálcico deja de ser soluble y precipita en unas espcecies de Plaquetas o Varillas que realmente son Prismas y se disponen en los espacios de 40nm entre las moléculas de Tropocolágeno por 2 mecanismos:

**1. Nucleación Heterogénea

  1. Calcosferitas** o Vesículas de Matriz 1. Marcada ordenación específica de las molec Tropocolág lo que hace que se calcifique o mineralice la parte interna de la fibra de Colágeno (Intrafibrilar). Para esto necesitamos la Fosfatasa Alcalina y por tanto la ↑pH. Estos prismas de Fosfato Ca también se colocan de forma muy ordenada y provocan que precipiten + prismas, ↑ calcificación. Estos espacios entre molec Tropoc se comportan como Centros de Nucleación 2. Se consigue finalizar la calcificación intrafibrilar y además calcificar hacia la superficie para que toda la matriz esté calcificada.. Las Calcoferitas son elaboradas por Osteoblastos. Estos tienen ↑↑Mitoc. El (PO 4 )^5 y el Ca2+^ ingresan en la Mit desde el Citop (adquirido del exterior). En la Mit se combinan en (PO 4 ) 2 Ca 3 y de aquí al Citop y al ext cel en todas direcciones formando Calcoferitas. En el interior de Calcosferita además de (PO 4 ) 2 Ca 3 (soluble) también viaja la Fosfatasa Alcalina (FA) la cuál en el interior es inactiva y su activación se realizará cuando se rompe la Calcosferita y su contenido se derrama al medio extracelular: FA+(PO 4 ) 2 Ca 3 (Se activa, ↑pH y (PO 4 ) 2 Ca 3 insoluble, precipita en los espacios entre molec Tropoc.) En muchas regiones tenemos Colág I pero no todas calcificadas. Las zonas están genéticamente programadas para que expresione el gen Gremlin que facilita o inhibe la calcificación del tj.Óseo (mutación de este gen provoca que no se calcifiquen zonas que deberían ser calcificadas)

Osteocito con funciones muy ≠ Osteoblasto.

2. – No participa en la elaboración MOs.

  • Puede volver a ser Activo.
  • En contacto con Osteoide.
  • Ost Inac – Ost Inac con uniones GAP; Activo—Inactivo: uniones GAP MO:
  • Cel Aplanada, siempre en contacto Osteoide. 1μm OSTEOCITO
  • Totalmente envuelto en MOs.
  • Osteoc—Osteoc con uniones GAP; Osteoc—Osteob (act e inact) uniones GAP ME: o No polarizada o Nuc. ↑↑Voluminoso. o Cit: Cist RER ↓↓↓ respecto al Osteob, ↓↓↓ Ribosomas, Golgi ↓↓↓ desarrollado, ↓↓↓ Mit. MO: o Largas prolongaciones citoplasmáticas, en las cuales se encuentran las GAP junction, por lo tanto es por donde se comunica con otros Osteocitos. o Se encuentran en Laguna Ósea u Osteoplasta. o Las prolongaciones se encuentran en Canalículos o Conductos Calcóforos. Es un pqñ tubo por donde se encuentra la prolongación. Ej: Bolígrafo Bic: PlásticoOsteoide; Mina Canalículo.
  • Mantienen la MOs y capacidad de detectar pqñ roturas o alteraciones en MOs. Informan del estado de ésta comunicándose con Osteoblasto. OSTEOCLASTO
  • Destructores Hueso Laminar Dinámicamente el hueso siempre está formándose y destruyendo para regenerarlo, formándose y cogiendo forma en respuesta a la demanda: ver la TV, embarazo, deporte…
  • Equilibrio muy débil entre Osteoblasto—Osteocito. Cualquier alteración puede provocar enfermedad como Osteoporosis
  • Hasta 150μm ó más.
  • Multinucleada: Hasta 100 núcleos o más. Éstos se colocan lo más alejados posible de la superf. ósea: polarización
  • ↑↑↑ Mit, ↑↑↑ Golgi desarrollados, Sist. Lisosomal muy activo: Enz Fosfatasa Ácida (característico del Osteoclasto). ↓↓↓ Cist RER, ↓↓↓ Ribosomas LibresCitop Acidófilo.
  • Vacuolas y Vesículas ↑↑↑ abundantes.
  • Marcada capacidad de Fagocitosis : Fagocita restos de MOs pero también si hay restos de Osteocitos.
  • Capacidad de reciclaje : restos Matriz y Cel recupera, x ej. Aminoácidos.
  • No puede NUNCA degradar Osteoide. El Osteoblasto (vía Colagenasa) destruye Osteoide. Una vez destruido sólo queda Matriz Ósea Calcificada y aquí entra en juego el Osteoclasto destruyendo la MOs Calcificada.
  • Se localiza en Laguna de Howship Más o menos profunda dependiendo de la erosión de la superf ósea por Osteocito. MEMBRANA PLASMÁTICA DEL OSTEOCLASTO ACTIVO Superficie contacta con 2 regiones: **1. Borde Fruncido
  1. Zona Clara 1.** Conjunto de Concavidad—Convexidad dinámicas 2. Zona Mbr contacto donde no hay plegaciones. Contacto muy íntimo entre mbr y superf ósea. Conseguido por 2 mecanismos La disposición especial del entrelazado del Citoesq en la Zona Clara es muy ordenada y concreta. Forma anillos. Esto garantiza que lo que pasa en la Zona Fruncida no salga al exterior. Esta zona es la Región de Salvación. La zona que queda entre la Fruncida y Laguna de Howship se denomina Compartimento Subosteoclástico o Área de Resorción
  • El Osteoclasto tiene Fosfatasa Ácida en Lisosomas.
  • Tiene capacidad de formar Ác. Carbónico (CO 2 + H 2 O  Ác. Carbónico), genarando H+^ y los aboca al Compart. Subosteoclástico, generando ↓pH.
  • La Fosfatasa Ácida es abocada al compartimento y el ↓↓pH la activa. Ésta, activada, provoca que el Fosfato Cálcico, que era insoluble, sea soluble, saliendo de las molec de Tropocolágeno, y el Osteoclasto lo fagocita. En la MOs nos queda el Colágeno sin calcificar. En este momento se aboca Colagenasa y se rompen los Tropocolágenos y la cel los fagocita. Todo este producto crea que la Laguna cada vez sea + profunda y se fagociten los Osteocitos. En una Laguna de Howship pueden haber + de un Osteoclasto trabajando en ella. El Osteoclasto tiene capacidad de movimiento. Cuando está todo fagocitado y se normaliza el pH, la Fosfatasa se inactiva. La cel se despega, se mueve y se vuelve a anclar en un lugar adyacente y comienza el ciclo de nuevo.
  • El trabajo del Osteoclasto continua, hasta que recibe orden de parada por el Osteoblasto (Osteoclasto tiene receptores de Mbr para las molec enviadas por el Osteoblasto)
  • También por sus reservas de Glucosa, se acaban y se produce Apoptosis.
  • Todo lo que construye el Osteoblasto, lo destruye el Osteoclasto.

