Citología del hueso CELULAS DEL TEJIDO ÓSEO Las células del tejido óseo se diferencian en:
Células Osteogénicas: Su Osteogénicas: Su función es formar tejido óseo nuevo.
Derivan de células mesenquimatosas, sobre todo mesodérmicas, que van a dar células osteoprogenitoras. osteoprogenitoras. Estas se van a transformar en osteoblastos, que van a madurar en osteocitos. - Células osteoprogenitoras: Son las únicas con capacidad de división. Tienen su origen en células mesenquimatosas algo diferenciadas. Están presentes en estado embrionario y también en el animal adulto, en las superficies libres del hueso (donde no existe matriz ósea). Son células pequeñas, con poco citoplasma y núcleos poco teñidos, redondeados y ovoideos. Se ven cuando se están formando los huesos. - Osteoblastos: Derivan Osteoblastos: Derivan de las anteriores. Son las células formadoras de tejido óseo por excelencia. Son las responsables de sintetizar la matriz orgánica y del inicio de la mineralización. Tienen morfología poliédrica, localizándose en la superficie libre del hueso y formando una capa en contacto con la superficie libre de la matriz (el reborde osteoide). - Osteocitos: Son la principal célula del tejido óseo ya formado. Los osteoblastos que quedan atrapados en la matriz forman estas
células. Siempre se localizan en cavidades de la matriz ósea llamadas lagunas u osteoplastos. Tienen función de mantenimiento de la matriz ósea mediante la síntesis de sus componentes. Para algunos autores intervienen en el mantenimiento de los niveles plasmáticos de calcio: liberar el calcio de la matriz inorgánica a plasma, denominándose esta acción osteolisis osteocítica. De realizarse esta función sería en pequeñas cantidades.
Células Osteoclásticas: Su función es destruir tejido óseo.
Las células osteoclásticas u osteoclastos tienen su origen en células de la médula ósea, de forma que monocitos se van a transformar en macrófagos y estos en osteoclastos. Tienen función defensiva por su capacidad fagocítica. - Osteoclastos: Su función es la reabsorción de tejido óseo. Los huesos y el tejido óseo están en constante mineralización. Su función es la resorción del tejido óseo, que se realiza en las siguientes fases: Síntesis: se sintetizan enzimas proteolíticos en gran cantidad. Se liberan por exocitosis en la zona de ribete en cepillo. En esta fase hay una gran cantidad de RER y un ribete en cepillo poco desarrollado. Los enzimas rompen las fibras de colágeno y se liberan las sales de calcio. Además se sintetiza ácido cítrico y ácido carbónico porque el pH ácido favorece la acción enzimática. De resorción: hay menos RER, el ribete en cepillo está bien desarrollado y hay muchos lisosomas. Se absorben sales de calcio por
fagocitosis y se incorporan al citoplasma. Después de ser degradados son vertidos al capilar. CLASIFICACIÓN DE LOS HUESOS Atendiendo a su forma, los huesos se clasifican en tres grupos: largos, anchos y cortos. •
Huesos Largos: predomina una dimensión, se encuentran en las extremidades. En todo hueso largo encontramos una porción central, llamada diáfisis y dos extremidades o epífisis. Ejemplo: el fémur, la tibia, los metacarpianos.
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Huesos Planos: presentan dos dimensiones, el largo y el ancho, considerablemente mayores que el grueso. Se encuentran en el cráneo y en el tronco. Ejemplos: el frontal, el occipital, el ilíaco
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Huesos Cortos: En los huesos cortos las tres dimensiones son aproximadamente iguales. Se encuentran en la columna vertebral, el carpo y el tarso. Ejemplos: una vértebra, el astrágalo, el semilunar
Según su estructura, los huesos pueden clasificarse en hueso esponjoso y hueso compacto. •
Hueso esponjoso El primero está formado por trabéculas óseas de aproximadamente 0.1 a 0.5 mm. En esas regiones es donde se aloja la médula osea.
