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Estructura ósea


El tejido óseo (tejido óseo) difiere mucho de otros tejidos en el cuerpo. El hueso es duro y muchas de sus funciones dependen de esa dureza característica. Las discusiones posteriores en este capítulo mostrarán que el hueso también es dinámico, ya que su forma se ajusta para adaptarse a las tensiones. Esta sección examinará primero la anatomía macroscópica del hueso y luego pasará a su histología.

Anatomía macroscópica del hueso

La estructura de un hueso largo permite la mejor visualización de todas las partes de un hueso. Un hueso largo tiene dos partes: la diáfisis y la epífisis. La diáfisis es el eje tubular que se extiende entre los extremos proximal y distal del hueso. La región hueca en la diáfisis se llama cavidad medular, que está llena de médula amarilla. Las paredes de la diáfisis están compuestas de hueso compacto denso y duro.

Anatomía de un hueso largo Un hueso largo típico muestra las características anatómicas groseras del hueso.

La sección más ancha en cada extremo del hueso se llama epífisis (plural = epífisis), que está llena de hueso esponjoso. La médula roja llena los espacios en el hueso esponjoso. Cada epífisis se encuentra con la diáfisis en la metáfisis, el área estrecha que contiene la placa epifisaria (placa de crecimiento), una capa de cartílago hialino (transparente) en un hueso en crecimiento. Cuando el hueso deja de crecer a principios de la edad adulta (aproximadamente 18–21 años), el cartílago se reemplaza por tejido óseo y la placa epifisaria se convierte en una línea epifisaria.


La cavidad medular tiene un delicado revestimiento membranoso llamado endosteum (end- = "inside"; oste- = "bone"), donde se produce el crecimiento, la reparación y la remodelación de los huesos. La superficie externa del hueso está cubierta con una membrana fibrosa llamada periostio (peri- = "alrededor" o "alrededor"). El periostio contiene vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos que nutren los huesos compactos. Los tendones y ligamentos también se unen a los huesos en el periostio. El periostio cubre toda la superficie externa, excepto donde las epífisis se encuentran con otros huesos para formar articulaciones. En esta región, las epífisis están cubiertas con cartílago articular, una capa delgada de cartílago que reduce la fricción y actúa como un amortiguador.

 Periostio y endosteum: El periostio forma la superficie externa del hueso, y el endosteum recubre la cavidad medular.


Los huesos planos, como los del cráneo, consisten en una capa de diploë (hueso esponjoso), forrada a cada lado por una capa de hueso compacto. Las dos capas de hueso compacto y el hueso esponjoso interior trabajan juntos para proteger los órganos internos. Si la capa externa de un hueso craneal se fractura, el cerebro aún está protegido por la capa interna intacta.

Anatomía de un hueso plano: Esta sección transversal de un hueso plano muestra el hueso esponjoso (diploë) revestido a cada lado por una capa de hueso compacto.

Calificación del hueso

Las características de la superficie de los huesos varían considerablemente, dependiendo de la función y ubicación en el cuerpo. En la siguiente tabla describe las marcas óseas. Hay tres clases generales de marcas óseas: (1) articulaciones, (2) proyecciones y (3) agujeros. Como su nombre lo indica, una articulación es donde dos superficies óseas se unen (articulus = "joint"). Estas superficies tienden a conformarse entre sí, como una redondeada y la otra ahuecada, para facilitar la función de la articulación. Una proyección es un área de un hueso que se proyecta sobre la superficie del hueso. Estos son los puntos de unión para tendones y ligamentos. En general, su tamaño y forma es una indicación de las fuerzas ejercidas a través de la unión al hueso. Un orificio es una abertura o ranura en el hueso que permite que los vasos sanguíneos y los nervios ingresen al hueso. Al igual que con las otras marcas, su tamaño y forma reflejan el tamaño de los vasos y nervios que penetran el hueso en estos puntos.

