Hueso

Un hueso es un órgano rígido que constituye parte del esqueleto en la mayoría de los animales vertebrados. Los huesos protegen los otros órganos del cuerpo, producen glóbulos rojos y blancos, almacenan minerales, brindan estructura y apoyo al cuerpo y permiten la movilidad. Los huesos vienen en una variedad de formas y tamaños y tienen una estructura interna y externa compleja. Son livianos pero fuertes y duros, y cumplen múltiples funciones.

El tejido óseo (tejido óseo), que también se denomina hueso en el sentido incontable de esa palabra, es un tejido duro, un tipo de tejido conectivo especializado. Tiene una matriz en forma de panal internamente, lo que ayuda a dar rigidez al hueso. El tejido óseo está formado por diferentes tipos de células óseas. Los osteoblastos y los osteocitos están involucrados en la formación y mineralización del hueso; Los osteoclastos participan en la reabsorción del tejido óseo. Los osteoblastos modificados (aplanados) se convierten en las células de revestimiento que forman una capa protectora en la superficie del hueso. La matriz mineralizada del tejido óseo tiene un componente orgánico principalmente de colágeno llamado oseína.y un componente inorgánico del mineral óseo formado por varias sales. El tejido óseo es tejido mineralizado de dos tipos, hueso cortical y hueso esponjoso. Otros tipos de tejido que se encuentran en los huesos incluyen la médula ósea, el endostio, el periostio, los nervios, los vasos sanguíneos y el cartílago.

En el cuerpo humano al nacer, hay aproximadamente 300 huesos presentes; muchos de estos se fusionan durante el desarrollo, dejando un total de 206 huesos separados en el adulto, sin contar numerosos huesos sesamoideos pequeños. El hueso más grande del cuerpo es el fémur o fémur, y el más pequeño es el estribo en el oído medio.

La palabra griega para hueso es ὀστέον ("osteon"), de ahí los muchos términos que la usan como prefijo, como osteopatía.

Estructura

El hueso no es uniformemente sólido, sino que consta de una matriz flexible (alrededor del 30 %) y minerales unidos (alrededor del 70 %) que están intrincadamente entretejidos y remodelados sin cesar por un grupo de células óseas especializadas. Su composición y diseño únicos permiten que los huesos sean relativamente duros y fuertes, sin dejar de ser livianos.

La matriz ósea está compuesta en un 90 a 95 % por fibras elásticas de colágeno, también conocidas como oseína, y el resto es sustancia fundamental. La elasticidad del colágeno mejora la resistencia a la fractura. La matriz se endurece por la unión de una sal mineral inorgánica, fosfato de calcio, en un arreglo químico conocido como mineral óseo, una forma de hidroxiapatita de calcio. Es la mineralización la que da rigidez a los huesos.

El hueso se construye y remodela activamente a lo largo de la vida mediante células óseas especiales conocidas como osteoblastos y osteoclastos. Dentro de cualquier hueso individual, el tejido se entreteje en dos patrones principales, conocidos como hueso cortical y esponjoso, y cada uno con apariencia y características diferentes.

Corteza

La capa exterior dura de los huesos está compuesta por hueso cortical, también llamado hueso compacto, ya que es mucho más denso que el hueso esponjoso. Forma el exterior duro (corteza) de los huesos. El hueso cortical le da al hueso su apariencia lisa, blanca y sólida, y representa el 80% de la masa ósea total de un esqueleto humano adulto.Facilita las funciones principales de los huesos: sostener todo el cuerpo, proteger los órganos, proporcionar palancas para el movimiento y almacenar y liberar elementos químicos, principalmente calcio. Consiste en múltiples columnas microscópicas, cada una llamada osteón o sistema haversiano. Cada columna es múltiples capas de osteoblastos y osteocitos alrededor de un canal central llamado canal haversiano. Los canales de Volkmann en ángulo recto conectan los osteones entre sí. Las columnas son metabólicamente activas y, a medida que el hueso se reabsorbe y se crea, cambiará la naturaleza y la ubicación de las células dentro de la osteona. El hueso cortical está cubierto por un periostio en su superficie externa y un endostio en su superficie interna. El endostio es el límite entre el hueso cortical y el hueso esponjoso.La unidad anatómica y funcional primaria del hueso cortical es el osteón.

Trabécules

El hueso esponjoso, también llamado hueso trabecular o esponjoso, es el tejido interno del hueso esquelético y es una red porosa de células abiertas que sigue las propiedades materiales de las bioespumas.El hueso esponjoso tiene una mayor relación superficie-volumen que el hueso cortical y es menos denso. Esto lo hace más débil y más flexible. La mayor superficie también lo hace adecuado para actividades metabólicas como el intercambio de iones de calcio. El hueso esponjoso se encuentra típicamente en los extremos de los huesos largos, cerca de las articulaciones y en el interior de las vértebras. El hueso esponjoso es muy vascularizado y, a menudo, contiene médula ósea roja donde se produce la hematopoyesis, la producción de células sanguíneas. La unidad anatómica y funcional primaria del hueso esponjoso es la trabécula. Las trabéculas están alineadas hacia la distribución de carga mecánica que experimenta un hueso dentro de huesos largos como el fémur. En cuanto a los huesos cortos, se ha estudiado la alineación trabecular en el pedículo vertebral.Formaciones delgadas de osteoblastos cubiertos de endostio crean una red irregular de espacios, conocidos como trabéculas. Dentro de estos espacios se encuentran la médula ósea y las células madre hematopoyéticas que dan lugar a plaquetas, glóbulos rojos y glóbulos blancos. La médula trabecular está compuesta por una red de elementos similares a barras y placas que hacen que el órgano en general sea más liviano y deja espacio para los vasos sanguíneos y la médula. El hueso trabecular representa el 20% restante de la masa ósea total, pero tiene casi diez veces el área superficial del hueso compacto.

