AUTORES
RESUMEN
En el ámbito clínico el tejido óseo presenta una elevada relevancia debido a la alta prevalencia de enfermedades relacionadas con el metabolismo de este, como, por ejemplo, la osteoporosis. Por esta razón, resulta imprescindible para el profesional sanitario tener unos conocimientos mínimos sobre fisiología ósea y su mecanobiología. A lo largo de este artículo monográfico, se abarcarán los temas referentes a la estructura, composición e histología del tejido óseo. El objetivo final será conseguir que todo profesional sanitario pueda aplicar estos conocimientos de ciencia básicos a su clínica diaria, con el fin de poder pronosticar, entender y reorientar sus intervenciones terapéuticas o diagnósticas de un modo más adecuado.
PALABRAS CLAVE
Tejido óseo, histología, hueso cortical, hueso esponjoso.
ABSTRACT
In the clinical setting, bone tissue is highly relevant due to the high prevalence of diseases related to bone metabolism, such as osteoporosis. For this reason, it is essential for the health professional to have a minimum knowledge of bone physiology and its mechanobiology. Throughout this monographic article, the topics concerning the structure, composition and histology of bone tissue will be covered. The ultimate goal is to ensure that all health professionals can apply this basic scientific knowledge to their daily clinical practice, in order to be able to predict, understand and refocus their therapeutic or diagnostic interventions in a more appropriate way.
KEY WORDS
bone tissue, histology, cortical bone, cancellous bone.
DESARROLLO DEL TEMA
Antiguamente los huesos se consideraban estructuras inertes que únicamente cumplían la labor estructural del cuerpo humano gracias a su elevada resistencia. Sin embargo, con el paso del tiempo se ha demostrado que el tejido óseo tiene unas cualidades especiales que le otorgan una doble función, por un lado, fisiológica, y por otro, mecánica1.
Con respecto a la primera de ellas, es esencial conocer su rol en el control metabólico de elementos como el fósforo, el magnesio o el calcio, fundamentales para una correcta homeodinámica del organismo, a saber, la función hematopoyética y la regulación de la composición del líquido extracelular. En lo referente a la segunda, la función mecánica, no sólo se considera útil para el soporte y estructura del cuerpo humano, sino que también resulta importante para transmitir fuerzas procedentes de la contracción muscular de una región corporal a otra2. Simultáneamente, protege determinados órganos vitales, como por ejemplo, la caja torácica para el aparato cardiorrespiratorio, o el cráneo y columna vertebral para el sistema nervioso central1.
Para comprender cómo lleva a cabo estas dos funciones principales, en este monográfico sobre tejido óseo se explicarán las nociones básicas sobre su contenido, conformación interna, y características histológicas.
ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES HISTOLÓGICAS DEL TEJIDO ÓSEO:
Mientras que el proceso de renovación ósea está activo constantemente, a nivel macroscópico los huesos presentan una arquitectura similar durante toda la vida2. A propósito de esto, a continuación se describe tanto la estructura como la composición habitual del tejido óseo en condiciones normales de homeostasis.
La elevada complejidad estructural que ostentan los huesos ha favorecido la aparición de distintos tipos de clasificaciones en función de sus niveles jerárquicos3. La propuesta por Rho et al en 1998, dividía estos niveles del siguiente modo: macroestructura, microestructura, submicroestructura, nanoestructura, y subnanoestructura. Otras, como la de Weiner y Wagner, los simplificaban de modo numérico, del 1 al 7, en orden creciente por tamaño y complejidad molecular. Una más reciente, publicada por An en el año 2000, podría resultar la más lógica en tanto que sería equiparable a los términos que se utilizarán durante este monográfico. De menor a mayor complejidad, sus niveles jerárquicos se ordenan de la siguiente manera:
- Ultra o nanoestructura: nivel más sencillo, compuesto por fibrillas, moléculas colagenosas y componente mineral.
- Submicroestructura: formada por láminas y fibras colagenosas de mayor tamaño.
- Microestructura: compuesto por trabéculas y osteonas individuales.
- Arquitectura: representado por bloques de hueso cortical o trabecular.
- Macroestructura: nivel máximo de ordenación. Se trata del hueso completo o de un fragmento de tamaño significativo del mismo.
Paralelamente, en lo que concierne a su morfología o apariencia externa, existen otras clasificaciones que distinguen huesos de tipo largo, corto, plano e irregular4.
En cuanto a los huesos largos, morfológicamente éstos se componen de varias regiones a destacar: epífisis, diáfisis y metáfisis. La primera de ellas se encuentra por duplicado, dado que son los dos extremos, distal y proximal, de los huesos largos. La diáfisis es la región central del hueso, con forma cilíndrica, alargada, y hueca, con el fin de proteger en su interior a la médula ósea. Las metáfisis, de igual modo que las epífisis, están en ambos extremos óseos, siendo las zonas de transición y unión entre la diáfisis ósea y las epífisis.
Externamente el tejido óseo está recubierto por una fina capa encargada de desarrollar en grosor los huesos, denominada periostio, a cuyo través se produce la entrada de una rica red vasculonerviosa, y que al mismo tiempo se subdivide en una capa externa y otra interna. La capa externa perióstica será de tipo fibroso con presencia de fibras elásticas, mientras que en la interna prevalecerá la actividad celular. Es importante mencionar la falta de periostio en regiones articulares que se encontrarán cubiertas por tejido cartilaginoso, vasos sanguíneos, ramas nerviosas y células óseas explicadas más adelante. A niveles todavía más profundos, existe otra capa conjuntiva muy irrigada llamada endostio, que recubre tanto las cavidades como los canales de Volkmann para vasos sanguíneos o donde se sitúa la médula ósea roja5.
