Compuesto de hueso. Estructura y composición química de los huesos.

Cada hueso humano es un órgano complejo: ocupa una determinada posición en el cuerpo, tiene su propia forma y estructura y realiza su propia función. En la formación del hueso intervienen todos los tipos de tejidos, pero predomina el tejido óseo.

Características generales de los huesos humanos.

El cartílago cubre solo las superficies articulares del hueso, el exterior del hueso está cubierto con periostio y la médula ósea se encuentra en el interior. El hueso contiene tejido graso, vasos sanguíneos y linfáticos y nervios.

Hueso Tiene altas cualidades mecánicas, su resistencia se puede comparar con la resistencia del metal. La composición química del hueso humano vivo contiene: 50% de agua, 12,5% de sustancias orgánicas de naturaleza proteica (oseína), 21,8% de sustancias inorgánicas (principalmente fosfato cálcico) y 15,7% de grasa.

Tipos de huesos por forma dividido en:

• Tubular (largo - humeral, femoral, etc.; corto - falanges de los dedos);
• plano (frontal, parietal, escápula, etc.);
• esponjoso (costillas, vértebras);
• mixto (esfenoides, cigomático, mandíbula inferior).

La estructura de los huesos humanos.

La estructura básica de la unidad de tejido óseo es osteona, que es visible a través de un microscopio con bajo aumento. Cada osteona incluye de 5 a 20 placas óseas ubicadas concéntricamente. Se parecen a cilindros insertados entre sí. Cada placa consta de sustancia intercelular y células (osteoblastos, osteocitos, osteoclastos). En el centro de la osteona hay un canal: el canal de osteona; los vasos lo atraviesan. Las placas óseas intercaladas se encuentran entre osteonas adyacentes.

El tejido óseo está formado por osteoblastos., secretando la sustancia intercelular y encerrándose en ella, se convierten en osteocitos, células en forma de proceso, incapaces de mitosis, con orgánulos mal definidos. En consecuencia, el hueso formado contiene principalmente osteocitos y los osteoblastos se encuentran sólo en las zonas de crecimiento y regeneración del tejido óseo.

La mayor cantidad de osteoblastos se encuentra en el periostio, una placa de tejido conectivo delgada pero densa que contiene muchos vasos sanguíneos, terminaciones nerviosas y linfáticas. El periostio asegura el crecimiento óseo en espesor y la nutrición del hueso.

osteoclastos Contienen una gran cantidad de lisosomas y son capaces de secretar enzimas, lo que puede explicar su disolución de la materia ósea. Estas células participan en la destrucción del hueso. En condiciones patológicas en el tejido óseo, su número aumenta considerablemente.

Los osteoclastos también son importantes en el proceso de desarrollo óseo: en el proceso de construcción de la forma final del hueso, destruyen el cartílago calcificado e incluso el hueso recién formado, "corrigiendo" su forma primaria.

Estructura ósea: compacta y esponjosa

En cortes y secciones de hueso, se distinguen dos de sus estructuras: sustancia compacta(Las placas óseas están ubicadas densamente y ordenadamente), ubicadas superficialmente y sustancia esponjosa(Los elementos óseos están ubicados holgadamente), que se encuentran dentro del hueso.

Esta estructura ósea cumple plenamente con el principio básico de la mecánica estructural: garantizar la máxima resistencia de la estructura con la menor cantidad de material y gran ligereza. Esto también se confirma por el hecho de que la ubicación de los sistemas tubulares y de las vigas óseas principales corresponde a la dirección de acción de las fuerzas de compresión, tracción y torsión.

La estructura ósea es un sistema reactivo dinámico que cambia a lo largo de la vida de una persona. Se sabe que en las personas que realizan trabajos físicos pesados, la capa compacta de hueso alcanza un desarrollo relativamente grande. Dependiendo de los cambios en la carga en partes individuales del cuerpo, la ubicación de los haces óseos y la estructura del hueso en su conjunto pueden cambiar.