Las palabras esponjosa y trabecular se refieren a las diminutas unidades en forma de celosía (trabéculas) que forman el tejido. Primero se ilustró con precisión en los grabados de Crisóstomo Martínez.

Médula

La médula ósea, también conocida como tejido mieloide en la médula ósea roja, se puede encontrar en casi cualquier hueso que contenga tejido esponjoso. En los recién nacidos, todos estos huesos están llenos exclusivamente de médula roja o médula hematopoyética, pero a medida que el niño envejece, la fracción hematopoyética disminuye en cantidad y la fracción grasa/amarilla llamada tejido adiposo de la médula (MAT) aumenta en cantidad. En los adultos, la médula roja se encuentra principalmente en la médula ósea del fémur, las costillas, las vértebras y los huesos pélvicos.

Células

El hueso es un tejido metabólicamente activo compuesto por varios tipos de células. Estas células incluyen osteoblastos, que participan en la creación y mineralización de tejido óseo, osteocitos y osteoclastos, que participan en la reabsorción de tejido óseo. Los osteoblastos y los osteocitos se derivan de las células osteoprogenitoras, pero los osteoclastos se derivan de las mismas células que se diferencian para formar macrófagos y monocitos. Dentro de la médula del hueso también hay células madre hematopoyéticas. Estas células dan lugar a otras células, incluidos los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas.

Osteoblasto

Los osteoblastos son células formadoras de hueso mononucleadas. Están ubicados en la superficie de las costuras de osteones y forman una mezcla de proteínas conocida como osteoide, que se mineraliza para convertirse en hueso. La costura osteoide es una región estrecha de matriz orgánica recién formada, aún no mineralizada, ubicada en la superficie de un hueso. El osteoide se compone principalmente de colágeno tipo I. Los osteoblastos también fabrican hormonas, como las prostaglandinas, para actuar sobre el hueso mismo. El osteoblasto crea y repara hueso nuevo al construirse alrededor de sí mismo. Primero, el osteoblasto acumula fibras de colágeno. Estas fibras de colágeno se utilizan como marco para el trabajo de los osteoblastos. Luego, el osteoblasto deposita fosfato de calcio que se endurece con iones de hidróxido y bicarbonato. El hueso nuevo creado por el osteoblasto se llama osteoide.Una vez que el osteoblasto termina de funcionar, queda atrapado dentro del hueso una vez que se endurece. Cuando el osteoblasto queda atrapado, se lo conoce como osteocito. Otros osteoblastos permanecen en la parte superior del hueso nuevo y se usan para proteger el hueso subyacente, estos se conocen como células de revestimiento.

Osteocito

Los osteocitos son células de origen mesenquimatoso y se originan a partir de osteoblastos que han migrado y han quedado atrapados y rodeados por matriz ósea que ellos mismos produjeron. Los espacios que ocupa el cuerpo celular de los osteocitos dentro de la matriz de colágeno tipo I mineralizado se conocen como lagunas, mientras que los procesos celulares de los osteocitos ocupan canales llamados canalículos. Los muchos procesos de los osteocitos se extienden para encontrarse con osteoblastos, osteoclastos, células de revestimiento óseo y otros osteocitos, probablemente con fines de comunicación. Los osteocitos permanecen en contacto con otros osteocitos en el hueso a través de uniones gap, procesos celulares acoplados que pasan a través de los canales canaliculares.

Osteoclasto

Los osteoclastos son células multinucleadas muy grandes que son responsables de la descomposición de los huesos mediante el proceso de reabsorción ósea. Luego, los osteoblastos forman hueso nuevo. El hueso se remodela constantemente por la reabsorción de los osteoclastos y es creado por los osteoblastos. Los osteoclastos son células grandes con múltiples núcleos ubicadas en las superficies óseas en lo que se denominan lagunas de Howship (o pozos de reabsorción). Estas lagunas son el resultado de la reabsorción del tejido óseo circundante. Debido a que los osteoclastos se derivan de un linaje de células madre de monocitos, están equipados con mecanismos de tipo fagocítico similares a los macrófagos circulantes.Los osteoclastos maduran y/o migran a superficies óseas discretas. Al llegar, se secretan enzimas activas, como la fosfatasa ácida resistente al tartrato, contra el sustrato mineral. La reabsorción del hueso por los osteoclastos también juega un papel en la homeostasis del calcio.

