6.3: Estructura ósea
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Objetivos de aprendizaje
- Identificar las características anatómicas de un hueso
- Definir y enumerar ejemplos de marcas óseas
- Describir la histología del tejido óseo
- Compara y contrasta hueso compacto y esponjoso
- Identificar las estructuras que componen el hueso compacto y esponjoso
- Describir cómo se nutren e inervan los huesos
El tejido óseo (tejido óseo) difiere mucho de otros tejidos del 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 acomodar 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 (Figura\(\PageIndex{1}\)). Un hueso largo tiene dos partes: la diáfisis y la epífisis. La diáfisis es el eje tubular que discurre entre los extremos proximal y distal del hueso. La región hueca en la diáfisis se llama cavidad medular, que se llena de médula amarilla. Las paredes de la diáfisis están compuestas de hueso compacto denso y duro.
La sección más ancha en cada extremo del hueso se llama epífisis (plural = epífisis), que se 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 en la edad adulta temprana (aproximadamente 18-21 años), el cartílago es reemplazado por tejido óseo y la placa epifisaria se convierte en una línea epifisaria.
La cavidad medular tiene un delicado revestimiento membranoso llamado endosto (extremo- = “interior”; oste- = “hueso”), donde ocurren crecimiento, reparación y remodelación ósea. La superficie externa del hueso está cubierta con una membrana fibrosa llamada periostio (peri - = “alrededor” o “circundante”). El periostio contiene vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos que nutren el hueso compacto. Los tendones y ligamentos también se adhieren 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 (Figura\(\PageIndex{2}\)). En esta región, las epífisis están cubiertas de cartílago articular, una fina capa de cartílago que reduce la fricción y actúa como amortiguador.
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 (Figura\(\Pageindex{3}\)). Las dos capas de hueso compacto y el hueso esponjoso interior trabajan juntas 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.
Marcas óseas
Las características superficiales de los huesos varían considerablemente, dependiendo de la función y ubicación en el cuerpo. En el cuadro se\(\PageIndex{1}\) describen las marcas óseas, las cuales se ilustran en (Figura\(\PageIndex{4}\)). 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 = “articulación”). 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 por encima de 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 agujero es una abertura o surco 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 en el hueso en estos puntos.
Mesa\(\PageIndex{1}\)
| Marcas óseas | ||
|---|---|---|
| Marcado | Descripción | Ejemplo |
| Articulaciones | Donde dos huesos se encuentran | Articulación de rodilla |
| Cabezal | Superficie redondeada prominente | Cabeza de fémur |
| Faceta | Superficie plana | Vértebras |
| Cóndilo | Superficie redondeada | Cóndilos occipitales |
| Proyecciones | Marcas elevadas | Proceso espinoso de las vértebras |
| Protuberancia | Que sobresale | Chin |
| Proceso | Característica de prominencia | Proceso transversal de la vértebra |
| Spine | Proceso agudo | Espina isquial |
| Tubercle | Proceso pequeño y redondeado | Tuberculo de húmero |
| Tuberosidad | Superficie rugosa | Tuberosidad deltoides |
| Línea | Crecilla ligera y alargada | Líneas temporales de los huesos parietales |
| Cresta | Ridge | Cresta ilíaca |
| Agujeros | Agujeros y depresiones | Foramen (agujeros a través de los cuales pueden pasar los vasos sanguíneos) |
| Fossa | Cuenca alargada | Fosa mandibular |
| Fovea | Pozo pequeño | Fovea capitis en la cabeza del fémur |
| Sulcus | Groove | Surco sigmoideo de los huesos temporales |
| Canal | Pasaje en hueso | Canal auditivo |
| Fisura | Abertura a través del hueso | Fisura auricular |
| Foramen | Orificio a través del hueso | Foramen magnum en el hueso occipital |
| Meatus | Abertura en el canal | Meato auditivo externo |
| Sinus | Espacio lleno de aire en el hueso | Seno nasal |
Células y tejidos óseos
El hueso contiene un número relativamente pequeño de células atrincheradas en una matriz de fibras de colágeno que proporcionan una superficie para que los cristales de sal inorgánica se adhieran. 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 dan a los huesos su dureza y resistencia, mientras que las fibras de colágeno les dan flexibilidad para que no sean quebradizos.
