14.5: Crecimiento, Remodelación y Reparación Ósea

Romper una pierna

¿Alguna vez te rompiste una pierna u otro hueso, como el hombre que mira ansiosamente el agua en esta piscina? Tener un hueso roto realmente puede restringir tu actividad. Los huesos son muy duros, pero se romperán, o se fracturarán si se les aplica suficiente fuerza. Afortunadamente, los huesos son órganos altamente activos que pueden repararse si se rompen. Los huesos también pueden remodelarse y crecer. Aprenderás cómo los huesos pueden hacer todas estas cosas en este concepto.

Figura\(\PageIndex{1}\): Pierna rota

Crecimiento Óseo

Al principio del desarrollo de un feto humano, el esqueleto está hecho casi en su totalidad de cartílago. El cartílago relativamente blando se convierte gradualmente en hueso duro a través de la osificación. La osificación es un proceso en el que se crea tejido óseo a partir del cartílago. Los pasos en los que los huesos del esqueleto se forman a partir del cartílago se ilustran en la Figura\(\PageIndex{2}\). Los pasos incluyen los siguientes:

1. “Modelo” cartilaginoso de formas óseas; este modelo continúa creciendo a medida que se lleva a cabo la osificación.
2. La osificación comienza en un centro de osificación primaria en el centro del hueso.
3. La osificación comienza entonces a ocurrir en los centros de osificación secundaria en los extremos del hueso.
4. La cavidad medular se forma y contendrá médula ósea roja.
5. Las áreas de osificación se encuentran en placas epifisarias y formas de cartílago articular. El crecimiento óseo termina.

Figura\(\PageIndex{2}\): La osificación del cartílago en el esqueleto humano es un proceso que dura durante toda la infancia en algunos huesos.

Centros de Osificación Primaria y Secundaria

Cuando el hueso se forma a partir del cartílago, la osificación comienza con un punto en el cartílago llamado centro de osificación primaria. Esto generalmente aparece durante el desarrollo fetal, aunque algunos huesos cortos comienzan su osificación primaria después del nacimiento. La osificación ocurre hacia ambos extremos del hueso desde el centro de osificación primaria, y eventualmente forma el eje del hueso en el caso de los huesos largos.

Los centros de osificación secundaria se forman después del nacimiento. La osificación de centros secundarios eventualmente forma los extremos de los huesos. El eje y los extremos del hueso están separados por una zona de crecimiento de cartílago hasta que el individuo alcanza la madurez esquelética.

Madurez esquelética

A lo largo de la infancia, el cartílago que queda en el esqueleto sigue creciendo y permite que los huesos crezcan en tamaño. Sin embargo, una vez que todo el cartílago ha sido reemplazado por hueso y se ha producido la fusión en las placas epifisarias, los huesos ya no pueden seguir creciendo en longitud. Este es el punto en el que se ha alcanzado la madurez esquelética. Generalmente se lleva a cabo a los 18 a los 25 años.

El uso de esteroides anabólicos por parte de los adolescentes puede acelerar el proceso de madurez esquelética, lo que resulta en un período más corto de crecimiento del cartílago antes de que se produzca la fusión. Esto significa que los adolescentes que usan esteroides probablemente terminen más bajos como adultos de lo que habrían sido de otra manera.

Remodelación Ósea

Incluso después de alcanzar la madurez esquelética, el hueso se reabsorbe constantemente y se reemplaza por hueso nuevo en un proceso conocido como remodelación ósea. En este proceso de por vida, el tejido óseo maduro es continuamente volteado, con alrededor del 10 por ciento de la masa esquelética de un adulto siendo remodelada cada año. La remodelación ósea se realiza a través del trabajo de los osteoclastos, que son células óseas que reabsorben el hueso y disuelven sus minerales; y los osteoblastos, que son células óseas que forman la nueva matriz ósea.