Composición

Los huesos están formados por células vivas (osteoblastos y osteocitos) incrustadas en una matriz orgánica mineralizada. El principal componente inorgánico del hueso humano es la hidroxiapatita, el mineral óseo dominante, que tiene la composición nominal de Ca ₁₀ (PO ₄) ₆ (OH) ₂. Los componentes orgánicos de esta matriz consisten principalmente en colágeno tipo I, "orgánico" se refiere a materiales producidos como resultado del cuerpo humano, y componentes inorgánicos, que junto con la fase dominante de hidroxiapatita, incluyen otros compuestos de calcio y fosfato, incluidas las sales. Aproximadamente el 30% del componente acelular del hueso consiste en materia orgánica, mientras que aproximadamente el 70% en masa se atribuye a la fase inorgánica.Las fibras de colágeno le dan al hueso su resistencia a la tracción, y los cristales intercalados de hidroxiapatita le dan al hueso su resistencia a la compresión. Estos efectos son sinérgicos. La composición exacta de la matriz puede estar sujeta a cambios con el tiempo debido a la nutrición y la biomineralización, con una proporción de calcio a fosfato que varía entre 1,3 y 2,0 (por peso), y minerales traza como magnesio, sodio, potasio y carbonato también son encontrado.

El colágeno tipo I compone el 90-95 % de la matriz orgánica, y el resto de la matriz es un líquido homogéneo llamado sustancia fundamental que consta de proteoglicanos como el ácido hialurónico y el sulfato de condroitina, así como proteínas no colágenas como la osteocalcina, la osteopontina o el hueso. sialoproteína. El colágeno consta de hebras de unidades repetitivas, que dan resistencia a la tracción del hueso, y están dispuestas de manera superpuesta para evitar la tensión de cizallamiento. La función de la sustancia fundamental no se conoce completamente. Microscópicamente se pueden identificar dos tipos de hueso según la disposición del colágeno: tejido y lamelar.

• Hueso tejido (también conocido como hueso fibroso), que se caracteriza por una organización irregular de las fibras de colágeno y es mecánicamente débil.
• Hueso lamelar, que tiene una alineación paralela regular de colágeno en láminas ("laminillas") y es mecánicamente fuerte.

El hueso tejido se produce cuando los osteoblastos producen osteoide rápidamente, lo que ocurre inicialmente en todos los huesos fetales, pero luego se reemplaza por hueso laminar más resistente. En los adultos, el hueso entretejido se crea después de fracturas o en la enfermedad de Paget. El hueso tejido es más débil, con un número menor de fibras de colágeno orientadas al azar, pero se forma rápidamente; es por esta apariencia de la matriz fibrosa que el hueso se denomina tejido. Pronto es reemplazado por hueso lamelar, que está muy organizado en láminas concéntricas con una proporción mucho menor de osteocitos en el tejido circundante. Hueso lamelar, que hace su primera aparición en humanos en el feto durante el tercer trimestre,es más fuerte y está lleno de muchas fibras de colágeno paralelas a otras fibras en la misma capa (estas columnas paralelas se llaman osteones). En la sección transversal, las fibras corren en direcciones opuestas en capas alternas, como en la madera contrachapada, ayudando a la capacidad del hueso para resistir las fuerzas de torsión. Después de una fractura, inicialmente se forma hueso entretejido y se reemplaza gradualmente por hueso lamelar durante un proceso conocido como "sustitución ósea". En comparación con el hueso tejido, la formación de hueso lamelar se produce más lentamente. La deposición ordenada de fibras de colágeno restringe la formación de osteoide a alrededor de 1 a 2 µm por día. El hueso lamelar también requiere una superficie relativamente plana para colocar las fibras de colágeno en capas paralelas o concéntricas.

Declaración

La matriz extracelular del hueso la establecen los osteoblastos, que secretan tanto colágeno como sustancia fundamental. Estos sintetizan colágeno dentro de la célula y luego secretan fibrillas de colágeno. Las fibras de colágeno se polimerizan rápidamente para formar hebras de colágeno. En esta etapa, aún no están mineralizados y se denominan "osteoideos". Alrededor de las hebras, el calcio y el fosfato se precipitan en la superficie de estas hebras y, en cuestión de días o semanas, se convierten en cristales de hidroxiapatita.

Para mineralizar el hueso, los osteoblastos secretan vesículas que contienen fosfatasa alcalina. Esto escinde los grupos fosfato y actúa como foco para la deposición de calcio y fosfato. Luego, las vesículas se rompen y actúan como un centro para que crezcan los cristales. Más particularmente, el mineral óseo se forma a partir de estructuras globulares y de placas.

Tipos

Hay cinco tipos de huesos en el cuerpo humano: largos, cortos, planos, irregulares y sesamoideos.

• Los huesos largos se caracterizan por un eje, la diáfisis, que es mucho más largo que ancho; y por una epífisis, una cabeza redondeada en cada extremo del eje. Se componen principalmente de hueso compacto, con menor cantidad de médula, ubicado dentro de la cavidad medular, y áreas de hueso esponjoso y esponjoso en los extremos de los huesos. La mayoría de los huesos de las extremidades, incluidos los de los dedos de las manos y los pies, son huesos largos. Las excepciones son los ocho huesos carpianos de la muñeca, los siete huesos articulares del tarso del tobillo y el hueso sesamoideo de la rótula. Los huesos largos como la clavícula, que tienen un eje o extremos de forma diferente, también se denominan huesos largos modificados.
• Los huesos cortos tienen una forma aproximada de cubo y solo tienen una capa delgada de hueso compacto que rodea un interior esponjoso. Los huesos de la muñeca y el tobillo son huesos cortos.
• Los huesos planos son delgados y generalmente curvos, con dos capas paralelas de hueso compacto intercaladas con una capa de hueso esponjoso. La mayoría de los huesos del cráneo son huesos planos, al igual que el esternón.
• Los huesos sesamoideos son huesos incrustados en los tendones. Dado que actúan para mantener el tendón más alejado de la articulación, el ángulo del tendón aumenta y, por lo tanto, aumenta la fuerza de palanca del músculo. Ejemplos de huesos sesamoideos son la rótula y el pisiforme.
• Los huesos irregulares no encajan en las categorías anteriores. Consisten en capas delgadas de hueso compacto que rodean un interior esponjoso. Como su nombre lo indica, sus formas son irregulares y complicadas. A menudo, esta forma irregular se debe a sus muchos centros de osificación oa que contienen senos óseos. Los huesos de la columna vertebral, la pelvis y algunos huesos del cráneo son huesos irregulares. Los ejemplos incluyen los huesos etmoides y esfenoides.