Además, en función del tipo de disposición de las laminillas de la matriz ósea calcificada que da lugar a los huesos, se distinguen dos tipos de arquitectura interna de los mismos, que son, el hueso trabecular, también denominado esponjoso, y el hueso cortical o compacto. En el caso del esqueleto humano, el porcentaje de hueso trabecular es de un 20%, y de un 80% para el de tipo compacto. Su reparto es desigual dentro del cuerpo, de tal forma que la ratio para la vértebra será de un 25:75 a favor del hueso esponjoso, mientras que para la diáfisis radial será de un 95:5 a favor del hueso cortical4.
La disposición de dichas laminillas en el hueso cortical es concéntrica, dando lugar a los conductos o sistemas de Havers, igualmente denominados osteonas corticales, a las que recubren, y a través de las cuales existe una rica irrigación sanguínea y nerviosa. Este tipo de hueso es el perteneciente a las diáfisis de los huesos largos o las corticales de huesos planos o cortos. Por su parte, el hueso trabecular, característico en zonas epifisarias de huesos largos y medulares de aquellos cortos y planos, cuenta con un entramado de placas y varillas en forma de malla o red trabecular, de ahí el nombre que recibe, y en cuyo interior se sitúa la médula ósea roja6. Debido a esto, tanto el hueso esponjoso como el cortical se comportan de manera distinta ante las fuerzas que sobre ellos se aplican, hecho que le confiere al tejido osteoide una complejidad de estudio superior a la de muchos otros materiales utilizados en ingeniería1, y sobre el que se entrará en detalle durante un segundo monográfico sobre tejido óseo, titulado Propiedades mecánicas del hueso y leyes de la remodelación ósea. Por contra, como puntos en común para ambos tipos de hueso, están su composición a base de osteonas, su anisotropía, y su contenido en células especializadas, matriz orgánica y fase mineral4-6. Esta anisotropía no es más que los diferentes tipos de comportamiento o reacción de los huesos frente a las demandas funcionales que les son exigidas.
Las células óseas de las que se compone el hueso son múltiples y se pueden clasificar según sea su localización en el estroma medular o en el tejido óseo en sí mismo. Las principales y más conocidas que se mencionan en este artículo serán aquellas situadas en el segundo, las cuales son: osteoblastos, osteocitos, y osteoclastos.
En primer lugar, los osteoblastos son los encargados de producir la matriz orgánica y expresar la enzima encargada de la mineralización de ésta, la fosfatasa alcalina. Otras funciones que caracterizan a estas células son: dirigir la dirección de las fibrillas de la matriz extracelular, así como sintetizar factores de crecimiento y proteínas colágenas y no colágenas de la matriz orgánica. Su vida media oscila entre 1 y 10 semanas6. En cuanto a los osteocitos, destacar que son las más abundantes del hueso, y son resultado del atrapamiento de osteoblastos tras la mineralización de la matriz, con los que al mismo tiempo presenta comunicaciones transmembrana para el paso de mensajeros químicos. Su principal función se centra en la detección de variaciones mecánicas de cargas, lo que se conoce como mecanotransducción. Finalmente, los osteoclastos se localizan en zonas activas de reabsorción llamadas lagunas de Howship5, y son los encargados del catabolismo gracias a su borde en cepillo. No estarían presentes dentro del tejido óseo de no ser por la mediación de los osteoblastos en el proceso de osteoclastogénesis6.
La matriz orgánica está formada principalmente por colágeno, en un 90% de tipo I, y unas proteínas no colágenas, las cuales forman una sustancia gelatinosa alrededor de aquél, y que son: proteoglicanos, glicoproteínas, factores de crecimiento, proteínas ácido, carboxiglutámico, y otras procedentes del plasma. Esta matriz, o sustancia osteoide, representa un tercio del peso óseo6.
El componente mineral otorga al tejido óseo la capacidad de diferenciarse respecto de otros tejidos corporales por su elevada solidez y dureza5,6, resultantes ambas de la adhesión a la matriz ósea inorgánica de sales minerales como la hidroxiapatita, la cual está formada por calcio, fosfatos, y carbonatos. Asimismo, también están presentes, aunque en menor cantidad, magnesio, manganeso, flúor, sodio y potasio6. Esta fase mineral supone entre el 60 y el 65% del peso óseo, a diferencia del contenido acuoso que se rebaja a un 10%7. De todo el calcio del organismo, el 99% se encuentra en el esqueleto.
CRECIMIENTO, MODELADO Y REMODELADO ÓSEO4:
El esqueleto crece durante las etapas de la infancia y la adolescencia en sentido longitudinal y radial. Este primero tiene lugar a través de los cartílagos de crecimiento en áreas epifisarias y metafisarias de huesos largos para posteriormente mineralizarse y convertirse en hueso nuevo de tipo primario.
En edades más avanzadas, como la etapa adulta, tendrán lugar otros procesos de modelado y remodelado óseo, los cuales podrán ya estar presentes durante toda la vida. El modelado estará condicionado biomecánicamente, lo que quiere decir que se ajustarán las dimensiones óseas añadiendo o retirando hueso, dependiendo de las fuerzas, cargas o solicitaciones mecánicas externas que éste reciba. Finalmente, la remodelación ósea sí que será aquel proceso que desde antes incluso del nacimiento estará presente fisiológicamente, y será la encargada de renovar el material molecular de forma constante, de tal manera que siempre se mantengan unos niveles adecuados tanto de calidad como de cantidad mineral ósea.
CONFLICTOS DE INTERÉS
La autora declara no tener conflictos de interés.
BIBLIOGRAFÍA
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