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ENDOCRINOLOGÍA ANATOMÍA Y REMODELACIÓN OSEA A N A T O M ÍA O S EA FUNCIONES DE L O S H U E S O S Los huesos tienen cuatro funciones principales: Proporcionan soporte rígido para las extremidades y cavidades del cuerpo que contienen los órganos vitales. Los huesos son cruciales para la locom oción, ya que brindan efic ientes y sitios de para los palancas fijación m úsculos. El hueso proporciona un gran depósito de iones, com o calcio, fosfato, magnesio y sodio, que son cruciales para la vida y pueden movilizarse cuando el entorno externo no los proporciona. El hueso alberga los elementos hematopoyéticos. https://accessmedicina.bibliotecabuap.elogim.com/drugs.aspx?GbosID=366091 Las propiedades materiales del hueso normal proporcionan un equilibrio ideal entre rigidez y elasticidad La dureza del hueso depende de las sales minerales orgánicas cristalizadas que contiene, y su flexibilidad depende de las fibras colágenas. Los huesos no son completamente sólidos, ya que tienen muchos espacios. Según el tamaño y distribución de estos espacios, las regiones de un hueso esponjosas. se clasifican en com pactas y En general el hueso com pacto constituye el 80% del esqueleto, y el esponjoso el 20% restante. ESTRUCTURA DEL H U E S O https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 El hueso cortical, com puesto de capas densam ente de colágeno aglom eradas m ineralizado, proporc iona rigidez y es el de losprinc ipal com ponente huesos tubulares. El hueso trabecular (esponjoso) que es esponjoso en el corte transversal, proporciona fuerza y elasticidad, y constituye la principal porción del esqueleto axial. ESTRUCTURA DEL H U E S O https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 https://visualsonline.cancer.gov/details.cfm?imageid=9722 T E J I D O O S E O C O M P A C T O Forma la capa externa de todos los huesos; brinda protección y sostén. Está formado por unidades l lamada osteonas o sistemas de Havers, que constan de: Un conducto central que tiene un trayecto longitudinal y que contiene un vaso sanguíneo, l lamado conducto de Havers. Una serie de laminillas concéntricas que rodean al conducto de Havers Lagunas, que son espacios ubicados entre los anillos de las laminillas. Canalículos que se irradian desde las lagunas en todas direcciones, llenos de líquidos extracelular. T E J I D O O S E O E S P O N J O S O Consta de laminillas dispuestas en una red irregular l lamadas trabéculas. Las trabéculas poseen osteocitos situados en lagunas con canalículos comunicantes con otras lagunas. El resto es fosfato de calcio amorfo, que carece de un patrón de difracción de rayos X coherente, tiene una menor relación calcio-fosfato que la hidroxiapatita pura. Mineral óseo El mineral óseo está presente en dos formas. La forma principal consiste en hidroxiapatita en cristales de madurez variable. CÉLULAS Ó S E A S El hueso se compone de tres tipos de células: Osteoblasto. Osteocito Osteoclasto CÉLULAS Ó S E A S Osteoblasto. Es la principal célula formadora de hueso, Surge a partir de un fondo común de células madre mesenquimatosas en la médula ósea. A medida que se diferencian adquieren una serie de características, incluso expresión de receptores de PTH y vitamina D; expresión de superficie de la ectoenzima fosfatasa alcalina, y expresión de genes que codifican para proteínas de la matriz ósea. Osteocito Los osteoblastos que permanecen dentro del hueso cortical durante el proceso de remodelado se convierten en osteocitos Las funciones fisiológicas de los osteocitos se entienden poco. Actúan como un sincitio celular que permite la translocación de mineral hacia adentro y hacia afuera de regiones de hueso el iminado de superficies. Sirven como los sensores de carga mecánica al proporcionar señales clave que desencadenan el modelado y remodelado óseos. CÉLULAS Ó S E A S Células óseas Osteoclasto Es una célula gigante multinucleada que se especializa en la resorción de hueso. Los osteoblastos estimulan tanto la formación como la activación de osteoclastos mediante la molécula de superficie celular RANKL. Para resorber hueso, el osteoclasto se posa en una superficie ósea y sella un área al formar un anillo adhesivo. Aisla un área de superficie ósea El borde rugoso- disuelve mineral óseo al secretar ácido sobre la superficie ósea aislada, y simultáneamente desintegra matriz ósea mediante secreción de proteasas, en particular catepsina K. Células óseas Regulación de la formación y activación de osteoclastos por el osteoblasto. El osteoblasto estimula la formación y activación de osteoclastos a través de la interacción de RANKL en el osteoblasto con RANK en el osteoclasto. M-CSF secretado por el osteoblasto mejora el proceso a través de su receptor en el m ientras que OPG, tam b ién osteoclasto C-FMS, secretada por el osteoblasto, bloquea el proceso al bloquear RANKL. La expresión de RANKL es estimulada por 1,25(OH)2D y PTHrP/PTH, así como por las citocinas IL-1, IL-6 e IL-11. R E M O D E L A C I Ó N O S E A REMODELACIÓN O S E A La remodelación ósea