Gartner, Leslie P. - Texto Atlas de Histologia, 2da Edicin [7 Cartlago y Hueso]

Cart a't'o ueso

Cartlago y hueso son tejidos conectivos especializados. El cartlago posee una matriz firme flexible que resiste fuerzas mecnicas. Sin embargo, la matriz sea es uno de los tejidos ms duros del cuerpo y tambin resiste las fuerzas que se aplican en ella. Estos dos tejidos conectivos tienen clulas especializadas para secretar la matriz en la que, subsecuentemente, quedan atrapadas las clulas. Aunque el cartlago y el hueso tienen muchas y variadas funciones, algunas de ellas son similares y relacionadas. Ambos participan en el apoyo del cuerpo porque se vinculan ntimam ente con el sistema esqueltico. Casi todos los huesos largos del cuerpo se forman primero en el embrin como cartlago, que a continuacin acta como una plantilla que se reemplaza despus por hueso; este proceso se denomina osificacin. La mayor parte de los huesos planos se forma dentro de hojas membranosas preexistentes; esta forma de osificacin se conoce como intramembranosa.

CARTILAGO

El cartlago posee clulas llamadas condrocitos, que ocupan cavidades pequeas denominadas lagunas dentro de la matriz extracelular que secretan. La sustancia del cartlago no est vascularizada ni recibe nervios o vasos linfticos; empero, las clulas reciben su nutricin de va-sos sanguneos de tejidos conectivos circundantes mediante difusin a travs de la matriz. La matriz extracelular est compuesta por glucosaminoglicanos y proteoglicanos, que mantienen una ntima relacin con fibras de colgena y elsticas incluidas en la matriz. La flexibilidad y resistencia del cartlago a la compresin permiten que funcione co-mo un absorbedor de choques y su superficie lisa permite un movimiento de las articulaciones del cuerpo casi sin friccin, ya que recubre las superficies articulares de los huesos.

Existen tres tipos de cartlago de acuerdo con las fibras que se encuentran en la matriz (fig. 7-1 Y cuadro 7-1):

El cartlago hialino contiene colgena tipo II en su matriz; es el cartlago ms abundante del organismo y tiene muchas funciones

El cartlago elstico incluye colgena tipo II y fibras elsticas en abundancia diseminadas en la totalidad de su matri z, que le proporcionan ms flexibilidad

E l fibrocartlago posee fibras de colgena tipo 1 gruesas y densas en su matriz, que le permiten soportar fuerzas de tensin considerables

El pericondrio es una hoja de recubrimiento de tejido conectivo que se encuentra en la mayor parte del cartlago. Tiene una capa fibrosa externa y una capa celular interna cuyas clulas secretan la matriz de cartlago. El pericon-drio es vascular y sus vasos proporcionan nutrientes a las clul as del cartlago. En reas en las que el cartlago carece de pericon drio (p. ej. , las superficies articulares de los huesos que forman una articulacin), las clulas de cartlago reciben su nutricin del lquido sinovial que baa las superficies articulares.

Cartlago hialino

El cartlago halino, el cartlago ms abundante en el cuerpo, forma la plantilla para la formacin endocondral

de hueso.

El cartlago hialino, una sustancia flexible, semitrans-parente y de color gris azulado, es el cartlago ms comn del cuerpo. Se localiza en la nariz y laringe, extremos ventrales de las costillas que se articulan con el esternn, anillos traqueales , bronquios y superficies articulares de las articulaciones movibles del cuerpo. Este cartlago forma la plantilla de cartlago de muchos de los huesos durante el desarrollo embrionario y conforma las placas epifisarias de los huesos en crecimiento (cuadro 7-1).

Histognesis y crecimiento del cartlago hialino

Las clulas que tienen a su cargo la formacin de cartlago hialino se diferencian de las clulas mesenquimatosas.

127

128 Cartlago y hueso

CARTILAGO HIALINO

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CARTILAGO ELASTICO

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FIBROCARTILAGO

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C'S>c:g ~rss ~ CC=:""::) ___ +~ Matriz

interterritorial

Matriz territorial

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Cartlago y hueso 129

Cuadro 7-1. Tipos. caractersticas y localizaciones del cartlago

Tipo de cartlago Caractersticas de

identificacin Percondro Localizacin

Hialino Colgena tipo 11, matriz bas-fila, los condrocitos suelen estar dispuestos en grupos

Se encuentra pericondrio en la mayor parte de los sitios. Las excepciones son: cartlagos arti-culares y epfisis

Extremos articulares de huesos largos , nariz, laringe, trquea, bronquios , extremos ventrales de las costillas

Elstico Colgena tipo n, fibras elsticas

Existe pericondrio Pabelln auricular, paredes del conducto auditivo, trompa auditiva, epiglotis , cartlago cuneiforme de la laringe

Fibrocartlago Colgena tipo 1, matriz acid-fila , condrocitos dispuestos en hileras paralelas entre haces de colgena, relaciona-dos siempre con tejido co-nectivo denso regular cola-genoso o cartlago hialino

N o existe pericondrio Discos intervertebrales , discos articulares, snfisis pbica, insercin de algunos tendones

en tanto los situados ms profundo en el cartlago son ms redondos, con un dimetro de 10 a 30 pm. El proce-samiento histolgico origina como artefactos encogimiento y deformacin de las clulas. Los condrocitos muestran un ncleo grande con un nucleolo prominente y los organelos

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Fig. 7-2. Fotomicrografia de cartlago hialino (x 270). Obsrvense los w ndrocitos ovoides grandes (e ) atrapados en sus lagu nas. Justo arriba de ellos se encuentran condroblastos alargados y en la parte ms superior es tn el pericondrio (1') y la capa de clulas condrognicas subyacente.

usuales de clulas que secretan protenas. Los condrocitos jvenes tienen un citoplasma de tincin plida con muchas mitocondrias, un RER elaborado, un aparato de Golgi bien desarrollado y glucgeno. Los condrocitos viejos , que son relativamente inactivos, tienen un complemento de organelos muy reducido, con abundancia de ribosomas libres. Por consiguiente, estas clulas pueden reanudar la sntesis activa de protenas si se revierten en condroblas-tos.

Matriz de cartilago hialino

La matriz de cartlago hialino est compuesta de

colgena tipo 11, proteoglicanos, glucoprotenas y lquido extra celular.

La matriz azul griscea semitransparente de cartlago hialino contiene hasta el 40% de su peso seco de colgena. Adems, incluye proteoglicanos, glucoprotenas y lquido extracelular. En virtud de que el ndice de refraccin de las fibrillas de colgena y de que la sustancia fundamental son casi iguales, la matriz aparece como una masa homognea amorfa en la microscopia de luz.

La matriz de cartlago hialino contiene principalmente colgena tipo 11, pero tambin se encuentran en pequeas cantidades colgena de tipos IX, X Y XI Y otras en menor cantidad. La colgena tipo 11 no forma haces grandes, aunque el haz aumenta de grosor a medida que se aleja de las lagunas. Al parecer, la orientacin de las fibras se relaciona con la fuerza que soporta el cartlago. Por ejemplo, en el cartlago articular, las fibras que se hallan cerca de la superficie estn orientadas paralelas a esta ltima, en tanto que las fibras ms profundas parecen orientadas en columnas curvas.

La matriz se subdivide en dos regiones: matriz terri-torial, alrededor de cada laguna, y matriz interterritorial.


La matriz territorial, una banda ancha de .50 J1ln , tiene poca colgena y abundante sulfato de condroitina que contribuye a su tincin basfila e intensa con el cido perydico de Schiff (PAS) . El mayor volum en de la matriz es la matriz interterritorial, que es ms abundante en colgena tipo n y contiene menos proteoglicanos que la matriz territorial.

Una regin pequea de la matriz, de 1 a 3 pm de grosor, que rodea inmediatamente las lagunas se conoce como cpsula pericelular. Muestra una red fina de fibras de colgena incluidas en la sustancia parecida a la lmina basal. Estas fibras pueden representar algunas de las otras colgenas de menor presencia que se encuentran en el cartlago hialino; algunos autores sugieren que la cpsula pericelular puede proteger los condrocitos de fuerzas

, . mecanlCas.

La matriz de cartlago es rica en agrecanos, molcu-las grandes de proteoglucano compuestas de ncleos de protenas a las cuales se enlazan de manera covalente molculas de glucosaminoglicano (sulfato de condroitina 4, sulfato de condroitina 6 y sulfato de heparn) (fig. 4-3). Se encuentran enlazadas en forma no covalente al cido hialurnico de 100 a 200 molculas de agrecano, que forman compuestos enormes de agrecano que pueden tener de 3 a 4 IJ.m de largo. Las cargas negativas abundantes relacionadas con estas molculas de proteoglicano excesi-vamente grandes atraen cationes, de manera predominante iones Na+, que a su vez atraen molculas de agua. En esta forma, se hidrata la matriz de cartlago en tal grado que hasta el 80% de su peso hm edo es agua, 10 que explica la capacidad del cartlago para resistir fuerzas de

. , compreslOn.

Los proteoglicanos hidratados no slo llenan los inters-ticios entre las haces de fibras de colgena, sino que las cadenas laterales de glucosaminoglicano forman enlaces electrostticos con la colgena. En consecuencia, la sus-tancia fundam ental y las fibras de la matriz forman una estructura molecular de enlace transversal que resiste las fue rzas de tensin.

La matriz de cartlago tambin contiene la glucoprotena adherente, condronectina. Esta molcula grande, similar a la fibronectina, tiene sitios de unin para colgena tipo n, sulfato de condroitina 4, sulfato de condroitina 6, cido hialurnico e integrinas (protenas t ransmemhranales) de condroblastos y condrocitos. La condronectina ayuda por tanto a estas clulas a conservar su contacto con los componentes fibroso y amorfo de la matriz .

Histofisiologa del cartlago hialino

La uniformidad del cartlago hialino y su capacidad pa-ra resistir fuerzas de compresin y tensin son esenciales para su funcin en las superficies articulares de las arti-culaciones . Debido a que el cartlago es avascular, los nutrientes y el oxgeno deben difundirse a travs del agua de hidratacin que se encuentra en la matriz. La eficiencia de este sistema requiere un lmite de anchura del cartlago. Hay un recambio constante de proteoglicanos del cartlago que se modifica con la edad. Las hormonas y las vitaminas

tambin influyen en el crecimiento, desarrollo y funcin del cartlago. M uchas de estas sustancias tambin afectan la formacin y el crecimiento del esqueleto (cuadro 7-2).