Aunque las células óseas componen una pequeña cantidad del volumen óseo, son cruciales para la función de los huesos. Dentro del tejido óseo se encuentran cuatro tipos de células: osteoblastos, osteocitos, células osteogénicas y osteoclastos (Figura\(\PageIndex{5}\)).
El osteoblasto es la célula ósea responsable de formar hueso nuevo y se encuentra en las porciones crecientes del hueso, incluyendo el periostio y el endosteo. 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 osteoblasto se calcifica, el osteoblasto 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 citoplásmicos que se extienden a través de canalículos (singular = canalículo), canales dentro de la matriz ósea.
Si los osteoblastos y los osteocitos son incapaces de la mitosis, entonces ¿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 son indiferenciadas con 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 ósea. Se diferencian y se convierten en osteoblastos.
La naturaleza dinámica del hueso significa que se forma constantemente nuevo tejido, y el hueso viejo, lesionado o innecesario se disuelve para su reparación o para la liberación de calcio. La célula responsable de la resorción ósea, o descomposición, es el osteoclasto. Se encuentran en superficies óseas, son multinucleadas, y se originan a partir de monocitos y macrófagos, dos tipos de glóbulos blancos, no de células osteogénicas. Los osteoclastos están continuamente descomponiendo el hueso viejo, mientras que los osteoblastos forman continuamente hueso nuevo. El equilibrio continuo entre osteoblastos y osteoclastos es responsable de la constante pero sutil remodelación del hueso. Tabla\(\PageIndex{2}\) revisa las células óseas, sus funciones y ubicaciones.
Mesa\(\PageIndex{2}\)
| Células óseas | ||
|---|---|---|
| Tipo de Celda | Función | Ubicación |
| Células osteogénicas | Desarrollar en osteoblastos | Capas profundas del periostio y la médula |
| Osteoblastos | Formación ósea | Porciones crecientes de hueso, incluyendo periostio y endosteo |
| Osteocitos | Mantener la concentración mineral de la matriz | Atrapado en matriz |
| Osteoclastos | Reabsorción 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 para que pueda soportar fuerzas de compresión, mientras que el hueso esponjoso (esponjoso) tiene espacios abiertos y soporta cambios en la distribución del peso.
Hueso Compacto
El hueso compacto es el más denso, más fuerte de los dos tipos de tejido óseo (Figura\(\PageIndex{6}\)). Se puede encontrar debajo del periostio y en las diáfisis de huesos largos, donde brinda soporte y protección.
La unidad estructural microscópica del hueso compacto se llama osteón, o sistema haversiano. Cada osteón está compuesto por anillos concéntricos de matriz calcificada llamados laminillas (singular = laminilla). Corriendo por el centro de cada osteón se encuentra el canal central, o canal haversiano, 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 canales de Volkmann, para extenderse hasta el periostio y el endosteo.
Los osteocitos se localizan dentro de espacios llamados lagunas (singular = laguna), que se encuentran en los bordes de las laminillas adyacentes. Como se describió anteriormente, los canaliculos se conectan con los canalículos de otras lagunas y eventualmente con el canal central. Este sistema permite que los nutrientes sean transportados a los osteocitos y que los desechos sean retirados de ellos.
Hueso esponjoso (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 reticular de espigas matriciales llamadas trabéculas (singular = trabécula) (Figura\(\PageIndex{7}\)). 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 hacer que los huesos sean más ligeros 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.
Sistema esquelético: Enfermedad de Paget
La enfermedad de Paget suele presentarse 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 de lo que se deposita. Los osteoblastos tratan de compensar pero el hueso nuevo que depositan es débil y quebradizo y por lo tanto propenso a la fractura.
Mientras que algunas personas con la enfermedad de Paget no presentan síntomas, otras experimentan dolor, fracturas óseas y deformidades óseas (Figura\(\PageIndex{8}\)). 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 auditiva.
¿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 imagen y pruebas de laboratorio. Las radiografías pueden mostrar deformidades óseas o áreas de resorción ósea. También son útiles las exploraciones óseas. En estos estudios, se inyecta en el cuerpo un colorante que contiene un ión radiactivo. Las áreas de resorción ósea tienen afinidad por el ion, por lo que se iluminarán en la exploración si los iones son absorbidos. Además, los niveles sanguíneos de una enzima llamada fosfatasa alcalina suelen ser elevados en personas con enfermedad de Paget.
