Tejido óseo

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Tejido óseo 
Semana 7, tema 2: Fisiología ósea, metabolismo 
del calcio y el fosfato 
El valor normal del calcio es de 9,4 mg/dL, y su 
rango está entre 9,0 a 10,5 mg/Dl, de los cuales 
hay aproximadamente 1 kilogramo de Calcio en el 
organismo y 99% en el hueso 
 
¿Para qué sirve tener el calcio regulado? Para 
procesos fisiológicos como la contracción del 
músculo esquelético, cardíaco y liso, la 
coagulación de la sangre y la transmisión de los 
impulsos nerviosos 
¿Dónde está el calcio corporal? 
0,1% Líquido extracelular 
1% Interior de las células 
y sus orgánulos 
¿Dónde está el fosfato corporal? 
85% Almacenado en los 
huesos 
14-15% Intracelular 
-1% Líquido extracelular 
 
Calcio en el plasma y el líquido intersticial 
El calcio combinado con proteínas plasmáticas 
(41%) no difunden a través de las membranas 
capilares. El 9% sí difunde a través de las 
membranas capilares, pero estando combinados 
con los aniones del plasma y líquidos intersticiales 
de forma no ionizada 
Y el 50% restante de calcio plasmático sí difunde 
a través de las membranas capilares y está 
ionizado 
 
 
Funciones del calcio y del fosfato 
Ca+ PO4 
Determina la 
permeabilidad al Na 
(sodio), excita la fibra 
nerviosa y muscular 
Importante Buffer 
intracelular y plasmático 
Exocitosis de 
neurotransmisores 
Componente molecular 
del ATP, fosfolípidos y 
fosfoproteínas 
Acoplamiento del EC 
muscular esquelético y 
cardíaco 
Constituyente del tejido 
óseo 
Segundo mensajero 
Cofactor de la E 
coagulación 
 
Constituyente del tejido 
óseo 
 
 
 
 
El fosfato se encuentra en el plasma en dos 
formas 
HPO4 H2PO4 
1,05 mmol/L 0,26 mmol/L 
Cuando el PH del 
líquido extracelular se 
vuelve más ácido se 
aumenta 
Cuando el PH del 
líquido extracelular se 
vuelve más ácido se 
disminuye 
 
Efectos que causan las alteraciones de calcio y 
fosfato 
Si el fosfato del líquido extracelular disminuye 3 
veces no tiene efecto corporales significativos 
inmediatos, pero sí las elevaciones o descensos 
ligeros en el líquido extracelular provocan efectos 
fisiológicos inmediatos como la hipocalcemia o 
hipofosfatemia crónica, lo que produce 
mineralización ósea 
La hipocalcemia produce tetania y excitación del 
sistema nervioso 
Si el calcio baja mucho en la concentración 
extracelular, el sistema nervioso se vuelve más 
excitable, porque aumenta la permeabilidad de la 
membrana neuronal a los iones de sodio, 
haciendo que el potencial de acción se propague 
más rápido. 
En el caso de que el calcio baje mucho, a un 50% 
menor, las fibras nerviosas periféricas se vuelven 
más excitables, tanto así que empiezan a 
descargar impulsos que pasan al músculo 
esquelético periférico y provocan la contracción 
muscular tetánica, entonces por eso se dice que 
la hipocalcemia provoca tetania 
La tetania → es un trastorno caracterizado por 
un aumento de la excitabilidad de los nervios, 
espasmos musculares dolorosos, temblores o 
contracciones musculares intermitentes, 
provocados por la disminución del calcio en la 
sangre (hipocalcemia), hipomagnesemia o por 
alcalosis tanto metabólica como respiratoria 
 
Espasmo carpopedio →calambres intensos y 
dolorosos de los músculos en sus manos y pies 
¿Cuándo se identifica como tetanio? 
Cuando la concentración sanguínea de calcio 
desciende de su valor normal de 9,4 mg/Dl a unos 
6 mg/gL, o sea un 35% más bajo que la normal y 
si bajan a 4 mg/dL son mortales 
La hipercalcemia reduce la actividad del sistema 
nervioso y del músculo 
Si se eleva el calcio por encima de 12 mg/dL, el 
tejido nervioso se debilita y las actividades reflejas 
del sistema nervioso central se vuelven más 
lentas. También puede disminuir el intervalo de 
QT del corazón (Trastorno del ritmo cardíaco que 
puede provocar latidos rápidos y caóticos), 
causar estreñimiento y pérdida del apetito, por la 
disminución de contractibilidad del tubo digestivo. 
Pero si se eleva más de 17 mg/dL los cristales de 
fosfato cálcico se precipitan e inicia el 
hiperparatiroidismo 
Amortiguador fosfato 
 
