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233 8 Tejido óseo La matriz ósea contiene sobre todo colágeno tipo I junto con otras proteínas (no colágenas) de la matriz. El principal componente estructural de la matriz ósea es el colágeno tipo I y, en menor medida, el colágeno tipo V. En la matriz también se han encontrado vestigios de otros tipos de colágeno, como los tipos III, XI, XIII. Todas las moléculas de colágeno constituyen alrededor del 90 % del peso total de las proteínas de la matriz ósea. La matriz también contiene otras proteínas (no colágenas) que componen la sustancia fundamental del tejido óseo. Como componente menor del hueso, ya que constituye sólo el 10 % del peso total de proteínas de la matriz ósea, es esen- cial para el desarrollo, el crecimiento, el remodelado y la re- paración ósea. Tanto el colágeno como los componentes de la sustancia fundamental se mineralizan para formar el tejido óseo. Los cuatro grupos principales de proteínas no colágenas que se encuentran en la matriz ósea son los siguientes: • Macromoléculas de proteoglucanos, que contienen una proteína central con cantidades diversas de cadenas late- rales de glucosaminoglucanos (hialuronano, condroitín sulfato, y querantán sulfato) unidos en forma covalente. Contribuyen a que el hueso ofrezca resistencia a la com- GENERALIDADES DEL TEJIDO ÓSEO El tejido óseo es un tejido conjuntivo que se caracteriza por una matriz extracelular mineralizada. El tejido óseo es una forma especializada de tejido conjun- tivo que, al igual que otros tejidos conjuntivos, se compone de células y matriz extracelular. La característica que distingue el tejido óseo de otros tejidos conjuntivos es la mineralización de su matriz, que produce un tejido muy duro capaz de propor- cionar sostén y protección. El mineral es el fosfato de calcio en la forma de cristales de hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2]. En virtud de su contenido mineral, el tejido óseo también sirve como sitio de almacenamiento de calcio y fosfato. Tanto el calcio como el fosfato se pueden movilizar de la matriz ósea y ser captados por la sangre según sea necesario para man- tener las concentraciones apropiadas en todo el organismo. Por lo tanto, además de sostén y protección, el tejido óseo desempeña un papel secundario importante en la regulación homeostática de los niveles de calcio en la sangre. GENERALIDADES DEL TEJIDO ÓSEO / 233 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS HUESOS / 235 El hueso como un órgano / 235 Superficie externa de los huesos / 236 Cavidades óseas / 236 TIPOS DE TEJIDO ÓSEO / 237 Hueso maduro / 237 Hueso inmaduro / 238 CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO / 240 Células osteoprogenitoras / 240 Osteoblastos / 241 Osteocitos / 242 Células de revestimiento óseo / 245 Osteoclastos / 245 FORMACIÓN DEL HUESO / 250 Osificación intramembranosa / 250 Osificación endocondral / 252 Crecimiento del hueso endocondral / 254 Desarrollo del sistema osteonal (de Harves) / 258 MINERALIZACIÓN BIOLÓGICA Y VESÍCULAS MATRICIALES / 260 ASPECTOS FISIOLÓGICOS DEL TEJIDO ÓSEO / 261 BIOLOGÍA DE LA REPARACIÓN ÓSEA / 261 Cuadro 8-1 Correlación clínica: enfermedades de las articulaciones / 236 Cuadro 8-2 Correlación clínica: osteoporosis / 256 Cuadro 8-3 Correlación clínica: factores nutricionales en la osificación / 258 Cuadro 8-4 Consideraciones funcionales: regulación hormonal del crecimiento óseo / 258 HISTOLOGÍA 101. Puntos esenciales / 263 8 Tejido óseo CH008.indd 233 07/09/2015 01:29:22 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 234 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo G EN ER A LI D A D ES D EL T EJ ID O Ó S EO • Células osteoprogenitoras, que son células derivadas de las células madre mesenquimales; dan origen a los osteo- blastos. • Osteoblastos, que son células que secretan la matriz ex- tracelular del hueso; una vez que la célula queda rodeada por la matriz secretada, pasa a llamarse osteocito. • Células de revestimiento óseo, que permanecen en la superficie ósea cuando no hay crecimiento activo. Derivan de aquellos osteoblastos que quedan después del cese del depósito óseo. • Osteoclastos, que son células de resorción ósea presentes en las superficies óseas donde el hueso se está eliminando o remodelando (reorganizando) o donde el hueso ha sido dañado. Las células osteoprogenitoras y los osteoblastos son precur- sores del desarrollo de los osteocitos. Los osteoclastos son cé- lulas fagocíticas producto de la fusión de células progenitoras hematopoyéticas en la médula ósea, que dan origen a los lina- jes granulocítico neutrófilo y monocítico. Cada una de estas células se describe en detalle más adelante. presión. También son responsables de la fijación de los factores de crecimiento y puede inhibir la mineralización. Los proteoglucanos se describen en detalle en el capítulo 6 (tabla 6-3, pág. 185). • Glucoproteínas multiadhesivas, que intervienen en la adhesión de las células óseas y las fibras colágenas a la sustancia fundamental mineralizada. Algunas de las glu- coproteínas más importantes son la osteonectina, que sirve como adhesivo entre el colágeno y los cristales de hidroxiapatita; la podoplanina (E11), que es producida exclusivamente por los osteocitos en respuesta el estrés mecánico; la proteína de la matriz de dentina (DMP), que es crítica para la mineralización de la matriz ósea y las sialoproteínas, como la osteopontina (conocida como BSP-1), que media la adhesión de las células a la matriz ósea y la BSP-2, que media la adhesión celular e inicia la formación de fosfato de calcio durante el proceso de mi- neralización. • Proteínas dependientes de vitamina K osteoespecífi- cas, incluida la osteocalcina, que captura el calcio de la circulación y atrae y estimula los osteoclastos en el remo- delado óseo; la proteína S, que contribuye a la elimina- ción de las células que sufren apoptosis y la proteína Gla de la matriz (MGP), que participa en el desarrollo de las calcificaciones vasculares. • Factores de crecimiento y citocinas, que son pequeñas proteínas reguladoras, como el factor de crecimiento si- milar a la insulina (IGF), el factor de necrosis tumoral a (TNFa), el factor de crecimiento transformante b (TGF-b), los factores de crecimiento derivados de plaque- tas (PDGF), las proteínas morfogénicas óseas (BMP), la esclerostina (antagonista de BMP) y las interleucinas (IL-1, IL-6). Los miembros más singulares de este grupo son las BMP debido a que inducen la diferenciación de célu- las mesenquimatosas en osteoblastos, las células formado- ras del hueso. La BMP-7 humana recombinante, también conocida como proteína osteogénica-1 (OP-1), ahora se utiliza clínicamente para inducir el crecimiento óseo des- pués de la cirugía de defectos óseos mayores, fusiones de la columna o la implantación de materiales de injerto. La matriz ósea contiene lagunas conectadas por una red de canalículos. En la matriz ósea hay espacios llamados lagunas, cada una de las cuales contiene una célula ósea u osteocito. El osteocito extiende una gran cantidad de evaginaciones en pequeños túneles llamados canalículos. Los canalículos atraviesan la matriz mineralizada, conectando lagunas contiguas y permi- tiendo el contacto entre las evaginaciones de los osteocitos vecinos (lámina 11, pág. 265). De esta manera, se forma una red continua de canalículos y lagunas con células y sus eva- ginaciones en toda la masa de tejido mineralizado. La mi- croscopia electrónica muestra que las evaginaciones de los osteocitos están comunicadas a través de uniones de hendi- duras. El tejido óseo depende de los osteocitos para mantener su viabilidad. Además de los osteocitos, en el tejido hay otros cuatro tipos celulares: FIGURA 8-1 ▲ Epífisis de un hueso largo de adulto. Esta fo- tografía muestra un corte longitudinal de la epífisis proximal del fémur des- pués de que el hueso se procesó por hidrólisis alcalina. El interior del hueso presenta una configuración esponjosa y representa el hueso esponjoso (tra- beculado). Se compone de numerosas intercomunicaciones de cordonesóseos separadas por un laberinto de espacios medulares intercomunicados. La orientación tridimensional de las cordones óseos no es aleatoria, pero se correlaciona con la magnitud y la dirección de las cargas de articulación de la cadera (fuerzas que actúan sobre la articulación de la cadera y que se transmiten a la cabeza del fémur). La porción externa del hueso tiene una estructura sólida y representa un hueso compacto (denso). Es particular- mente bien visible en la diáfisis, que encierra la cavidad de la médula ósea. El recuadro de la zona rectangular muestra la ampliación de interfase entre el hueso esponjoso y el compacto. CH008.indd 234 07/09/2015 01:29:23 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 235 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo ES TR U C TU R A G EN ER A L D E LO S H U ES O S El tejido óseo se clasifica en compacto (denso) y esponjoso (trabeculado). Si se corta un hueso, pueden reconocerse dos organizaciones estructurales distintas de tejido óseo (fig. 8-1 y lámina 12, pág. 267).Una capa densa, compacta, forma la superficie ósea externa (hueso compacto); una malla de aspecto esponjoso que está compuesta por cordones (delgadas espículas del te- jido óseo anastomosadas), forma el interior del hueso (hueso esponjoso). Los espacios dentro de la malla están comuni- cados y, en un hueso vivo, contienen la médula y los vasos sanguíneos. Los huesos se clasifican según su forma; la ubicación de los tejidos óseos compacto y esponjoso varía de acuerdo con la forma del hueso. Los tejidos óseos compacto y esponjoso se encuentran en par- tes específicas de los huesos. Es útil, entonces, describir breve- mente las clases de huesos y comentar dónde están ubicados los dos tipos de tejido óseo. Según su forma, los huesos se pueden clasificar en cuatro grupos: • Huesos largos, que tienen una longitud