HISTOLOGIA DEL HUESO

Los componentes del hueso son:

.- Células (1%) del hueso:

• Células madre mesenquimales pluripotenciales indiferenciadas.
• Osteoblastos.
• Osteocitos.
• Osteoclastos.

.- Matriz orgánica (30%) del hueso:

• Colágeno tipo I, III, V y XII

.- Fase mineral (70%) del hueso.

 

CELULAS:

Células madres mesenquimales pluripotenciales.

Se localizan en el periostio, el endostio, la médula ósea y perivasculares, las que pueden dar origen según los genes que se activen en respuesta a señalización celular a:

• Condroblastos.
• Pre-osteoblastos y luego a osteoblastos.
• Fibroblastos.
• Mioblastos.
• Adipocitos.

 

Osteoblastos:

Tienen por función:

• Sintetizar colágeno y otras proteínas de la matriz orgánica del hueso.
• Contribuyen a la mineralización mediante la FALC, que  es una enzima que participa en la proliferación, diferenciación y migración de las células osteoblásticas, llevando a cabo la  hidrolisis y el trasporte de fosfatos a través de la membrana celular.
• Median la reabsorción del osteoclasto mediante la síntesis de citoquinas.
• Sintetizan factor de crecimiento.

Tiene una vida media de 1 a 10 semanas, luego de lo cual puede:

• Sufrir apoptosis.
• Transformarse en osteocito (15%), los cuales quedan atrapados dentro de la misma matriz orgánica que ellos mismos sintetizan.
• Transformarse en células aplanadas de revestimiento, localizadas en el endostio.

 

Osteocitos:

Son las células más abundantes del hueso, y son las únicas células localizadas dentro de la matriz orgánica, las demás (osteoblastos, osteoclastos y células limitantes o de revestimiento) están en la superficie ósea. Son relativamente inactivos porque poseen muy pocas organelas. Su nutrición se da por los conductos calcóforos, que son canalículos llenos de fluido óseo extracelular, por medio de los cuales se extienden procesos citoplasmáticos que comunican un osteocito con otro, formando una gran estructura tipo sincitio. Su principal función es la de ser mecanorreceptores o sea detectan variantes mecánicas de carga, como cuando existe una fractura. No se pueden dividir mitóticamente.

 

Osteoclastos:

Son los monocitos de la circulación que ingresan al hueso o sea son los macrófagos del hueso. Tienen vida media de varios años, incluso décadas, tienen receptores para la calcitonina.

 

Se anclan al hueso por un borde mediante integrinas, las cuales reconocen secuencias de aminoácidos del colágeno (donde se anclan) y por el otro borde llevan a cabo la reabsorción. En este lugar los osteoclastos secretan hidrogeniones (generados por la anhidrasa carbónica II) y enzimas proteolíticas (colagenasas, metaloproteasas, catepsina K, glucuronidasa, etc.) que llevan a  cabo la reabsorción del hueso mediante la solubilización de la matriz orgánica primero y de la mineral después.

 

La osteoclastogénesis se lleva a cabo en los siguientes pasos: GRAFICO 420 CUADERNO AZUL

• Osteoblasto sintetiza el factor estimulante de colonias de macrófagos (FSC-M), el cual es una citoquina que estimula a los monocitos a madurar en forma de osteoclastos.
• Osteoclasto sintetiza el RANKL (Ligando del Receptor activador del NFkB),  el cual actúa como ligando del Receptor Activador del Factor Nk-B (RANK) que se localiza en la membrana celular del osteoclasto.
• La activación RANK causa activación de la diferenciación celular del osteoclasto llevando a convertirse en un osteoclasto maduro multicelular (célula muy grande).
• Bloqueo de la actividad osteoclastogénica del monocito por acción de la proteína OPG (osteoprotegerina), proteína sintetizada por osteoblastos y pre-osteoblastos.

 

MATRIZ ORGÁNICA OSEA.

Formada por colágeno y proteínas no colágenas.

Colágeno:

Son el 90% de la matriz ósea  (representa el 30% del hueso). Principalmente hay colágeno tipo I (>95%) y tipo V (<5%) y pequeñas porciones de colágeno III y tipo XII formado por estrés mecánico.  La osteogénesis imperfecta es una alteración  del colágeno que afecta la matriz orgánica.