Conexión de huesos humanos.

Todas las conexiones óseas se pueden dividir en dos grupos:

• Conexiones continuas, de desarrollo más temprano en filogenia, de función inmóvil o sedentaria;
• conexiones discontinuas, de desarrollo más avanzado y con funciones más móviles.

Hay una transición entre estas formas - de continua a discontinua o viceversa - semiarticulado.

La conexión continua de los huesos se realiza a través de tejido conectivo, cartílago y tejido óseo (los huesos del propio cráneo). Una conexión ósea discontinua, o articulación, es una formación más joven de una conexión ósea. Todas las articulaciones tienen un plan estructural general, que incluye la cavidad articular, la cápsula articular y las superficies articulares.

Cavidad articular Se destaca condicionalmente, ya que normalmente no hay vacío entre la cápsula articular y los extremos articulares de los huesos, pero sí líquido.

Bolsa Cubre las superficies articulares de los huesos, formando una cápsula hermética. La cápsula articular consta de dos capas, la capa exterior de las cuales pasa al periostio. La capa interna libera líquido en la cavidad articular, que actúa como lubricante y garantiza el libre deslizamiento de las superficies articulares.

tipos de articulaciones

Las superficies articulares de los huesos articulados están cubiertas por cartílago articular. La superficie lisa del cartílago articular promueve el movimiento de las articulaciones. Las superficies articulares son muy diversas en forma y tamaño; generalmente se las compara con figuras geométricas. Por eso nombre de las articulaciones según la forma: esférico (humeral), elipsoidal (radiocarpiano), cilíndrico (radiocubital), etc.

Dado que los movimientos de los eslabones articulados se producen alrededor de uno, dos o varios ejes, Las articulaciones también suelen dividirse según el número de ejes de rotación. en multiaxial (esférico), biaxial (elipsoidal, en forma de silla de montar) y uniaxial (cilíndrico, en forma de bloque).

Dependiendo de número de huesos articulados Las articulaciones se dividen en simples, en las que se conectan dos huesos, y complejas, en las que se articulan más de dos huesos.

Los dientes están ubicados en alvéolos óseos, células separadas de los procesos alveolares de la mandíbula superior e inferior. El tejido óseo es un tipo de tejido conectivo que se desarrolla a partir del mesodermo y está formado por células, una matriz orgánica intercelular no mineralizada (osteoide) y la principal sustancia intercelular mineralizada.

5.1. ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA DEL TEJIDO ÓSEO DE LOS PROCESOS ALVEOLARES

La superficie del hueso alveolar está cubierta. periostio(periostio), formado predominantemente por tejido conectivo fibroso denso, en el que se distinguen 2 capas: la externa - fibrosa y la interna - osteogénica, que contiene osteoblastos. Los vasos y nervios pasan desde la capa osteogénica del periostio hasta el hueso. Gruesos haces de fibras perforantes de colágeno conectan el hueso con el periostio. El periostio no sólo cumple una función trófica, sino que también participa en el crecimiento y regeneración ósea. Como resultado, el tejido óseo de los procesos alveolares tiene una alta capacidad de regeneración no sólo en condiciones fisiológicas, bajo influencias ortodóncicas, sino también después de daños (fracturas).

La matriz mineralizada está organizada en trabéculas, las unidades estructurales y funcionales del tejido óseo esponjoso. Las células del tejido óseo (osteocitos, osteoblastos, osteoclastos) se encuentran en las lagunas de la matriz mineralizada y en la superficie de las trabéculas.

El cuerpo sufre constantemente procesos de renovación del tejido óseo a través de la formación y resorción (resorción) de hueso acopladas en el tiempo. En estos procesos participan activamente varias células del tejido óseo.

Composición celular del tejido óseo.

Las células ocupan sólo del 1 al 5% del volumen total de tejido óseo del esqueleto adulto. Hay 4 tipos de células del tejido óseo.

