Osteogénesis

Osteogénesis

Osteogénesis y Anatomía del Hueso

Osteogénesis:

Formación de tejido oseo resultante de la activación de las funciones interactivas de los osteoblastos y osteoclastos. En general es el proceso de interactivo entre las células con capacidad para producir tejido óseo con los factores quimiotácticos que las estimulan para llevar a cabo dicha formación.

Los procesos de formación de tejido óseo son esencialmente los mismos, tanto en la osificación intramembranosa como en la endocondral y son:

• Los osteoblastos se diferencian de las células mesenquimatosas.
• Los osteoblastos depositan la matriz que posteriormente sufrirá una mineralización.
• El hueso aparece inicialmente en forma de red constituída por trabéculas (el hueso esponjoso primario).
• El hueso esponjoso primario es sustituído por hueso secundario, posteriormente eliminado para eliminar la médula ósea, o transformado en hueso cortical primario mediante la ocupación de los espacios entre las trabéculas.

Osificación Intramembranosa:

Las células del mesénquima proliferan en torno a una red de capilares y gradualmente se modifica su forma. Estas células neoformadas llamadas osteoblastos en una etapa inicial se disponen en forma irregular, luego se disponen en hileras y secretan una sustancia colágena llamada hueso provisional, hueso no maduro o tejido osteoide. Esta sustancia da al tejido aspecto membranoso. A alguna distancia de los osteoblastos el tejido osteoide se transforma en matriz ósea y posteriormente se calcifica. Esta calcificación es consecuencia de la liberación de una enzima llamada fosfatasa por parte de los osteoblastos. El hueso neoformado siempre está separado de los osteoblastos por una capa delgada de tejido osteoide, sin embargo, algunos osteoblastos quedan atrapados en el hueso mismo, dentro de las llamadas lagunas, y forman las células óseas u osteocitos. Los osteocitos rodeados se dedican principalmente a mantener la integridad de la matriz circundante y no intervienen de forma directa en la formación ósea. Con el tiempo se forman espículas óseas que progresivamente se irradian desde los centros primarios de osificación hacia la periferia. La características definitivas del tejido dependen de su localización dentro del hueso: en las áreas esponjosas, el entramado de tejido óseo contiene tejido conectivo vascular intermedio que corresponde al precursor embrionario de la médula ósea; en las áreas compactas, el tejido óseo está más condensado y se dispone en forma de masas cilíndricas que contienen un canal vascular central, el sistema haversiano. Sobre las superficies externa e interna del hueso compacto se encuentran unas capas fibrovasculares (periostio y endostio) que presentan células que conservan la capacidad osteogénica, dotando al hueso de su naturaleza permanentemente variable. Esta forma de osificación es característica de los huesos de la bóveda craneal tales como: frontales y parietales, parte del occipital y temporales, mandíbula y maxilares.

Osificación endocondral

Hacia el final de la sexta semana de desarrollo los moldes de cartílago hialino, en los esbozos de las extremidades, están rodeados por una capa de mesénquima vascularizado y compacto que en una etapa inicial forma el pericondrio y posteriormente se convierte en periostio. Poco después, una yema vascular invade el centro del modelo cartilaginoso, lugar denominado núcleo de osificación, que en los huesos largos el núcleo primario se ubica en la diafisis y los núcleos secundarios se ubican en las epífisis. Alrededor de los sitios de erosión las células cartilaginosas reaccionan de manera que por último se identifican cuatro zonas (núcleo de osificación), cada una de las cuales corresponde a una etapa específica de la formación endocondral de tejido óseo:

• Una zona en la cual las células de cartílago muestran mitosis abundantes, llamada región de crecimiento activo.
• Zona de hipertrofia celular.
• Zona donde las células mueren y la matriz intercelular presenta depósitos de sales cálcicas.
• Zona de capilares invasores que ocupan las lagunas dejadas por las células muertas.