Proteínas no colágeno:

• Proteoglicanos (10% de las proteínas no colágeno), moléculas muy grandes como son:  Sindecán, Hialuronano y Condroitín-sulfato, Biglicano y decorina.
• Osteocalcina: (15% de la proteína no colágeno) Se caracteriza porque posee residuos de carboxiaglutamato que tiene afinidad por el calcio y avidez por la hidroxiapatita sin cristalizar. Necesita Vit K y D para su síntesis
• Osteonectina: (25% de las proteínas no colágenas) Es una glicoproteína, que tiene gran afinidad por el colágeno I, el calcio  y a los cristales de hidroxiapatita, para la mineralización ósea.
• Fosfatasa alcalina: libera fosfato inorgánico a partir de ésteres fosfóricos.
• Albúmina: procedente del plasma.

 

FASE MINERAL OSEA:

Es el 70% del hueso y está formado por:

• Calcio, fosfato e hidrógeno (en proporciones de 10:6:1) en forma  cristales de hidroxiapatita Ca10 (PO4)6(OH)2, y,
•  En menor proporción hay carbonatos, sodio, cloro, potasio, magnesio, manganeso y flúor, que se encuentra haciendo parte de la hidroxiapatita.
• El 99% del calcio del cuerpo humano se encuentra en los huesos y dientes.

 

REGENERACIÓN OSEA:

La regeneración es la formación de un tejido igual al original (a diferencia de la reparación que es la formación de un tejido diferente al original o sea un tejido cicatricial). La regeneración ósea se lleva a cabo en los siguientes pasos:

• Trauma inicial que causa la fractura ósea.
• Respuesta inflamatoria con formación de un hematoma (hematíes, leucocitos, plaquetas y fibrina)
• Los leucocitos y las plaquetas liberan interleuquinas y factores de crecimiento, originando la migración de linfocitos, macrófagos (precursores de osteoclastos) y células mesenquimales pluripotenciales.
• Las células mesenquimales pluripotenciales se diferencian hacia células endoteliales, fibroblastos, condroblastos y osteoblastos, dando origen a un nuevo tejido fibrovascular, que reemplazará al coágulo inicial.

 

RESORCION OSEA:

1.- Los osteocitos son mecanorreceptores que censan estímulos como microfracturas y activan los osteoblastos.

2.- Los osteoblastos expresan la proteína L-RANK (ligando del Receptor Activador del Factor N kB – RANK), que se une al receptor RANK presente en la membrana celular de los osteoclastos, los cuales son monocitos – macrófagos que han sido previamente formados por acción del factor estimulante de colonias de macrófagos (FSC-M) que fue liberado igualmente por el osteoblastos.

3.- Este receptor una vez se une el ligando (L-RANK) activa el FN-kB el cual desencadena la vía de señalización celular que termina con la fusión de varios osteoclastos para formar una célula multinucleada denominada Osteoclasto activo o maduro.

4.- Los osteoclastos activos o maduros, poseen dos bordes, uno por el que se fija al hueso, lo cual realiza por medio de integrinas que reconocen secuencias de aminoácidos en el colágeno de la matriz orgánica del hueso y el otro borde que posee las bombas de protones que permiten la salida de los hidrogeniones formados por la anhidrasa carbónica dentro de los osteoclastos maduros, los cuales crean un ambiente ácido en la matriz orgánica a reabsorber, que permite el actuar de proteínas-enzimas proteolítica liberadas también por el osteoclasto que requieren un ambiente ácido para actuar con el fin de solubilizar inicialmente la matriz orgánica y luego la matriz mineral, como son la catepsina K, las colagenasas, metaloproteasas, glucorinidasas, etc.

5.- Luego los osteoblastos sintetizan el nuevo hueso (regeneración ósea) mediante la síntesis de las proteínas de colágeno (que le dan la resistencia al hueso) y no colágeno de la matriz orgánica que llevan a cabo la mineralización.

 

CARTILAGO DE CRECIMIENTO O PLACA DE CRECIMIENTO O FISIS.

Es una extensión periférica del centro de osificación primaria del hueso localizada en la epífisis, que está formada por condrocitos, la cual tiene 4 zonas:

1).- Zona de células en reposo o de reserva o capa germinal, localizada al lado de la epífisis. Donde se encuentran los condrocitos muy similares al del cartílago hialino articular, los cuales están abundantemente vascularizados.

2).- Zona de células en proliferación o capa proliferativa, la cual es la única capa donde los condrocitos llevan a cabo la división celular mitótica organizándose columnas de 10 a 20 condrocitos en forma de células aplanadas en el mismo sentido longitudinal del hueso, por eso a esa capa también se le llama en “pilas de moneda”. Las columnas de condrocitos están separadas por septos de colágeno tipo II.