En el plasma el P04 se encuentra en forma de 
HPO42 (hidrogeno fosfato o monohidrógeno 
fosfato – MHP [actúa como base conjugada]) y 
H2P04- (dihidrógeno fosfato – DHP [actúa como 
acido débil]) que son anfóteros (pueden actuar 
como bases o ácidos) y ganar o perder H+ para 
bufferizar el ppalmente el LIC y en menor medida 
el LEC. 
Absorción y excreción- Homeostasis 
La ingestión → de calcio y fósforo es de 1.000 mg 
(es como 1 litro de leche) 
La excreción → 900 mg/día se elimina por las 
heces 
 
Absorción del calcio y fosfato 
Calcio → Los cationes de calcio se absorben mal 
en el intestino, pero la vitamina D facilita la 
absorción de calcio y hace que se pueda absorber 
el 35% (350 mg/día) 
Fosfato→ En cambio, la absorción del fosfato es 
más fácil en el intestino, y va hacia el torrente 
sanguíneo para ser eliminado por la orina 
Excreción renal del calcio y fosfato 
Calcio → Se elimina el 10% por la orina, el 41% no 
se va por la orina porque está unido a proteínas 
plasmáticas, entonces no pueden filtrarse a 
través de los capilares glomerulares y el resto, 
está combinado con aniones o ionizados se van 
hacia los túbulos renales por los glomérulos 
Cerca del 90% del calcio del filtrado glomerular 
se reabsorbe en los túbulos proximales, las asas 
de Henle y la porción inicial de los túbulos 
distales 
 
Cuando la concentración de calcio disminuye la 
reabsorción es intensa, pero si hay un pequeño 
aumento de la concentración sanguínea de calcio 
provoca un aumento de la excreción de ion 
Fosfato → La excreción de fosfato está 
controlada por un mecanismo de rebosamiento, 
que consiste en que la concentración de fosfato 
en el plasma es menor de un valor crítico de 
aproximadamente 1 mmol/l, entonces como el 
valor es mínimo, todo el fosfato se reabsorbe y 
no sale nada por la orina (pero si hay fosfato si 
sale en la orina) 
El hueso: su relación con el calcio y fosfato 
Tipos de tejido óseo 
Cortical-compacto Trabecular-esponjoso 
Capa exterior dura, es 
denso y es el 80% de la 
masa ósea total 
Es el 20% del total de 
la masa ósea, es 
poroso, se sitúa en los 
extremos del hueso 
largo, tiene trabéculas 
que están rellenos de 
médula ósea roja 
Matriz orgánica del hueso 
Formada por 90-95% de fibras colágenas, tiene 
matriz fundamental, que contiene 
proteoglucanos (condroitin y ácido 
hialurónico) 
Sales óseas 
Están en la matriz orgánica del hueso, 
compuesta por calcio y fosfato (puede haber 
magnesio, sodio, potasio y bicarbonato) 
 