Los capilares invasores se acompañan de células mesenquimatosas especializadas, los osteoclastos, que disgregan la matriz calcificada, de manera que se fusionan las lagunas que eran pequeñas en etapa inicial. Otras células mesenquimatosas especializadas, los osteoblastos, se disponen siguiendo las paredes de las lagunas grandes neoformadas y depositan hueso sobre las espículas cartilaginosas calcificadas restantes. Este fenómeno llamado osificación endocondral, origina espículas de cartílago revestidas de hueso. Poco después de haberse formado, muchas espículas de situación central son disgregadas por osteoclastos y solo quedan intactas las espículas laterales que refuerzan la pared del hueso. Por la resorción, en el centro del hueso se forma la cavidad medular de grueso calibre. A partir del centro primario de osificación en la diafisis del hueso, la osificación endocondral progresa gradualmente hacia los extremos del modelo cartilaginoso. Al nacer la diafisis del hueso suele estar completamente osificada, pero las dos epífisis siguen siendo cartilaginosas. Poco después aparecen centros de osificación en las epífisis en las cuales continúa la osificación endocondral. Las epífisis quedan constituídas por hueso esponjoso cubierto de una corteza cartilaginosa. Entre los centros de osificación diafisiario y epifisiario permanece cierto tiempo una lámina cartilaginosa, llamada lámina de crecimiento, que tiene un papel importante en el crecimiento longitudinal del hueso. En las dos superficies del cartílago continua la osificación endocondral, rápidamente en el lado diafisiario y con mucha lentitud en el epifisiario. Cuando el hueso ha alcanzado su longitud completa, desaparecen los cartílagos epifisiarios y las epífisis consolidan con las diáfisis.

Modelado:

Corresponde a las principales modificaciones en el tamaño y forma del hueso, que predominan en el esqueleto inmaduro. Se lleva a cabo mediante un proceso combinado de resorción y aposición. ejemplos de este proceso son la disposición del eje de un hueso largo, la dirección de los extremos de un hueso largo y el crecimiento de la bóveda craneana y la modificación de la curvatura craneal.

Remodelación:

Corresponde a las modificaciones menos evidentes que afectan la naturaleza ósea. Para mantener un tejido óseo en buenas condiciones es necesaria la transformación del hueso inmaduro, de tipo esponjoso, en hueso laminar más compacto. Normalmente, este proceso de remodelación es el que predomina en los jóvenes, pero continúa en pequeño grado durante toda la vida.

Estructura general del hueso

El hueso cortical está revestido por una membrana perióstica, que contiene arteriolas y capilares que atraviesan la corteza, asegurando la irrigación sanguínea del hueso. Esta membrana perióstica varía con la edad, siendo más gruesa, vascular y activa en el niño, y más delgada e inactiva en el adulto. En la corteza se observan unas unidades cilíndricas llamadas sistemas de Havers u osteones, que constan de un conducto de Havers central que contiene la irrigación vascular e inervación y unas láminas óseas concéntricas que lo rodean. Los conductos de Havers discurren en una dirección longitudinal con ramas que conectan cada sistema con los conductos de Havers circundantes. En el hueso esponjoso se observan trabéculas óseas con una distribución entrecruzada que dividen el espacio medular en compartimentos comunicados. La principal diferencia entre el hueso esponjoso y el cortical reside en la porosidad del tejido óseo.

Constituyentes celulares del hueso:

• Células óseas precursoras: Las células indiferenciadas del estroma presentan la capacidad de proliferar dando lugar a los osteoblastos. Los osteoclastos derivan de las células del sistema hematopoyético.
• Osteoblastos: Células que intervienen en los procesos de osificación endocondral e intramembranosa. La actividad de estas células aumenta cuando es necesaria la formación de nuevo hueso. Los osteoblastos son numerosos en el hueso en desarrollo para comenzar a disminuir en el esqueleto adulto, sin embargo, es capaz de responder a los estímulos producidos durante un proceso patológico.
• Osteocitos: Los osteocitos se originan a partir de los osteoblastos que han quedado encerrados en el interior del tejido óseo. Los osteocitos se ocupan del mantenimiento apropiado de la matriz ósea debido a su propiedad de producirla en menor escala que los osteoblastos. Los osteocitos también cumplen un papel en la resorción ósea en un proceso llamado osteolisis osteocítica.
• Osteoclastos:Células multinucleadas, de breve vida media, relacionada con los procesos de resorción ósea. Derivan de células del sistema hematopoyético de la línea fagocitaria-monocitaria. Los osteoclastos participan activamente en la resorción ósea.
• Células óseas de revestimiento: Se cree que derivan de los osteoblastos que se han inactivado, desconociéndose la función exacta de estas células.

Constituyentes no celulares del hueso

• Los componentes celulares son una pequeña fracción del peso total del hueso.
• El agua representa un 20% del peso húmedo del tejido óseo.
• La matriz orgánica corresponde aproximadamente a un 20 a 30% del peso seco del tejido óseo. Esta matriz está constituida principalmente por proteínas, glicoproteínas y polisacáridos, siendo el colágeno el principal componente (90%).
• La matriz inorgánica corresponde a un 70 a 80% del peso seco del tejido óseo aparece en forma cristalina distribuido a lo largo de las fibras de colágeno, rodeadas por sustancia fundamental.

Fuente

Anatomía Humana Prives.M,Lisenkov.V,Bushkovich.V TomoI Genralidades Aparato Locomotor. Editorial MIR, MOSCU [Salud pública]]