Calificación del hueso

Calificación
Descripción
Ejemplo
Articulaciones
Donde dos huesos se encuentran
Articulación de la rodilla
Cabeza
Superficie redondeada prominente
Cabeza de fémur
Faceta
Superficie plana
Vértebras
Condyle
Superficie redondeada
Cóndilos occipitales
Proyecciones
Marcas elevadas
Proceso espinoso de las vértebras
Protuberancia
Saliente
Barbilla
Proceso
Característica de prominencia
Proceso transversal de vértebra
Espina
Proceso agudo
Espina ciática
Tubérculo
Proceso pequeño y redondeado
Tubérculo de húmero
Tuberosidad
Superficie áspera
Tuberosidad deltoides
Línea
Cresta ligera y alargada
Líneas temporales de los huesos parietales.
Cresta
Cresta
Cresta ilíaca
Agujeros
Agujeros y depresiones
Agujero (agujeros a través de los cuales pueden pasar los vasos sanguíneos)
Fosa
Cuenca alargada
Fosa mandibular
Fóvea
Pequeño hoyo
Fóvea capitis en la cabeza del fémur.
Sulcus
Ranura
Surco sigmoideo de los huesos temporales.
Canal
Pasaje en hueso
canal auditivo
Fisura
Cortar a través del hueso
Fisura auricular
Foramen
Agujero a través del hueso
Foramen magnum en el hueso occipital
Meato
Apertura en el agujero
Meato auditivo externo
Seno
Espacio lleno de aire en el hueso
Seno nasal



Características óseas: Las características superficiales de los huesos dependen de su función, ubicación, fijación de ligamentos y tendones, o la penetración de los vasos sanguíneos y los nervios.
Células Óseas y Tejidos

El hueso contiene un número relativamente pequeño de células atrincheradas en una matriz de fibras de colágeno que proporcionan una superficie para que se adhieran los cristales de sal inorgánica. Estos cristales de sal se forman cuando el fosfato de calcio y el carbonato de calcio se combinan para crear hidroxiapatita, que incorpora otras sales inorgánicas como hidróxido de magnesio, fluoruro y sulfato a medida que cristaliza o calcifica en las fibras de colágeno. Los cristales de hidroxiapatita les dan a los huesos su dureza y resistencia, mientras que las fibras de colágeno les dan flexibilidad para que no sean frágiles.

Aunque las células óseas componen una pequeña cantidad del volumen óseo, son cruciales para la función de los huesos. Se encuentran cuatro tipos de células dentro del tejido óseo: osteoblastos, osteocitos, células osteogénicas y osteoclastos.
Células óseas: Se encuentran cuatro tipos de células dentro del tejido óseo. Las células osteogénicas son indiferenciadas y se convierten en osteoblastos. Cuando los osteoblastos quedan atrapados dentro de la matriz calcificada, su estructura y función cambian, y se convierten en osteocitos. Los osteoclastos se desarrollan a partir de monocitos y macrófagos y difieren en apariencia de otras células óseas.


El osteoblasto es la célula ósea responsable de formar hueso nuevo y se encuentra en las porciones de hueso en crecimiento, incluidos el periostio y el endosteum. Los osteoblastos, que no dividen, sintetizan y secretan la matriz de colágeno y las sales de calcio. A medida que la matriz secretada que rodea al osteoblastos se calcifica, el osteoblastos queda atrapado dentro de él; Como resultado, cambia de estructura y se convierte en un osteocito, la célula primaria del hueso maduro y el tipo más común de célula ósea. Cada osteocito se encuentra en un espacio llamado laguna y está rodeado de tejido óseo. Los osteocitos mantienen la concentración mineral de la matriz a través de la secreción de enzimas. Al igual que los osteoblastos, los osteocitos carecen de actividad mitótica. Pueden comunicarse entre sí y recibir nutrientes a través de largos procesos citoplasmáticos que se extienden a través de los canalículos (singular = canalículo), canales dentro de la matriz ósea.