PERIOSTIO

  • Tj. Conjuntivo que tapiza superf ext hueso, excepto en articulaciones.
  • 2 capas: o Interna (celular) en contacto con el hueso (1) o Externa (fibrosa) + gruesa (2) 1. Tj. Conjuntivo con fibras de Colágeno muy vascularizado. Se encuentra las cel Osteoprogenitoras. Gracias a este Periostio tiene capacidad progenitora. 2. Tj. Conjuntivo de fibras Elásticas y Colágeno (a) : a. Son gruesas y ancladas al hueso: Fibras de Sharpey. Tienen por finalidad asegurar que el Periostio quede anclado al hueso. ENDOSTIO
  • Tapiza la superf interna del hueso.
  • Monocapa celular.
  • Tj. Conjuntivo que separa tj. Óseo—tj. Hematopoyético.
  • Capacidad Endogénica ya que encontramos cel. Osteoprogenitoras.
  • Se localizan en Conductos de Havers y de Wolkmann
  • Pobre en fibras de Colágeno. HUESO COMPACTO
  • Macroscópicamente: Hueso Compacto.
  • Microscópicamente: Tj. Óseo Laminar. o 3 estructuras:  Sistemas de Havers u Osteonas (1)Sistemas Intersticiales (2)Sistemas Circunferenciales (3)  Externo (3.1)  Interno (3.2) 1. Conjunto tubos ramificados constituidos por un nº variable de Laminillas Óseas. Nomenclatura Sistema Havers Laminillas Óseas (aprx. 5-20 x Sist.Havers) alrededor de un tubo de Havers en forma concéntrica (como antena de radio) MO:
  • Se encuentra un agujero en medio.
  • Matriz Ósea súper ordenada en el espacio, pero la que está realmente ordenada es la fibra de Colágeno, que en cada Laminilla cambia de orientación.
  • Al estar en diferente orientación, tiene diferente refracción.
  • Entre Laminillas encontramos Lagunas Óseas , puntos negros en cuyo interior hay Osteocitos. De estas Lagunas irradia lineas en todas direcciones que son los Canalículos Calcóforos , prolongaciones de Osteocitos.

RELACIÓN OSTEOCITO—VASO SANGUÍNEO (Conducto de Havers) En este caso sólo nos interesan los más próximos al Conducto de Havers. Los Canalículos (1,2,3,4) , algunos, desembocan en el Cond. Havers Las prolongaciones del citop del Osteocito se queda en la obertura. No entra en el Conducto. Las molec que vienen por la sangre (vaso) por difusión pasan a las prolongaciones contiguas a él. Estos nutrientes pasan al resto de los Osteocitos, mediante las uniones tipo GAP de las prolongaciones citop., al igual que los desperdicios van a la sangre a través de los Osteocitos. RELACIÓN OSTEOCITO—MÁRGENES EXTERIOR OSTEONA El límite exterior de un Sistema Havers se denomina: Línea de Cemento. 1ª Característica: constituida por MOs Calcificada. ↓↓↓ Fibras Colágeno (3μm grueso) 2ª Característica: Conductos NUNCA atraviesan Línea de Cemento; estos mueren al llegar a ella. La Osteona es una unidad Histológica funcional, por lo que los Osteocitos no mantienen relación con otros Osteocitos de otra Osteona diferente.