Resistencia del hueso a la tensión → se da porque 
tiene cristales de hidroxipatita, que están encima 
de cada fibra y ligados. Las sales de calcio le dan 
resistencia comprensión 
Precipitación y absorción de calcio y fosfato en 
el hueso 
La sobresaturación de iones de calcio y fosfato no 
se asocia a precipitación de hidroxiapatita en los 
líquidos extracelulares, así que si hay bastante 
calcio y fosfato extracelular, no significa que 
hayan bastantes cristales de hidroxiapatita 
Calcificación ósea 
(1) Fase inicial: El osteoblasto secreta moléculas 
de colágeno (monómeros) y de sustancia 
fundamental (GAG) 
(2) Los monómeros de colágeno se polimerizan 
rápido 
(3) Se forma osteoide: que es un material 
parecido al cartílago solo que tienen muchas 
sales de calcio 
(4) Adentro del osteoide quedan atrapados 
osteoblastos, que luego pasan a la fase de 
reposo y se convierten en osteocitos 
(5) Las sales de calcio empiezan a precipitarse 
sobre la superficie de las fibras de colágeno 
(6) Se forman los cristales de hidroxiapatita: 
porque se forman nidos que crecen 
Patologías 
Ateroesclerosis→ cuando las sales precipitan en 
tejidos diferentes del hueso, en este caso, 
precipitan en las paredes arteriales, haciendo que 
las arterias se transformen en tubos parecidos al 
hueso 
Intercambio de calcio entre el hueso y el líquido 
extracelular 
Calcio intercambiable → es un tipo de calcioque 
siempre está en equilibrio con los iones calcio de 
otros líquidos extracelulares, brinda un 
mecanismo rápido de amortiguación par evitar 
que la concentración de calcio se eleve o 
descienda en situaciones de exceso 
Remodelación del hueso 
Los osteoblastos depositan hueso y están en la 
superficie del externa del hueso u cavidades 
trabeculares y se reabsorben donde hay 
osteoclastos activos. 
Los osteoclastos son células fagocíticas, grandes, 
multinucleadas derivada de los monocitos (células 
hematopoyéticas) 
¿Cómo los osteoclastos hacen resorción? 
Ellos emiten proyecciones de las vellosidades 
hacia el hueso, y las vellosidades secretan 2 
sustancias: 1) enzimas proteolíticas 2) ácidos como 
el cítrico y láctico. 
Las enzimas digieren la matriz orgánica del hueso 
y los ácidos disuelven las sales óseas, la PTH y 
glucocorticoides estimula la actividad de los 
osteoclastos y la resorción ósea. Las proteínas 
responsables de esta señalización son: RANKL 
(receptor para el ligando B del factor nuclear K) 
y el factor estimulador de colonias de macrófagos 
(forman osteoclastos). 
La PTH vitamina D, se une a receptores de 
osteoclastos en superficie y hace que se dé más 
RANK- OPGL (ligando de la osteoprogeterina); 
Cuando el RANK se une, se generan osteoclastos 
maduro 
Por otro lado, los osteoblastos → producen OPG 
(osteoprogeterina o factor inhibidor de 
osteoclastogenia), que es una citocina que inhibe 
la resorción ósea, y la OPG se une al receptor 
RANKL para que se ocupe, y no pueda interactuar 
con el otro y se siga dando osteoclastos 
 
Vitamina D 
La vitamina D ayuda a que el calcio se absorba 
mejor en el tubo digestivo, pero no es como tal la 
vitamina D, sino convertida 
 
Cuando la vitamina D se convierte en vitamina 
D3-colecalciferol, por una radiación se forma el 
7-deshidrocolecalciferol 
Luego, se convierte en 25-hidroxicolecalciferol en 
el hígado (regula esto en el plasma) 
Así la vitamina D3 o colecalciferol aumenten 
bastante, la 25-hidroxicolecalciferol permanece 
casi constante 
La 25-hidroxicolecalciferol mantiene la vitamina 
D guardada en el hígado por si se necesita más 
adelante 
Después, se forma 1,25-dihiroxicolecalciferol en los 
riñones, que es la forma más activa de vitamina 
D, pero para que se dé esta conversión, se 
necesita PTH (Hormona paratiroidea) 
La 1,25-dihroxicolecalciferol está en relación 
inversa con la concentración plasmática de 
calcio 
 
¿Cuáles son los efectos que ejerce la vitamina D 
en el calcio? 
• Si la vitamina D esta en forma activa, tiene 
efectos sobre el intestino, los riñones, los 
huesos, incrementando la absorción de calcio 
extracelular. Los receptores de vitamina D que 
se ubican en los núcleos de las células diana, 
forman un complejo con otro receptor y se 
llama receptor retinoide X, que se une al ADN 
y activa la transcripción. 
• También forma la calbidina, que es una 
proteína fijadora de calcio en células 
epiteliales intestinales, actúa en el borde en 
cepillo, desplazando el calcio al interior, luego 
por difusión facilitada se va a la membrana 
basolateral. 
• También hace que se forme adenosina 
trifosfato (es un nucleótido fundamental en la 
obtención de energía celular), que es 
estimulada por el calcio en el borde en cepillo 
de las células epiteliales. Y forma la fosfatasa 
alcalina (ayudar a detectar enfermedades del 
hígado o los huesos, es una enzima hidrolasa 
responsable de eliminar grupos de fosfatos de 
varios tipos de moléculas) en células epiteliales 
La administración de cantidades extremas de 
vitamina D, causa resorción de hueso. Y en 
ausencia de vitamina D, llega la PTH y provoca 
resorción ósea. Pero, si la vitamina D está en 
cantidades más pequeñas promueve la 
calcificación ósea 
 