Si los osteoblastos y los osteocitos son incapaces de mitosis, ¿cómo se reponen cuando mueren los viejos? La respuesta radica en las propiedades de una tercera categoría de células óseas: la célula osteogénica. Estas células osteogénicas no están diferenciadas con una alta actividad mitótica y son las únicas células óseas que se dividen. Las células osteogénicas inmaduras se encuentran en las capas profundas del periostio y la médula. Se diferencian y se convierten en osteoblastos.

La naturaleza dinámica del hueso significa que se forma constantemente tejido nuevo y que el hueso viejo, lesionado o innecesario se disuelve para reparar o liberar calcio. La célula responsable de la resorción ósea, o descomposición, es el osteoclasto. Se encuentran en las superficies óseas, son multinucleadas y se originan a partir de monocitos y macrófagos, dos tipos de glóbulos blancos, no de células osteogénicas. Los osteoclastos rompen continuamente el hueso viejo mientras que los osteoblastos forman continuamente hueso nuevo. El equilibrio continuo entre los osteoblastos y los osteoclastos es responsable de la remodelación ósea constante pero sutil. En la siguiente tabla revisa las células óseas, sus funciones y ubicaciones.

Células óseas

Tipo de célula
Función
Ubicación
Células osteogénicas
Desarrollar en osteoblastos
Capas profundas del periostio y la médula
Osteoblastos
Formación ósea
Porciones crecientes de hueso, incluidos el periostio y
endosteum
Osteocitos
Mantener la concentración mineral de la matriz.
Atrapado en matriz
Osteoclastos
Resorción ósea
Superficies óseas y en sitios de hueso viejo, lesionado o innecesario

Hueso compacto y esponjoso

Las diferencias entre hueso compacto y esponjoso se exploran mejor a través de su histología. La mayoría de los huesos contienen tejido óseo compacto y esponjoso, pero su distribución y concentración varían según la función general del hueso. El hueso compacto es denso, por lo que puede soportar fuerzas de compresión, mientras que el hueso esponjoso (esponjoso) tiene espacios abiertos y admite cambios en la distribución del peso.

Hueso Compacto

El hueso compacto es el más denso y fuerte de los dos tipos de tejido óseo. Se puede encontrar debajo del periostio y en las diáfisis de huesos largos, donde brinda soporte y protección.
Diagrama del hueso compacto (a) Esta vista en sección transversal del hueso compacto muestra la unidad estructural básica, el osteón. (b) En esta micrografía del osteón, puede ver claramente las láminas concéntricas y los canales centrales.


La unidad estructural microscópica del hueso compacto se llama osteón, o sistema de Havers. Cada osteón está compuesto de anillos concéntricos de matriz calcificada llamados laminillas (singular = laminilla). Corriendo por el centro de cada osteón se encuentra el canal central, o canal de Havers, que contiene vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos. Estos vasos y nervios se ramifican en ángulo recto a través de un canal perforante, también conocido como los canales de Volkmann, para extenderse al periostio y al endosteum.

Los osteocitos se encuentran dentro de espacios llamados lagunas (singular = laguna), que se encuentran en los bordes de las láminas adyacentes. Como se describió anteriormente, los canalículos se conectan con los canales de otras lagunas y eventualmente con el canal central. Este sistema permite que los nutrientes se transporten a los osteocitos y se eliminen los desechos.

Hueso esponjoso

Al igual que el hueso compacto, el hueso esponjoso, también conocido como hueso esponjoso, contiene osteocitos alojados en lagunas, pero no están dispuestos en círculos concéntricos. En cambio, las lagunas y los osteocitos se encuentran en una red reticulada de espigas matriciales llamadas trabéculas (singular = trabécula). Las trabéculas pueden parecer una red aleatoria, pero cada trabécula se forma a lo largo de líneas de tensión para proporcionar fuerza al hueso. Los espacios de la red trabeculada proporcionan equilibrio al hueso compacto denso y pesado al aligerar los huesos para que los músculos puedan moverlos más fácilmente. Además, los espacios en algunos huesos esponjosos contienen médula roja, protegida por las trabéculas, donde ocurre la hematopoyesis.
Diagrama del hueso esponjoso: El hueso esponjoso está compuesto de trabéculas que contienen los osteocitos. La médula roja llena los espacios en algunos huesos.