CORRELACIONES CLlNICAS

El cartlago hialino se degenera cuando se hipertro-fian y mueren los condrocitos y la matriz comienza a calcificarse . Este proceso es una parte normal e integral de la formacin endocondral de hueso; sin embargo, tambin es un proceso normal de envejecimiento, que a menudo tiene como resultado menor movilidad y dolor en las articulaciones.

La regeneracin del cartlago suele ser mala, excepto en nios. Las clulas condrognicas del pericondrio penetran el defecto y forman un nuevo cmtlago. Cuando el defecto es grande, las clulas for-man tejido conectivo denso para reparar la cicatriz.

Cartlago elstico

El cartlago elstico se asemeja mucho al cartlago hialino, con la excepcin de que su matriz y el pericondrio poseen fibras elsticas.

Cuadro 7-2. Efectos de hormonas y vitaminas en el cartlago hialino

Hormona

Tiroxina, testosterona y somatotropina (a travs de factores de creci-miento similares a insu-lina)

Cortisona, hidrocOttisona y estradiol

Vitamina

Hipovitaminosis A

Hipervitaminosis A

Hipovitaminosis C

Ausencia de vitamina D, que provoca deficiencia de la absorcin de calcio y fsforo

Efectos

Estimula el crecimiento de cartlago y la formacin de matriz

Inhibe el crecimiento de cartlago y la formacin de matriz

Reduce la anchura de pla-cas epifisarias

Acelera la osificacin de placas epifisarias

Inhibe la sntesis de matriz y deforma la configura-ci n de la placa epifisa-ria; conduce a escorbuto

La proliferacin de condro-citos es normal pero la matriz no se calcifica de manera apropiada; oca-siona raquitismo

El cartlago elstico se localiza en el pabelln de la oreja, los conductos auditivos externo e interno, la epiglotis \ la laringe (cartlago cuneiforme) . Debido a la presencia de fibras elsticas, el cartlago elstico es un poco amarillo \ ms opaco que el cartlago hialino en estado fresco (cuadro 7-1 ).

El cartlago elstico es idntico, en casi todos los aspec-tos, al cartlago hialino y con frecuencia se relaciona con l. La capa fibrosa externa del pericondrio contiene fibras e lsticas en abundancia. La matriz de cartlago elstico posee fibras elsticas en ramificacin finas a gruesas abun-dantes interpuestas y haces de fibra de colgena tipo II que le proporcionan mucha mayor flexibilidad que la matriz de cartlago hialino (fig. 7-3). Los condrocitos del cartla-go elstico son ms abundantes y grandes que los del cartlago hialino. La matriz no es tan amplia como en el cartlago hialino y los haces de fibras elsticas de la matriz territorial son ms grandes y gruesos que los de la matriz interterritorial.

Fibrocartlago

A diferencia del cartlago hialino y elstico, el fibrocartlago no posee un pericondrio y su matriz incluye colgena tipo /.

El fibrocartlago se encuentra en discos interverte-brales, snfisis pbica y discos articulares y se une al hueso. Se vincula con el cartlago hialino y tejido conectivo denso,

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Fig. 7-3. Fotomicrografa de cartlago e lstico (X 132). Ntese el peric.:ondrio (P) y los condrocitos (C) en sus lagunas (encogidos a partir de las paredes por el procesamiento), algunos de los cuales contienen ms de una clul a, que es prueba de crecimiento intersticial. Es tn diseminadas en la totalidad fibras elsticas (jlechas ).

Cartlago y hueso _ _ _ 131

al cual se asemeja. A dife rencia de los otros dos tipos de cartlago, el fibrocartlago no posee un pericondrio, muestra una cantidad escasa de matriz (rica en sulfato de condroitina y sulfato de dermatn ) y tiene haces de colgena tipo 1, que se tien en forma acidfila (fig. 7-4). Los condrocitos estn alineados muchas veces en hileras paralelas alternadas con haces gruesos y burdos de colgena, que tornan paralelas las fuerzas de tensin que soporta este tejido (cuadro 7-1).

Los condrocitos de fibrocartlago suelen surgir de fibroblastos que comienzan a elaborar proteoglicanos. A medida que la sustancia fundamental rodea el fibroblasto , la clula queda encerrada en su matriz y se diferencia en un condrocito.

Los discos intervertebrales son un ejemplo de la orga-nizacin del fibrocartlago y estn interpuestos entre el cartlago hialino que recubre la superficie articular de las vrtebras sucesivas. Cada disco contiene un centro gelatinoso, llamado ncleo pulposo, que est compuesto de clulas, derivadas del notocordio, que se encuentran dentro de una matriz rica en cido hialurnico. Estas clulas desaparecen alrededor de los 20 aos de edad. Gran parte del ncleo pulposo est rodeado por el anillo fibroso y capas de fibrocaltlago cuyas fibras de colgena tipo 1 discurren en sentido vertical entre los cartlagos hialinos de las dos vrtebras. Las fibras de lminas adya-centes estn orientadas en sentido oblicuo entre s y pro-porcionan apoyo al ncleo pulposo gelatinoso. El anillo fibroso confiere resistencia para oponerse a las fuerzas de tensin, en tanto que el ncleo pulposo resiste fuerzas de compresin.

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Fig. 7-4. Fotomicrografa de fibrocartlago (X 132). Obsrvese la ali-neacin de los condrocitos (C) en hil eras entremezcladas con haces gruesos de fibras de colgena (flechas ).



Una rotura de disco se refiere a un desgarro o un rompimiento de las lminas del anillo fibroso a travs de las cuales sale el ncleo pulposo similar a un gel. Este trastorno ocurre con mayor fre-cuencia en las porciones posteriores de los discos, en par-ticular en la regin lumbar de la espalda, en donde puede luxarse o deslizarse el disco. Un dis-co deslizado causa dolor muy intenso en la parte baja de la espalda y las extremidades a medida que el disco desplazado comprime los nervios raqudeos inferiores.

HUESO

El hueso es un tejido conectivo especializado cuya matriz extracelular est calcificada e incluye las clulas que lo secretan.

Aunque el hueso es una de las sustancias ms duras del cuerpo, es un tejido dinmico que cambia de forma constantemente en relacin con las fuerzas que soporta. Por ejemplo, las presiones aplicadas al hueso dan lugar a su resorcin, en tanto que la tensin que se aplica sobre l tiene como efecto el desarrollo de nuevo hueso.

El hueso es el marco estructural principal para el apoyo y proteccin de los rganos del cuerpo, incluyendo el cerebro, la mdula espinal y las estructuras dentro de la cavidad torcica, es decir, los pulmones y el corazn. Los huesos tambin sirven como palancas para los msculos que se insertan en ellos y multiplican as la fuerza de los msculos para lograr el movimiento. El hueso es un reservorio de varios minerales; por ejemplo, almacena casi el 99% del calcio del cuerpo. El hueso contiene una cavidad central, la cavidad medular, que aloja la mdula sea, un tejido hemopoytico.

El hueso est recubierto en su superficie externa, excepto en articulaciones sinoviales, con un periostio, que consiste en una capa externa de tejido conectivo denso fibroso y una capa celular inte rna que incluye clulas osteoprogenitoras (osteognicas ). La cavidad central de un hueso est recubierta con endostio, un tejido conectivo delgado especializado, compuesto de una monocapa de clulas osteoprogenitoras y osteoblastos.

El hueso se integra con clulas situadas en una matriz extracelular que se calcific. La matriz calcificada se con-forma con fibras y sustancia fundamental. Las fibras que constituyen el hueso son principalmente colgena tipo 1. La sustancia fundamental es abundante en proteoglicanos con cadenas laterales de sulfato de condroitina y sulfato de queratn. Adems, tambin se encuentran glucoprotenas, como osteonectina, osteocalcina, osteopontina y sialopro-tena sea.

Las clulas seas incluyen clulas osteoprogenitoras, que se diferencian en osteoblastos, y tienen a su cargo

la secrecin de la matriz. Cuando estas clulas quedan rodeadas por matriz, se tornan inactivas y se conocen como osteocitos. Los espacios que ocupan los osteocitos se deno-minan lagunas (fig. 7-5 ). Los osteoclastos, clulas gigantes multinucleadas derivadas de precursores de mdula sea fusionados tienen como funcin la resorcin y remodelacin del hueso.

Debido a que el hueso es un tejido tan duro, se utilizan dos mtodos a fin de prepararlo para estudio. Pueden elaborarse cortes descalcificados, descalcificando el hueso en una solucin cida para eliminar las sales de calcio. A continuacin, el tejido puede incluirse, cortarse y teirse de manera rutinaria para estudio. Los cortes lijados se preparan cortando el hueso en secciones delgadas, seguido del pulimiento de las secciones con abrasivos entre pla-cas de vidrio. Cuando el corte es lo bastante delgado para estudiarse con microscopio de luz, se monta para estudio.

Cada sistema tiene desventajas. En los cortes descal-cificados se deforman los osteocitos por el bao de cido descalcificante; en los cortes lijados se destruyen las clu-las y se llenan las lagunas y canalculos con desechos , oseos.

Matriz sea

La matriz sea tiene constituyentes inorgnicos y org- mcos.

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Fig. 7-5. Fotomicrografa de hueso compacto descalcificado (X 540). Pueden observarse osteocitos en lagunas. Vase asimismo la osteona y las lneas de cementacin.

Componente inorgnico

Los constituyentes inorgnicos del hueso son cristales de hidroxiapatita de calcio, compuestos principalmente de calcio y fsforo.

La porcin inorgnica del hueso, que constituye alre-dedor de 65% de su peso seco, est compuesta sobre todo de calcio y fsforo, adems de otros elementos, entre ellos bicarbonato, citrato, magnesio, sodio y potasio. El calcio \ el fsforo existen principalmente en forma de cristales de hidroxiapatita [CalO(P04)6(OH),, ], pero el fosfato de calcio tambin se encuentra en forma amorfa. Los cristales de hidroxiapatita (40 nm de largo por 25 nm de ancho y 1.5 a 3 nm de grosor) estn dispuestos en una forma ordena-da a lo largo de fibras de colgena tipo 1; se depositan en las regiones de intersticio de la colgena pero tambin existen a lo largo de la regin superpuesta. La superficie libre de los cristales est rodeada de sustancia fundamental amorfa. Los iones de superficie de los cristales atraen H 20 \ forman una cubierta de hidratacin que permite el intercambio de iones con el lquido extracelular.