Células óseas mesenquimales indiferenciadas se encuentran principalmente como parte de la capa interna del periostio, que cubre la superficie del hueso desde el exterior: el periostio, así como como parte del endostio, que recubre los contornos de todas las cavidades óseas internas, las superficies internas del hueso. Se les llama recubrimiento, o contorno, células. Estas células pueden formar nuevas células óseas: osteoblastos y osteoclastos. De acuerdo con esta función, también se denominan osteogénico células.

Osteoblastos- células ubicadas en las zonas de formación ósea en las superficies externa e interna del hueso. Los osteoblastos contienen cantidades bastante grandes de glucógeno y glucosa. Con la edad, esta cantidad disminuye de 2 a 3 veces. La síntesis de ATP está asociada en un 60% a reacciones de glucólisis. A medida que los osteoblastos envejecen, se activan reacciones de glucólisis. Las reacciones del ciclo del citrato ocurren en las células y la citrato sintasa tiene la mayor actividad. El citrato sintetizado se utiliza posteriormente para unir Ca 2+, necesario para los procesos de mineralización. Dado que la función de los osteoblastos es crear la matriz extracelular orgánica del hueso, estas células contienen grandes cantidades de ARN necesario para la síntesis de proteínas. Los osteoblastos sintetizan y liberan activamente en el espacio extracelular una cantidad significativa de glicerofosfolípidos, que son capaces de unirse a Ca 2+ y participar en los procesos de mineralización. Las células se comunican entre sí a través de desmosomas, que permiten el paso de Ca 2+ y AMPc. Los osteoblastos sintetizan y liberan fibrillas de colágeno, proteoglicanos y glucosaminoglucanos al medio ambiente. También aseguran el crecimiento continuo de los cristales de hidroxiapatita y actúan como intermediarios en la unión de los cristales minerales a la matriz proteica. A medida que envejecemos, los osteoblastos se transforman en osteocitos.

osteocitos- células de tejido óseo en forma de árbol incrustadas en una matriz intercelular orgánica que se ponen en contacto entre sí a través de procesos. Los osteocitos también interactúan con otras células del tejido óseo: osteoclastos y osteoblastos, así como con células óseas mesenquimales.

osteoclastos- células que realizan la función de destrucción ósea; se forman a partir de macrófagos. Realizan un proceso continuo y controlado de reconstrucción y renovación del tejido óseo, asegurando el necesario crecimiento y desarrollo del esqueleto, estructura, fuerza y ​​elasticidad de los huesos.

Sustancia intercelular y fundamental del tejido óseo.

Sustancia intercelular representado por una matriz intercelular orgánica construida a partir de fibras de colágeno (90-95%) y sustancia mineralizada básica (5-10%). Las fibras de colágeno se encuentran principalmente paralelas a la dirección del nivel de las cargas mecánicas más probables sobre el hueso y proporcionan elasticidad y elasticidad al hueso.

Sustancia principal La matriz intercelular está formada principalmente por líquido extracelular, glicoproteínas y proteoglicanos implicados en el movimiento y distribución de iones inorgánicos. Las sustancias minerales ubicadas como parte de la sustancia principal en la matriz orgánica del hueso están representadas por cristales, principalmente hidroxiapatita Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2. La proporción normal de calcio/fósforo es de 1,3-2,0. Además, en el hueso se encontraron Mg 2+, Na +, K +, SO 4 2-, HCO 3-, hidroxilo y otros iones que pueden participar en la formación de cristales. La mineralización ósea está asociada con las características de las glicoproteínas del tejido óseo y la actividad de los osteoblastos.