Sistema esquelético: enfermedad de Paget

La enfermedad de Paget generalmente ocurre en adultos mayores de 40 años. Es un trastorno del proceso de remodelación ósea que comienza con osteoclastos hiperactivos. Esto significa que se reabsorbe más hueso del que se deposita. Los osteoblastos intentan compensar, pero el nuevo hueso que depositan es débil y quebradizo y, por lo tanto, propenso a fracturarse.

Mientras que algunas personas con la enfermedad de Paget no tienen síntomas, otras experimentan dolor, fracturas óseas y deformidades óseas. Los huesos de la pelvis, el cráneo, la columna vertebral y las piernas son los más comúnmente afectados. Cuando ocurre en el cráneo, la enfermedad de Paget puede causar dolores de cabeza y pérdida de audición.
 Enfermedad de Paget: Los huesos normales de las piernas son relativamente rectos, pero los afectados por la enfermedad de Paget son porosos y curvos.


¿Qué causa que los osteoclastos se vuelvan hiperactivos? La respuesta aún se desconoce, pero los factores hereditarios parecen jugar un papel. Algunos científicos creen que la enfermedad de Paget se debe a un virus aún no identificado. La enfermedad de Paget se diagnostica mediante estudios de imágenes y pruebas de laboratorio. Las radiografías pueden mostrar deformidades óseas o áreas de resorción ósea. Los escaneos óseos también son útiles. En estos estudios, se inyecta un tinte que contiene un ion radiactivo en el cuerpo. Las áreas de reabsorción ósea tienen afinidad por el ion, por lo que se iluminarán en la exploración si se absorben los iones. Además, los niveles sanguíneos de una enzima llamada fosfatasa alcalina generalmente están elevados en personas con la enfermedad de Paget. Los bisfosfonatos, medicamentos que disminuyen la actividad de los osteoclastos, a menudo se usan en el tratamiento de la enfermedad de Paget. Sin embargo, en un pequeño porcentaje de casos, los bisfosfonatos mismos se han relacionado con un mayor riesgo de fracturas porque el hueso viejo que queda después de la administración de los bisfosfonatos se desgasta y se vuelve quebradizo. Aún así, la mayoría de los médicos consideran que los beneficios de los bifosfonatos superan con creces el riesgo; El profesional médico tiene que sopesar los beneficios y los riesgos caso por caso. El tratamiento con bisfosfonato puede reducir el riesgo general de deformidades o fracturas, lo que a su vez reduce el riesgo de reparación quirúrgica y sus riesgos y complicaciones asociados.

Suministro de sangre y nervios

El hueso esponjoso y la cavidad medular reciben alimento de las arterias que pasan a través del hueso compacto. Las arterias entran a través del agujero nutritivo (plural = agujeros), pequeñas aberturas en la diáfisis. Los osteocitos en el hueso esponjoso se nutren de los vasos sanguíneos del periostio que penetran el hueso esponjoso y la sangre que circula en las cavidades de la médula. A medida que la sangre pasa a través de las cavidades de la médula, se recoge por las venas, que luego salen del hueso a través de los agujeros.

Además de los vasos sanguíneos, los nervios siguen los mismos caminos hacia el hueso donde tienden a concentrarse en las regiones más metabólicamente activas del hueso. Los nervios sienten dolor, y parece que los nervios también juegan un papel en la regulación de los suministros de sangre y en el crecimiento óseo, de ahí sus concentraciones en los sitios metabólicos activos del hueso.
Diagrama de suministro de sangre y nervios al hueso Los vasos sanguíneos y los nervios ingresan al hueso a través del agujero nutritivo.



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