3).- Zona de células hipertróficas y en maduración o capa hipertrófica, localizada en el centro de la FISIS. En esta capa no se da división celular sino crecimiento en tamaño hasta en 5 a 10 veces (hipertrofia celular) y luego la maduración de los condrocitos llevando a cabo sus funciones biológicas, como son la síntesis de colágeno, fibronectina y condrocalcina, que va a formar parte de la matriz extracelular del hueso necesaria para la su posterior mineralización y la síntesis de citoquinas tales como el factor de crecimiento vascular que induce la neoformación e invasión vascular  al hueso en crecimiento y factor de atracción de los condroclastos y los osteoblastos. Los condroclastos son leucocitos mononucleares (monocitos) que son atraídos desde el plasma sanguíneo por citoquinas sintetizadas por los condrocitos de la FISIS, y que una vez en el FISIS se maduran en forma de macrófagos del tejido cartilaginoso denominados condroclastos. Los osteoblastos son atraídos desde la metáfisis del hueso. Los 4/5 partes de esta capa hipertrófica su matriz está no mineralizada y 1/5 parte ya se encuentra mineralizada. En algunos textos esta quinta última parte de la capa hipertrófica es considerada como parte de la zona de calcificación provisional.

4).- Zona de calificación provisional o zona metafisiaria, que va constituyendo  la metáfisis del hueso, zona en la cual el cartílago es reemplazado por hueso. Los condrocitos hipertróficos una vez que sintetizan el colágeno, la fibronectina y la condrocalcina, así como luego de la liberan sus citoquinas induciendo la atracción de los condroclastos, osteoblastos y la invasión vascular a la matriz cartilaginosa neoformada, inician un proceso apoptósico (mediado por la proteína caspasa), de cuya limpieza se encargan lógicamente los condroclastos. La radiación y los glucocorticoides también inducen el proceso apoptósico de los condrocitos, mientras que el péptido relacionado con la hormona paratiroidea es un potente inhibidor de la apoptosis.  A su vez los condroblastos que llegan a esta zona de FISIS, inician su actividad biológica llevando a cabo la mineralización de esta zona de la FISIS, llevan a la formación de metáfisis y lógicamente el crecimiento del hueso, mediante el tejido neoformado llamado tejido esponjoso primario, proceso de mineralización que se inicia entre el las columnas de condrocitos y no entre uno y otro condrocito.

Es importante aclarar que el crecimiento longitudinal del hueso está a cargo de la FISIS, y que el crecimiento radial es llevado a cabo por una actividad coordinada de los osteoblastos que se van sobreponiendo en la superficie perióstica y la reabsorción por los osteoclastos en el área endóstica.

El crecimiento longitudinal del hueso (y la altura en las vértebras) se detiene cuando se forman pequeños puentes óseos entre la metáfisis y el centro de osificación primario de la epífisis, lo cual lleva a la proliferación de los osteoblastos y a la invasión vascular en toda el área de la FISIS. De todas maneras al terminar el crecimiento el cartílago de la FISIS no desaparece del todo, sino que queda inactivo, lo cual se evidencia en las Rx.

 

METAFISIS:

Es parte del cartílago de crecimiento, siendo el sitio por donde penetran los osteoblastos, los condroclastos y los vasos sanguíneos, constituyendo la zona “degenerativa osteogénica de la fisis”. Los vasos sanguíneos que invaden la fisis carecen de membrana basal y las células endoteliales están muy separadas entre sí permitiendo el paso de elementos formes de la sangre (monocitos que se van a convertir en condroclastos) y lógicamente plasma con todo su contenido.

 

TIPOS DE HUESO:

Son de dos tipos, el compacto y el esponjoso:

 

.- Hueso compacto:

Se localiza en la diáfisis de los huesos, cuya estructura son laminas concéntricas en cuyo centro se encuentra un canal de Havers y estos canales de Havers se encuentran comunicados mediante los canales de Volkmann, por medio de los cuales discurren el paquete vasculo nervioso que nutre e inerva el hueso; también se encuentra en estos canales un fluido óseo rico en calcio, fosforo y otros minerales. Esta estructura organizada de canales de Havers, de Volkmann y de laminillas óseas se denomina osteoma. El radio 33% de las osteodensiometrias mide este tipo de hueso.

 

.- Hueso esponjoso:

Se localiza en las epífisis de los huesos, en la médula ósea y en las vértebras, y está formado por una estructura desorganizada de trabéculas. El hueso de la pelvis está formado un 50% por hueso esponjoso y 50% por compacto. Mientras que las vértebras es un 100% esponjoso.