La remodelación de huesos cumple varias funciones. Da forma a los huesos del esqueleto a medida que un niño crece, y repara pequeños defectos en el hueso que resultan de los movimientos cotidianos. La remodelación también hace que los huesos sean más gruesos en los puntos donde los músculos les ponen más estrés. Además, la remodelación ayuda a regular la homeostasis mineral ya que libera minerales de los huesos a la sangre o absorbe minerales de la sangre hacia los huesos. La siguiente figura muestra cómo los osteoclastos en los huesos están involucrados en la regulación del calcio.

La acción de los osteoblastos y osteoclastos en la remodelación ósea y la homeostasis del calcio está controlada por una serie de enzimas, hormonas y otras sustancias que promueven o inhiben la actividad de las células. De esta manera, estas sustancias controlan la velocidad a la que se fabrica, destruye y cambia de forma el hueso. Por ejemplo, la velocidad a la que los osteoclastos reabsorben el hueso y liberan calcio en la sangre es promovida por la hormona paratiroidea (PTH) e inhibida por la calcitonina, que es producida por la glándula tiroides (Figura\(\PageIndex{3}\)). La velocidad a la que los osteoblastos crean hueso nuevo es estimulada por la hormona del crecimiento, que es producida por el lóbulo anterior de la glándula pituitaria. La hormona tiroidea y las hormonas sexuales (estrógenos y andrógenos) también estimulan a los osteoblastos para crear hueso nuevo.

Figura\(\PageIndex{3}\): Mantener el nivel de calcio en la homeostasis incluye el trabajo de los osteoclastos, las células óseas que reabsorben el hueso y liberan calcio en la sangre. Si los niveles de calcio aumentan, la tiroides libera calcitonina que inhibe la actividad de los osteoclastos. Esto da como resultado que se reabsorba menos calcio en los riñones lo que se traduce en la disminución del calcio en la sangre. Si los niveles de calcio disminuyen por debajo de la homeostasis, la glándula paratiroides libera PTH. Esto hace que los osteoclastos liberen calcio de los huesos y aumenta la absorción de calcio en el riñón y el intestino delgado. Esto devuelve el calcio a la homeostasis.

Reparación Ósea

La reparación ósea, o curación, es el proceso en el que un hueso se repara después de una fractura ósea. Se puede ver una radiografía de fractura ósea en la Figura\(\PageIndex{4}\). En esta fractura, el húmero en la parte superior del brazo se ha roto completamente a través de su eje. Antes de que esta fractura sane, un médico debe empujar las partes óseas desplazadas de nuevo a sus posiciones correctas. Entonces el hueso debe estabilizarse —por ejemplo, con un yeso y/o pasadores insertados quirúrgicamente en el hueso— hasta que se complete el proceso de curación natural del hueso. Este proceso puede tardar varias semanas.

El proceso de reparación ósea está determinado principalmente por el periostio, que es la membrana del tejido conectivo que cubre el hueso. El periostio es la fuente primaria de células precursoras que se convierten en osteoblastos, que son esenciales para el proceso de curación. Los huesos se curan a medida que los osteoblastos forman nuevo tejido óseo.

Aunque la reparación ósea es un proceso fisiológico natural, puede ser promovida o inhibida por varios factores. Por ejemplo, es probable que la reparación de fracturas sea más exitosa con una ingesta adecuada de nutrientes. La edad, el tipo de hueso, la terapia farmacológica y la enfermedad ósea preexistente son factores adicionales que pueden afectar la curación. Los huesos debilitados por enfermedades, como la osteoporosis o el cáncer de hueso, no solo son propensos a sanar más lentamente sino que también tienen más probabilidades de fracturarse en primer lugar.

Figura\(\PageIndex{4}\): Una fractura ósea no siempre implica una rotura completa en el hueso, como en esta radiografía. A veces una fractura es solo una grieta en el hueso. En otros casos, el hueso no sólo se rompe por completo, como aquí sino que también rompe los tejidos blandos que lo rodean para que sobresalga de la piel. A esto se le llama fractura abierta.