mayor que las otras dos dimensiones y consisten en una diáfisis y dos epífisis (p. ej., la tibia y los metacarpianos). En la figura 8-2 se muestra un diagrama esquemático de un hueso largo cortado en sentido longitudinal a través de la diá- fisis. • Huesos cortos, que tienen sus tres dimensiones casi igua- les (p. ej., los huesos carpianos de la mano). • Huesos planos, que son delgados y anchos (p. ej., los huesos del calvario (calota craneal) y el esternón). Están formados por dos capas relativamente gruesas de tejido óseo compacto con una capa intermedia de tejido óseo esponjoso. • Huesos irregulares, que poseen una forma que no per- mite clasificarlos dentro de ninguno de los tres grupos anteriores; la forma puede ser compleja (p. ej., vértebra) o el hueso puede contener espacios aéreos o senos (p. ej., etmoides). Los huesos largos tienen un cuerpo, llamado diáfisis y dos extremos expandidos que reciben el nombre de epí- fisis (v. fig. 8-2). La superficie articular de la epífisis está cubierta de cartílago hialino. La porción dilatada del hueso entre la diáfisis y la epífisis se denomina metáfisis. Se ex- tiende desde la diáfisis hasta la línea epifisaria. Una gran cavidad ocupada por la médula ósea, llamada cavidad me- dular, forma la parte interna del hueso. En la diáfisis, casi todo el espesor del tejido óseo es compacto; a lo sumo, sólo una pequeña cantidad de hueso esponjoso rodea la cavidad. En las epífisis sucede lo contrario. Allí, el hueso esponjoso es abundante y el hueso compacto apenas forma una delgada cubierta externa (v. fig. 8-1). Los huesos cortos poseen una corteza de tejido óseo com- pacto y en su interior hay tejido óseo esponjoso y espacios medulares. Estos suelen formar articulaciones móviles con sus vecinos; al igual los huesos largos, sus superficies articulares están cubiertas por cartílago hialino. El resto de la superficie externa del hueso está cubierto por una cápsula de tejido con- juntivo fibroso, el periostio. ESTRUCTURA GENERAL DE LOS HUESOS El hueso como un órgano Los huesos son los órganos del sistema esquelético; el te- jido óseo es el componente estructural de los huesos En general, el hueso está compuesto por tejido óseo y otros tejidos conjuntivos, incluidos el tejido hematopoyético, el te- jido adiposo, los vasos sanguíneos y los nervios. Si el hueso forma parte de una articulación móvil, también llamada ar- ticulación sinovial, entonces hay cartílago hialino. La capa- cidad del hueso para llevar a cabo su función esquelética se debe al tejido óseo, a los ligamentos y, cuando está presente, al cartílago articular (hialino). Cartílago articular sobre la superficie articular Línea epifisaria Hueso esponjoso Cavidad medular Periostio Epífisis proximal Diáfisis Metáfisis Cartílago articular sobre la superficie articular Epífisis distal Metáfisis Hueso compacto Médula ósea FIGURA 8-2 ▲ Estructura de un hueso largo típico. La diáfisis (eje) de un hueso largo en el adulto, posee la médula ósea amarilla en una amplia cavidad medular rodeada por un tubo de pared gruesa de hueso compacto. La superficie interna del hueso compacto puede estar revestida por una cantidad pequeña de hueso esponjoso. Los extremos, o epífisis, proximal y distal del hueso largo se componen principalmente de hueso esponjoso revestido por una delgada capa externa de hueso compacto. La metáfisis es la parte ensanchada que sirve de unión entre la diáfisis y las epífisis. A excepción de las superficies articulares que están cubiertas de cartílago (articular) hialino, indicado en azul, la superficie externa del hueso posee una capa fibrosa de tejido conjuntivo llamado periostio. CH008.indd 235 07/09/2015 01:29:24 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 236 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo ES TR U C TU R A G EN ER A L D E LO S H U ES O S Superficie externa de los huesos Los huesos están cubiertos por el periostio, una vaina de tejido conjuntivo fibroso que contiene células osteopro- genitoras. Los huesos están revestidos por el periostio excepto en las regiones donde se articulan con otro hueso. En este último caso, la superficie articular está cubierta por cartílago. El periostio que cubre al hueso en crecimiento activo, se com- pone de una capa fibrosa externa que se asemeja a otros te- jidos conjuntivos densos y de una capa más celular interna que contiene las células osteoprogenitoras. Si no se está for- mando tejido óseo en la superficie del hueso, la capa fibrosa es el componente principal del periostio y la capa interna no está bien definida. Sin embargo, con el estímulo apropiado, las relativamente pocas células que están presentes, las cé- lulas del periostio, son capaces de sufrir mitosis y diferen- ciarse a osteoblastos. En general, las fibras colágenas del periostio son paralelas a la superficie del hueso y forman una cápsula. La naturaleza del periostio es diferente en los sitios donde los ligamentos y los tendones se unen al hueso. Las fibras colágenas de estas estructuras se extienden de manera oblicua o en ángulos rec- tos al eje más largo del hueso, y se continúan con las fibras colágenas de la matriz extracelular. Estas fibras se denomi- nan fibras perforadoras o de Sharpey. Se extienden hacia las laminillas intersticiales y circunferenciales externas, pero por lo general no entran en las osteonas. En las articulaciones móviles (sinoviales) el hueso se pro- tege con cartílago. Cuando un hueso se une con otro, como en las articulacio- nes sinoviales, las superficies óseas de contacto se conocen como superficies articulares. Estas superficies se encuen- tran cubiertas por cartílago hialino, también denominado cartílago articular por su ubicación y función; el cartílago articular está expuesto en la cavidad articular. Este cartílago no se encuentra revestido por pericondrio. Los detalles del cartílago articular se comentan en el cap. 7 (pág. 214) y en el cuadro 8-1. Cavidades óseas Las cavidades óseas están revestidas por endostio, una capa de células de tejido conjuntivo que contiene células osteoprogenitoras. El tejido derevestimiento, tanto del hueso compacto que delimita la cavidad medular como el de los cordones del hueso esponjoso, se conoce como endostio. El endostio suele ser sólo de una capa de células de espesor y consiste en células osteoprogenitoras que pueden diferenciarse en células secreto- ras de matriz ósea, los osteoblastos, y células de revestimiento óseo. Las células osteoprogenitoras y las células de revesti- miento óseo son difíciles de distinguir a nivel microscópico. Ambas son aplanadas con núcleos alargados y características citoplasmáticas inespecíficas. Debido a su ubicación dentro de las cavidades óseas, suelen llamarse células endosteales. La cavidad medular y los espacios del hueso esponjoso contienen médula ósea. La médula ósea roja se compone de células sanguíneas en diferentes etapas de diferenciación y una red de células reti- culares y fibras que funcionan como un armazón de sostén para el desarrollo de células y vasos. Conforme el individuo crece, la cantidad de médula roja no aumenta en propor- ción con el crecimiento óseo. En etapas posteriores del cre- cimiento y en los adultos, cuando la producción de células sanguíneas disminuye, la cavidad medular es ocupada en su mayor parte por tejido adiposo; entonces se le conoce como médula ósea amarilla. En respuesta a estímulos adecuados, como una hemorragia grave, la médula amarilla puede con- vertirse otra vez en médula roja. En el adulto, la médula roja se restringe a muy pocos lugares de hueso esponjoso , como son en el esternón y las crestas ilíacas. Las muestras para el diagnóstico de médula ósea, así como para el trasplante de médula se obtienen de estos sitios. CUADRO 8-1 Correlación clínica: enfermedades de las articulaciones La inflamación de las articulaciones o artritis puede ser cau- sada por muchos factores y puede producir grados variables de dolor y discapacidad por la respuesta patológica del cartí- lago articular ante las lesiones. El traumatismo simple de una articulación por un único incidente o por ataques repetidos, puede dañar el cartílago articular en un grado tal que se calcifica y empieza a ser reemplazado por tejido óseo. Este proceso puede conducir a la anquilosis (es decir, la fusión ósea en la articulación y la consiguiente pérdida de movimiento). Las articulaciones del tobillo y la rodilla en los corredores y jugadores de fútbol y las articulaciones de muñeca y dedos de músicos de ins- trumentos de cuerda son especialmente vulnerables a este trastorno. Las respuestas inmunitarias o procesos infecciosos que afectan las articulaciones, como ocurre en la artritis reu- matoidea o en la tuberculosis, también pueden dañar los cartílagos articulares, y producir dolor articular intenso y an- quilosis progresiva. La cirugía de reemplazo de la articulación dañada por un dispositivo protésico con frecuencia alivia el dolor y restaura la movilidad articular en personas con disca- pacidad importante. Otra causa común de lesión del cartílago articular es la deposición de cristales de ácido úrico en las articulaciones, en particular en las de los dedos de los pies y manos. Este trastorno se conoce como artritis gotosa o, simplemente, gota. La gota se ha vuelto más común debido al uso gene- ralizado de los diuréticos tiazídicos en el tratamiento de la hipertensión. En individuos con predisposición genética, la gota es el efecto colateral más común de estos fármacos. La causa del dolor intenso e insoportable en la gota es el depósito de cristales de uratos afilados en la articulación. La irritación también contribuye la formación de depósitos calcáreos que deforman la articulación y limitan sus movi- mientos. CH008.indd 236 07/09/2015 01:29:24 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 237 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo TIP O S D E TEJID O Ó S EO guiendo un patrón radial con respecto al conducto (lámina 11, pág. 265). El sistema de canalículos que se abre al con- ducto osteonal también sirve para el intercambio de sustancias entre los osteocitos y los vasos sanguíneos. Entre las osteonas hay restos de laminillas concéntricas antiguas llamadas lami- nillas intersticiales (v. fig. 8-3). Debido a esta organización, el hueso maduro también se llama hueso laminillar. El eje longitudinal de una osteona suele ser paralelo al eje longitudinal del hueso. Las fibras colágenas de cada una de las laminillas concéntricas de una osteona son paralelas entre sí en cualquier laminilla dada, pero orientadas en una dirección diferente a la que adoptan las fibras en las laminillas conti- guas. Esta disposición le confiere un aspecto madera terciada a la superficie de corte del hueso laminillar y le imparte una gran resistencia a la osteona. El hueso laminillar también se encuentra en otros sitios fuera de la osteona. Las laminillas circunferenciales siguen la totalidad de las circunferencias interna y externa de la diáfi- sis de un hueso largo, y se ven parecidas a los anillos de creci- miento de un árbol (v. fig. 8-3). Los conductos perforantes (de Volkmann) son túneles en el hueso laminillar a través de los cuales pasan vasos sanguíneos y nervios desde las superfi- cies del periostio y endostio para alcanzar el conducto osteo- nal (de Havers); también conectan los conductos de Havers entre sí (fig. 8-4). Suelen extenderse más o menos perpendi- culares al eje longitudinal de las osteonas y del hueso (v. fig. 8-3). Los conductos de Volkmann no están rodeados por la- minillas concéntricas, una característica clave en su identifi- cación histológica. El hueso esponjoso maduro tiene una estructura similar al hueso compacto maduro. El hueso esponjoso maduro es similar en estructura al hueso compacto maduro, excepto que el tejido se distribuye for- mando cordones o espículas; en el tejido óseo están presen- tes abundantes espacios medulares de intercomunicación de diversos tamaños. La matriz del hueso es laminillar. La irrigación sanguínea de la diáfisis de los huesos largos está dada principalmente por arterias que entran en la ca- vidad medular a través del foramen nutricio. El foramen nutricio es un orificio en el hueso a través del cual pasan los vasos sanguíneos para alcanzar la médula ósea. La mayor cantidad de éstos se encuentra en la diáfisis y las epífisis (fig. 8-5). Las arterias metafisarias complementan la irriga- ción sanguínea del hueso. El drenaje venoso se produce por medio de venas que abandonan el hueso a través del foramen nutricio o a través del tejido óseo de la diáfisis y luego corren por el periosto. Las arterias nutricias que irrigan la diáfisis y las epífisis aparecen durante embriogenia como los vasos principales de los brotes de periostio. Las arterias metafisarias, en cambio, tienen su origen en vasos del periostio que se incorporan a la metáfisis durante el proceso de crecimiento (es decir, cuando el hueso crece en ancho). La irrigación sanguínea del tejido óseo es esencialmente centrífuga. La sangre que nutre el tejido óseo sale de la cavidad medular hacia el hueso y después lo abandona a través de las venas del periostio; por lo tanto, su flujo es centrífugo. Con respecto TIPOS DE TEJIDO ÓSEO Hueso maduro El hueso maduro está compuesto por unidades estructura- les llamadas osteonas (sistemas de Havers). El hueso maduro está compuesto, en gran parte, por unida- des cilíndricas llamadas osteonas o sistemas de Havers (fig. 8-3). Las osteonas consisten en laminillas concéntricas de matriz ósea alrededor de un conducto central, el conducto osteonal (de Havers), que contiene el suministro vascular y nervioso de la osteona. Los canalículos que contienen las evaginaciones de los osteocitos se disponen generalmente si- Osteona Laminillas circunferenciales externas Laminillas circunferenciales internas Laminillas intersticiales Arteria osteonal Fibras colágenas Periostio Osteocito en laguna Conducto de Havers Endostio osteonal Laminillas óseas Conducto de Volkman Endostio FIGURA 8-3 VDiagrama de un bloque de hueso compacto extraído de la diáfisis de un hueso largo. Las laminillas concéntri- cas y el conducto de Havers que ellas rodean, constituyen la osteona (o el sistema de Havers). Uno de los sistemas de Havers de este diagrama se ha dibujado como una estructura cilíndrica alargada y escalonada que sobresale del plano superior del bloque. Concurren a su formación varias laminillas concéntricas que se han eliminado parcialmente para mostrar la orientación perpendicular de las fibras colágenas en las laminillas contiguas. Entre los sistemas de Havers hay laminillas intersticiales, que son restos de sistemas similares más antiguos que aparecen como con- secuencia del remodelado óseo. En las superficies interna y externa del hueso compacto de este diagrama, se ven laminillas adicionales (las lami- nillas circunferenciales internas y externas) que se distribuyen en capas gruesas. La laminilla circunferencial más interna está cubierta por una fina capa de endostio que se encuentra en contacto con la cavidad medu- lar, mientras que la superficie externa del hueso tiene un revestimiento de periostio. En el interior de los conductos de Havers y Volkman se han dibujado ramas de las arterias nutricias acompañadas de venas peque- ñas. Estas arterias y vasos también irrigan el periostio y el endostio. CH008.indd 237 07/09/2015 01:29:25 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 238 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo TI P O S D E TE JI D O Ó S EO a la nutrición misma del hueso, los conductos de Volkmann proveen la vía de entrada principal para los vasos que atravie- san el tejido óseo compacto. Los vasos sanguíneos más peque- ños se introducen en los conductos de Havers, que contienen una arteriola y una vénula o un solo capilar. Una menor irri- gación proviene de los vasos del periostio, que suelen irrigar sólo la porción más externa del tejido óseo compacto (v. fig. 8-5). El tejido óseo carece de vasos linfáticos; solo el periostio posee drenaje linfático. Hueso inmaduro El tejido óseo que se forma primero en el esqueleto de un feto en desarrollo se llama hueso inmaduro. Difiere del hueso maduro en varios aspectos (fig. 8-6): • El hueso inmaduro no exhibe aspecto laminillar orga- nizado. Por la disposición de sus fibras colágenas, esta variedad ósea se denomina no laminillar. El hueso no laminillar también se conoce como hueso entretejido o hueso fasciculado debido a la disposición entrelazada de las fibras colágenas. • El hueso inmaduro contiene una cantidad relativamente mayor de células por unidad de volumen que el hueso ma- duro. • Las células del hueso inmaduro tienen la tendencia a dis- tribuirse en forma aleatoria, mientras que en el hueso ma- duro las células se orientan con su eje mayor paralelo a las laminillas. • La matriz del hueso inmaduro posee más sustancia fun- damental que la del hueso maduro. La matriz del tejido óseo inmaduro se tiñe mejor con la hematoxilina, mien- tras que la matriz del hueso maduro se tiñe más intensa- mente con la eosina. Epífisis Cartílago articular Diáfisis Metáfisis Arteria epifisaria Arterias del periostio Arteria nutricia Arteria metafisaria Hueso compacto FIGURA 8-5 V Diagrama de la irrigación de un hueso largo maduro. La arteria nutricia y las arterias epifisarias se introducen en el hueso a través de agujeros nutricios que aparecen durante la embriogé- nesis como las vías de acceso para los vasos principales de los brotes del periostio. Las arterias metafisarias tienen su origen en los vasos del perios- tio que quedan incorporados en la metáfisis conforme el hueso aumenta su diámetro. FIGURA 8-4 ▲ Reconstrucción tridimensional de los conductos de Havers y Volkmann de un hueso compacto. a. Esta fotografía muestra la ampliación de la interfase entre el hueso compacto y el esponjoso de una diáfisis del fémur. b. Con el uso de tomografía computarizada (CT) cuantitativa de alta resolución, se obtuvo una reconstrucción tridimensional de los conductos de Havers y Volkmann a partir de una pequeña área del hueso compacto que se indica en la fotografía contigua. Debe notarse que todos los conductos de Havers corren de forma paralela entre sí en la misma dirección y están intercomunicados por conductos de Volkmann orientados de forma perpendicular. 180 X. (Cortesía del Dr. Mark Knackstedt, Autralian National University). Conductos de Havers Conductos de VolkmannHueso compactoHueso esponjosoa b CH008.indd 238 07/09/2015 01:29:26 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 239 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo TIP O S D E TEJID O Ó S EO Si bien no resulta obvio en cortes histológicos típicos (fig. 8-7), el hueso inmaduro no se mineraliza completamente desde el inicio, en tanto que el hueso maduro sufre una mi- neralización prolongada. La mineralización secundaria del hueso maduro es evidente en las microrradiografías de pre- parados obtenidos por el método de desgaste, en las cuales se observa que los sistemas de Havers más recientes están menos mineralizados que los más antiguos (v. fig. 8-25). El hueso inmaduro se forma con una rapidez mayor que el maduro. Si bien el hueso maduro es claramente la princi- pal forma ósea en el adulto y el hueso inmaduro es el tipo de hueso más importante en el feto, en el adulto suelen aparecer Conducto de resorciónHUESO COMPACTO MADURO HUESO ESPONJOSO MADURO HUESO INMADURO Osteoclasto Osteona Laminilla concéntrica Osteocito Osteocito Laminilla intersticial a b c FIGURA 8-6 V Diagrama de hueso inmaduro, maduro y esponjoso. a. Los huesos (entretejido) inmmaduros no tienen un aspecto laminar organizado debido a la disposición de entrelazado de las fibras colágenas. Las células tienden a distribuirse al azar. b. Las células del hueso com- pacto maduro se disponen siguiendo una forma circular que refleja la estructura laminillar del sistema de Havers. Los conductos de resorción del hueso maduro están revestidos por osteoclastos (en el corte de conos) y tienen sus ejes longitudinales orientados en la misma dirección que los conductos de Havers. c. El hueso esponjoso maduro representa una malla de cordones (espículas de anastomosis delgadas del tejido óseo). Los espacios dentro de la malla son continuos y, en un hueso vivo, están ocupados por la médula ósea. a b O O FIGURA 8-7 ▲ Fotomicrografías de huesos inmaduro y maduro descalcificados. a. Hueso inmaduro descalcificado, teñido con H&E, en donde se ve la relación de las células con la matriz extracelular. El hueso inmaduro tiene más células y la matriz no se organiza en laminillas osteónicas. 