Las principales proteínas de la matriz extracelular del tejido óseo son las proteínas de colágeno tipo I, que constituyen aproximadamente el 90% de la matriz orgánica del hueso. Junto al colágeno tipo I, existen trazas de otros tipos de colágeno, como el V, XI, XII. Es posible que estos tipos de colágeno pertenezcan a otros tejidos, que se encuentran en el tejido óseo, pero que no forman parte de la matriz ósea. Por ejemplo, el colágeno tipo V se encuentra típicamente en los vasos que recubren el hueso. El colágeno tipo XI se encuentra en el tejido cartilaginoso y puede corresponder a restos de cartílago calcificado. La fuente de colágeno tipo XII pueden ser "espacios en blanco" de fibrillas de colágeno. En el tejido óseo, el colágeno tipo I contiene derivados monosacáridos, tiene menos enlaces cruzados que otros tipos de tejido conectivo y estos enlaces se forman a través de la alisina. Otra posible diferencia es que el propéptido N-terminal del colágeno tipo I está fosforilado y este péptido queda parcialmente retenido en la matriz mineralizada.

El tejido óseo contiene aproximadamente un 10% de proteínas distintas del colágeno. Están representados por glicoproteínas y proteoglicanos (fig. 5.1).

Del total de proteínas distintas al colágeno, el 10% son proteoglicanos. Primero, se sintetiza condroitina grande.

Arroz. 5.1.El contenido de proteínas distintas del colágeno en la matriz intercelular del tejido óseo [según Gehron R. P., 1992].

que contiene un proteoglicano que, a medida que se forma el tejido óseo, se destruye y reemplaza por dos pequeños proteoglicanos: decorina y biglicano. Pequeños proteoglicanos están incrustados en la matriz mineralizada. La decorina y el biglicano activan los procesos de diferenciación y proliferación celular, y también participan en la regulación de la deposición mineral, la morfología cristalina y la integración de elementos orgánicos de la matriz. Primero se sintetiza el biglicano que contiene sulfato de dermatán; afecta los procesos de proliferación celular. Durante la fase de mineralización aparece el biglicano, unido al sulfato de condroitina. La decorina se sintetiza más tarde que el biglicano, durante la etapa de depósito de proteínas para formar la matriz intercelular; permanece en la fase de mineralización. Se cree que la decorina "pule" las moléculas de colágeno y regula el diámetro de las fibrillas. Durante la formación ósea, ambas proteínas son producidas por los osteoblastos, pero cuando estas células se convierten en osteocitos, solo sintetizan biglicanos.

Se han aislado otros tipos de pequeños proteoglicanos de la matriz ósea en pequeñas cantidades, que actúan como

receptores y facilitan la unión de factores de crecimiento a la célula. Este tipo de moléculas se encuentran en la membrana o unidas a la membrana celular mediante enlaces fosfoinositol.

El tejido óseo también contiene ácido hialurónico. Probablemente juegue un papel importante en la morfogénesis de este tejido.

Además de los proteoglicanos, en el hueso se detecta una gran cantidad de proteínas diferentes relacionadas con las glicoproteínas (tabla 5.1).

Normalmente, estas proteínas son sintetizadas por osteoblastos y son capaces de unirse a fosfato o calcio; por tanto participan en la formación de la matriz mineralizada. Al unirse a células, colágenos y proteoglicanos, aseguran la formación de complejos supramoleculares de la matriz del tejido óseo (fig. 5.2).

El osteoide contiene proteoglicanos: fibromodulina, biglicano, decorina, proteínas de colágeno y proteína morfogenética ósea. Los osteocitos, que están asociados con colágenos, están incrustados en la matriz mineralizada. La hidroxiapatita, la osteocalcina y la osteoaderina se fijan sobre los colágenos. En el intercelular mineralizado.

Arroz. 5.2.Participación de diversas proteínas en la formación de la matriz del tejido óseo.

Tabla 5.1

Proteínas óseas no colagenosas

En la matriz, la osteoaderina se une a la osteonectina y la osteocalcina se une al colágeno. La proteína morfogenética ósea se encuentra en la zona límite entre la matriz mineralizada y no mineralizada. La osteopontina regula la actividad de los osteoclastos.

Las propiedades y funciones de las proteínas del tejido óseo se presentan en la tabla. 5.1.