es un proceso continuo de descomposición y renovación que ocurre a lo largo de la vida. El remodelado óseo es el proceso necesario para: 1)Mantener las características mecánicas del esqueleto 2) Sustituir y reparación del tejido óseo deteriorado 3)Mantener la homeostasis mineral y en el equilibrio ácido básico 4)Producir factores de crecim iento que favorecen la función medula ósea. REMODELACIÓN O S E A Cada evento de remodelación se lleva a cabo por una individual “unidad de remodelación ósea” sobre superficies óseas en todo el esqueleto. Normalmente, alrededor de 90% de estas superficies se encuentra inactiva, cubierta por una fina capa de células de revestimiento. El hueso cortical se remodela desde dentro por conos cortantes, grupos de osteoclastos que cavan túneles a través del hueso compacto. Ellos son seguidos por los osteoblastos que cubren los túneles con un cil indro de hueso nuevo, estrechando progresivamente los túneles hasta que todo lo que queda son los pequeños canales haversianos mediante los cuales se alimenta a las células que quedan como osteocitos residentes. El paquete de hueso nuevo formado por un solo cono cortante se l lama osteona REMODELACIÓN O S E A La reabsorción trabecular crea áreas festoneadas de superficie ósea llamadas lagunas de Howship. Esto va acompañado de la entrada desde el estroma medular hacia la base de la cavidad de reabsorción de los precursores para osteoblastos formadores de hueso. Estas células desarrollan un fenotipo osteoblástico, que expresa proteínas específicas del hueso características, tales como fosfatasa alcalina, osteopontina y osteocalcina, y comienzan a reemplazar el hueso reabsorbido mediante la elaboración de una nueva matriz ósea. REMODELACIÓN O S E A REMODELACIÓN O S E A La remodelación ósea no requiere absolutamente hormonas sistémicas, excepto para mantener la absorción intestinal de minerales por 1,25(OH)2D y así garantizar un suministro adecuado de calcio y fosfato No obstante, las hormonas sistémicas usan el “fondo común óseo” como fuente de minerales parala regulación de la homeostasis del calcio extracelular. FASES DE LA REMODELACIÓN O S E A determ inado por m icro-fracturas sensadas por Activación El com ienzo del p roceso de rem odelación está los osteocitos, o por estímulo hormonal u otros factores sobre las lining cells que recubren la superficie ósea. Estas células secretan RANKL (RANK ligando), proteína que activa al receptor RANK (receptor activador del factor nuclear kappa ß) en los preosteoclastos. La interacción entre RANK y RANKL permite la diferenciación y maduración de osteoclastos activos capaces de reabsorber el tejido óseo. Reabsorción Los osteoclastos se adhieren a la superficie del hueso mediante moléculas de adhesión; una vez adherido a la matriz, el osteoclasto desarrolla proyecciones de la membrana plasmática: el ribete en cepil lo (ruffled border). Los osteoclastos reabsorben el hueso en dos fases: primero solubilizan el mineral y luego digieren la matriz orgánica. La acidificación (pH= 4) se logra bombeando hacia el hueso iones H+ . Los componentes orgánicos de la matriz, principalmente el colágeno, son degradados por metaloproteinasas y catepsinas K, B y L secretadas por el osteoclasto. FASES DE LA REMODELACIÓN O S E A Formación Los osteoblastos se reclutan en el sitio de remodelación bajo estímulos de diversos factores de crecimiento y secretan nueva matriz orgánica (osteoide). Luego de 11días el osteoide comienza a mineralizarse, y esto continúa hasta que se rellena totalmente la cavidad (aproximadamente 2 ó 3 meses), completándose la remodelación ósea. FASES DE LA REMODELACIÓN O S E A Reposo Un cierto número de los osteoblastos involucrados en la remodelación de la unidad multicelular básica pueden ser incorporados en la matriz ósea y diferenciarse a osteocitos; otros quedan sobre la superficie ósea como células de revestimiento (superficies en reposo), y otra parte de ellos mueren por apoptosis. FASES DE LA REMODELACIÓN O S E A REGULACION DE LA REMODELACIÓN O S E A Los factores relacionados con la regulación de la remodelación ósea son: hormonas sistémicas y locales, citoquinas, factores de crecimiento y efectos de la carga mecánica en el esqueleto. RANK: receptor activador del factor nuclear kB (otro nom bre anteriormente util izado en la literatura para RANK es TRANCE). RANKL: RANK ligando de variosEstos factores regularían el rem odelado óseo a través miembros de la familia de los TNF (tumor necrosis factors): OPG: osteoprotegerina ALTERACIONES EN LA REMODELACIÓN O S E A Las alteraciones en la actividad de remodelación representan la vía final a través de la cual diversos estímulos, como la insuficiencia dietética, las hormonas y los fármacos, afectan el equilibrio óseo. Los cam bios aumentan en el m ed io horm onal a m enudo la activación de unidades de remodelación. Las alteraciones en la remodelación ósea llevan a cuadros patológicos tales como la osteoporosis, osteopetrosis, osteosclerosis y enfermedad ósea adinámica entre otros.
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