130 X. b. En este corte transversal de hueso compacto maduro descalcificado teñido con H&E aparecen varias osteonas (O) con laminillas concéntricas. Los conductos de Havers contienen vasos sanguíneos, nervios y tejido conjuntivo. Los osteocitos experimentan una retracción consi- derable durante la preparación de muestras de rutina, dejando al descubierto las lagunas vacías con un pequeño núcleo adherido a sus paredes. El hueso maduro tiene menos osteocitos por unidad de volumen que el hueso inmaduro. Cabe destacar la presencia de laminillas intersticiales entre las osteonas vecinas. 160 X. CH008.indd 239 07/09/2015 01:29:29 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 240 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo C ÉL U LA S D EL T EJ ID O Ó S EO Cartílago Células de revestimiento (células del periostio) Células del endostio Osteoblastos Osteocitos Células osteoprogenitoras Citoblasto mesenquimático Células progenitora de granulocitos/monocitos (GMP, CFU-GM)) Osteoclastos activos Osteoclastos inactivos FIGURA 8-8 V Representación esquemática de las células asociadas con el hueso. Todas las células, excepto los osteoclastos, se originan en las células madre mesenquimatosas, que se diferencian en células osteoprogenitoras, osteoblastos, osteocitos y, finalmente, células de revestimiento óseo. Las células de revestimientoóseo que están sobre las superficies externas del hueso son parte del periostio, de ahí la denomi- nación de células del periostio. Las células de revestimiento óseo ubicadas en las superficies internas en general se denominan células del endostio. Debe tenerse en cuenta que las células osteoprogenitoras y las células de revestimiento óseo tienen un aspecto microscópico similar y suele ser difícil distinguir unas de otras. Los osteoclastos se originan a partir de células progenitoras hematopoyéticas, que se diferencian en células de resorción ósea. Los detalles específicos de la diferenciación de osteoclastos se ilustran en la figura 8-15. FIGURA 8-9 V Fotomicrografía de una espícula ósea en crecimiento teñida con la técnica de Mallory-Azan. Los osteoci- tos están incluidos en la matriz ósea de la espícula, que se ha teñido de azul oscuro. Estas células son metabólicamente activas y depositan la ma- triz ósea no mineralizada (osteoide). Varios osteoblastos están alineados sobre la superficie derecha de la espícula. Entre estas células y la espícula del tejido óseo calcificado, hay una delgada capa de osteoide que se tiñe de azul pálido. Este es el material de matriz no calcificado que producen los osteoblastos. Una de las células (flecha) está prácticamente rodeada por el osteoide que ha producido; por tanto puede llamarse osteocito. En la superficie izquierda de la espícula, del lado en el que ella no crece, hay osteoblastos inactivos. Estas células tienen núcleos aplanados y un citoplasma adelgazado. 550 X. regiones de tejido óseo inmaduro, en especial donde el hueso se está remodelando. Es común encontrar hueso inmaduro en los alvéolos dentarios de la cavidad bucal del adulto y en los sitios donde los tendones se insertan en los huesos. El hueso inmaduro de los alvéolos dentarios es el que hace posible las correcciones ortodónticas incluso en los adultos. CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO Como ya se mencionó, los tipos celulares que existen en el tejido óseo son cinco: células osteoprogenitoras, osteoblastos, osteocitos, células de revestimiento óseo y osteoclastos. Con excepción del osteoclasto, cada una de estas células puede considerarse como una forma diferenciada del mismo tipo de célula básica (fig. 8-8). Cada una sufre una transformación desde una forma más inmadura a una forma más madura en relación con la actividad funcional (crecimiento óseo). En contraste, el osteoclasto se origina a partir de una línea celular diferente y actúa en la resorción ósea, una actividad asociada con el remodelado de los huesos. Células osteoprogenitoras La célula osteoprogenitora se deriva de células madre me- senquimatosas. La osteogénesis, es el proceso de formación del hueso nuevo, lo cual es esencial para la función ósea normal. Se re- quiere una población de células osteoprogenitoras renova- bles (células precursoras de osteoblastos) que son sensibles a los estímulos moleculares que las transforman en células for- madoras de tejido óseo. Las células osteoprogenitoras derivan de células madre mesenquimatosas de la médula ósea que tienen el potencial de diferenciarse en diferentes tipos celula- res, incluidos fibroblastos, osteoblastos, adipocitos, condro- citos y células musculares. El factor clave que desencadena la diferenciación de las células osteoprogenitoras es un factor de transcripción llamado factor fijador central alfa 1 (CBFA1 = core binding factor alpha-1) o factor de transcripción 2 relacionado con runt (RUNX2). Esta proteína impulsa la expresión de genes que son característicos del fenotipo del os- CH008.indd 240 07/09/2015 01:29:30 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 241 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo C ÉLU LA S D EL TEJID O Ó S EO teoblasto. Los IGF-1 e IGF-2 estimulan la proliferación de las células osteoprogenitoras y la diferenciación en los osteoblas- tos. Como se mencionó en la página 222, las proteínas mor- fogénicas óseas (BMP) también desempeñan un papel en la diferenciación de los osteoblastos. Estudios clínicos recientes, han demostrado que la estimulación con pulsos electromag- néticos han sido beneficos en la curación de fracturas óseas debido a un aumento en la regeneración del tejido óseo. Este efecto está relacionado con el aumento de la diferenciación de las células osteoprogenitoras después de la estimulación con un campo electromagnético. En el futuro, esta técnica puede ser explorada como una estrategia eficiente en la ingeniería de tejidos para tratar defectos óseos en el cráneo, el cuello y la columna vertebral. La célula osteoprogenitora es una célula en reposo que puede transformarse en un osteoblasto y secretar matriz ósea. Las células osteoprogenitoras se encuentran en las superfi- cies externa e interna de los huesos y también pueden residir en el sistema microvascular que irriga el tejido óseo. Desde el punto de vista morfológico, comprenden las células del pe- riostio que forman la capa más interna del periostio y las cé- lulas del endostio que revisten las cavidades medulares, los conductos osteonales (de Havers) y los conductos perforantes (de Volkmann). En los huesos en crecimiento, las células osteo- progenitoras aparecen aplanadas o escamosas un tanto pálidas, con un núcleo alargado u ovoide y un citoplasma acidófilo o li- geramente basófilo. Las fotomicrografías electrónicas permiten perfiles de retículo endoplásmico rugoso (RER) y ribosomas li- bres, así como un pequeño aparato de Golgi y otros orgánulos. Osteoblastos El osteoblasto es la célula formadora de hueso diferenciada que secreta la matriz ósea. Al igual que sus parientes cercanos, el fibroblasto y el con- droblasto, el osteoblasto es una célula secretora versátil que conserva la capacidad de dividirse. Secreta tanto el colágeno tipo I (que constituye el 90 % de la proteína ósea) como las L L CB C C Os Ob Oc OpcOb Os Ob M FIGURA 8-10 ▲ Fotomicrografía electrónica de formación ósea activa. Esta fotomicrografía electrónica muestra una superficie de crecimiento similar a la de la espícula ósea de la fotomicrografía precedente (fig. 8-9). En el ángulo inferior derecho se ve la cavidad medular (M) con sus células sanguíneas en desarrollo. Entre la médula y los osteoblastos (Ob) son visibles las células osteoprogenitoras (Opc), que tienen un núcleo alargado u ovoide. Los osteoblastos aparecen alineados a lo largo de la porción de crecimiento del hueso, que está cubierta por una capa de osteoide (Os). En esta misma región, una de las células (ángulo superior derecho) incluida en el osteoide exhibe una prolongación pequeña (flecha). Esta célula, por estar completamente rodeada de osteoide, ahora puede llamarse osteocito (Oc). El resto de la fotomicrografía (arriba a la izquierda) muestra la matriz ósea calcificada (CB). Dentro de la matriz hay canalículos (C) que contiene evaginaciones de osteocitos. El límite de las dos laminillas óseas contiguas (L) formadas previamente se ve como una línea oscura irregular. 