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Tejido óseo

La fuerza, la forma y la estabilidad del cuerpo humano dependen del sistema musculoesquelético. El aspecto más fuerte de ese sistema es la arquitectura ósea subyacente.

El hueso es una forma modificada de tejido conectivo, el cual está constituido por dos componentes principales: la matriz extracelular y las células .La matriz ósea es un material extracelular con alta concentración de minerales a base de calcio y fosfato, responsable de la naturaleza dura y calcificada del tejido óseo. Las principales células encontradas en el tejido óseo son los osteoblastos, los osteoclastos y los osteocitos. Estas células actúan en el mantenimiento de la homeostasis ósea, y sus funciones incluyen la producción de matriz ósea.

Son factores determinantes en la clasificación del tejido óseo; la estructura histológica, la forma de osificación, su apariencia en un corte transversal y el grado de madurez.

En este artículo estudiamos la histología del tejido óseo, incluyendo sus células, matriz ósea, tipos de osificación (endocondral e intramembranosa) y tipos de tejido óseo (hueso esponjoso, compacto, primario y secundario).

Puntos clave sobre el tejido óseo
Componentes Células: osteoblastos, osteoclastos y osteocitos
Matriz ósea:
material extracelular mineralizado compuesto principalmente de iones de calcio y fosfato (parte inorgánica) y fibras colágenas (parte orgánica)
Periostio y endostio Periostio: capa externa encontrada a lo largo de la cara de la superficie de los huesos, involucrada activamente en la reparación de fracturas
Endostio:
capa responsable de la producción de células progenitoras y osteoclastos
Osificación Procesos de formación de nuevos tejidos
Osificación intramembranosa:
se da en el interior de las membranas de tejido conectivo a partir de células mesenquimales
Osificación endocondral:
iniciada a partir de un molde cartilaginoso de hueso
Tipos de tejido óseo Hueso esponjoso: formado por trabéculas óseas que contienen médula ósea. Encontrado en el interior de los huesos
Hueso compacto:
estructura rígida y compacta formada por sistemas de Havers u osteonas. Encontrado en la parte externa de los huesos

Hueso primario (o no lamelar):
tejido óseo inmaduro con mayor cantidad de fibras colágenas desorganizadas y menor densidad mineral
Hueso secundario (o lamelar):
tejido óseo maduro, frecuentemente visto en adultos, contiene fibras colágenas organizadas en lamelas (láminas o capas finas)
Contenidos
  1. Células 
    1. Osteoclastos
    2. Osteoblastos
    3. Osteocitos
  2. Periostio
  3. Endostio
  4. Matriz ósea
  5. Tipos de osificación
    1. Osificación intramembranosa
    2. Osificación endocondral
  6. Tipos de tejido óseo
    1. Hueso esponjoso
    2. Tejido óseo compacto
    3. Tejido óseo primario
    4. Tejido óseo secundario
  7. Correlaciones clínicas
    1. Osteopenia
    2. Enfermedad ósea de Paget
    3. Deficiencia de vitamina D
    4. Osteomielitis
    5. Hiperparatiroidismo
    6. Neoplasias
  8. Bibliografía
+ Muestra todo

Antes de continuar revisa el siguiente video sobre los tipos de tejidos:

Células 

Osteoclastos

Se cree que los osteoclastos son derivados de los monocitos, los cuales tienen la responsabilidad de realizar la resorción ósea durante el crecimiento y la remodelación ósea. Los osteoclastos son polimórficos, multinucleados (con unos 20 núcleos en su citoplasma) y más grandes que los osteoblastos y que los osteocitos. Estos son encontrados ostiogeneralmente en las lagunas de Howship (lugares de resorción ósea). Debido a que hay una alta demanda metabólica en estas células, existen varias mitocondrias en su citoplasma. Asimismo, existen numerosas vacuolas que contienen enzimas fosfatasa ácida que facilitan la resorción ósea.

Existen varias estructuras microtubulares que facilitan el transporte de los lisosomas al aparato de Golgi y a la membrana rugosa o borde en cepillo en la porción más profunda del osteoclasto. La membrana rugosa o borde en cepillo es donde la actividad de los osteoclastos se lleva a cabo. Aquí, se liberan iones de hidrógeno en conjunto con la colagenasa (enzima no lisosómica) y la catepsina K (enzima lisosómica) lo cual provoca la descomposición del hueso. Estas células son activadas por las señales de los osteoblastos (explicadas más adelante), calcitriol y niveles de la hormona paratiroidea. Por otra parte, son inhibidas por la calcitonina de las células C de la tiroides.