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Hueso compacto Está formado por láminas óseas rígidas El tejido compacto predomina en las diáfisis
REMODELACIÓN ÓSEA Es el proceso de cambio constante que sucede en el hueso. Se produce tejido óseo nuevo y se elimina tejido viejo. Proceso de remodelación El proceso de remodelación se lleva a cabo en las superficies óseas, fundamentalmente en la endostal y, en condiciones normales, el 75% de las superficies del hueso trabecular y alrededor del 95% del cortical se encuentran en reposo. La diferencia entre la cantidad de hueso que se destruye y la que se forma en cada una de las BRU se conoce como balance óseo, siendo su valor igual a cero hasta los 30-40 años, y de aproximadamente –3% a partir de esta edad. La velocidad de renovación ósea, o lo que es lo mismo, el volumen de hueso renovado en la unidad de tiempo, se conoce con el término de recambio óseo (turnover ). Cuando las BRU se encuentran en equilibrio negativo, un aumento de su número, y por lo tanto, del recambio, supone un incremento en las pérdidas óseas totales. Cuando hay una adecuada coordinación temporal y espacial entre la activación de los osteoblastos y los osteoclastos se dice que existe un acoplamiento entre ambos
Descripción del ciclo de remodelación ósea En el ciclo de renovación ósea cabe distinguir cuatro fases: activación, resorción, inversión y formación. La activación comienza con el reclutamiento de los pre-osteoclastos, los cuales proliferan, se diferencian y se fusionan, para formar las grandes células multinucleadas que constituyen los osteoclastos maduros. El fenómeno de activación es consecuencia de la intervención de una serie de “señales” no bien conocidas, entre las que deben figurar cambios en las
fuerzas mecánicas locales, cambios en la situación endocrinológica general del individuo, cambios en el ambiente paracrino del lugar que va a ser remodelado, y cambios en la propia estructura ósea surgidos como consecuencia del envejecimiento o del sufrimiento de un daño. Antes de que comience la fase de resorción, los osteoclastos deben fijarse al hueso. Para ello, los osteoblastos de revestimiento se retraen dejando huecos a través de los cuales pasan los osteoclastos. Tras establecer contacto con la matriz ósea, las células osteoclásticas se fijan al hueso gracias a la afinidad de una integrina presente en la superficie de los osteoclastos (la avb3) por determinadas proteínas de la matriz ósea (vitronectina, fibronectina). Tal unión se sigue de la activación en el osteoclasto de la quinasa p60 c-src, molécula que interviene en la organización del citoesqueleto del osteoclasto, lo que permite a estas células adoptar la típica configuración que caracteriza al osteoclasto activo, con el borde rugoso o “fruncido”, y un anillo rico en
filamentos de actina que rodea a la zona rugosa, y que al unirse a la matriz, sella el espacio que queda entre ambas (zona rugosa del osteoclasto y matriz),
aislándolo del microambiente óseo. Tras fijarse a las superficies óseas, los osteoclastos maduros comienzan a resorber hueso. El mecanismo principal de disolución del componente mineral, que precede al de las fibras colágenas, está mediado por la secreción de hidrogeniones (H +) a la zona sellada a través de un mecanismo de transporte activo ATPasa-dependiente. Los H + proceden de la transformación previa de CO 2 y H2O en CO3H2, gracias a la acción de la anhidrasa carbónica, enzima presente en los osteoclastos. La secreción de H+ facilita la disolución del cristal de hidroxiapatita y, además, crea las condiciones de pH idóneas (pH: 4,5) para que actúen las enzimas lisosomales que disuelven la matriz orgánica. La más importante de ellas es la catepsina K, aunque también colaboran en este proceso otras proteinasas como las metaloproteinasas 2, 9 y 13 que se encuentran enterradas en la matriz, por lo que también se las conoce con el nombre de matrixinas. Las sustancias liberadas del hueso pasan al interior del osteoclasto, que las procesa. Tras finalizar su actuación, los osteoclastos desaparecen por apoptosis
Figura 2. Resorción ósea.