El hueso es una de las sustancias ms duras y fuer-tes del cuerpo. Su dureza y fuerza se deben a la conjuncin de cristales de hidroxiapatita con colgena. Cuando se des-calcifica el hueso (es decir, se elimina todo el mineral del hueso ), conserva an su forma original pero se torna tan fl exible que puede doblarse como una pieza de caucho correoso. Cuando se extrae el componente orgnico del hueso, el esqueleto mineralizado mantiene todava su forma original, pero se torna extremadamente frgil y puede fracturarse con facilidad .

Componente orgnico

El componente orgnico que predomina en el hueso es colgena tipo l.

El componente orgnico de la matriz sea, que cons-tituye alrededor del 35% del peso seco del hueso, incluye fibras que son casi exclusivamente de colgena tipo 1.

La colgena, la mayor parte de la cual es del tipo 1, constituye alrededor del 80 a 90% del componente orgnico del hueso. Est dispuesta en haces grandes (50 a 70 nm de dim etro ) que muestran una periodicidad tpica de 67 nm. La colgena tipo 1 en el hueso est muy enlazada a nivel transversal, lo que impide que se extraiga con facilidad.

El hecho de que la matriz sea se tia con reactivo PAS v muestre ligera metacromasia indica la presencia de glu-cosaminoglicanos sulfatados, principalmente sulfato de con-droitina y sulfato de queratn , que forman molculas de proteoglicanos pequeas con ncleos de protena cortos a los cuales se enlazan de manera covalente los gluco-saminoglicanos. Los proteoglicanos estn enlazados de manera no covalente, mediante protenas de enlace, al cido hialurnico y forman compuestos de agrecn muy grandes . Sin embargo, la abundancia de colgena hace que la matriz sea acidfila.


En la matriz sea tambin se encuentran varias gluco-protenas. Al parecer, se restringen al hueso e incluyen osteocalcina, que se une a hidroxiapatita y osteopontina, que tambin se une a hidroxiapatita pero tiene sitios de unin adicionales para otros componentes y tambin para las integrinas que se encuentran en osteoblastos y osteoclastos. La vitamina D estimula la sntesis de estas glucoprotenas. La sialoprotena sea, otra protena de la matriz, tiene sitios de unin para componentes de la matriz e integrinas de osteoblastos y osteocitos, lo que sugiere su participacin en la adherencia de estas clulas a la matriz sea.

Clulas del hueso

Las clulas del hueso son clulas osteoprogenitoras, osteoblastos, osteocitos y osteoclastos .

Clulas osteoprogenitoras

Las clulas osteoprogenitoras derivan de clulas mesenquimatosas embrionarias y conservan su capacidad para dividirse por mitosis.

Las clulas osteoprogenitoras estn localizadas en la capa celular interna del periostio, recubriendo canales haversianos y en el endostio (fig. 7-5). Estas clulas, que derivan del mesnquima embrionario, pueden dividirse por mitosis y tienen el potencial de diferenciarse en osteo-blastos. Ms an, bajo ciertas condiciones de tensin baja de oxgeno, estas clulas pueden diferenciarse en clulas condrognicas. Las clulas osteoprogenitoras tienen forma de huso e incluyen un ncleo oval de tincin plida; su citoplasma escaso de tincin plida muestra RER escaso y un aparato de Golgi mal desarrollado, pero ribosomas libres en abundancia. Estas clulas son ms activas durante el periodo de crecimiento seo intenso.

Osteoblastos

Los osteoblastos no slo sintetizan la matriz orgnica de hueso sino que tambin poseen receptores para hormona para tiroidea.

Los osteoblastos, derivados de clulas osteoprogeni-toras , tienen a su cargo la sntesis de los componentes orgnicos de la matriz sea, incluyendo colgena, proteo-glicanos y glucoprotenas. Los osteoblastos se localizan en la superficie del hueso en una disposicin parecida a capas de clulas cuboidales a cilndricas (fig. 7-6). Cuando secretan matriz activamente, muestran un citoplasma basfilo.

Los organelos de los osteoblastos estn polarizados de tal manera que el ncleo se localiza lejos de la regin de actividad secretoria, que aloja grnulos secretorios que tal vez contengan precursores de la matriz . El contenido de estas vesculas se tie de color rosa con el reactivo PASo

Las micrografas electrnicas muestran RER en abun-dancia, un complejo de Golgi bien desarrollado (fig. 7-7 A)


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Fig. 7-6. Fotomicrografa de la osificacin intramembranosa (x540). Los osteoblastos (Ob) recubren la espcula sea en donde secretan osteoide hacia el hueso. Se observan osteoclastos (Oc) alojados en lagunas de Howship.

y mltiples vesculas secretorias que contienen material floculento que explican las vacuolas de color rosado que se tien con PAS, observadas en el microscopio de luz. Los osteoblastos extienden prolongaciones cortas que hacen contacto con las de osteoblastos vecinos y tambin prolongaciones largas que entran en contacto con las de osteocitos. Aunque estas prolongaciones forman uniones de intersticio entre s, el nmero de estas ltimas entre los osteoblastos es mucho menor que en los osteocitos.


Las membranas celulares del osteoblasto son ricas en la enzima fosfatasa alcalina. Durante la formacin activa de hueso, estas clulas secretan concentracio-nes altas de fosfatasa alcalina, que elevan los valores sanguneos de esta enzima. En consecuencia, el clnico puede vigilar la formacin de hueso midiendo la concentracin sangunea de fosfatasa alcalina.

A medida que los osteoblastos eliminan por exocitosis sus productos secretorios, cada clula se rodea a s misma con la matriz sea que acaba de elaborar; cuando ocurre, la clula encerrada se denomina osteocito y el espacio que ocupa se conoce como laguna. La mayor parte de la matriz sea se calcifica; empero, los osteoblastos y tambin los osteocitos siempre estn separados de la sustancia calcificada por una capa no calcificada delgada, denominada osteoide (matriz sea no calcificada).

Los osteoblastos de la superficie que dejan de formar matriz se revierten a un estado de inactividad y se lla-man clulas de recubrimiento seo. Aunque estas c-lulas parecen similares a las osteoprogenitoras, es muy probable que no sean capaces de dividirse pero pueden reactivarse hacia la forma secretoria con el estmulo apro-piado .

Los osteoblastos tienen varios factores en sus mem-branas celulares, de los cuales los ms importantes son integrinas y receptores de hormona paratiroidea. Cuando se une esta ltima a estos receptores, estimula a los osteoblastos para que secreten ligando de osteopro-tegerina (LOPG), un factor que induce la diferenciacin de preosteoclastos en osteoclastos y tambin factor esti-mulante del osteocIasto, que activa osteoclastos para que resorban hueso. Los osteoblastos tambin secretan enzimas que tienen a su cargo remover osteoide de tal modo que los osteoclastos pueden entrar en contacto con la superficie sea mineralizada.

Osteocitos

Los osteocitos son clulas seas maduras derivadas de osteoblastos que quedan atrapadas en sus lagunas.

Los osteocitos son clulas seas maduras , derivadas de osteoblastos, que se alojan en lagunas dentro de la matriz sea calcificada (figs. 7-5 y 7-7B). Existen hasta 20000 a 30000 osteocitos por mm3 de hueso, que se irradian en todas direcciones desde las lagunas, y se reconocen espacios estrechos, parecidos a un tnel (canalculo) que alojan las prolongaciones citoplsmicas del osteocito. Estas prolongaciones hacen contacto con prolongaciones similares de osteocitos vecinos y forman uniones de intersticio a travs de las cuales pueden pasar iones y molculas peque-as entre las clulas. Los canalculos tambin contienen lquido extracelular que lleva nutrientes y metabolitos para nutrir a los osteocitos.

Los osteocitos se ajustan a la forma de sus lagunas. Sus ncleos son aplanados y su citoplasma escaso en organelos y muestran poco RER y un aparato de Golgi notablemente reducido. Aunque los osteocitos parecen clulas inactivas, secretan sustancias necesarias para conservar el hueso. Estas clulas tambin suelen relacionarse con la mecano-transduccin, en la cual responden a estmulos que causan tensin en el hueso y se liberan monofosfato de adenosina cclico (cAMP), osteocalcina y factor de crecimiento similar a insulina. La liberacin de estos factores facilita la incorpo-racin de preosteoblastos que favorecen el remodelamiento del esquele to (con la adicin de ms hueso), no slo en el crecimiento y desarrollo, sino tambin durante la redistribucin a largo plazo de fuerzas que actan en el esqueleto. Un ejemplo de dicho remodelamiento resulta obvio cuando se comparan los esqueletos masculino y femenino: por lo general estn mejor definidas las inser-ciones musculares en el esqueleto masculino.

El intervalo entre el plasmalema del osteocito y las paredes de las lagunas y canalculos, que se conoce como espacio periosteoctico, est ocupado por lquido extra-celular. Tomando en cuenta la extensa red de canalculos

Fig. 7-7. Fotomicrografa de las clulas que forman hueso. A, obsrvense los cinco osteoblastos (num erados del 1 al 5) alineados en la superficie del hueso (B) que desplazan re tculo endoplsmico rugoso abundante. La :lecha indica la prolongacin de un os teoc.:ito en un canalculo. La clula con el ncleo alargado que se t' l1 cuentra an;ba del osteoblasto es una clula osteo-progenitora (op) (x 2500). B , ntese el osteocito en ' u laguna (L) con sus prolongaciones extendi ndose hacia los canalculos (x 1000). B, hueso; C, cartlago. Tomado de Marks SC Jr, PopoffSN: Bone Cell biology:

The regulation of development, structure, ami fu nction 111 the skele ton . Am J Anat 183:1-44, 1988. Copyright 1988. Heimpreso con autorizacin de Wiley-Liss , lnc, Il ll a subsidiaria de John Wiley & Sons, Inc. )

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El precursor del osteoclasto se conforma en la mdula sea. Los osteoclastos tienen receptores para el factor estimulante de osteoclastos, factor estimulante de colonia 1, LOPG, osteoprotegerina y calcitonina, entre otros . Estas clulas se encargan de resorber hueso; despus de hacerlo, estas clulas probablemente sufren apoptosis.