Los bisfosfonatos, fármacos que disminuyen la actividad de los osteoclastos, suelen utilizarse en el tratamiento de la enfermedad de Paget. Sin embargo, en un pequeño porcentaje de casos, los propios bisfosfonatos se han relacionado con un mayor riesgo de fracturas debido a que el hueso viejo que queda después de la administración de los bisfosfonatos se vuelve desgastado y quebradizo. Aún así, la mayoría de los médicos sienten que los beneficios de los bifosfonatos superan con creces el riesgo; el profesional médico tiene que sopesar los beneficios y riesgos caso por caso. El tratamiento con bisfosfonatos 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 Nervio
El hueso esponjoso y la cavidad medular reciben alimento de las arterias que pasan a través del hueso compacto. Las arterias ingresan a través del foramen nutritivo (plural = foramina), pequeñas aberturas en la diáfisis (Figura\(\PageIndex{9}\)). Los osteocitos en el hueso esponjoso son nutridos por vasos sanguíneos del periostio que penetran en hueso esponjoso y sangre que circula en las cavidades de la médula. A medida que la sangre pasa por las cavidades de la médula, es recolectada por venas, que luego pasan fuera del hueso a través de las foramina.
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 perciben el dolor, y parece que los nervios también juegan un papel en la regulación del suministro de sangre y en el crecimiento óseo, de ahí sus concentraciones en sitios metabólicamente activos del hueso.
Revisión del Capítulo
Una cavidad medular hueca llena de médula amarilla recorre la longitud de la diáfisis de un hueso largo. Las paredes de la diáfisis son de hueso compacto. Las epífisis, que son secciones más anchas en cada extremo de un hueso largo, están llenas de hueso esponjoso y médula roja. La placa epifisaria, una capa de cartílago hialino, es reemplazada por tejido óseo a medida que el órgano crece en longitud. La cavidad medular tiene un delicado revestimiento membranoso llamado endosteo. La superficie externa del hueso, excepto en regiones cubiertas de cartílago articular, está cubierta con una membrana fibrosa llamada periostio. Los huesos planos consisten en dos capas de hueso compacto que rodean una capa de hueso esponjoso. Las marcas óseas dependen de la función y ubicación de los huesos. Las articulaciones son lugares donde se encuentran dos huesos. Las proyecciones sobresalgan de la superficie del hueso y proporcionan puntos de unión para tendones y ligamentos. Los agujeros son aberturas o depresiones en los huesos.
La matriz ósea consiste en fibras de colágeno y sustancia orgánica molida, principalmente hidroxiapatita formada a partir de sales de calcio. Las células osteogénicas se convierten en osteoblastos. Los osteoblastos son células que producen hueso nuevo. Se convierten en osteocitos, las células de hueso maduro, cuando quedan atrapadas en la matriz. Los osteoclastos se involucran en la resorción ósea. El hueso compacto es denso y está compuesto por osteones, mientras que el hueso esponjoso es menos denso y está formado por trabéculas. Los vasos sanguíneos y los nervios ingresan al hueso a través de los foramina nutritiva para nutrir e inervar los huesos.
Preguntas de revisión
P. ¿Cuál de las siguientes ocurre en el hueso esponjoso de la epífisis?
A. crecimiento óseo
B. Remodelación ósea
C. hematopoyesis
D. absorción de choque
Respuesta: C
P. La diáfisis contiene ________.
A. la metafisis
B. tiendas de grasa
C. hueso esponjoso
D. hueso compacto
Respuesta: B
P. La membrana fibrosa que cubre la superficie externa del hueso es la ________.
A. periostio
B. epífisis
C. endosteum
D. diáfisis
Respuesta: A
P: ¿Cuáles de los siguientes son incapaces de someterse a mitosis?
A. osteoblastos y osteoclastos
B. osteocitos y osteoclastos
C. osteoblastos y osteocitos
D. Células osteogénicas y osteoclastos
Respuesta: C
P: ¿Qué células no se originan a partir de células osteogénicas?