Una vez finalizado el fenómeno de resorción, la superficie ósea queda libre de células, excepto por la presencia de unos pocos fagocitos mononucleares cuya estirpe se ha venido considerando macrofágica, aunque podría ser osteoblástica, y que, además de limpiar la cavidad, tiene la función de formar la línea de cementación sobre la que se depositará el hueso nuevo. Es la fase de inversión, durante la cual probablemente se establecen señales que reclutan osteoblastos. Tras este periodo de aparente inactividad van llegando al hueso los precursores de los osteoblastos que proliferan y se diferencian a osteoblastos maduros llenando con nuevo tejido óseo el hueco previamente labrado por los osteoclastos. No se conocen con exactitud los mecanismos íntimos que determinan el acoplamiento entre los osteoblastos y los osteoclastos, aunque se cree que intervienen algunos factores de crecimiento que, enterrados en la matriz ósea al formarse la misma, son liberados desde ella cuando es destruida. Se desarrolla así la cuarta fase o de formación en la que los osteoblastos sintetizan y depositan la matriz osteoide que posteriormente se mineralizará. Se considera que aproximadamente la mitad de los osteoblastos formadores de hueso mueren por apoptosis. La otra mitad, o bien se transforma en osteoblastos de superficie (células de recubrimiento) recubriendo el hueso recién formado, o bien, a medida que forman hueso, quedan enterrados en él, transformándose en osteocitos. Los osteocitos se mantienen en contacto entre sí y con las células de la superficie ósea mediante una red de prolongaciones citoplasmáticas alojada en un sistema canalicular existente en el seno del tejido óseo.
Tanto los osteoclastos como los osteoblastos se originan en la médula ósea. Los precursores de los osteoclastos son de estirpe hematopoyética, mientras que los de los osteoblastos pertenecen al mesénquima (estroma) de la médula. Los precursores de los osteoclastos no pueden desarrollarse en ausencia de las células del estroma, hecho conocido desde hace años, pero al que sólo se ha encontrado explicación recientemente, con la descripción del sistema RANKRANKL-OPG.
CRECIMIENTO ÓSEO INTRAMEMBRANOSO Y ENDOCONDRAL. Osificación El proceso mediante el cual se forma el hueso se denomina osificación. En el embrión, existe un precursor del esqueleto formado por tejido cartilaginoso hialino y mesénquima embrionario que ya tiene una forma característica a partir de las seis semanas.
La formación de hueso sigue dos procesos diferentes: Osificación Intramembranosa Es la que produce preferentemente huesos planos y, como su nombre indica tiene lugar dentro de una membrana de tejido conjuntivo. En este proceso, algunas de las células mesenquimatosas que forman las membranas de tejido conjuntivo son transformadas en osteoblastos constituyendo un centro de osificación alrededor del cual se va formando hueso. El cartílago no está presente durante la osificación intramembranosa, sino que ocurre dentro de una membrana de tejido conjuntivo. También es un proceso esencial durante la curación natural de las fracturas óseas y la cabeza humana.
la
formación
rudimentaria
de huesos de
Osificación Endocondral Se desarrolla sobre un modelo de cartílago hialino embrionario. Permite la formación de los huesos cortos y largos: huesos cartilaginosos. Proceso en el desarrollo del sistema esquelético en los fetos, y que concluye con la producción del tejido óseo a partir del tejido cartilaginoso. Los huesos, durante el desarrollo embrionario, son un molde de cartílago hialino que va siendo progresivamente reemplazado por tejido óseo.
ETAPAS EN CENTRO DE OSIFICACIÓN ENDOCONDRAL: Primera etapa: • Hipertrofia de los condrocitos en el tallo del molde hialino (citoplasma
vacuolado, depósito de glicógeno) • Retracción de la matriz cartilaginosa (se hace más delgada) • Calcificación de la matriz hialina: depósito de fosfato cálcico • Degeneración y muerte de los condrocitos hipertróficos
Segunda etapa: • Invasión por vasos sanguíneos y células osteogénicas (mesenquima
vascularizado) en cavidades dejadas por los condrocitos. • Formación de osteoblastos y depósito de componentes de la matriz ósea