MORFOLOGIA DE LOS OSTEOCLASTOS. Los osteo-clastos son clulas multinucleadas grandes y mviles de 150 pm de dimetro; contienen hasta 50 ncleos y tienen citoplasma acidfilo (fig. 7-6). En alguna poca se pens que los osteoclastos derivaban de la fusin de muchos monocitos de origen sanguneo, pero las pruebas ms recientes demuestran que tienen un precursor en la mdula sea comn con los monocitos , la clula progenitora de granulo citos y macrfagos (GM-CFU). Estas clulas precursoras reciben la accin de factores estimulantes de colonias de macrfagos y LOPG para que entren en mitosis. En presencia de hueso, estos precursores de osteoclas-tos se fusionan para producir el osteoclasto multinucleado. Otro factor, la osteoprotegerina, no slo inhibe la di-ferenciacin de estas clulas en osteoclastos sino tambin suprime las capacidades de resorcin sea de estos l-timos.

Los osteoclastos ocupan depresiones huecas , llama-das lagunas de Howship, que identifican regiones de resorcin sea. Un osteoclasto activo en resorcin sea puede subdividirse en cuatro regiones morfolgicamente identificables:

1. La zona basal, localizada en la parte ms alejada de las lagunas de Howship, aloja la mayor parte de los orga-nelos, incluyendo los ncleos mltiples y sus complejos de Golgi y centriolos relacionados. Las mitocondrias , RER y polisomas se distribuyen en la totalidad de las clulas , pero son ms numerosos cerca del borde en cepillo.

2. El borde en cepillo es la porcin de la clula que participa directamente en la resorcin de hueso. Sus prolongaciones digitiformes son activas y dinmicas y cambian continuamente de forma a medida que se proyectan hacia el compartimiento de resorcin, conocido como compartimiento subosteoclstico. La superficie citoplsmica del plasmalema del borde en cepillo muestra una cubierta espaciada con regula-ridad, en forma de cerdas, que aumenta el grosor de la membrana plasmtica de esta regin .

3. La zona clara es la regin de la clula que rodea inmediatamente la periferia del borde en cepillo. No contiene organelos pero incluye muchos microfila-mentos de actina que forman un anillo de actina y, al parecer, su funcin es ayudar a las integrinas del plasmalema de la zona clara a conservar el contacto con la periferia sea de la laguna de Howship. De hecho, la membrana plasmtica de esta regin est aplicada tan estrechamente al hueso que forma la zona de sellado del compartimiento subosteoclstico. Por consiguiente, la zona clara asla a este ltimo de la regin circundante y establece un microambiente cuyo contenido puede modularse por las actividades celulares . A fin de que el osteoclasto sea capaz de resorber hueso, primero

deben formarse el anillo de actina y su formacin se facilita por el LOPG. A continuacin se forma el borde en cepillo, cuyas prolongaciones digitiformes aumentan el rea de superficie del plasmalema en la regin de resorcin sea y promueven as el proceso de resorcin.

4. La zona vesicular del osteoclasto consiste en nume-rosas vesculas endocticas y exocticas que transportan enzimas lis os micas y metaloproteinasas al compar-timiento subosteoclstico y los productos de la degra-dacin sea a la clula (fig. 7-8). La zona vesicular se encuentra entre la zona basal y el borde en cepi-llo.

MECANISMO DE RESORCION OSEA. Dentro de los osteoclastos , la enzima anhidras a carbnica cataliza la formacin intracelular de cido carbnico (H2C03) a partir de dixido de carbono yagua. El cido carbnico se disocia dentro de las clulas en iones H + Y iones bicarbonato, HC03-. Los iones bicarbonato, acompaados de iones Na+, cruzan el plasmalema y entran en los capilares vecinos. Las bombas de protones en el plasmalema del borde en cepillo de los osteoclastos transportan activamente iones H + al compartimiento subosteoclstico y reducen el pH del microambiente (los iones Cl- siguen en forma pasiva). El componente inorgnico de la matriz se disuelve a medida que se acidifica el ambiente; los minerales liberados pasan el citoplasma del osteoclasto para transportarse a los capilares cercanos.

Los osteoclastos secretan hidrolasas lis os micas y metaloproteinasas, como colagenasa y gelatinasa, hacia el compartimiento subosteoclstico para degradar los componentes orgnicos de la matriz sea descalcificada. Los osteoclastos endocitan los productos de la degradacin y se descomponen adicionalmente en aminocidos, mono-sacridos y disacridos , que luego se liberan hacia capilares cercanos (fig. 7-9).

CONTROL HORMONAL DE LA RESORCION OSEA. Dos hormonas regulan la actividad de resorcin sea de los osteoclastos , la hormona paratiroidea y la calcitonina, elaboradas por las paratiroides y la glndula tiroides , respectivamente.

Estructura sea

Los huesos se clasifican de acuerdo con su forma anatmica: largos, cortos, planos, irregulares y sesamoideos.

Los huesos se agrupan en relacin con su forma en:

1. Huesos largos, que muestran una difisis entre dos cabezas (p. ej. tibia).

2. Huesos cortos, que tienen ms o menos el mismo ancho que largo (como los huesos del carpo de la mueca).

3. Huesos planos, que son delgados y semejantes a una placa (p. ej., los huesos que forman la bveda craneal que recubre el cerebro ).

Fig. 7-8. Fotomicrografa de un osteoclasto. Obsrvese la zona clara (cz) en ambos lados del :'orde en cepillo (b) de esta clula multinucleada. Tomado de Marks SC Jr, Walker DG: The hema-

'ogenous origin of osteopetrotic (microphtalmic) 'n ice treated with spleen cells from beige mouse lonors. Am J Anat 161:1-10, 1981. Copyright 1981. Reimpreso con autorizacin de Wiley-Liss, lne. una subsidiaria de John Wiley & Sons, lnc. )

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Fig. 7-9. Esquema que ilustra la funcin osteoclstica. (Tomado de Gartner LP, Hiatt JL, Strum JM: Cell Biology and Histology [Board Review Series]. Philadelphia, Lippincott W lliams & Wilkins , 1998, p lOO. )


4. Huesos irregulares, que poseen una forma irregular, sin relacin con los de otras clases (como los huesos esfenoides y etmoides dentro del crneo).

5. Huesos sesamoideos, que se desarrollan dentro de tendones , en donde incrementan la ventaja mecnica para el msculo (como en la rtula) a travs de una articulacin.

Observacin macroscpica del hueso

Las observaciones a simple vista del fmur (un hueso largo) cortado en secciones longitudinales revelan dos tipos diferentes de estructura sea. El hueso muy denso en la superficie exterior es hueso compacto, en tanto que la porcin porosa que recubre la cavidad medular es hueso canceloso o esponjoso (fig. 7-10). La observacin ms cercana del hueso esponjoso muestra trabculas seas ramificadas y espculas que sobresalen de la superficie inte rna del hueso compacto hacia la cavidad medular. En el hueso esponjoso no hay sistemas haversianos, pero existen lminas dispuestas irregularmente. Estas ltimas contienen lagunas que alojan osteocitos que se nutren por difusin de la cavidad medular, que est llena de mdula , osea.

Existen dos tipos de mdula sea: mdula sea roja, en la cual se forman las clulas sanguneas, y mdula sea amarilla, compuesta principalmente de grasa.

El tallo de un hueso largo se llama difisis y los extre-mos articulares epfisis. En una persona que se encuentra en crecimiento, la difisis est separada de cada epfisis por la placa epifisaria de cartlago. El extremo articular del hueso est crecido y modelado para articularse con la contraparte sea de la articulacin. La superficie del extremo articular est recubierta slo con una capa delgada de hueso compacto que cubre el hueso esponjoso. En la parte superior de ste se encuentra el cartlago articular hialino sumamente pulido, que reduce la friccin cuando se mueve contra el cartlago articular de la contraparte sea correspondiente de la articulacin. El rea de transicin entre la placa epifisaria y la difisis se llama metfisis y en ella se localizan columnas de hueso esponjoso. El hueso crece en longitud a partir de la placa epifisaria y la m etnsis.

La difisis est recubierta por periostio, excepto donde se insertan en el hueso tendon es y msculos. No existe periostio en la superficie de hueso recubierto por cartlago articular. Tampoco se encuentra en huesos sesamoideos (p. ej. , rtula ), que se forman dentro de los tendones y actan para incrementar la ventaja mecnica a travs de la articulacin. El periostio es un tej ido conectivo denso, irregular, colagenoso y no calcincado que cubre el hueso en su superficie externa y se inserta en l mediante las fibras de Sharpey (ng. 7-10). El periostio se integra con dos capas. La capa fibrosa externa ayuda a distribuir los vasos y nervios que recibe el hueso; la capa celular interna posee clulas osteoprogenitoras y osteoblastos.

Los huesos planos del crneo se desarrollan por un mtodo dife rente al de la mayor parte de los huesos largos del cuerpo. Las superncies inte rna y exte rna de la bveda

craneal (cubierta del crneo) poseen dos capas relativa-mente gruesas de hueso compacto conocidas como tablas interna y externa, que rodean el hueso esponjoso (diploe) situado entre ellas. La tabla exte rna tiene un periostio, el pericrneo; la tabla interna est recubierta internamente con duramadre, que sirve como periostio para la tabla interna y recubrimiento protector del cerebro.

Tipos de hueso con base en observaciones microscpicas

Al microscopio, el hueso se clasifica como primario (inmaduro) o secundario (maduro).

Observaciones microscpicas revelan dos tipos de hueso: hueso primario, inmaduro o trabeculado, y hueso secundario, maduro o laminar.

E l hueso primario es inmaduro porque es el primero que se forma durante el desarrollo fetal y en la reparacin sea. Tiene osteocitos en abundancia y haces irregulares de colgena, que se reemplazan y organizan posteriormente como hueso secundario, excepto en ciertas reas (p. ej. , las suturas de la bveda craneal, los sitios de insercin de tendones y los alveolos dentales) . El contenido mineral del hueso primario tambin es mucho menor que el del secundario.