Osteoblastos

Los osteoblastos son derivados mesenquimales diferenciados de las células osteoprogenitoras. Las células osteoprogenitoras son estimuladas por las proteínas morfogénicas óseas justo antes de que comience la formación de hueso. A diferencia de los osteoclastos, los osteoblastos son células mononucleares, cuboidales y de tinción basófila los cuales se encuentran en la superficie en desarrollo del hueso durante el crecimiento o la remodelación. Los osteoblastos secretan y facilitan la mineralización de la matriz osteoide.

Debido a que los osteoblastos recién formados tienen la necesidad de desplazarse a zonas de crecimiento y remodelación ósea, el citoplasma de estos está repleto de haces de actina y miosina. Existen prolongaciones dendríticas del citoplasma que son utilizadas para la comunicación con osteoblastos vecinos, estableciendo una continuidad eléctrica y metabólica entre los osteoblastos y osteocitos dentro de un sistema. Es importante resaltar que los osteoblastos expresan receptores para el calcitriol y la hormona paratiroidea. La activación de los receptores de la hormona paratiroidea provoca la diferenciación de los osteoblastos, inducida por los osteoclastos inmaduros.

Osteocitos

Los osteoblastos quedan atrapados en la matriz ósea que ellos mismos producen y como consecuencia se diferencian en osteocitos. Estas células mantienen sus proyecciones citoplasmáticas lo que resulta en varias comunicaciones con los osteocitos y osteoblastos adyacentes. A diferencia de los condrocitos, los osteocitos no sufren división celular ni producen nueva matriz. Estas células son elípticas, ligeramente con tinción basófila y contienen un núcleo ovalado con notablemente menos organelos que los osteoblastos.

Consolida tu conocimiento con la siguiente unidad de estudio:

Periostio

Existen dos regiones en el hueso que contiene células osteoprogenitoras y sus derivados, en conjunto con los osteoclastos y otras células que juegan un papel importante en la homeostasis ósea. Estos son el periostio y el endostio. El periostio es una capa de fibras colágenas que se encuentran en la superficie más externa del hueso. Está anclada por las fibras de Sharpey (fibras colágeno) y se encuentra a lo largo de la cara externa a excepción de las carillas articulares del hueso y lugares donde se insertan ligamentos y tendones.

Alrededor de dos o tres capas de osteoblastos ocupan el espacio entre el periostio visceral y la matriz ósea recién producida. El periostio está activamente involucrado en el reparo de fracturas. En sitios donde está ausente el periostio (áreas intracapsulares) los huesos fracturados curan pero a un paso más lento.

Endostio

El periostio participa activamente en el desarrollo óseo durante el crecimiento fetal en el útero. Sin embargo, es el endostio el que produce más células osteoprogenitoras y osteoclastos los cuales facilitan la remodelación ósea. Los osteoblastos del endostio son planos y están rodeados por colágeno tipo III. Este se extiende a lo largo de la superficie interna del hueso, teniendo proyecciones incluso en los canales de Havers.

Matriz ósea

Además de las células, otro componente importante del tejido óseo es la matriz ósea, que corresponde a un material extracelular calcificado. La matriz ósea posee dos partes, siendo que cada una representa la mitad de su peso total: la porción inorgánica y la porción orgánica. La porción inorgánica está formada principalmente por iones de fosfato y calcio, que forman cristales con estructura de hidroxipatita. Otros iones también son encontrados en menor cantidad como el bicarbonato, magnesio, potasio, sodio y citrato. Ya la porción orgánica de la matriz ósea está formada principalmente por fibras colágenas de tipo I, pero también por pequeñas cantidades de proteoglicanos y glicoproteínas. La asociación de las dos porciones de la matriz ósea (orgánica e inorgánica) es responsable por dos características principales del tejido óseo: la rigidez, dada por la porción inorgánica y la resistencia, dada por su componente orgánico.

Pon a prueba tu conocimiento con el siguiente cuestionario:

Tipos de osificación

La formación de tejido óseo puede ocurrir por medio de dos procesos biológicos diferentes: la osificación intramembranosa, que sucede dentro de una membrana de tejido conectivo, o la osificación endocondral, a través de la cual una base de cartílago hialino sirve como molde para la formación de tejido óseo. 