Terminología

En el estudio de la anatomía, los anatomistas utilizan una serie de términos anatómicos para describir la apariencia, forma y función de los huesos. También se utilizan otros términos anatómicos para describir la ubicación de los huesos. Al igual que otros términos anatómicos, muchos de estos derivan del latín y el griego. Algunos anatomistas todavía usan el latín para referirse a los huesos. El término "óseo" y el prefijo "osteo-", que se refiere a cosas relacionadas con el hueso, todavía se usan comúnmente en la actualidad.

Algunos ejemplos de términos utilizados para describir huesos incluyen el término "foramen" para describir un orificio a través del cual pasa algo, y un "canal" o "meatus" para describir una estructura similar a un túnel. Una protuberancia de un hueso puede denominarse una serie de términos, incluidos "cóndilo", "cresta", "columna vertebral", "eminencia", "tubérculo" o "tuberosidad", según la forma y la ubicación de la protuberancia. En general, se dice que los huesos largos tienen "cabeza", "cuello" y "cuerpo".

Cuando dos huesos se unen, se dice que se "articulan". Si los dos huesos tienen una conexión fibrosa y son relativamente inmóviles, entonces la articulación se denomina "sutura".

Desarrollo

La formación de hueso se llama osificación. Durante la etapa fetal de desarrollo esto ocurre por dos procesos: osificación intramembranosa y osificación endocondral. La osificación intramembranosa implica la formación de hueso a partir del tejido conectivo, mientras que la osificación endocondral implica la formación de hueso a partir del cartílago.

La osificación intramembranosa se produce principalmente durante la formación de los huesos planos del cráneo, pero también de la mandíbula, el maxilar y las clavículas; el hueso se forma a partir de tejido conjuntivo, como el tejido mesenquimático, en lugar de cartílago. El proceso incluye: el desarrollo del centro de osificación, la calcificación, la formación de trabéculas y el desarrollo del periostio.

La osificación endocondral ocurre en los huesos largos y en la mayoría de los demás huesos del cuerpo; implica el desarrollo del hueso a partir del cartílago. Este proceso incluye el desarrollo de un modelo de cartílago, su crecimiento y desarrollo, el desarrollo de los centros de osificación primario y secundario, y la formación del cartílago articular y las placas epifisarias.

La osificación endocondral comienza con puntos en el cartílago llamados "centros de osificación primarios". Aparecen principalmente durante el desarrollo fetal, aunque algunos huesos cortos comienzan su osificación primaria después del nacimiento. Son responsables de la formación de las diáfisis de huesos largos, huesos cortos y ciertas partes de huesos irregulares. La osificación secundaria ocurre después del nacimiento y forma las epífisis de los huesos largos y las extremidades de los huesos irregulares y planos. La diáfisis y ambas epífisis de un hueso largo están separadas por una zona de crecimiento de cartílago (la placa epifisaria). En la madurez esquelética (18 a 25 años de edad), todo el cartílago es reemplazado por hueso, fusionando la diáfisis y ambas epífisis (cierre epifisario).En los miembros superiores sólo se osifican las diáfisis de los huesos largos y la escápula. Las epífisis, los huesos del carpo, la apófisis coracoides, el borde medial de la escápula y el acromion aún son cartilaginosos.

Los siguientes pasos se siguen en la conversión de cartílago a hueso:

1. Zona de cartílago de reserva. Esta región, la más alejada de la cavidad medular, consta de cartílago hialino típico que aún no muestra signos de transformarse en hueso.
2. Zona de proliferación celular. Un poco más cerca de la cavidad de la médula, los condrocitos se multiplican y se organizan en columnas longitudinales de lagunas aplanadas.
3. Zona de hipertrofia celular. A continuación, los condrocitos dejan de dividirse y comienzan a hipertrofiarse (aumentarse), como lo hacen en el centro de osificación primario del feto. Las paredes de la matriz entre las lagunas se vuelven muy delgadas.
4. Zona de calcificación. Los minerales se depositan en la matriz entre las columnas de lagunas y calcifican el cartílago. Estos no son los depósitos minerales permanentes del hueso, sino solo un soporte temporal para el cartílago que, de otro modo, pronto se debilitaría por la ruptura de las lagunas agrandadas.
5. Zona de depósito óseo. Dentro de cada columna, las paredes entre las lagunas se rompen y los condrocitos mueren. Esto convierte cada columna en un canal longitudinal, que es inmediatamente invadido por vasos sanguíneos y médula desde la cavidad medular. Los osteoblastos se alinean a lo largo de las paredes de estos canales y comienzan a depositar láminas concéntricas de matriz, mientras que los osteoclastos disuelven el cartílago temporalmente calcificado.