9 000 X. CH008.indd 241 07/09/2015 01:29:31 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 242 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo C ÉL U LA S D EL T EJ ID O Ó S EO proteínas de la matriz ósea, que constituyen la matriz no mineralizada inicial, llamada osteoide. Las proteínas de la matriz ósea producidas por el osteoblasto incluyen proteínas fijadoras de calcio como la osteocalcina y la osteonectina, las glucoproteínas multiadhesivas como las sialoproteínas óseas (BSP 1 [osteopontina] y BSP 2), la trombospondina, proteoglucanos y sus agregados y la fosfatasa alcalina (ALP). Las concentraciones de ALP y de osteocalcina en cir- culación sanguínea se utilizan en clínica como marcadores de la actividad de los osteoblástos. El osteoblasto también es responsable de la calcificación de la matriz ósea. Parece que el proceso de calcificación es ini- ciado por el osteoblasto mediante la secreción hacia la matriz de pequeñas vesículas matriciales, de entre 50 nm a250 nm de diámetro limitadas por la membrana. Las vesículas contie- nen gran cantidad de ALP y se secretan activamente sólo du- rante el período en el que la célula produce la matriz ósea. La función de estas vesículas se comenta más adelante en este ca- pítulo (pág. 260). Los osteoblastos se reconocen con el microscopio óptico por su forma cuboide o poliédrica y su distribución monoes- tratificada en la superficie donde se está formando tejido óseo (fig. 8-9). La matriz recién sintetizada no es inmediatamente calcificada. Apenas se tiñe, si es que lo hace, en comparación con la matriz madura mineralizada, que es teñida fuertemente por la eosina. Debido a esta propiedad de tinción de la matriz recién formada, los osteoblastos parecen estar separados del hueso por una banda clara. Esta banda representa al osteoide, la ma- triz no mineralizada. El citoplasma de los osteoblastos es notablemente basófilo, y el aparato de Golgi, debido a su tamaño, a veces se observa como una región clara junto al núcleo. Con la técnica del ácido peryódico-reactivo de Schiff (PAS) en el citoplasma se descubren pequeños gránulos y con las técnicas histoquímicas adecuadas puede detectarse una reacción intensa de ALP aso- ciada con la membrana celular. En contraste con los osteoblastos secretores que se ven donde hay depósito activo de matriz, los osteoblastos inacti- vos son células aplanadas que revisten la superficie ósea. Estas células se parecen a las células osteoprogenitoras. Los osteo- blastos responden a estímulos mecánicos para mediar los cambios en el crecimiento óseo y el remodelado de los hue- sos. A medida que se deposita la matriz osteoide, el osteo- blasto queda finalmente rodeado por ella y, por lo tanto, se convierte en un osteocito. No todos los osteoblastos se designan para convertirse en osteocitos. Sólo del 10 % al 20 % de los osteoblastos se dife- rencian en osteocitos. Otros se transforman en células inac- tivas y se convierten en células de revestimiento del endostio o periostio (v. fig. 8-8.); no obstante, la mayoría de los osteo- blastos sufren apoptosis. Las evaginaciones de los osteoblastos están en contacto con las de otros osteoblastos y osteocitos por medio de uniones de hendidura. Con el microscopio electrónico se ve que los osteoblastos po- seen evaginaciones citoplasmáticas muy delgadas que se in- troducen en el osteoide producido por la célula y entran en contacto con las evaginaciones similares de osteocitos vecinos mediante uniones de hendidura. Esta formación inicial de uniones entre un osteoblasto y los osteocitos contiguos (como así también entre los osteoblastos contiguos) permite que las células vecinas dentro del tejido óseo se comuniquen. El citoplasma del osteoblasto se caracteriza por una gran cantidad de RER y ribosomas libres (fig. 8-10). Esto con- cuerda con su basofilia en la microscopia óptica, como así también con su función en la síntesis de colágeno y proteo- glucanos para la matriz extracelular. En el aparato de Golgi y en regiones del citoplasma, hay muchas vesículas con un con- tenido que consiste, según se presume, en precursores de la matriz. Estas vesículas corresponden a los gránulos PAS posi- tivos vistos en la microscopia óptica. Las vesículas matriciales, también producidas por el osteoblasto, parecen originarse por un mecanismo diferente, que consiste en la separación de eva- ginaciones esféricas de la membrana plasmática que quedan libres en la matriz. Otros orgánulos celulares incluyen mito- condrias en forma de bastón abundantes y cuerpos densos y lisosomas ocasionales. Osteocitos El osteocito es la célula ósea madura y está rodeada por la matriz ósea que secretó previamente como osteoblasto. Una vez que el osteoblasto queda totalmente rodeado por el osteoide o matriz ósea cambia su nombre a osteocito (v. fig. 8-9). El proceso de transformación de los osteoblastos en os- teocitos abarca unos tres días. Durante este tiempo, el osteo- blasto produce una gran cantidad de matriz extracelular (casi tres veces su propio volumen celular), reduce su volumen en casi un 70 % en comparación con el volumen original del osteoblasto, disminuye el tamaño y la cantidad de orgánu- los y desarrolla largos procesos celulares que se irradian de su cuerpo celular. Cada osteocito desarrolla en promedio alrede- dor de 50 procesos celulares. Después de la mineralización de la matriz ósea, cada osteocitos ocupa un espacio, o laguna, EOS BM OL FIGURA 8-11 ▲ Lagunas de osteocitos con una extensa red de canalículos. Esta fotomicrografía electrónica de barrido de un preparado de hueso, incluido en resina con la técnica de grabado ácido, de un ratón de cuatro meses de edad, muestra una red de canalículos que interconecta tres lagunas de osteocitos (OL) y células del endostio. En este método, la resina llena los espacios de la laguna de osteocitos, de canalículos, de osteoides y de medula ósea pero no penetra la matriz mineralizada ósea. Se suele utilizar ácido fosfórico para eliminar el mine- ral, lo que permite obtener un molde de resina. En la parte superior de la imagen se observan células de médula ósea (BM) que están separadas del tejido óseo por el endostio (EOS). 2 000 X. (Gentileza de la Dra. Lynda Bonewald). CH008.indd 242 07/09/2015 01:29:31 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 243 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo C ÉLU LA S D EL TEJID O Ó S EO que se adapta a la forma de la célula. Los osteocitos extienden sus evaginaciones citoplasmáticas a través de los canalículos en la matriz (fig. 8-11). Se comunican mediante estas evagi- naciones con los osteocitos vecinos y las células de revesti- miento óseo, a través de las uniones de hendidura formadas por la familia de conexinas que se expresan en el tejido óseo. Los osteocitos también pueden comunicarse en forma indi- recta con los osteoblastos, las células endoteliales del sistema vascular de la médula ósea, los pericitos de los vasos sanguí- neos y con otras células distantes a través de la expresión de diversas moléculas de señal, como el óxido nítrico y los trans- portadores de glutamato. Además de la comunicación típica célula a célula (uniones de hendidura que se comentaron en el cap. 5, pág. 143 a 146), los procesos de osteocitos contienen hemiconductos (la mitad sin contraparte de los conductos de uniones de hendidura) que proporcionan comunicación entre las células y la matriz extracelular. En los cortes teñidos con hematoxilina y eosina (H&E) los canalículos y sus evaginaciones no se logran observar. En cambio, en los preparados de hueso realizado con el método de desgaste, los canalículos son muy visibles (lámina 11, pág. 265). Los osteocitos son generalmente más pequeños que sus precursores por la cantidad reducida de citoplasma perinu- clear. Con frecuencia, en los preparados microscópicos de ru- tina la célula está muy distorsionada por la retracción y otros artefactos, producto de la descalcificación de la matriz antes de realizar los cortes del hueso. En estos casos, el núcleo puede ser el único elemento característico observable. En muestras bien conservadas, los osteocitos exhiben menos basofilia ci- toplasmática que los osteoblastos, pero son pocos los detalles adicionales que pueden verse (lámina 12, pág. 267). Los osteocitos son células metabólicamente activas y mul- tifuncionales que responden a las fuerzas mecánicas apli- cadas al hueso. En el pasado, los osteocitos se consideraban células pasivas responsables únicamente del mantenimiento de la matriz ósea. Descubrimientos recientes muestran que los osteocitos son células metabólicamente activas y multifuncionales. In- tervienen en el proceso de mecanotransducción, en el cual estas células responden a las fuerzas mecánicas aplicadas al hueso. La disminución de los estímulos mecánicos (p. ej., inmovilidad, debilidad muscular, ingravidez en el espacio) provoca la pérdida ósea, mientras que el aumento de estos estímulos promueve la formaciónde hueso. Debido a la poca flexibilidad ósea, las fuerzas mecánicas aplicadas (p. ej., al fémur o a la tibia durante la marcha) cau- san el flujo de líquido intersticial de los canalículos y lagu- nas hacia el lado comprimido del hueso. El movimiento del líquido intersticial a través del sistema canalicular genera un potencial eléctrico transitorio (potencial de flujo) en el mo- mento en que se aplica la fuerza. El potencial de flujo abre los conductos de calcio dependientes del voltaje en las membra- a b c MM OL OL OL RER RER RER M M M L G OL FIGURA 8-12 V Fotomicrografías electrónicas de osteocitos en tres estados funcionales diferentes. a. Osteocito relativamente latente que sólo contiene unas pocas cisternas de RER y mitocondrias (M) escasas. La célula ocupa prácticamente toda la laguna en la que se encuentra; las flechas señalan los sitios donde las evaginaciones citoplasmáticas se extienden dentro de los canalículos. La mayor parte de los cristales de hidroxi- apatita han desaparecido de la matriz, que habitualmente está mineralizada (MM), pero todavía pueden verse algunos en el espacio pericelular. Los cristales de hidroxiapatita ocultan las otras sustancias del espacio pericelular. La banda oscura que marca los límites de la laguna es la lámina osmiófila (OL). 25 000 X. b. Osteocito formativo que contiene más cantidad de RER y un aparato de Golgi (G) más grande. De igual importancia es la presencia de una pequeña cantidad de osteoide en el espacio pericelular dentro de la laguna. En el osteoide se ven las siluetas de fibrillas colágenas (flechas) aún no mineralizadas. La laguna de osteocitos formativos no está limitada por una lámina osmiófila. 25 000 X. c. Osteocito resolutivo que posee una cantidad abundante de RER, un gran aparato de Golgi, mitocondrias (M) y lisosomas (L). El espacio pericelular carece de fibrillas colágenas y puede contener un poco de material floculento. La laguna de los osteocitos resortivos está limitada por una lámina osmiófila (OL) menos obvia. 