El secundario es el hueso maduro compuesto de lminas paralelas o concntricas de 3 a 7 pm de grosor. Los osteocitos en sus lagunas se dispersan a inte rvalos regulares entre las lminas o en ocasiones dentro de ellas. Los canalculos, que alojan prolongaciones osteocticas, unen lagunas contiguas entre s y forman una red de con-ductos intercomunicados que facilitan el flujo de nutrientes , hormonas, iones y productos de desecho hacia y desde los osteocitos. Adems , las prolongaciones osteocticas dentro de estos canalculos hacen contacto con prolonga-ciones similares de osteocitos vecinos y forman uniones de intersticio que permiten que estas clulas se comuniquen

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Debido a que la matriz del hueso secundario est ms calcificada, es ms fuerte que el hueso primario. Adems , las nbras de colgena del hueso secundario estn dispuestas de tal manera que quedan paralelas entre s dentro de una lmina determinada.

Sistemas laminares de hueso compacto

En el hueso compacto existen cuatro sistemas laminares: lminas circunferenciales externas, lminas circunferenciales internas, osteonas y lminas intersticiales.

El hueso compacto se conforma con capas delgadas de hueso semejantes a obleas, las lminas, dispuestas en sistemas laminares especialmente evidentes en las difisis de los huesos largos. Estos sistemas laminares son las lminas circunferenciales externas , lminas circunferen-ciales internas, osteonas (sistemas de canales haversianos ) y lminas intersticiales.

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___ r Lminas ~ concntricas

Osteona

Cavidad medular

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Canal haversiano

Laguna

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les haversianos (osteonas); cada sistema se forma con cilindros de lminas, dispuestos de manera concntrica alrededor de un espacio vascular conocido como canal haversiano (fig. 7-11; vase fig. 7-10). Con frecuencia, las osteonas se bifurcan a lo largo de su gran longitud. Cada osteona est limitada por una lnea de cementacin del-gada, compuesta principalmente de sustancia fundamental calcificada con una cantidad escasa de fibras de colgena (fig. 7-5).

Los haces de fibras de colgena son paralelos entre s dentro de una lmina, pero estn orientados casi perpen-diculares a los de las lminas adyacentes. Esta disposicin es posible porque las fibras de colgena se adecuan a una estructura helicoidal alrededor del canal haversiano dentro de cada lmina, aunque la disposicin es diferente en lminas adyacentes.

Cada canal haversiano, recubierto por una capa de osteoblastos y clulas osteoprogenitoras, aloja un haz neurovascular con su tejido conectivo relacionado. Los canales haversianos de osteonas contiguas estn unidos entre s por los conductos de Volkmann (fig. 7-12; vase fig. 7-10). Estos espacios vasculares se orientan en sentido oblicuo o perpendicular con los canales haversianos.

El dimetro de los canales haversianos es variable, de unos 20 hasta 100 J.1m. Durante la formacin de osteonas, la primera lmina que se forma es la que est ms cerca de la lnea de cementacin. A medida que se aaden lminas adicionales al sistema, se reduce el dimetro del canal haversiano y aumenta el grosor de la pared de la osteona.

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Fig. 7-11. Fotomicrografa de hueso esmerilado descalcificado (X270). Obsrvese el sistema haversiano que contiene al canal haversiano (e ) y lminas concntricas con lagunas y sus canalculos lfiechas) .

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Fig. 7-12. Fotomicrografa de hueso compacto descalcificado ( x162). Se muestran varias osteonas con sus lminas concntricas. Tambin se identifica un conducto de Volkmann (V) .

Debido a que los nutrientes de los vasos sanguneos del canal haversiano deben discurrir por los canalculos para llegar a los osteocitos, un proceso ineficiente, la mayor parte de las osteonas slo posee cuatro a 20 lminas.

A medida que se remodela el hueso, los osteoclastos resorben osteonas y los osteoblastos los reemplazan. Los remanentes de osteonas permanecen como arcos irregu-lares de fragmentos laminares, conocidos como lminas intersticiales, rodeados de osteonas. Al igual que estas ltimas, las lminas intersticiales tambin estn rodeadas por lneas de cementacin.

Histognesis del hueso

La formacin de hueso durante el desarrollo embrio-nario puede ser de dos tipos: intramembranosa yendo-condral. El hueso formado por cualquiera de los dos mtodos es idntico desde el punto de vista histolgico. El primer hueso que se forma es el primario, que luego

se resorbe y sustituye por hueso secundario , que contina resorbindose durante toda la vida, aunque a un ritmo ms lento.

Formacin intramembranosa de hueso

La formacin intramembranosa de hueso tiene lugar dentro del tejido mesenquimatoso.

La mayor parte de los huesos planos se desarrolla mediante la formacin intramembranosa de hueso. Este proceso ocurre en tejido mesenquimatoso muy vas-cularizado, cuyas clulas entran en contacto entre s a travs de prolongaciones largas .

Las clulas mesenquimatosas se diferencian en osteo-blastos que secretan matriz sea y forman una red de espculas y trabculas, cuyas superficies pueblan estas clulas (figs. 7-13 y 7-14). Esta regin de osteognesis inicial se conoce como el centro primario de osificacin.


Las fibras de colgena de estas espculas y trabculas en desarrollo estn orientadas aleatoriamente, como cabe esperar en el hueso primario. Despus de formarse el osteoide, sigue con rapidez la calcificacin y los osteoblastos atrapados en sus matrices se constituyen en osteocitos. Las prolongaciones de estos osteocitos tambin quedan rodeadas por el hueso en formacin y establecen un sis-tema de canalculos. La actividad mittica continua de c-lulas mesenquimatosas proporciona un abastecimiento de clulas osteoprogenitoras no diferenciadas , que forman osteoblastos .

A medida que se establece la red de trabculas similares a una esponja, el tejido conectivo vascular en sus intersticios se transforma en mdula sea. La adicin de trabculas a la periferia incrementa el tamao del hueso en formacin. Los huesos ms grandes , como el occipital de la base del crneo, tienen varios centros de osificacin, que se fusio-nan entre s para formar slo un hueso. Las fontanelas ("puntos blandos") en los huesos frontal y parietal de un

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Fig. 7-13. Diagrama de la formacin in tra-membranosa de hueso.

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Mesnquima

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142 . Cartlago y hueso

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Fig. 7-14. Fotomicrografa de la osificacin intramembranosa (X 132). Se forman trabculas de hueso por osteoblastos que recubren su superficie (flechas). Obsrvense los osteocitos atrapados en lagunas (p untas de flecha ). Comienzan a formarse osteonas primitivas.

recin nacido representan centros de osificacin que no se fusionaron antes del nacimiento.

Las regiones de los tejidos mesenquimatosos que per-manecen sin calcificar se diferencian en el periostio y endos-tio del hueso en desarrollo. Ms an, el hueso esponjoso profundo al periostio y la capa peristica de la duramadre de los huesos planos se transforman en hueso compacto y crean las tablas interna y externa con el diploe entre ellas.

Formacin endocondral de hueso

La formacin endocondral de hueso requiere la presencia de un molde de cartlago.

La mayor parte de los huesos largos y cortos del cuerpo se desarrolla mediante osi6cacin endocondral. Este tipo de formacin sea tiene lugar en dos etapas: a) se forma un modelo en miniatura de cartlago hialino y b ) el modelo de cartlago, que contina su crecimiento y sirve como un esqueleto estructural para el desarrollo seo, se resorbe y reemplaza por hueso. En el cuadro 7-3 se resumen los fenmenos que suceden en la formacin endocondral de hueso y la figura 7-15 ilustra el proceso.

FENOMENOS EN LA FORMACION

ENDOCONDRAL DE HUESO (CENTRO

PRIMARIO DE OSIFICACION)

1. En la regin en la que crecer hueso dentro del emblin se desarrolla un modelo de cartlago hialino de dicho hueso. Este fenmeno se inicia exactamente en

la misma forma que en la que se desarrollara cartlago hialino en cualquier otro sitio (como ya se describi ). Durante un periodo crece este modelo, tanto en forma aposicional como intersticial. Por ltimo, los condrocitos del centro del modelo de cartlago se hipertrofian , acumulan glucgeno en su citoplasma y se tornan vacuolados (fig. 7-16). La hipertrofia de los condrocitos tiene como resultado el crecimiento de sus lagunas y la reduccin de los tabiques de matriz de cartlago intermedios, que se calcifican.

2. En forma concurrente, se vasculariza la membrana media de la di6sis de cartlago del pericondrio (fig. 7 -17). Cuando esto tiene lugar, las clulas condrognicas se convierten en clulas osteoprogenitoras que forman osteoblastos y el pericondrio suprayacente se constituye en periostio.

3. Los osteoblastos recin formados secretan matriz sea y crean el collar seo subperistico en la superficie del molde de cartlago mediante la formacin intram embranosa de hueso (fig. 7-17).

4. El collar seo impide la difusin de nutrientes a los condrocitos hipertrofiados dentro del ncleo del modelo de cartlago y propicia su muerte. Este proceso es el que explica la presencia de lagunas confluentes y va-cas, que forman concavidades grandes la futura cavi-dad medular en el centro del modelo de cartlago.

5. Los orificios grabados en el collar seo por osteoclas-tos permiten que penetre en las concavidades dentro del molde de cartlago un brote peristico (yema osteognica) compuesto de clulas osteoprogenitoras y hemopoyticas y de vasos sanguneos (fig. 7-15 ).

6. Las clulas osteoprogenitoras se dividen para formar osteoblastos. Estas clulas recin formadas elaboran matriz sea en la superficie del cartlago calcificado. La matriz sea se calcifica para formar un complejo de cartlago y hueso calci6cados. Este complejo puede identificarse de rutina en cortes histolgicos mediante tincin, ya que el cartlago calcificado se tie en forma basfila, en tanto que el hueso calcificado se tie de manera acidfila (fig. 7-18).

7. A medida qu e se engruesa el hueso subperistico y crece en cada direccin desde la membrana media de la difisis hacia la epfisis , los osteoclastos comienzan a resorber el complejo de cartlago y hueso calcificados, lo que aumenta la cavidad medular. Conforme contina este proceso, se reemplaza con hueso el cartlago de la difisis , excepto en las placas epi6sarias, que tienen a su cargo el crecimiento continuo del hueso durante 18 a 20 aos.