Para entender mejor este proceso revisa la siguiente unidad de estudio:

Osificación intramembranosa

El proceso de osificación intramembranosa se da en el interior de una membrana de tejido conectivo, en un local conocido como centro de osificación primaria. Este se inicia con la diferenciación de las células mesenquimales en osteoblastos, que sintetizan una matriz no mineralizada llamada osteoide. Cuando el osteoide es mineralizado involucra al grupo de osteoblastos que lo formó e induce su diferenciación en osteocitos.

Numerosos centros de osificación se desarrollan y acaban por sustituir la membrana de tejido conectivo, dando origen al tejido óseo. Este proceso es observado en los huesos frontal, parietal y en parte de los huesos occipital, temporal y maxilar.

Osificación endocondral

Al contrario de lo que ocurre en la osificación intramembranosa, la calcificación endocondral se da sobre un molde de cartílago hialino. Este molde posee forma semejante al hueso que ocupará dicha posición, sin embargo con menores dimensiones. La primera etapa de la osificación endocondral está caracterizada por modificaciones en el tejido cartilaginoso, con hipertrofia de los condrocitos, reducción de la cantidad de matriz cartilaginosa, que en seguida es mineralizada, con muerte de los condrocitos, generando cavidades en los lugares donde ellos estaban situados. En la segunda etapa estas cavidades están ocupadas por capilares sanguíneos y células osteogénicas (precursores de osteoblastos) originadas del tejido conectivo adyacente. Los osteoblastos entonces forman la matriz ósea sobre la matriz cartilaginosa calcificada. La osificación endocondral es el principal mecanismo de formación de los huesos cortos y largos, incluso cuando la osificación intramembranosa contribuye con ese proceso.

Tipos de tejido óseo

Hueso esponjoso

La estructura del tejido óseo y su disposición puede estar clasificada dentro de los siguientes grupos: tejido óseo trabecular (esponjoso) y compacto. Desde una perspectiva histológica, el hueso esponjoso está constituido por tiras de hueso delgado que se unen entre sí, conocidas como trabéculas, las cuales encierran a la médula ósea y a vasos sanguíneos. Esta, conforma la porción interna del hueso, relativamente más blanda y llena de médula ósea

Las trabéculas son menos densas, contribuyendo a que los huesos sean más ligeros (a diferencia del tejido óseo compacto, mucho más pesado). La comunicación entre cavidades adyacentes se realiza a través de canalículos. A pesar de que la red trabecular hace que los huesos sean más ligeros y aumenta el espacio disponible para alojar a la médula ósea, la disposición de esta red trabecular también proporciona refuerzo al hueso, haciéndolo más fuerte y resistente.

Tejido óseo compacto

El tejido óseo compacto o hueso compacto es diferente al hueso trabecular en varios aspectos. Las unidades funcionales del hueso compacto son los sistemas de Havers u osteonas, que contienen un canal central (o canal de Havers), que como su nombre lo indica está ubicado en el centro y es encapsulado por laminillas concéntricas. Se pueden observar osteocitos en las lagunas entre las osteonas. Las osteonas, a diferencia de las trabéculas, están densamente agrupadas, haciendo del hueso compacto una estructura mucho más dura y pesada en comparación al hueso trabecular. Los canales centrales de las osteonas facilitan el paso de vasos sanguíneos que irrigan el hueso en desarrollo.

Pon a prueba tu conocimiento con el siguiente cuestionario sobre la histología de los huesos.

Tejido óseo primario

Además de la clasificación en hueso esponjoso y hueso compacto, el tejido óseo puede ser clasificado en tejido óseo primario, también conocido como tejido óseo inmaduro o no lamelar, y en tejido óseo secundario, también conocido como tejido óseo maduro o lamelar.

Durante el proceso de osificación o recuperación ósea, el primer tipo de tejido a surgir es siempre el tipo primario. Se trata de un tejido con mayor cantidad de fibras colágenas desorganizadas y menor cantidad de minerales. Además, posee una mayor proporción de osteocitos en relación a los demás tipos celulares, al compararse con el tejido óseo secundario.

Tejido óseo secundario

El tejido óseo secundario es el más frecuentemente observado en los adultos. La principal diferencia en relación al tejido óseo primario es la organización de las fibras colágenas en lamelas paralelas entre sí, dispuestas en torno de canales que contienen vasos sanguíneos. De ahí su nombre: tejido óseo lamelar. Ese sistema de lamelas concéntricas rodeando canales vasculares es conocido como sistema de Havers. El cual puede ser llamado osteona.

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“Honestamente podría decir que Kenhub disminuyó mi tiempo de estudio a la mitad” – Leer más. Kim Bengochea Kim Bengochea, Universidad Regis, Denver

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