25 000 X. CH008.indd 243 07/09/2015 01:29:32 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 244 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo C ÉL U LA S D EL T EJ ID O Ó S EO nas de los osteocitos, sobre las que fluye el líquido tisular. Los aumentos resultantes en el calcio intracelular, la adenosina tri- fosfato (ATP), la concentración de óxido nítrico y la síntesis de la prostaglandina E2 (PGE2), alteran la expresión de los genes c-fos y cox-2 responsables de la formación de hueso. La fuerza de cizallamiento del flujo de líquido también induce la apertura de los hemiconductos que permiten la liberación de moléculas intracelulares acumuladas hacia el espacio extrace- lular de los canalículos. Además, la expresión del gen IGF-1 genera un aumento de la producción de si mismo, que pro- mueve la conversión de células osteoprogenitoras en osteo- blastos. Por lo tanto, las regiones óseas sobre las que se aplica más fuerza, son las que tendrán una mayor deposición de hueso nuevo. Estudios recientes indican una posible función del cilio primario para detectar el flujo de líquido intersticial dentro de la laguna. Al igual que en otras células, el osteocito también tiene cilios primarios (v. cap. 5, pág. 122-124 para más detalles de la estructura y su función) que pueden inter- venir en la sensibilidad mecánica y la señalización molecular. Un osteocito responde a una fuerza mecánica reducida al secretar metaloproteinasas de la matriz (MMP). El espacio vacío que rodea los osteocitos es el resultado de la degradación enzimática de la matriz ósea por las MMP. El aumento de la fuerza mecánica activa los mecanismos moleculares similares a los encontrados en los osteoblastos productores de matriz ósea. Por lo tanto, los osteocitos son responsables del remode- lado reversible de su matriz ósea pericanalicular y perilagunar. Este proceso se denomina remodelado osteocítico. Los osteocitos aparecen en estados funcionales diferentes durante el remodelado osteocítico de su microambiente perilagunar y pericanalicular. a b Adipocito Matriz ósea Unión de hendidura Lámina externa Lípidos Membrana citoplasmática Unión de hendidura Prolongación citoplasmática FIGURA 8-13 V Fotomicrografías electrónicas de células de revestimiento óseo. a. El citoplasma de una célula de revestimiento óseo ubicada en la superficie de una trabécula de hueso maduro, está muy adelgazado y contiene poca cantidad de RER y ribosomas libres. Entre dos células contiguas se ve una unión de hendidura. Además, las evaginaciones citoplasmáticas que atraviesan la matriz ósea no mineralizada (osteoide) son muy visibles. En la foto también aparece un adipocito de la médula ósea. 8 900 X. (Reproducido con autorización de Miller SC, Bowman BM, Smith JM, Jee WS. Characterization of endosteal bone-lining cells from fatty marrow bone sites in adult beagles. Anat Rec 1980; 198: 163–173). Rectángulo en color. Fotomicrografía óptica de gran aumento de una trabécula ósea similar, teñida con H&E, que se muestra con fines de orientación. Las células de revestimiento óseo (células del endostio) en la superficie de la trabécula están señaladas por las flechas. 350 X. b. Fotomicrografía electrónica de parte del citoplasma de dos células de revestimiento óseo vistas con gran aumento. La unión de hendidura se ve bien en donde las dos células entran en contacto estrecho. En la parte superior de la foto aparece parte de un adipocito; son muy obvios sus lípidos, su delgado reborde de citoplasma, su membrana plasmática y su lámina externa. 27 000 X. CH008.indd 244 07/09/2015 01:29:32 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 245 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo C ÉLU LA S D EL TEJID O Ó S EO • Osteocitos formativos, que exhiben indicios de forma- ción de matriz y presentan ciertas características similares a las de los osteoblastos. Por consiguiente, el RER y el apa- rato de Golgi son más abundantes y se observa osteoide en el espacio pericelular dentro de la laguna (fig. 8-12b). • Osteocitos resortivos, al igual que los osteocitos formati- vos contienen una gran cantidad de cisternas del retículo endoplásmico y un aparato de Golgi bien desarrollado. Además, los lisosomas son bien visibles (fig. 8-12c). La de- gradación ósea por las MMP secretadas por los osteocitos de resorción, antes se llamaba osteólisis osteocítica. El concepto actual de remodelado osteocítico es que la fun- ción lítica de los osteocitos es responsable de la homeosta- sis del calcio y de los iones fosfato. Los osteocitos son células de larga vida y su muerte podría atribuirse a la apoptosis, a la degeneración/necrosis, a la se- nescencia (vejez) o a la actividad de remodelado óseo por los osteoclastos. La vida media natural de los osteocitos en los seres humanos se estima en alrededor de 10 años a 20 años. El porcentaje de osteocitos muertos en el hueso aumenta con la edad, desde el 1 % al nacer hasta el 75 % en la octava dé- cada de la vida. Se plantea la hipótesis de que cuando la edad de un individuo excede el límite superior de la vida útil de los osteocitos, estas células pueden morir (senescencia) y sus la- gunas y canalículos pueden llenarse con tejido mineralizado. Células de revestimiento óseo Las células de revestimiento óseo derivan de los osteoblas- tos y tapizan el tejido óseo que no se está remodelando. En los sitios en los que no se está produciendo remodelado del tejido óseo, las superficies óseas están revertidas por una capa de células aplanadas con poco citoplasma y escasos orgá- nulos más allá de la región perinuclear (fig. 8-13a). Estas cé- lulas se llaman simplemente células de revestimiento óseo. Las células de revestimiento óseo ubicadas en las superficies externas del hueso reciben el nombre de células del perios- teo y las que tapizan las superficies internas con frecuencia se denominan células del endostio (v. fig. 8-8). En los sitios donde las evaginaciones de las células derevestimiento óseo entran en contacto entre sí hay uniones de hendidura. Las células revestimiento óseo constituyen una población ce- lular que deriva de los osteoblastos. Se cree que intervienen en el mantenimiento y el soporte nutricional de los osteo- citos incluidos en la matriz ósea subyacente y que regulan el movimiento del calcio y el fosfato desde y hacia el hueso. Estas nociones provienen de la observación de que los proce- sos celulares de las células de revestimiento óseo se extienden dentro de los canalículos del hueso contiguo (v. fig. 8-13b) y se comunican por medio de uniones de hendidura con las evaginaciones de los osteocitos. En estos aspectos, las células de revestimiento óseo se parecen un poco a los osteocitos. Osteoclastos La función del osteoclasto es la resorción ósea. Los osteoclastos son células multinucleadas grandes que aparecen en los sitios donde ocurre la resorción ósea. Están apoyados directamente sobre la superficie ósea en proceso de resorción (fig. 8-14). Como resultado de la actividad de los La microscopía electrónica ha revelado osteocitos en varios estados funcionales relacionados con el proceso de remode- lado osteocítico. De hecho, existen indicios histológicos y microrradiológicos (aumento de las lagunas y disminución de la radiodensidad) acerca de la capacidad de los osteocitos para remodelar la matriz ósea circundante. Como se mencionó antes, los osteocitos pueden modificar su microambiente (el volumen de sus lagunas o el diámetro de sus canalículos) en respuesta a estímulos ambientales. Dado que el área de su- perficie de las lagunas y canalículos dentro del hueso es varias veces más grande que el área de superficie del hueso mismo, la eliminación de cantidades minúsculas de matriz mineralizada por cada osteocito tendría efectos significativos sobre las con- centraciones de calcio y fosfatos en la circulación. Con el uso de microscopios electrónicos, se han identifi- cado tres estados funcionales para los osteocitos, cada uno de ellos con una morfología característica: • Osteocitos latentes, que tienen escasez de RER y un aparato de Golgi muy reducido (fig. 8-12a). Una lámina osmiofílica que representa la matriz madura calcificada es vista cercanamente opuesta a la membrana celular. FIGURA 8-14 ▲ Fotomicrografía de un osteoclasto sobre una espícula ósea. En esta muestra teñida con la técnica de Mallory, puede verse una espícula de cartílago calcificado (coloreada de azul pálido) con una cubierta de tejido óseo (teñido de azul oscuro). Un os- teoclasto en el lado izquierdo de la espícula ha reabsorbido tejido óseo y ahora está en una depresión (laguna de Howship) de la superficie es- picular. La estrecha zona clara que hay entre el osteoclasto y la espícula corresponde al borde festoneado de la célula. Las flechas en la superficie que no crece señalan el citoplasma de las células de revestimiento óseo (células osteoprogenitoras) inactivas. Por el contrario, en el lado opuesto de la espícula se está formando tejido óseo, como lo delata la presencia de osteoblastos activos en la superficie y de osteocitos rodeados de ma- triz recién formada justo debajo. 