FENOMENOS QUE OCURREN EN CENTROS SECUNDA-

RIOS DE OSIFICACION. Los centros secundarios de osi6cacin comienzan a formarse en las epfisis en cada extremo del hueso en formacin por un proceso similar al de la difisis , salvo porque no se forma un collar seo. Por el contrario, las clulas osteoprogenitoras invaden el cartlago de la epfisis, se diferencian en osteoblastos y comienzan a secretar matriz en el esqueleto de cartlago (ng. 7-15 ). Estos fenmenos se llevan a cabo y progresan en buena medida como lo hacen en la difisis y finalmente


Cuadro 7-3. Fenmenos que ocurren en la formacin endocondral de hueso -

Fenmeno

\ Iodelo de cartlago hialino formado

Centro primario de osificacin

Se vasculariza el pericondrio en la membrana media de la difisis

Los osteoblastos secretan matriz y forman un collar seo subperistico

Los condrocitos dentro del ncleo de la difisis se hipertrofian, mueren y degeneran

Los osteoclastos graban agujeros en el collar seo sub-peristico y permiten la entrada de yemas osteognicas

Formacin de complejo de cartlago y hueso calcificados

Los osteoclastos inician la resorcin del complejo de cartlago y hueso calcificados

Engrosamiento del collar seo subperistico, comienza el cre-cimiento hacia las epfisis

Centro secundario de osificacin

Se inicia la osificacin en la epfisis

Crecimiento de hueso en la placa epifisaria

Se continan la epfisis y la difisis

se reemplaza el cartlago de la epfisis con hueso, excepto en la superficie articular y la placa epifisaria. La superficie articular del hueso permanece cartilaginosa durante toda la vida. En la seccin siguiente se describe el proceso en la placa epifisaria, que controla la longitud del hueso.

Estos fenmenos son un continuo dinmico que se completa durante varios aos a medida que progresan el crecimiento y desarrollo seos hacia las epfisis en crecimiento en cada extremo del hueso (cuadro 7-3). Al

-Descripcin

Se forma un molde de cartlago hialino en miniatura en la regin del embrin en crecimiento en la que se desa-rrollar el hueso. Algunos condrocitos maduran, se hiper-trofian y mueren. Se calcifica la matriz de cartlago.

La vascularizacin del pericondrio lo transforma en periostio. Las clulas condrognicas se convierten en clulas osteoprogenitoras.

Se forma el collar seo subperistico de hueso primario (for-macin intramembranosa de hueso).

La presencia de periostio y hueso evita la difusin de nutrien-tes a condrocitos. Su degeneracin deja lagunas y abre espacios grandes en los tabiques de cartlago.

Los agujeros permiten que las clulas osteoprogenitoras y capilares invadan el molde de cartlago, que ahora se calci-fica , y comienzan a elaborar matriz sea.

Este complejo se forma por la matriz sea que se deposita en tabiques de cartlago calcificado. A nivel histolgico el cartlago calcificado se tie de azul y el hueso calcificado de rojo.

La destruccin del complejo de cartlago y hueso calcificados aumenta la cavidad medular.

Durante un tiempo este fenmeno reemplaza por completo el cartlago diafisario con hueso.

Se inicia en la misma forma que el centro primario, excepto porque no hay collar seo. Los osteoblastos depositan matriz sea en el esqueleto de cartlago calcificado.

Permanece la superficie articular cartilaginosa del hueso. Per-siste la placa epifisaria -se aade el crecimiento en el extremo epifisario de la placa. Se agrega hueso en el extremo diafisario de la placa.

Al terminar el crecimiento seo, deja de proliferar el cartlago de la placa epifisaria. Contina el desarrollo seo para unir la difisis y las epfisis.

mismo tiempo se remodela constantemente el hueso para adaptarse a las fuerzas cambiantes que soporta.

CRECIMIENTO LONGITUDINAL DEL HUESO

El alargamiento continuo del hueso depende de la placa epifisaria.

Los condrocitos de la placa epifisaria proliferan e intervienen en el proceso de formacin endocondral de


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Fig. 7-15. Esquema de la form acin endocondral de hueso.

hueso. La proliferacin ocurre en la superficie epifisaria y la restitucin de hueso se lleva a cabo en el lado diafisario de la placa. A nivel histolgico, la placa epifisaria est dividida en cinco zonas identificables que, comenzando desde el lado epifisario, son las siguientes :

Zona de cartlago de reserva: los condrocitos dis-tribuidos al azar en la totalidad de la matriz son mit-ticamente activos

Zona de proliferacin: los condrocitos, que proliferan con rapidez, forman hileras de clulas isgenas que siguen paralelas a la direccin del crecimiento seo

Zona de maduracin e hipertrofia: los condrocitos maduran , se hipertrofian y acumulan glucgeno en su citoplasma (fig. 7-16). Se estrecha la matriz entre sus lagunas con el crecimiento correspondiente de estas ltimas

Zona de calcificacin: las lagunas se tornan confluen-tes, mueren los condrocitos hipertrofiados y se calcifica la matriz de cartlago

Zona de osificacin: las clulas osteoprogenitoras invaden el rea y se diferencian en osteoblastos, que ela-borem matriz y sta se calcifica en la superficie del car-tlago calcificado. A esto le sigue la resorcin del com-plejo de cartlago y hueso calcificados

Mientras el ritmo de actividad mittica en la zona de proliferacin equivalga al ritmo de resorcin en la zona de osificacin, la placa epifisaria conserva el mismo ancho y el hueso contina creciendo en longitud. Alrededor de los 20 aos de edad disminuye el ritmo de mitosis en la zona de proliferacin y la zona de osificacin alcanza las zonas de proliferacin y reserva de cartlago. Se sustituye el cartlago de la placa epifisaria por una placa de complejo de cartlago y hueso calcificados, que se resorbe por acti-vidad osteoclstica, y las cavidades medular de la difisis y medular sea de la epfisis confluyen. Una vez que se resorbe la placa epifisaria, ya no es posible el crecimiento longitudinal.

CRECIMIENTO DE LA ANCHURA DEL HUESO, Los sucesos descritos ilustran cmo se lleva a cabo el alar-gamiento del hueso por la proliferacin y crecimiento intersticial de cartlago, que finalmente se sustituye por hueso. Sin embargo, el crecimiento perifrico de la difisis tiene lugar mediante crecimiento aposicional. Proliferan y se diferencian las clulas osteoprogenitoras de la capa osteognica del periostio en osteoblastos, que comienzan a elaborar matriz sea en la superficie sea subperistica . Este proceso ocurre continuamente durante todo el periodo de crecimiento y desarrollo seos, de tal modo que en un hueso largo maduro la difisis se forma por la formacin intramembranosa subperistica de hueso.

Durante el crecimiento y desarrollo seos, la resorcin del hueso es tan importante como su depsito. La forma-cin de hueso en la parte exterior de la difisis debe acompaarse de actividad osteoclstica interna, de tal forma que pueda crecer el espacio medular.

Calcificacin del hueso

La calcificacin se inicia cuando se deposita fosfato de calcio en la fibrilla de colgena .

An no se aclara exactamente cmo ocurre la calcifi-cacin, aunque se sabe que es es timulada por ciertos proteoglicanos y la glucoprotena de unin de Ca2+ osteo-nectina y tambin por la sialoprotena sea. U na teora. que se conoce como nucleacin heterognea, seala que las fibras de colgena en la matriz son sitios de nucleacin para la solucin metaestable de calcio y fosfato y la solucin comienza a cristalizarse en la regin de intersticio de la colgena. Una vez que se "nuclea" esta regin , se lleva a cabo la calcificacin.

La teora de calcificacin que se acepta con ms fre-cuencia se basa en la presencia de vesculas de matriz dentro del osteoide. Los osteoblastos liberan estas vesculas de matriz pequeas, unidas a la membrana, de 100 a 200

Fig . 7-16. Fotomicrografa de condrocitos hipertrficos en el cndilo mandibular en creci-miento (x 83 000). Obsrvese el retculo endo-:) Is mico rugoso abundante y el aparato de Colgi en desarrollo (G). Ntense asimismo los lepsitos de glucgeno (gly) en un extremo le las clulas, una caracterstica de estas clu-:'IS poco antes de su muerte . Col, fibras de colgena; Fw, matriz territorial. (Tom ado de \ Iarchi F, Luder H U, Leblond CP: Changes :n eells' secretory organelles and extracellular. matrix during endochondral ossifieation in the mandibular condyle of the growing rato Am J Anat 190:41-73, 1991. Copyright 1991. Re impreso eon autorizacin de Wiley-Liss, Ine, una subsidiaria de John Wiley & Sons, 1 ne. )

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nm de dimetro, que contienen una concentracin elevada de iones Ca2+ y P043-, cAMP, trifosfato de adenosina (ATP), trifosfatasa de adenosina (ATP-asa), fosfat asa alcalina, pirofosfatasa, protenas de unin de calcio y fosfoserina. La membrana de la vescula de la matriz posee mltiples bombas de calcio, que transportan iones de Ca2+ hacia el interior de la vescula. A medida que aumenta la concen-tracin de iones de calcio Ca2+ dentro de la vescula, tiene lugar la cristalizacin y el cristal de hidroxiapatita de calcio en crecimiento perfora la membrana, rompe la vescula de la matriz y libera su contenido.

La fosfatasa alcalina segmenta grupos pirofosfato de las macromolculas de la matriz. Las molculas de pirofosfato liberadas inhiben la calcificacin, pero son segmentadas por la enzima pirofosfatasa en iones P043-, lo que incremen-ta la concentracin de este ion en el microambiente.

Los cristales de hidroxiapatita de calcio liberados de las vesculas de la matriz actan como nidos de cristali-zacin. La concentracin alta de iones en su proximidad, adems de la presencia de factores de calcificacin y prote-nas de unin de calcio, fomenta la calcificacin de la matriz. A medida que se depositan cristales en las regiones de intersticio en la superficie de molculas de colgena, se resorbe agua de la matriz.


La mineralizacin se observa alrededor de mltiples nidos de cristalizacin cercanos entre s; conforme progresa, estos centros crecen y se fusionan unos con otros. En esta forma se deshidrata y calcifica una regin de la matriz cada vez ms grande.

Remodelacin sea

En el adulto, el desarrollo seo est equilibrado con la resorcin de hueso a medida que se remodela este ltimo para ajustarse a las fuerzas que soporta.

En una persona joven, el desarrollo seo excede su resorcin porque comienzan a desarrollarse sistemas haver-sianos con mucha mayor rapidez a la que se resorben los antiguos. Ms adelante, en la vida adulta, cuando se cierran las placas epifisarias y se alcanza el crecimiento seo, se equilibra el desarrollo de hueso nuevo con la

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Los huesos en crecimiento conservan en gran parte su forma estructural general, desde el inicio del desarrollo seo en el feto hasta el final del crecimiento del hueso en el adulto. Esto sucede mediante remodelacin de


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Fig. 7-17. Fotomicrografa de la formacin endocondral de hueso (x 14). La mitad superior de la fotografa muestra cartlago (e ) y con-drocitos que maduran, se hipertrofian y calcifican en la interfaz; la mitad inferior muestra el sitio en que se resorbe el complejo de cartlago y hueso calcificados (flechas ) y se forma hueso (b).

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la superficie, un proceso que incluye el depsito de hueso bajo ciertas regiones del periostio con resorcin sea concomitante bajo otras regiones del periostio. De igual forma, se deposita el hueso en ciertas regiones de la superficie endosteal, en tanto que se resorbe en otras zo-nas. Los huesos de la bveda craneal cambian de forma de una manera similar para ajustarse al cerebro en creci-miento; sin embargo, an no se aclara cmo se regula este proceso .

Sin embargo, el hueso cortical y el esponjoso no se remodelan en la misma forma, probablemente porque los osteoblastos y las clulas osteoprogenitoras del hueso esponjoso se localizan dentro de los confines de la mdula sea y por tanto estn bajo la influencia paracrina, directa, de las clulas cercanas de la mdula sea. Los factores que elaboran estas clulas de la mdula sea incluyen interleucina 1, factor de necrosis tumoral, factor estimulante de colonias 1, osteoprotegerina, ligando de osteoprotege-rina y factor de transformacin del crecimiento beta . Las clulas osteoprogenitoras y los osteoblastos de hueso compacto se localizan en la capa celular del periostio y en el recubrimiento de canales haversianos y, en consecuencia, estn muy lejos de las clulas de la mdula sea sometidas a la influencia paracrina. En lugar de ello, estas clulas de hueso compacto responden a factores sistmicos, como calcitonina y hormona paratiroidea,

La estructura interna del hueso adulto se remodela continuamente a medida que se forma hueso nuevo y se resorbe el hueso muerto y el que est en destruccin. Esto se relaciona con los hechos siguientes:

1. Se reemplazan de modo continuo los sistemas haver- Slanos.

2. El hueso debe resorberse de un rea y aadirse en otra para satisfacer las fuerzas cambiantes que soporta (p. ej. , peso, postura, fracturas ).

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Fig. 7-18. Fotomicrografa de la formacin endocondral de hueso (x270).

A medida que se resorben los sistemas haversianos , mueren sus osteocitos ; adems , se incorporan osteoclastos al rea para resorber la matriz sea y se forman cavidades de absorcin. La actividad osteoclstica continua aumenta el dimetro y longitud de estas cavidades , que son invadidas por vasos sanguneos . En este punto, cesa la resorcin sea y los osteoblastos depositan nuevas lminas concntricas alrededor de los vasos sanguneos para crear nuevos siste-mas haversianos. Aunque el hueso primario se remodela en esta forma, que fortalece el hueso mediante el alineamiento ordenado de colgena alrededor del sistema haversiano, contina durante toda la vida la remodelacin conforme se sustituye la resorcin por el depsito y la formacin de nuevos sistemas haversianos. Este proceso de resorcin sea, seguido del reemplazo de hueso, se conoce como acoplamiento. Las lminas intersticiales que se observan en hueso adulto son remanentes de sistemas haversianos remodelados.

Reparacin sea

La reparacin del hueso incluye tanto la formacin intramembranosa como la endocondral de hueso.

U na fractura sea causa dao y destruccin de la matriz sea, muerte celular, desgarros en el periostio y endostio y posible desplazamiento de los extremos del hueso roto (fragmentos ). Se seccionan vasos sanguneos cerca de la rotura y la zona se llena de hemorragias localizadas , que dan lugar a la formacin de un cogulo sanguneo en el sitio de la lesin. Poco despus se suprime el riego en forma retrgrada del sitio de lesin hasta las regiones de anastomosis vasculares , lo que puede establecer una nueva va de circulacin. Esto tiene como efecto un ensancha-miento de la zona de lesin, en ambos lados de la fractura original, ya que la falta de aporte sanguneo a muchos sistemas haversianos induce un incremento visible de la zona de osteocitos muertos y moribundos. Debido a que la mdula sea y el periostio estn muy vascularizados, no crece de manera significativa el sitio inicial de lesin en ninguna de estas dos reas ni tampoco hay un aumento notable de las clulas muertas y moribundas mucho ms all del sitio original de lesin. Siempre que los sistemas haversianos seos pierden su aporte sanguneo, los osteo-citos se tornan picnticos, se lisan y dejan lagunas vacas.

El cogulo sanguneo que llena el sitio de la fractura es invadido por capilares pequeos y fibroblastos del tejido conectivo circundante y se forma tejido de granulacin. Ocurre un fenmeno similar en las cavidades medulares a medida que se forman cogulos ; en poco tiempo las clulas osteoprogenitoras del endostio y clulas multipotenciales de la mdula sea invaden los cogulos y se forma un callo interno de trabculas seas en una semana ms o menos (fig. 7-19 ). En el transcurso de 48 horas tras la lesin, se forman clulas osteoprogenitoras por incremento de la actividad mittica de la capa osteognica del periostio y endostio y por clulas indiferenciadas de la mdula sea. La capa ms profunda de clulas osteoprogenitoras proliferativas del periostio (las que estn ms cerca del


Periostio Periostio en proliferacin

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Fractura cicatrizada

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Fig. 7-19. Esquema de los fenmenos que ocurren en la reparacin de una fractura sea.

hueso), que se encuentra en la cercana de capilares, se diferencia en osteoblastos y comienza a elaborar un collar de hueso que se adhiere al hueso muerto que rodea el sitio de lesin.

Aunque los capilares estn en crecimiento, su ritmo de proliferacin es mucho ms lento que el de las clu-las osteoprogenitoras; por consiguiente, estas ltimas se encuentran en la parte media de la masa en proliferacin y ahora sin un lecho capilar profuso; esto causa una tensin de oxgeno ms baja y dichas clulas se transforman en condrognicas, que dan lugar a condroblastos que forman cartlago en las partes externas del collar.


La capa ms externa de las clulas osteoprogenitoras en proliferacin (las adyacentes a la capa fibrosa del periostio ), que tiene ciertos capilares en su parte media, contina proliferando en la forma de clulas osteoprogenitoras. Por consiguiente, el collar muestra tres zonas que se mezclan entre s: a) una capa de hueso nuevo adherida al hueso del fragmento, b) una capa intermedia de cartlago y c) una capa osteognica superficial en proliferacin. Entre tanto, los collares que se formaron en los extremos de cada fragmento se fusionan en un solo collar, que se conoce como callo externo, y conduce a la unin de los fragm entos. El crecimiento continuo del collar exte rno deriva principalmente de la proliferacin de clulas osteo-progenitoras y, en cierto grado, del crecimiento intersticial del cartlago en su zona intermedia.

La matriz de cartlago adyacente al hueso nuevo que se form en la regin ms profunda del collar se calcifica y lo sustituye finalmente el hueso esponjoso. Por ltimo, se reemplaza todo el cartlago con hueso primario mediante la formacin endocondral de hueso.

U na vez que se unen los fragm entos seos por puentes de hueso esponjoso, es necesario remodelar el sitio de lesin reemplazando el hueso primario con el secundario y resolviendo el callo.

El primer hueso que se elabora contra el hueso lesio-nado se desarrolla por formacin intramem branosa de hueso y las nuevas trabculas se adhieren firm emente al hueso lesionado o muerto. Se resorben las matrices de hueso muerto, localizadas en los espacios vacos entre las trabculas seas desarrolladas , y se llenan los espacios por hueso nuevo. Al final se resorbe todo el hueso muerto y se sustituye por hueso nuevo formado por los osteoblastos que invaden la regin. Estos fenm enos se llevan a cabo en forma concurrente y tienen como resultado la reparacin de la fractura con hueso esponjoso rodeado de callo seo.

A travs de los sucesos de remodelacin se reemplaza el hueso primario de la formacin intramembranosa de hueso con hueso secundario, que refuerza adicionalmente la zona de fractura recompuesta; al mismo tiempo, se resorbe el callo. Al parecer, los procesos de cicatrizacin y remodelamiento en el sitio de fractura son una respuesta directa a las fuerzas que soporta; finalmente, se restablecen la forma y fuerza originales de la zona reparada. Resul-ta de inters que la reparacin sea incluya la formacin de cartlago y hueso tanto intramembranoso como endo-condral.

CORRELACIONES ClINICAS

Cuando se pierden o daan segmentos de hueso tan gravemente que tienen que eliminarse, no es posible una unin sea; es decir, no puede ocurrir el proceso de reparacin sea porque no se forma un callo seo. En estos casos se requiere injerto de hueso. Desde la dcada de 1970 se encuentran disponibles bancos de huesos a fin de proporcionar hueso viable para injertos. Se obtienen fragmentos de hueso y se congelan para preservar su potencial osteognico y a continuacin los utilizan los cirujanos

ortopedistas como trasplantes . Tienen ms xito los autoinjertos porque el receptor del trasplante tambin es el donador. Los homoinjertos provie-nen de diferentes individuos de la misma especie y pueden rechazarse por una respuesta inmunitaria. Los heteroinjertos, que son injertos de diferen-tes especies , tienen menos xito, aunque se ha demostrado que el hueso de ternera pierde par-te de su antigenicidad despus de refrigerarse y ello determina que sea un injerto valioso cuando

es necesano.

Histofisio/oga del hueso

El hueso apoya los tejidos blandos del cuerpo y pro-tege el sistema nervioso central y el tejido hemopoytico. Tambin permite la insercin de los tendones musculares que utiliza el hueso como palancas para incrementar la ventaja mecnica necesaria para la locomocin. De igual importancia, el hueso sirve como reservorio de calcio y fosfato para conservar las concentraciones adecuadas de estos elementos en sangre y otros tejidos del cuerpo.

Conservacin de las concentraciones sanguneas de calcio El calcio es vital para la actividad de muchas enzimas

y tambin acta en la perm eabilidad de la membrana, adherencia celular, coagulacin sangunea y contraccin muscular, entre otros procesos corporales. A fin de que se lleven a cabo todos los requerimientos funcionales necesarios que dependen del calcio, es necesario que se conserve una concentracin en el plasma sanguneo controlado estrictamente de 9 a 11 mg/dl.