A. osteoblastos
B. osteoclastos
C. osteocitos
D. células osteoprogenitoras
Respuesta: D
P. ¿Cuáles de las siguientes se encuentran en el hueso compacto y el hueso esponjoso?
A. Sistemas haversianos
B. Canales haversianos
C. laminillas
D. lagunas
Respuesta: C
P. ¿Cuáles de las siguientes solo se encuentran en el hueso esponjoso?
A. canaliculi
B. Canales de Volkmann
C. trabéculas
D. sales de calcio
Respuesta: C
P. ¿El área de un hueso por donde pasa el foramen nutritivo forma qué tipo de marca ósea?
A. un agujero
B. una faceta
C. un canal
D. una fisura
Respuesta: A
Preguntas de Pensamiento Crítico
P. Si el cartílago articular al final de uno de tus huesos largos se degenere, ¿qué síntomas crees que experimentarías? ¿Por qué?
A. Si el cartílago articular al final de uno de tus huesos largos se deteriorara, que en realidad es lo que sucede en la osteoartritis, experimentarías dolor articular al final de ese hueso y limitación de movimiento en esa articulación porque no habría cartílago para reducir la fricción entre los huesos adyacentes y no habría cartílago para actuar como amortiguador.
P. ¿De qué manera la composición estructural del hueso compacto y esponjoso se adapta bien a sus respectivas funciones?
A. Los anillos concéntricos densamente empaquetados de la matriz en el hueso compacto son ideales para resistir las fuerzas de compresión, que es la función del hueso compacto. Los espacios abiertos de la red trabeculada de hueso esponjoso permiten que el hueso esponjoso soporte cambios en la distribución del peso, que es función del hueso esponjoso.
Glosario
- cartílago articular
- capa delgada de cartílago que cubre una epífisis; reduce la fricción y actúa como un amortiguador
- articulación
- donde se encuentran dos superficies óseas
- canaliculi
- (singular = canalículo) canales dentro de la matriz ósea que albergan una de las muchas extensiones citoplásmicas de un osteocito que utiliza para comunicarse y recibir nutrientes
- canal central
- canal longitudinal en el centro de cada osteón; contiene vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos; también conocido como canal haversiano
- hueso compacto
- tejido óseo denso que puede soportar fuerzas de compresión
- diáfisis
- eje tubular que discurre entre los extremos proximal y distal de un hueso largo
- diploë
- capa de hueso esponjoso, que se intercala entre dos las capas de hueso compacto que se encuentran en los huesos planos
- endosteo
- delicado revestimiento membranoso de la cavidad medular de un hueso
- placa epifisaria
- (también, placa de crecimiento) lámina de cartílago hialino en la metáfisis de un hueso inmaduro; reemplazada por tejido óseo a medida que el órgano crece en longitud
- epífisis
- sección ancha en cada extremo de un hueso largo; relleno de hueso esponjoso y médula roja
- agujero
- apertura o depresión en un hueso
- lagunas
- espacios (singular = laguna) en un hueso que alberga un osteocito
- cavidad medular
- región hueca de la diáfisis; llena de médula amarilla
- foramen nutrimental
- pequeña abertura en el centro de la superficie externa de la diáfisis, a través de la cual una arteria ingresa al hueso para proporcionar nutrición
- osteoblastos
- célula responsable de formar hueso nuevo
- osteoclastos
- célula responsable de reabsorción ósea
- osteocito
- célula primaria en hueso maduro; responsable del mantenimiento de la matriz
- células osteogénicas
- célula indiferenciada con alta actividad mitótica; las únicas células óseas que se dividen; se diferencian y se desarrollan en osteoblastos
- osteón
- (también, sistema haversiano) unidad estructural básica de hueso compacto; compuesta por capas concéntricas de matriz calcificada
- canal perforante
- (también, canal de Volkmann) canal que se ramifica desde el canal central y alberga vasos y nervios que se extienden hasta el periostio y el endosteo
- periostio
- membrana fibrosa que cubre la superficie externa del hueso y continua con ligamentos
- proyección
- marcas óseas donde parte de la superficie sobresalga por encima del resto de la superficie, donde se unen los tendones y ligamentos
- Hueso esponjoso
- (también, hueso esponjoso) tejido óseo trabeculado que soporta cambios en la distribución del peso
- trabéculas
- (singular = trabécula) espigas o secciones de la matriz enrejada en hueso esponjoso