Hormona paratiroidea 
Sustancia producida por la glándula paratiroidea 
que ayuda al cuerpo a almacenar y usar el calcio. 
Una cantidad de la hormona paratiroidea más 
alta que la normal produce concentraciones más 
elevadas de calcio en la sangre y puede ser un 
signo de enfermedad (hipercalcemia-
hipocalcemia) 
 
Fase rápida 
Se inicia en minutos y aumenta progresivamente 
durante varias horas, se da por la activación de 
las células óseas ya existentes (osteocitos), con el 
fin de provocar la liberación de calcio y fosfato. 
La PTH provoca la liberación de las sales del hueso 
de dos zonas 1) de la matriz ósea 2) osteoclastos 
¿Cómo lo hacen? Forman un sistema de células 
interconectadas que se extiende por el hueso 
llamado sistema de membranas osteocíticas 
Osteólisis → Hay un líquido ósea entre la 
membrana osteocítica y el hueso, esta membrana 
bombea iones de calcio desde el líquido óseo 
extracelular, pero si esta bomba se activa en 
exceso, se libera más calcio y fosfato cálcico del 
hueso. Si la bomba se inactiva la concentración 
de calcio aumenta y las sales de fosfato cálcico se 
depositan de nuevo en la matriz 
¿Dónde actúa la PTH? 
La membrana de los osteoblastos y osteocitos 
tienen receptores de PTH, esto provoca la 
activación enérgica de la bomba de calcio, y se 
extraen los cristales de fosfato cálcico. La PTH 
estimula la bomba aumentándole la 
permeabilidad, haciendo que los iones de calcio se 
vayan al interior de las células desde el líquido 
óseo, para que luego se vayan a los lugares del 
líquido extracelular 
Fase lenta 
Requiere varios días o semanas, para que se dé 
un resultado de proliferación de osteoclastos, 
posteriormente, un aumento de resorción ósea. 
Aunque los osteoclastos no tengan receptores 
PTH, pero existe el RANKL, que activa a los 
receptores de osteoclastos, para que se generen 
más osteoclastos maduros 
1. Activación inmediata de osteoclastos 
2. Formación de nuevos osteoclastos 
 
¿Qué tiene que ver la PTH en la excreción? 
La administración de PTH produce una pérdida 
rápida e inmediata de fósforo por la orina 
(porque casi no hay resorción tubular proximal 
de iones de fosfato). Pero en el caso del calcio, si 
favorece a la resorción tubular renal de calcio 
La mayor resorción de calcio es en el asa de 
Henle ascendente gruesa y en túbulos distales 
Si no hay PTH, los riñones aumentarían la 
resorción de calcio y la eliminación por la orina, 
así que desaparecería el calcio óseo 
¿Qué tiene que ver la PTH en la absorción? 
El efecto que tiene la PTH sobre los órganos dianas 
está mediado por segundos mensajeros de AMPc, 
entonces, si hay PTH el AMPc aumenta en 
osteocitos, osteoclastos, y demás células efectoras. 
Entonces también ayudan a la resorción ósea y 
la formación de 1,25 dihidroxicolecalciferol en 
riñones 
 
 
Correlación clínica 
Hipoparatiroidismo 
Las glándulas paratiroideas no secretan suficiente 
PTH, así que la resorción de calcio intercambiable 
de osteocitos disminuye, y los osteoclastos se 
inactivan casi por completo. Lo que llega a que 
disminuya la liberación de calcio de los huesos y 
la concentración de calcio de los líquidos 
corporales (lo que ayuda es que el fosfato aún 
sigue) 
Raquitismo 
Es la carencia de vitamina D, se debe a la 
deficiencia de calcio o de fosfato en el líquido 
extracelular, lo que genera falta de vitamina D (se 
da más que todo en niños) 
Osteoporosis 
Su causa es la falta de matriz ósea orgánica, y no 
de una insuficiencia de calcificación del hueso, 
también se puede dar por: La falta de tensión 
física sobre los huesos, la malnutrición profunda 
que no permite la formación de una matriz 
proteica suficiente, la falta de vitamina C que es 
necesario para la secreción de sustancias 
intercelulares (para formar osteoide, 
osteoblastos), la falta de secreción de estrógenos 
en la posmenopausia porque los estrógenos 
tienen una actividad estimulante de los 
osteoblastos, la edad avanzada porque es una 
edad en la que la hormona de crecimiento es más 
reducida y por el síndrome de Cushing porque 
esta enfermedad produce muchos 
glucocorticoides lo que causa que no se depositen 
proteínas en el cuerpo