Debido a que el 99% del calcio en el cuerpo se deposita en el hueso como cristales de hidroxiapatita, es necesario que est disponible el 1 % restante para movilizarse desde hueso con rapidez. De hecho, existe un recambio constante entre iones de calcio en hueso y sangre. Los iones de calcio que se obtienen del hueso para conservar los valores san-guneos de calcio provienen de osteonas nuevas y jvenes, en las que la mineralizacin es incompleta. Debido a que la remodelacin sea es constante, siempre se estn formando nuevas osteonas en las que se dispone de iones de calcio con uniones ms lbiles , lo que permite su rpida disposicin. Parece que las osteonas viejas estn ms mineralizadas , lo que limita la movilizacin del calcio depositado en ellas.

Efectos hormonales Con el fin de conSelvar un aporte constante de iones de

calcio para el cuerpo se requie re la actividad osteoclstica. Las clulas parenquimatosas de la glndula paratiroides son sensibles a la concentracin sangunea de calcio; cuando los valores de calcio caen por debajo de lo normal, se secreta hormona paratiroidea. Como se coment, esta hormona activa receptores en osteoblastos, suprime la formacin de matriz e inicia la elaboracin y secrecin de ligando de osteoprotegerina y factor estimulante de osteoclastos

por los osteoblastos. Estos factores inducen la formacin de osteoclastos y estimulan a los que se encuentran en reposo para que se tornen activos , lo cual propicia la resorcin sea y liberacin de iones de calcio.

Las clulas parafoliculares de la glndula tiroides tam-bin vigilan los valores del ion calcio en plasma. Cuando aumentan estos ltimos, estas clulas secretan calcitonina, una hormona polipeptdica que activa receptores en osteo-clastos , los inhibe e impide que resorban hueso.

La hormona del crecimiento somatotropina, secretada por clulas en el lbulo anterior de la glndula hipfisis , influye en el desarrollo seo a travs de somatomedinas (factores de crecimiento parecidos a insulina), que estimu-lan en especial el crecimiento de las placas epifisarias. Los nios con deficiencia de esta hormona tienen enanismo, en tanto que las personas con exceso de somatotropina en sus aos de crecimiento muestran gigantismo hipofisario.

En el metabolismo seo participan muchos factores adicionales , de los cuales slo se incluyen algunos de ellos en la lista siguiente. Ms an, muchos de estos factores los liberan diversas clulas y tienen mltiples clulas blanco; empero, slo se indican sus funciones relacionadas con el hueso:

La interleucina 1, que liberan los osteoblastos , activa precursores de los osteoclastos para que proliferen; tambin tiene una funcin indirecta en la estimulacin del osteoclasto

El factor de necrosis tumoral, que secretan los macrfagos activados, acta en forma similar a la inter-leucina 1

El factor estimulante de colonias 1, que liberan las clulas del estroma de la mdula sea, induce la formacin de osteoclastos

La osteoprotegerina, que inhibe la diferenciacin del osteoclasto

La interleucina 6, que liberan diversas clulas seas, en especial osteoclastos, estimula la form acin de otros osteoclastos

El interfern gamma, que secretan los linfocitos T, inhibe la diferenciacin de precursores de osteoclasto en osteoclastos

El factor de transformacin del crecimiento beta, que se libera de la matriz sea durante la osteoclasia, induce a los osteoblastos para que elaboren matriz sea y aumenten el proceso de mineralizacin de la matriz; asimismo, inhibe la proliferacin de precursores de osteoclastos y su diferenciacin en osteoclastos maduros


En adultos que producen un exceso de somato-tropina, que origina un incremento anormal del depsito seo sin resorcin normal de hueso, ocurre acromegalia. Este trastorno da lugar al engrosa-miento de los huesos , en especial de la cara, adems de una deformacin de los tejidos blandos.


A la maduracin del esqueleto tambin la influyen hormonas elaboradas en las gnadas masculinas y feme-ninas. En condiciones normales , el cierre de las placas epifisarias es bastante estable y constante y se relaciona con la maduracin sexual. Por ejemplo, la maduracin sexual precoz detiene el desarrollo del esqueleto porque se estimula el cierre muy temprano de las placas epifisarias. En otras personas cuya maduracin sexual se retrasa, contina creciendo el esqueleto ms all de lo normal porque no se cierran las placas epifisarias.


Algunas mujeres mayores de 40 aos de edad y muchas posmenopusicas que no reciben estroge-noterapia se afectan con osteoporosis, que se relaciona con una disminucin de la masa sea, que se torna ms importante a medida que disminuye de manera notoria la secrecin de estrgeno des-pus de la menopausia. La unin de estrgeno a receptores especficos en los osteoblastos activa las clulas para que elaboren y secreten matriz sea. Cuando disminuye la secrecin de estrgeno, es mayor la actividad osteoclstica que el depsito seo, y potencialmente reduce la masa sea hasta el punto en que el hueso ya no soporta esfuerzos y se rompe con facilidad. La estrogenoterapia puede aliviar o eliminar este trastorno.

Efectos nutricionales El crecimiento seo normal es sensible a varios factores

nutricionales y depende de ellos. Cuando una persona no ingiere protenas, minerales y vitaminas suficientes , carece de los aminocidos esenciales para la sn tesis de colgena por osteoblastos y se reduce la formacin de colgena. La ingestin insuficiente de calcio o fsforo genera un hueso mal calcificado susceptible de fracturarse. U na deficiencia de vitamina D impide la absorcin de calcio del intestino y causa raquitismo en nios. Tambin se requieren vitaminas A y C para el desarrollo apropiado del esqueleto (cuadro 7 -4).


El raquitismo es una enfermedad de nios con deficiencia de vitamina D. Sin esta ltima, la mucosa intestinal no puede absorber calcio, incluso aunque la ingestin diettica sea adecuada. Esto tiene como efecto alteraciones de la osificacin de los cmilagos epifisarios y desorientacin de las clulas en las metfisis , lo que da lugar a una matriz sea poco calcificada. Los nios con raquitismo tienen defor-maciones seas, en particular en las piernas , sim-plemente porque los huesos no pueden soportar su peso.


Cuadro 7-4. Vitaminas y sus efectos en el desarrollo del esqueleto

Vitamina

Deficiencia de vita-mina A

Hipervitaminosis A

Deficiencia de vita-mina e

Deficiencia de vita-mina D

- -Efectos en el desarrollo del esqueleto

Inhibe la formacin sea apropiada, ya que falla la coordinacin de las actividades de osteoblastos y osteoclastos. Falta de resorcin y remodelacin de la bveda craneal para ajustarse al cerebro con dao considerable del sistema nervioso central.

Erosin de columnas de cartlago sin incremento de clulas en la zona de proliferacin. Pueden oblite-rarse las placas epifisarias y cesar el crecimiento en forma prema-tura.

Afecta el tejido mesenquimatoso, ya que el tejido conectivo es incapaz de producir y conservar la matriz extracelular. La produccin defi-ciente de colgena y matriz sea origina retraso del crecimiento y cicatrizacin tarda. Escorbuto.

Se altera la osificacin de cartlagos epifisarios. Las clulas de la met-fisis se desordenan y dan lugar a huesos poco calcificados, que se deforman por el peso que sopor-tan. En nios, raquitismo. En adultos , osteomalacia.

La osteomalacia, o raquitismo del adulto, re-sulta de una deficiencia prolongada de vitamina D. Cuando ocurre, no se calcifica de manera apropiada el hueso recin formado en el proceso de remode-lacin. Este trastorno puede agravarse durante el embarazo porque el feto requiere calcio, que debe proporcionarle la madre.

El escorbuto es un trastorno secundario a una deficiencia de vitamina C. Un efecto es la produccin deficiente de colgena, que produce una disminucin de la formacin de matriz sea y desarrollo del hueso. Tambin se retrasa la cica-trizacin.

Articulaciones

Los huesos se articulan o se encuentran en proximidad cercana entre s en las articulaciones, que se clasifican de acuerdo con el grado de movimiento que se lleva a cabo entre los huesos de la articulacin. Los que estn muy

juntos entre s con un mnimo de movimiento entre ellos se agrupan bajo el nombre de sinartrosis; las articulaciones en las que los huesos se articulan libremente en una gama muy amplia de movilidad se clasifican como diartrosis.

Hay tres tipos de articulaciones de sinartrosis, segn sea el tejido que caracteriza la unin:

1. Sinostosis. Existe poco movimiento , si acaso hay al-guno, y el tejido que une la articulacin es hueso (p. ej., los huesos del crneo en los adultos ).

2. Sincondrosis. Hay poco movimiento y el tejido que une la articulacin es cartlago hialino (como en la articulacin de la primera costilla y el esternn).

3. Sindesmosis. Tiene poco movimiento y los huesos estn articulados por tejido conectivo denso (p. ej. , snfisis pbica).

Casi todas las articulaciones de las extremidades cons-tituyen diartrosis (fig. 7-20). Los huesos que forman estas articulaciones estn recubiertos por cartlago hialino persistente, o cartlago articular. Por lo general, hay ligamentos que conservan el contacto entre los huesos de la articulacin, que est sellada por la cpsula articular. La cpsula est compuesta por una capa fibrosa exter-na de tejido conectivo denso, que se contina con el periostio de los huesos y una capa sinovial celular interna, que recubre todas las superficies no articulares. Algunos autores prefieren llamarla una membrana sinovial.

En la capa sinovial se localizan dos tipos de clulas:

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1. Las clulas tipo A son macrfagos que muestran un aparato de Golgi bien desarrollado y muchos lisosomas pero slo una cantidad pequea de RER. Estas clulas fagocticas se encargan de eliminar desechos del espacio articular.

2. Las clulas tipo B, que semejan fibroblastos y tie-nen un RER bien desarrollado, secretan al parecer el lquido sinovial.


El lquido sinovial contiene una concentracin alta de cido hialurnico y la glucoprotena lubricina combinada con filtrado de plasma. Adems de proporcionar nutrientes y oxgeno a los condrocitos del cartlago articular, este lquido tiene un contenido elevado de cido hialurnico y lubricina, que permite que acte como un lubricante para la articulacin. Ms an, los macrfagos en el lquido sinovial fagocitan desechos en el espacio articular.

Documents

Gartner, Leslie P. - Texto Atlas de Histologia, 2da Edicin [7 Cartlago y Hueso]