550 X. CH008.indd 245 07/09/2015 01:29:33 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 246 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo C ÉL U LA S D EL T EJ ID O Ó S EO osteoclastos, se forma una excavación llamada laguna de re- sorción (laguna de Howship) que se puede observar en el hueso directamente bajo el osteoclasto. La célula no sólo es vi- sible por su gran tamaño, sino también por su notable acido- filia. También exhibe una reacción histoquímica intensa para la fosfatasa ácida debido a los numerosos lisosomas que con- tiene. Una de estas enzimas, la fosfatasa ácida resistente al tartrato (TRAP), que pesa 35 kDa y contiene hierro, se utiliza en clínica como un indicador de la actividad y diferenciación de los osteoclastos. Los osteoclastos derivan de la fusión de células progenito- ras hematopoyéticas mononucleares bajo el efecto de múl- tiples citocinas. A diferencia de lo que se creía antes, los osteoclastos no están relacionados con los osteoblastos. Derivan de la fusión de cé- lulas progenitoras hematopoyéticas mononucleares, células progenitoras de granulocitos/macrófagos (GMP, CFU-GM) que dan origen a los linajes de granulocitos y de monocitos (v. fig. 10-19). La formación de osteoclastos se produce en asociación estrecha con las células del estroma de la médula ósea. Estas células secretan citocinas esenciales para la dife- renciación, tanto de los osteoclastos como de los macrófagos, a partir de células progenitoras GMP, que incluyen el factor estimulante de colonias de monocitos (M-CSF), el TNF y varias interleucinas. En un principio, las células predestina- das a convertirse en osteoclastos (precursores osteoclásticos) expresan dos importantes factores de transcripción, c-fos y NFkB; más tarde, una molécula receptora llamada receptor activador del factor nuclear k B (RANK) se expresa en su superficie. El receptor RANK interactúa con la molécula li- gando de RANK (RANKL) que se produce y se expresa en la superficie celular del estroma (fig. 8-15). El mecanismo de señalización RANK-RANKL es esencial para la diferenciación y maduración de los osteoclastos. RANK-RANKL es esen- cial para la diferenciación y maduración de los osteoclastos. De modo alternativo, durante la inflamación, los linfocitos T activados pueden producir moléculas de RANKL, tanto uni- das a la membrana como solubles. Por lo tanto, los procesos inflamatorios pueden estimular la resorción ósea mediada por osteoclastos. Esta vía puede ser bloqueada por la osteoprote- gerina (OPG), que funciona como un receptor “señuelo” para RANKL. La falta de ligando disponible afecta el mecanismo de señalización de RANK-RANKL y actúa como un inhi- bidor poderoso de la formación de osteoclastos. Los osteo- blastos son los productores principales de la OPG, que está regulada por muchos reguladores metabólicos óseos, como la IL-1, el TNF, el TGF-b y la vitamina D. La PGE2 es se- cretada por osteocitos estresados y estimula la producción de RANKL; sin embargo, los osteoblastos activos en la región de deposición ósea producen la OPG que inactiva el RANKL. Por lo tanto, las regiones donde los osteoblastos depositan hueso nuevo tendrán poca o ninguna actividad osteoclástica en contraste con las regiones circundantes con mayor acti- vidad osteoclástica. Todas las sustancias que promueven el remodelado óseo por diferenciación de los osteoclastos y la resorción ósea actúan a través del sistema OPG/RANKL en la médula ósea. Tanto la OPG como el RANKL se detectan en una forma libre en la sangre y sus concentraciones pueden medirse con fines de diagnóstico y para monitorizar el trata- miento de muchas enfermedades óseas. Célula progenitora mieloide común (CMP, CFU-GEMM) Osteoclastos resortivos Osteoclasto inactivo Células progenitoras de granulocitos/monocitos (GMP, CFU-GM) NoP (CFU-G) MoP (CFU-M) Precursor de osteoclastos Osteoblastos Célula del estroma RANKL soluble Célula del estroma Linfocito T activado OPG RANK RANKL c-fos NF-KB M-CSF, TNF, IL FIGURA 8-15 ▲ El origen de los osteoclastos. Los osteoclastos derivan de la fusión de células progenitoras de granulocitos/monocitos (GMP, CFU-GM), que provienen a partir de células progenitoras mieloides comunes multipotenciales (CMP, CFU-GEMM). Las células GMP también dan origen a los linajes de granulocitos y monocitos en la forma de células progenitoras de neutrófilos (NoP, CFU-G) y progenitoras de los monocitos (MoP, CFU-M). La formación de osteoclastos se produce en asociación estrecha con las células del estroma de la médula ósea, que secretan el factor estimulante de colo- nias de monocitos (M-CSF), factor de necrosis tumoral (TNF) y varias interleucinas (IL). Los precursores del osteoclastos expresan c-fos, NFkB y moléculas receptoras llamadas RANK (receptor activadordel factor nuclear kB). La señal generada por la interacción del receptor RANK con la molécula ligando de RANK (RANKL) es esencial para la diferenciación y maduración de los osteoclastos. Durante la inflamación, los linfocitos T producen moléculas RANKL tanto solubles como unidas a la membrana, lo que aumenta la resorción ósea. La osteoprotegerina (OPG) puede bloquear estos mecanismos. Debe tenerse en cuenta que los linfocitos T activados pueden estimular la formación de osteoclastos mediante la producción de moléculas RANKL tanto unidas a la membrana como solubles. CH008.indd 246 07/09/2015 01:29:33 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 247 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo C ÉLU LA S D EL TEJID O Ó S EO B RF M M MM MM * ** ** ** ** * FIGURA 8-16 V Fotomicrografía electrónica de un os- teoclasto. Esta fotomicrografía muestra un segmento de la superficie de un hueso (B) y una porción de un osteoclasto que está en contacto estrecho con el tejido óseo que ha sufrido una digestión parcial. En el frente de resorción (RF) el osteoclasto exhibe numerosos repliegues de la membrana plasmática. Cuando se ve con el microscopio óptico, estos repliegues aparecen como un borde festoneado. Si el plano de corte es paralelo a los repliegues (asteriscos), entonces se ve una amplia extensión de citoplasma no especializado. El citoplasma del osteoclasto contiene abundantes mitocondrias (M), muchos lisosomas y un aparato de Golgi prominente, todos los cuales están vinculados desde el punto de vista funcional con la resorción y la degradación de la matriz ósea. En la parte superior de la foto se ven algunas de las fibrillas colágenas; las flechas señalan los sitios en los que son visibles las bandas transversales con una periodicidad de 68 nm. 10 000 X. del aumento de la extensión de la superficie para la exo- citosis de enzimas hidrolíticas y la secreción de protones por las bombas dependientes de ATP, al igual que para la endocitosis de los productos de degradación y los detritos óseos. El borde festoneado se tiñe con menos intensidad que el resto de la célula y, a menudo, aparece como una banda de luz contigua al hueso en el sitio de resorción (v. fig. 8-14). Con el microscopio electrónico, los cristales de hidroxiapatita de la matriz ósea se ven entre los procesos del borde festoneado (fig. 8-16). En el interior del borde festoneado y en las proximidades hay una gran cantidad de mitocondrias y lisosomas. Los núcleos se encuentran normalmente en el región de la célula más alejada de la superficie ósea. En esta misma región se ven cisternas de RER, abundantes dictiosomas del aparato de Golgi y mu- chas vesículas. • Zona clara (zona de sellado), un perímetro de citoplasma en forma de anillo contiguo al borde festoneado que de- limita la superficie ósea en resorción. En esencia, la zona clara es un compartimento a la altura del borde festoneado donde se produce la resorción y degradación de la matriz. Contiene abundantes microfilamentos de actina pero bá- sicamente carece de otros orgánulos. Los microfilamentos de actina están dispuestos en una estructura en forma de anillo rodeada en ambos lados por proteínas fijadoras de actina, como la vinculina y la talina (fig. 8-17). La mem- brana plasmática a la altura de la zona clara contiene mo- léculas de adhesión célula-matriz extracelular que son responsables de proporcionar un sello hermético entre la membrana celular y la matriz ósea mineralizada. Varias clases de receptores extracelulares de integrinas (es decir, receptor ayb3 para vitronectina, receptor a2b1 para colá- geno tipo I o receptor ayb1 para vitronectina/fibrinógeno) contribuyen a mantener el sello hermético. • Región basolateral, que interviene en la exocitosis del material digerido (v. fig. 8-17). Las vesículas de transporte que contienen material óseo endocitado y degradado a la altura del borde festoneado, se fusionan aquí con la mem- brana celular para liberar su contenido. Dentro de estas vesículas se ha encontrado TRAP, lo que indica su papel en la fragmentación del material incorporado por endo- citosis. Los osteoclastos resorben el tejido óseo mediante la libe- ración de protones e hidrolasas lisosómicas hacia el mi- croambiente restringido del espacio extracelular. Algunas, si no la mayoría, de las vesículas del osteoclasto son los lisosomas. Sus contenidos se liberan en el espacio extra- celular de las hendiduras que hay entre los pliegues citoplas- máticos del borde festoneado, un claro ejemplo de enzimas lisosómicas que funcionan fuera de la célula. Una vez libe- radas, estas enzimas hidrolíticas, que incluyen la catepsina K (una cisteína proteasa) y las metaloproteinasas de la matriz, degradan el colágeno y otras proteínas de la matriz ósea. Sin embargo, antes de que pueda producirse la digestión, la matriz ósea tiene que descalcificarse a través de la acidificación de la superficie ósea, que inicia la disolución de la matriz mi- neral. El citoplasma del osteoclasto contiene anhidrasa car- bónica II, la cual produce ácido carbónico (H2CO3) a partir de dióxido de carbono y agua. A continuación, el ácido car- Los osteoclastos de formación reciente sufren un proceso de activación para convertirse en células capaces de reali- zar la resorción ósea. El osteoclasto recién formado tiene que activarse para conver- tirse en una célula de resorción ósea. Durante este proceso, se torna muy polarizado. Cuando resorben hueso en forma activa, los osteoclastos exhiben tres regiones especializadas: • Borde festoneado, que es la porción de la célula en con- tacto directo con el hueso. Contiene abundantes pliegues profundos de la membrana plasmática que forman estruc- turas del tipo de las microvellosidades y son responsables CH008.indd 247 07/09/2015 01:29:34 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 248 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo C ÉL U LA S D EL T EJ ID O Ó S EO Exocitosis del material digerido Lisosomas Filamentos de actina Vinculina, talina Receptores de integrinas avb3 Anhidrasa carbónica Canal de cloro Zona clara Borde festoneado Bomba de protones dependiente de ATP Cl2 HCO32 HCO32 Cl2 H1 H1 CO2 1 H2O H2CO3 K Cat epsina Metaloproteínas d e la matrizm etal lop ro tein as FIGURA 8-17 ▲ Representación esquemática de un osteoclasto. En este diagrama se ilustra la estructura del osteoclasto con sus tres regiones: borde festoneado, zona clara y región basolateral. Debe observarse que la zona clara contiene una abundancia de microfilamentos orga- nizados en una estructura anular rodeada en ambos lados por proteínas ligadoras de actina, como la vinculina y la talina. La membrana celular en la región de la zona clara contiene moléculas de adhesión célu- las-matriz extracelular (integrinas) que for- man un sello apretado entre la membrana plasmática y la matriz ósea mineralizada. En el texto se describen los mecanismos para el transporte de protones y cloro. Características Osteoblasto Osteocito Osteoclasto Ubicación Superficie ósea; cono de cierre de los conductos de resorción Lagunas y canalículos de la matriz ósea Superficie ósea; cono de corte de conductos de resorción Porcentaje celular total en el hueso .5 % ~95 % .1 % Función Depósitos de la matriz ósea; ini- cia la mineralización mediante la liberación de vesículas matri- ciales Mantiene la matriz ósea; detecta la tensión mecánica; regula la ho- meostasis de calcio y fosfato Resorción ósea por hidrólisis enzimática de la matriz ósea mineralizada Morfología celular Células mononucleares, cúbicas o poligonales; citoplasma basó- filo; Golgi negativo Célula mononuclear pequeña y ova- lada; citoplasma pálido; procesos celulares extensos Célula multinuclear grande; ci- toplasma acidófilo; borde fes- toneado; laguna de Howship subyacente Células precursoras Célula osteoprogenitora Osteoblasto Células hematopoyéticas (GMP, CFU-GM) Procesos de diferen- ciación/factores de transcripciónCBFA1 (RUNX2); IGF-1 Se desconocen los procesos de se- lección desde los osteoblastos c-fos; NF-kB; señalización RANK-RANKL Principales recepto- res hormonales/ reguladores RANKL, receptores de PTH RANKL, receptores de PTH RANK, receptores de calcito- nina; receptores de fosfatasa resistente al tartrato (TRAP) Expectativa de vida Semanas (~12 d) Años (~10–20 a) Días (~3 d) Marcadores bioquí- micos Osteocalcina; sialoproteína ósea (BSP-2) Proteína de la matriz de dentina 1 (DMP-1); podoplanina (proteína E11); esclerostina; factor de creci- miento fibroblástico 23 (FGF-23) Fosfatasa resistente al tar- trato (TRAP); catepsina K; metaloproteinasa matricial 9 (MMP-9) CBFA1, factor fijador central alfa 1; GMP/CFU-GM, célula progenitora de granulocitos/macrófagos; IGF-1, factor de crecimiento similar a la insulina 1; HPT, hormona paratiroide; RANK, receptor activador del factor nuclear kB; RANKL, molécula ligando de RANK; RUNX2, factor de transcripción 2 relacio- nado con runt. TABLA 8-1 Reseña de las características de osteoblastos, osteocitos y osteoclastos. CH008.indd 248 07/09/2015 01:29:35 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 249 C A PÍTU LO 8 Tejido óseo C ÉLU LA S D EL TEJID O Ó S EO a b c d Centro de osificación Tejido conjuntivo mesenquimatoso Osteoide Células osteoprogenitoras mesenquimatosas Osteoblasto Vaso sanguíneo Cordones de hueso reticular Células endosteales Osteoclasto Osteoblasto Osteoide Osteoblasto Periostio Placa de hueso compacto Hueso esponjoso que contiene médula Osteocito Matriz ósea recién calcificada FIGURA 8-18 ▲ Osificación intramembranosa. a. En el tejido conjuntivo mesenquimático aparece un centro de osificación. Se compone de una aglomeración de células osteoprogenitoras, derivadas de células mesenquimatosas, que además se diferencian en células óseas secretoras, los osteoblastos. Comienzan a depositar la matriz ósea mineralizada, el osteoide. b. Los osteoblastos se acumulan en la periferia del centro de osificación y continúan secretando osteoide hacia el centro del nódulo. A medida que continúa el proceso, el osteoide sufre la mineralización y los osteoblastos atrapados se convierten en osteocitos. Los osteocitos exhiben procesos que se comunican entre sí y con los osteoblastos. c. El tejido recién formado tiene una estructura microscópica de un hueso inmaduro (entretejido) con cordones gruesos revestidos por osteoblastos y células endosteales. d. El posterior crecimiento y remodelado del hueso produce la sustitución del tejido óseo por capas interiores y exteriores de hueso compacto con hueso esponjoso entre ellas. Los espacios entre los cordones quedan ocupados por células de la médula ósea que llegan con los vasos sanguíneos. Debe tenerse en cuenta que un espacio está revestido por células endosteales inactivas y el otro por osteoblastos, osteoclastos y células endosteales, una indicación del proceso de remodelado activo. bónico se disocia en bicarbonato (HCO3–) y un protón (H +). Con la ayuda de las bombas de protones dependientes de ATP, los protones se transportan a través del borde festo- neado, generando un pH bajo (de 4 a 5) en el microambiente de la laguna de resorción. Este ambiente ácido local, creado en el espacio extracelular entre el hueso y el osteoclasto, está protegido por la zona clara. Los conductos de cloro, junto con las bombas de protones facilitan la electroneutralidad de la membrana del borde festoneado (v. fig. 8-17). El exceso de bicarbonato se elimina por intercambio pasivo con iones de cloro a través de proteínas intercambiadoras de cloro- carbonato ubicadas en la membrana basolateral. El medio ácido inicia la degradación del componente mi- neral del hueso (principalmente hidroxiapatita) para conver- tirlo en iones de calcio, fosfatos inorgánicos solubles y agua. Cuando la resorción del tejido óseo se ha completado, los os- teoclastos sufren apoptosis. Estudios recientes indican que muchos de los fármacos utilizados para inhibir la resorción ósea en la osteoporosis (es decir, bisfosfonatos y estrógenos) promueven la apoptosis osteoclástica (cuadro 8-2). La función de los osteoclastos es regulada por muchos fac- tores. Los materiales digeridos del hueso resorbido, se transportan en vesículas endocíticas por todo el osteoclasto. El contenido de las vesículas endocíticas que se originan en el borde festo- neado se libera en la membrana basal (v. fig. 8-17), que, por lo general, está en contacto con los vasos sanguíneos. Por lo tanto, en el borde festoneado están presentes muchas depre- siones y vesículas revestidas. Los osteoclastos se observan en los sitios donde se produce el remodelado óseo. (El proceso de remodelado se describe con más detalle un poco más ade- lante.) Así, en los sitios donde las osteonas están siendo alte- radas o donde el hueso está experimentando cambios durante el proceso de crecimiento, los osteoclastos son relativamente abundantes. La hormona paratiroidea (PTH) secretada por las células principales de la glándula paratiroides, es el regulador más importante de los niveles de calcio y fosfato en el líquido ex- tracelular. Debido a que los osteoclastos no tienen receptores de PTH, esta hormona sólo ejerce un efecto indirecto sobre los osteoclastos. En cambio, los osteocitos, los osteoblastos y los linfocitos T tienen receptores para la PTH que activan a la adenilato ciclasa y se produce el aumento de las concentracio- nes intracelulares de AMPc. Una exposición con lapsos bre- ves e corta e intermitentes a la PTH aumenta la masa ósea a través de la vía del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc)/ IGF-1 en osteocitos y osteoblastos. Sin embargo, la exposi- ción continua y prolongada a la PTH, aumenta la producción de RANKL por de los linfocitos T (v. fig. 8-15) y los osteo- blastos, lo que conduce a la hiperactividad de los osteoclastos y finalmente a la osteoporosis. El estrógeno suprime la pro- ducción de RANKL por los linfocitos T. La calcitonina, se- cretada por las células parafoliculares de la glándula tiroides, tiene el efecto de reducir la actividad de los osteoclastos. Otras moléculas que desempeñan un papel importante en la regulación de la actividad de los osteoclastos son la catep- sina K, la anhidrasa carbónica II y las proteínas que codifican CH008.indd 249 07/09/2015 01:29:37 p.m. booksmedicos.org http://booksmedicos.org 250 C A PÍ TU LO 8 Te jid o ós eo FO R M A C IÓ N D EL H U ES O precursor óseo (osificación endocondral) o si el hueso está formado por un método más sencillo, sin la intervención de un cartílago precursor (osificación intramembranosa). Los huesos de las extremidades y las partes del esqueleto axial que soportan peso (p. ej., las vértebras) se desarrollan por osifica- ción endocondral. Los huesos planos del cráneo y de la cara, la mandíbula y la clavícula se desarrollan por osificación in- tramembranosa. La existencia de dos tipos distintos de osificación no im- plica que el hueso existente sea de membrana o endocondral. Estos nombres sólo se refieren al mecanismo por el cual se forma inicialmente un hueso. Debido a la remodelacion que se produce más tarde, el tejido óseo que inicialmente fue de- positado por osificación endocondral o intramembranosa se reemplaza en corto tiempo. El tejido óseo de reemplazo crece por aposición sobre el hueso preexistente y es idéntico en ambos casos. Si bien se considera que los huesos largos se for- man por osificación endocondral, en su desarrollo continuo se verifica la histogénesis tanto del hueso endocondral como del intramembranoso, siendo este último producto de la acti- vidad del tejido del periostio (membrana). Osificación intramembranosa En la osificación intramembranosa, la formación del hueso es iniciada por la acumulación de células mesenquimato- sas que se diferencian a osteoblastos. La primer evidencia de la osificación intramembranosa en los seres humanos
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