  • Puede haber 2 vasos sanguíneos en la misma Osteona.
  • Puede haber vasos Linfáticos.
  • Puede haber terminales nerviosos, por lo que los huesos pueden hacer daño. Tj. Conjuntivo Epitelio (no es) Endostio Cel Mesenquimáticas OsteoblastoAplanado: Inactivo  Cúbico: Activo Entre Osteoblasto y Laminilla Ósea hay Osteoide Osteoclasto Osteocito

HUESO ESPONJOSO

NO Osteonas MO:

  • Espacio laberíntico que va a la Médula Ósea.
  • Bolitas claras: cel Adiposas Uniloculares.
  • Espículas: trozos de Trabéculas. ↑↑↑ Aumentos:
  • Líneas Laminillas Óseastj. Óseo Laminar.
  • Puntos NegrosLagunas con Osteocitos. La ordenación en el espacio de las Laminillas no es tan alta como para formar Osteonas. Al no tener Conductos de Havers, los nutrientes llegan por el Endostio hacia los Osteocitos más cercanos a la superficie Trabecular de la Med. ÓseaTrabéculasOsteocitos

OSTEOGÉNESIS

Función: Formación del Hueso.

  • Osificación 1ª (1)
  • Osificación 2ª (2) 1. En Embriones, obtención tj. Óseo No Laminar. 1.1 Desmal (o Membranosa o Intramembranosa o Directa)
  • Huesos craneales, huesos planos.
  • Tj. Conjuntivotj. Óseo No Laminar (Fontanela Bebés) tj. Óseo Laminar. 1.2 Indirecta o Endocondral
  • Huesos largos (húmero, fémur…)
  • Tj. Cartilaginosotj. Óseo
  • En Humanos tarda años (hasta la Pubertad)
  • Tj. Óseo No Laminar tj. Óseo Laminar 2. La formación continua de hueso que se ha destruido es por Osificación 2ª ó Remodelación. OSIFICACIÓN DIRECTA O DESMAL Membranosos Cráneo (planos) Clavícula Las Cel Mesenquimáticas en este sitio pierden las prolongaciones, se agrupan, proliferan y se denominan Osteoprogenitoras , que darán lugar a Osteoblastos que formarán la Matriz Ósea. Este conjunto se denominará Esponjosa Primitiva. Su ↑ de tamaño significa ↓ tj. Conjuntivo hasta que se convierta en tj. Óseo No Laminar (Matriz Ósea) Llega un momento en que los vasos sanguíneos quedan prisioneros en el tj. Óseo. En este momento se denominará Compacto Primitiva. El tj. Vascular es sustituido por tj. Hematopoyético. Matriz Ósea Tj. Conjuntivo Tj. Óseo No Laminar

Como consecuencia de los Condroclastos, tenemos restos de Matriz Calcificada que serán las futuras Trabéculas del Hueso Esponjoso.

Banda Ósea + Yema ÓseaCENTRO DE OSIFICACIÓN 1ª que siempre tendrá lugar en la FD CRECIMIENTO LONGITUDINAL Entre el Centro Osificación 1ª (CO1) y las Futuras Epífisis (FE) aparecen las Placas Epifisarias (cre Constituidas por 4 regiones (en orden descendente de Epífisis hacia Diáfisis):

  • 1ª región: Área de Proliferación (I) o Grupos Isogénicos Axiales (uno debajo del otro) o Esto permite el crecimiento en longitud de la FD. o La proliferación de Condrocitos que comienza en Embrión y acaba en adolescencia determinará la longitud del Hueso. Cualquier cambio hormonal, alimentación, vitaminas, etc. puede provocar enanismo o gigantismo.
  • 2ª región: Zona Hipertrofia (II) o El ↑ tamaño de Condrocitos va a expensas de la Matriz Extracelular que disminuye. o Estos calcifican la Matriz Cartilaginosa.
  • 3ª región: Capa de Erosión (III) o Partiendo de la Matriz Cartilaginosa Calcificada, los Condroclastos han perforado el Hueso y permitido la entra de vasos sanguíneos y cel del Periostio.
  • 4ª región: Capa de Osificación (IV) o Estructura de 2 colores (Basófila y Acidófila). o Entran los Osteoblastos, se sitúan en la superficie de las futuras Trabéculas (recordando una estructura Epitelioide) y comienzan a elaborar la Matriz Ósea (Acidófila. Roja). o Acabaremos teniendo una estructura Acidófila. Esto se consigue porque los Condroclastos van abriendo camino a los Osteoblastos. (I) (II) (III) (IV) Conforme la FD va creciendo por la Zona de Proliferación, la Zona de Ósificación la va persiguiendo. De esta manera el Cartílago va creciendo y se va osificando consiguiendo hacer crecer el hueso. En la Pubertad la Osificación alcanza la Zona de Proliferación y deja de crecer el hueso.