Funciones

Los huesos tienen una variedad de funciones:

Mecánico

Los huesos cumplen una variedad de funciones mecánicas. Juntos, los huesos del cuerpo forman el esqueleto. Proporcionan un marco para mantener el cuerpo apoyado y un punto de unión para los músculos esqueléticos, tendones, ligamentos y articulaciones, que funcionan juntos para generar y transferir fuerzas para que las partes individuales del cuerpo o el cuerpo completo puedan manipularse en un espacio tridimensional (la interacción entre hueso y músculo se estudia en biomecánica).

Los huesos protegen los órganos internos, como el cráneo que protege el cerebro o las costillas que protegen el corazón y los pulmones. Debido a la forma en que se forma el hueso, el hueso tiene una alta resistencia a la compresión de alrededor de 170 MPa (1700 kgf/cm), poca resistencia a la tracción de 104 a 121 MPa y una resistencia al esfuerzo cortante muy baja (51,6 MPa). Esto significa que el hueso resiste bien la tensión de empuje (compresión), resiste menos la tensión de tracción (tensión), pero solo resiste mal la tensión de cizallamiento (como la debida a las cargas de torsión). Mientras que el hueso es esencialmente frágil, el hueso tiene un grado significativo de elasticidad, aportado principalmente por el colágeno.

Mecánicamente, los huesos también tienen un papel especial en la audición. Los huesecillos son tres pequeños huesos en el oído medio que están involucrados en la transducción del sonido.

Sintético

La parte esponjosa de los huesos contiene médula ósea. La médula ósea produce células sanguíneas en un proceso llamado hematopoyesis. Las células sanguíneas que se crean en la médula ósea incluyen glóbulos rojos, plaquetas y glóbulos blancos. Las células progenitoras, como las células madre hematopoyéticas, se dividen en un proceso llamado mitosis para producir células precursoras. Estos incluyen precursores que eventualmente dan lugar a glóbulos blancos y eritroblastos que dan lugar a glóbulos rojos. A diferencia de los glóbulos rojos y blancos, creados por mitosis, las plaquetas se desprenden de células muy grandes llamadas megacariocitos. Este proceso de diferenciación progresiva ocurre dentro de la médula ósea. Una vez que las células maduran, ingresan a la circulación.Todos los días se producen de esta manera más de 2500 millones de glóbulos rojos y plaquetas, y de 50 a 100 mil millones de granulocitos.

Además de crear células, la médula ósea también es uno de los sitios principales donde se destruyen los glóbulos rojos defectuosos o envejecidos.

Metabólico

• Almacenamiento de minerales: los huesos actúan como reservas de minerales importantes para el cuerpo, sobre todo calcio y fósforo.

Determinado por la especie, la edad y el tipo de hueso, las células óseas constituyen hasta el 15 por ciento del hueso. Almacenamiento de factor de crecimiento: la matriz ósea mineralizada almacena factores de crecimiento importantes, como factores de crecimiento similares a la insulina, factor de crecimiento transformante, proteínas morfogenéticas óseas y otros.

• Almacenamiento de grasa: el tejido adiposo de la médula (MAT) actúa como una reserva de almacenamiento de ácidos grasos.
• Equilibrio ácido-base: el hueso amortigua la sangre contra los cambios excesivos de pH al absorber o liberar sales alcalinas.
• Desintoxicación: los tejidos óseos también pueden almacenar metales pesados ​​y otros elementos extraños, eliminándolos de la sangre y reduciendo sus efectos en otros tejidos. Posteriormente, estos pueden liberarse gradualmente para su excreción.
• Órgano endocrino: el hueso controla el metabolismo del fosfato mediante la liberación del factor de crecimiento de fibroblastos 23 (FGF-23), que actúa sobre los riñones para reducir la reabsorción de fosfato. Las células óseas también liberan una hormona llamada osteocalcina, que contribuye a la regulación del azúcar en la sangre (glucosa) y la deposición de grasa. La osteocalcina aumenta tanto la secreción como la sensibilidad a la insulina, además de potenciar el número de células productoras de insulina y reducir los depósitos de grasa.
• Equilibrio de calcio: el proceso de reabsorción ósea por parte de los osteoclastos libera calcio almacenado en la circulación sistémica y es un proceso importante en la regulación del equilibrio de calcio. A medida que la formación ósea fija activamente el calcio circulante en su forma mineral, eliminándolo del torrente sanguíneo, la reabsorción lo desfija activamente, aumentando así los niveles de calcio circulante. Estos procesos ocurren en tándem en ubicaciones específicas del sitio.

Remodelación

El hueso se crea y reemplaza constantemente en un proceso conocido como remodelación. Este recambio continuo de hueso es un proceso de reabsorción seguido de reemplazo de hueso con pocos cambios en la forma. Esto se logra a través de osteoblastos y osteoclastos. Las células son estimuladas por una variedad de señales y, en conjunto, se denominan una unidad de remodelación. Aproximadamente el 10% de la masa esquelética de un adulto se remodela cada año. El propósito de la remodelación es regular la homeostasis del calcio, reparar los huesos dañados por el estrés diario y dar forma al esqueleto durante el crecimiento.El estrés repetido, como el ejercicio con pesas o la curación de los huesos, provoca el engrosamiento del hueso en los puntos de máxima tensión (ley de Wolff). Se ha planteado la hipótesis de que esto es el resultado de las propiedades piezoeléctricas del hueso, que hacen que el hueso genere pequeños potenciales eléctricos bajo estrés.