Característica: Mito vs. Realidad

Las fracturas óseas son bastante comunes, y existen muchos mitos sobre ellas. Conocer los hechos es importante porque las fracturas generalmente requieren tratamiento médico de emergencia.

Mito: Una fractura ósea es una lesión más leve que un hueso roto.

Realidad: Una fractura ósea es lo mismo que un hueso roto.

Mito: Si todavía tienes un rango completo de movimiento en una extremidad, entonces no debe fracturarse.

Realidad: Incluso si un hueso está fracturado, los músculos y tendones adheridos a él aún pueden mover el hueso normalmente. Esto es especialmente probable si el hueso está agrietado pero no roto en dos pedazos. Incluso si un hueso se rompe por completo, el rango de movimiento puede no verse muy afectado si los huesos a ambos lados de la fractura permanecen correctamente alineados.

Mito: Una fractura siempre produce un hematoma.

Realidad: Muchas pero no todas las fracturas producen un hematoma. Si una fractura produce un hematoma, puede tomar varias horas o incluso un día o más para que aparezca el hematoma.

Mito: Las fracturas son tan dolorosas que inmediatamente sabrás si te rompes un hueso.

Realidad: Los esguinces de ligamentos y distensiones musculares también son muy dolorosos, a veces más dolorosos que Adicionalmente, cada persona tiene una tolerancia diferente al dolor. Las personas con alta tolerancia al dolor pueden continuar usando un hueso roto a pesar del dolor.

Mito: Se puede decir cuándo se fractura un hueso porque habrá dolor muy localizado durante la rotura.

Realidad: Un hueso roto suele ir acompañado de lesiones en los músculos o ligamentos circundantes. Como resultado, el dolor puede extenderse mucho más allá de la ubicación de la fractura. El dolor puede ser mayor directamente sobre la fractura, pero la intensidad del dolor puede dificultar determinar exactamente dónde se origina el dolor.

Revisar

1. Describa cómo se desarrolla el hueso desde el inicio de la etapa fetal hasta la edad de la madurez esquelética.
2. Describir el proceso de remodelación ósea. ¿Cuándo ocurre?
3. ¿Para qué propósitos sirve la remodelación ósea?
4. Definir la reparación ósea. ¿Cuánto tiempo lleva este proceso?
5. Explique cómo ocurre la reparación ósea.
6. Identificar los factores que pueden afectar la reparación ósea.
7. Las partes del hueso que aún no se han osificado están hechas de _________.
8. Si existe una gran región entre los centros de osificación primaria y secundaria en un hueso, ¿la persona es joven o vieja? Explique su respuesta.
9. La región donde se encuentran los centros de osificación primaria y secundaria se llama ________________.
10. Verdadero o Falso. La mayoría de los huesos están hechos completamente de cartílago al nacer.
11. Verdadero o Falso. Un hueso roto es lo mismo que una fractura ósea.
12. Si los huesos se pueden reparar ellos mismos, ¿por qué a veces se necesitan moldes y alfil
13. ¿Qué tipo de células óseas provoca la liberación de calcio al torrente sanguíneo cuando los niveles de calcio son bajos?
14. ¿Qué tipo de tejido y célula ósea participan principalmente en la reparación ósea después de una fractura?
15. Describir una manera en que las hormonas están involucradas en la remodelación ósea.

Explora más

https://bio.libretexts.org/link?16806#Explore_More

Atribuciones

1. Reparto ortopédico por 4x4king10, CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
2. Osificación por OpenStax Biology, CC BY 4.0 vía Wikimedia Commons
3. Homeostasis del calcio por OpenStax College, CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
4. Fractura humeral comunitiva del eje medio con formación de callos por Bill Rhodes, CC BY 2.0 via Wikimedia Commons
5. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0