La acción de los osteoblastos y los osteoclastos está controlada por una serie de enzimas químicas que promueven o inhiben la actividad de las células de remodelación ósea, controlando la velocidad a la que se forma, destruye o cambia la forma del hueso. Las células también usan señalización paracrina para controlar la actividad de cada una. Por ejemplo, la calcitonina y la osteoprotegerina inhiben la velocidad a la que los osteoclastos reabsorben el hueso. La calcitonina es producida por las células parafoliculares de la glándula tiroides y puede unirse a los receptores de los osteoclastos para inhibir directamente la actividad de los osteoclastos. La osteoprotegerina es secretada por los osteoblastos y puede unirse a RANK-L, inhibiendo la estimulación de los osteoclastos.

Los osteoblastos también pueden estimularse para aumentar la masa ósea mediante el aumento de la secreción de osteoide y mediante la inhibición de la capacidad de los osteoclastos para descomponer el tejido óseo. El aumento de la secreción de osteoide es estimulado por la secreción de la hormona del crecimiento por la hipófisis, la hormona tiroidea y las hormonas sexuales (estrógenos y andrógenos). Estas hormonas también promueven una mayor secreción de osteoprotegerina.También se puede inducir a los osteoblastos para que secreten una serie de citoquinas que promueven la reabsorción del hueso al estimular la actividad de los osteoclastos y la diferenciación de las células progenitoras. La vitamina D, la hormona paratiroidea y la estimulación de los osteocitos inducen a los osteoblastos a aumentar la secreción de ligando RANK e interleucina 6, cuyas citoquinas estimulan luego una mayor reabsorción del hueso por parte de los osteoclastos. Estos mismos compuestos también aumentan la secreción del factor estimulante de colonias de macrófagos por parte de los osteoblastos, lo que promueve la diferenciación de las células progenitoras en osteoclastos y disminuye la secreción de osteoprotegerina.

Volumen

El volumen óseo está determinado por las tasas de formación y reabsorción ósea. Investigaciones recientes han sugerido que ciertos factores de crecimiento pueden funcionar para alterar localmente la formación ósea al aumentar la actividad de los osteoblastos. Se han aislado y clasificado numerosos factores de crecimiento derivados del hueso mediante cultivos óseos. Estos factores incluyen factores de crecimiento similares a la insulina I y II, factor de crecimiento transformante beta, factor de crecimiento de fibroblastos, factor de crecimiento derivado de plaquetas y proteínas morfogenéticas óseas. La evidencia sugiere que las células óseas producen factores de crecimiento para el almacenamiento extracelular en la matriz ósea. La liberación de estos factores de crecimiento desde la matriz ósea podría provocar la proliferación de precursores de osteoblastos. Esencialmente, los factores de crecimiento óseo pueden actuar como determinantes potenciales de la formación ósea local.La investigación ha sugerido que el volumen de hueso esponjoso en la osteoporosis posmenopáusica puede estar determinado por la relación entre la superficie total de formación de hueso y el porcentaje de reabsorción de la superficie.

Significación clínica

Varias enfermedades pueden afectar los huesos, como la artritis, las fracturas, las infecciones, la osteoporosis y los tumores. Las condiciones relacionadas con los huesos pueden ser manejadas por una variedad de médicos, incluidos reumatólogos de articulaciones y cirujanos ortopédicos, quienes pueden realizar cirugías para reparar huesos rotos. Otros médicos, como los especialistas en rehabilitación, pueden estar involucrados en la recuperación, los radiólogos en la interpretación de los hallazgos en las imágenes y los patólogos en la investigación de la causa de la enfermedad, y los médicos de familia pueden desempeñar un papel en la prevención de complicaciones de enfermedades óseas como la osteoporosis.

Cuando un médico ve a un paciente, se le hará un historial y un examen. Luego, a menudo se toman imágenes de los huesos, lo que se denomina radiografía. Esto podría incluir ultrasonido, rayos X, tomografía computarizada, resonancia magnética y otras imágenes, como una gammagrafía ósea, que pueden usarse para investigar el cáncer. Se pueden realizar otras pruebas, como un análisis de sangre para marcadores autoinmunes, o se puede tomar una aspiración de líquido sinovial.

Fracturas

En el hueso normal, las fracturas ocurren cuando se aplica una fuerza significativa o un trauma repetitivo durante un tiempo prolongado. Las fracturas también pueden ocurrir cuando un hueso está debilitado, como en la osteoporosis, o cuando hay un problema estructural, como cuando el hueso se remodela excesivamente (como la enfermedad de Paget) o es el sitio del crecimiento del cáncer. Las fracturas comunes incluyen fracturas de muñeca y fracturas de cadera, asociadas con osteoporosis, fracturas vertebrales asociadas con traumatismos de alta energía y cáncer, y fracturas de huesos largos. No todas las fracturas son dolorosas.Cuando es grave, según el tipo de fractura y la ubicación, las complicaciones pueden incluir tórax inestable, síndromes compartimentales o embolia grasa. Las fracturas compuestas implican la penetración del hueso a través de la piel. Algunas fracturas complejas se pueden tratar mediante el uso de procedimientos de injerto óseo que reemplazan las porciones de hueso que faltan.

Las fracturas y sus causas subyacentes pueden investigarse mediante radiografías, tomografías computarizadas y resonancias magnéticas. Las fracturas se describen por su ubicación y forma, y ​​existen varios sistemas de clasificación, según la ubicación de la fractura. Una fractura común de huesos largos en niños es una fractura de Salter-Harris. Cuando se tratan las fracturas, a menudo se proporciona alivio del dolor y, a menudo, se inmoviliza el área fracturada. Esto es para promover la curación de los huesos. Además, se pueden utilizar medidas quirúrgicas como la fijación interna. Debido a la inmovilización, a menudo se aconseja a las personas con fracturas que se sometan a rehabilitación.

Tumores

Hay varios tipos de tumores que pueden afectar el hueso; los ejemplos de tumores óseos benignos incluyen osteoma, osteoma osteoide, osteocondroma, osteoblastoma, encondroma, tumor óseo de células gigantes y quiste óseo aneurismático.

Cáncer

El cáncer puede surgir en el tejido óseo, y los huesos también son un sitio común para que otros cánceres se propaguen (hagan metástasis). Los cánceres que surgen en los huesos se denominan cánceres "primarios", aunque estos cánceres son raros. Las metástasis dentro del hueso son cánceres "secundarios", siendo los más comunes el cáncer de mama, el cáncer de pulmón, el cáncer de próstata, el cáncer de tiroides y el cáncer de riñón.Los cánceres secundarios que afectan los huesos pueden destruir el hueso (llamado cáncer "lítico") o crear hueso (un cáncer "esclerótico"). Los cánceres de la médula ósea dentro del hueso también pueden afectar el tejido óseo, por ejemplo, la leucemia y el mieloma múltiple. Los huesos también pueden verse afectados por cánceres en otras partes del cuerpo. Los cánceres en otras partes del cuerpo pueden liberar hormona paratiroidea o péptido relacionado con la hormona paratiroidea. Esto aumenta la reabsorción ósea y puede provocar fracturas óseas.

El tejido óseo destruido o alterado como resultado de los cánceres está distorsionado, debilitado y es más propenso a las fracturas. Esto puede provocar la compresión de la médula espinal, la destrucción de la médula que produce hematomas, hemorragias e inmunosupresión, y es una de las causas del dolor óseo. Si el cáncer es metastásico, es posible que haya otros síntomas según el sitio del cáncer original. Algunos cánceres de hueso también se pueden palpar.

Los cánceres de hueso se manejan de acuerdo con su tipo, etapa, pronóstico y los síntomas que causan. Muchos cánceres primarios de hueso se tratan con radioterapia. Los cánceres de médula ósea se pueden tratar con quimioterapia y se pueden usar otras formas de terapia dirigida, como la inmunoterapia. Los cuidados paliativos, que se centran en maximizar la calidad de vida de una persona, pueden desempeñar un papel en el tratamiento, especialmente si la probabilidad de supervivencia dentro de los cinco años es baja.

Otras condiciones dolorosas

• La osteomielitis es la inflamación del hueso o de la médula ósea debido a una infección bacteriana.
• La osteomalacia es un reblandecimiento doloroso del hueso adulto causado por una deficiencia severa de vitamina D.
• Osteogénesis imperfecta
• Osteocondritis disecante
• Espondiloartritis anquilosante
• La fluorosis esquelética es una enfermedad de los huesos causada por una acumulación excesiva de flúor en los huesos. En casos avanzados, la fluorosis esquelética daña los huesos y las articulaciones y es dolorosa.

Osteoporosis

La osteoporosis es una enfermedad de los huesos en la que se reduce la densidad mineral ósea, lo que aumenta la probabilidad de fracturas. La osteoporosis se define en las mujeres por la Organización Mundial de la Salud como una densidad mineral ósea de 2,5 desviaciones estándar por debajo de la masa ósea máxima, en relación con el promedio correspondiente a la edad y el sexo. Esta densidad se mide mediante absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA), con el término "osteoporosis establecida" que incluye la presencia de una fractura por fragilidad. La osteoporosis es más común en mujeres después de la menopausia, cuando se denomina "osteoporosis posmenopáusica", pero puede desarrollarse en hombres y mujeres premenopáusicas en presencia de trastornos hormonales particulares y otras enfermedades crónicas o como resultado del tabaquismo y medicamentos, específicamente glucocorticoides.La osteoporosis generalmente no presenta síntomas hasta que se produce una fractura. Por esta razón, las exploraciones DEXA a menudo se realizan en personas con uno o más factores de riesgo, que han desarrollado osteoporosis y tienen riesgo de fractura.

Uno de los factores de riesgo más importantes para la osteoporosis es la edad avanzada. La acumulación de daño oxidativo del ADN en las células osteoblásticas y osteoclásticas parece ser un factor clave en la osteoporosis relacionada con la edad.

El tratamiento de la osteoporosis incluye consejos para dejar de fumar, disminuir el consumo de alcohol, hacer ejercicio regularmente y tener una dieta saludable. También se pueden recomendar suplementos de calcio y minerales traza, al igual que vitamina D. Cuando se usan medicamentos, pueden incluir bisfosfonatos, ranelato de estroncio y terapia de reemplazo hormonal.

Medicina Osteopatica

La medicina osteopática es una escuela de pensamiento médico desarrollada originalmente en base a la idea del vínculo entre el sistema musculoesquelético y la salud en general, pero ahora muy similar a la medicina convencional. A partir de 2012, más de 77 000 médicos en los Estados Unidos están capacitados en escuelas de medicina osteopática.

Osteología

El estudio de los huesos y los dientes se conoce como osteología. Se utiliza con frecuencia en antropología, arqueología y ciencia forense para una variedad de tareas. Esto puede incluir la determinación del estado nutricional, de salud, de edad o de lesiones de la persona de la que se extrajeron los huesos. La preparación de huesos carnosos para este tipo de estudios puede implicar el proceso de maceración.

Por lo general, los antropólogos y arqueólogos estudian las herramientas de hueso hechas por el Homo sapiens y el Homo neanderthalensis. Los huesos pueden tener una serie de usos, como puntas de proyectil o pigmentos artísticos, y también pueden estar hechos de huesos externos, como astas.

Otros animales

Los esqueletos de aves son muy ligeros. Sus huesos son más pequeños y delgados para facilitar el vuelo. Entre los mamíferos, los murciélagos se acercan más a las aves en términos de densidad ósea, lo que sugiere que los huesos pequeños y densos son una adaptación al vuelo. Muchos huesos de aves tienen poca médula debido a que están huecos.

El pico de un pájaro está hecho principalmente de hueso como proyecciones de las mandíbulas que están cubiertas de queratina.

Algunos huesos, formados principalmente por separado en los tejidos subcutáneos, incluyen cascos (como el núcleo óseo de los cuernos, las astas, los osicones), el osteodermo y el os del pene/os del clítoris. Las astas de un ciervo están compuestas de hueso, que es un ejemplo inusual de que el hueso se encuentra fuera de la piel del animal una vez que se muda el terciopelo.

El pez depredador extinto Dunkleosteus tenía bordes afilados de huesos duros expuestos a lo largo de sus mandíbulas.

La proporción de hueso cortical que es del 80% en el esqueleto humano puede ser mucho menor en otros animales, especialmente en mamíferos marinos y tortugas marinas, o en diversos reptiles marinos del Mesozoico, como los ictiosaurios, entre otros. Esta proporción puede variar rápidamente en la evolución; a menudo aumenta en las primeras etapas de retorno a un estilo de vida acuático, como se ve en las primeras ballenas y pinnípedos, entre otros. Posteriormente, disminuye en los taxones pelágicos, que típicamente adquieren hueso esponjoso, pero los taxones acuáticos que viven en aguas poco profundas pueden retener huesos muy gruesos, paquiostóticos, osteoescleróticos o paquiosteoscleróticos.huesos, especialmente si se mueven lentamente, como las vacas marinas. En algunos casos, incluso los taxones marinos que habían adquirido huesos esponjosos pueden volver a tener huesos más gruesos y compactos si se adaptan a vivir en aguas poco profundas o en aguas hipersalinas (más densas).

Muchos animales, en particular los herbívoros, practican la osteofagia: comer huesos. Presumiblemente, esto se lleva a cabo para reponer la falta de fosfato.

Muchas enfermedades óseas que afectan a los humanos también afectan a otros vertebrados; un ejemplo de un trastorno es la fluorosis esquelética.

Sociedad y Cultura

Los huesos de animales sacrificados tienen varios usos. En tiempos prehistóricos, se han utilizado para fabricar herramientas de hueso. Además, se han utilizado en el tallado de huesos, que ya son importantes en el arte prehistórico, y también en la época moderna como materiales de elaboración para botones, cuentas, mangos, bobinas, ayudas de cálculo, tuercas de cabeza, dados, fichas de póquer, palos para recoger, flechas, scrimshaw, adornos, etc.

El pegamento para huesos se puede hacer hirviendo durante mucho tiempo huesos triturados o partidos, seguido de filtrado y evaporación para espesar el líquido resultante. Históricamente, una vez importante, el pegamento para huesos y otros pegamentos de animales hoy en día tienen solo unos pocos usos especializados, como en la restauración de antigüedades. Esencialmente, el mismo proceso, con mayor refinamiento, espesamiento y secado, se usa para hacer gelatina.

El caldo se hace hirviendo a fuego lento varios ingredientes durante mucho tiempo, tradicionalmente incluyendo huesos.

El carbonizado de huesos, un material granular negro y poroso que se utiliza principalmente para la filtración y también como pigmento negro, se produce carbonizando los huesos de los mamíferos.

La escritura de huesos de Oracle era un sistema de escritura utilizado en la antigua China basado en inscripciones en huesos. Su nombre se origina en los huesos del oráculo, que eran principalmente clavícula de buey. Los antiguos chinos (principalmente en la dinastía Shang), escribían sus preguntas en el hueso del oráculo y quemaban el hueso, y donde el hueso se rompía sería la respuesta a las preguntas.

Señalar con el hueso a alguien se considera mala suerte en algunas culturas, como los aborígenes australianos, como los Kurdaitcha.

Los huesos de los deseos de las aves se han utilizado para la adivinación y todavía se usan habitualmente en una tradición para determinar cuál de las dos personas que tiran de cualquiera de los dientes del hueso puede pedir un deseo.

Varias culturas a lo largo de la historia han adoptado la costumbre de dar forma a la cabeza de un bebé mediante la práctica de la deformación craneal artificial. Una costumbre muy practicada en China era vendarse los pies para limitar el crecimiento normal del pie.

Imágenes Adicionales

• Células en la médula ósea
• Microscopio electrónico de barrido de hueso con un aumento de 100 ×
• Detalle de la estructura de un hueso de animal