5.2. REGENERACIÓN FISIOLÓGICA DEL TEJIDO ÓSEO

En el proceso de la vida, el hueso se renueva constantemente, es decir, se destruye y se restaura. Al mismo tiempo, en él ocurren dos procesos de direcciones opuestas: reabsorción y restauración. La relación entre estos procesos se llama remodelación ósea.

Se sabe que cada 30 años el tejido óseo cambia casi por completo. Normalmente, el hueso “crece” hasta los 20 años, alcanzando el pico de masa ósea. Durante este período, la masa ósea aumenta hasta un 8% anual. Luego, hasta los 30-35 años, hay un período de estado más o menos estable. Luego comienza una disminución gradual natural de la masa ósea, que generalmente no supera el 0,3-0,5% por año. Después de la menopausia, las mujeres experimentan una tasa máxima de pérdida ósea, que alcanza el 2-5% por año y continúa a esta tasa hasta los 60-70 años. Como resultado, las mujeres pierden entre el 30 y el 50% del tejido óseo. En los hombres, estas pérdidas suelen ser del 15 al 30%.

El proceso de remodelación del tejido óseo se produce en varias etapas (fig. 5.3). En la primera etapa, el área de tejido óseo a ser

Arroz. 5.3.Etapas de la remodelación del tejido óseo [según Martin R.B., 2000, modificado].

La presión de resorción es provocada por los osteocitos. Para activar el proceso es necesaria la participación de la hormona paratiroidea, el factor de crecimiento similar a la insulina, las interleucinas-1 y -6, las prostaglandinas, el calcitriol y el factor de necrosis tumoral. Esta etapa de remodelación es inhibida por los estrógenos. En esta etapa, las células del contorno superficial cambian de forma, pasando de células planas y redondas a cúbicas.

Los osteoblastos y los linfocitos T secretan ligandos del activador del receptor del factor de nucleación kappa B (RANKL) y, hasta cierto punto, las moléculas de RANKL pueden permanecer asociadas a la superficie de los osteoblastos o de las células estromales.

Los precursores de osteoclastos se forman a partir de células madre de la médula ósea. Tienen receptores de membrana llamados receptores del factor de nucleación kappa B (RANK). En la siguiente etapa, los ligandos RANK (RANKL) se unen a los receptores RANK, lo que se acompaña de la fusión de varios precursores de osteoclastos en una estructura grande y se forman osteoclastos multinucleados maduros.

El osteoclasto activo resultante crea un borde corrugado en su superficie y los osteoclastos maduros comienzan a reabsorberse.

tejido óseo (fig. 5.4). En el lado donde el osteoclasto se adhiere a la superficie destruida, se distinguen dos zonas. La primera zona es la más extensa, llamada borde en cepillo o borde ondulado. El borde corrugado es una membrana retorcida en espiral con múltiples pliegues citoplasmáticos que miran en la dirección de reabsorción en la superficie del hueso. A través de la membrana de los osteoclastos se liberan lisosomas que contienen una gran cantidad de enzimas hidrolíticas (catepsinas K, D, B, fosfatasa ácida, esterasa, glicosidasas, etc.). A su vez, la catepsina K activa la metaloproteinasa-9 de la matriz, que interviene en la degradación del colágeno y proteoglicanos de la matriz intercelular. Durante este período, la actividad de la anhidrasa carbónica aumenta en los osteoclastos. Los iones HCO 3 - se intercambian por Cl -, que se acumulan en el borde ondulado; Allí también se transfieren iones H +. La secreción de H + se lleva a cabo gracias a la muy activa H + /K + -ATPasa en los osteoclastos. El desarrollo de acidosis promueve la activación de enzimas lisosomales y contribuye a la destrucción del componente mineral.

La segunda zona rodea a la primera y, por así decirlo, sella el área de acción de las enzimas hidrolíticas. Está libre de orgánulos y se llama

Arroz. 5.4.Activación del preosteoclasto RANKL y formación de un borde corrugado por osteoblastos activos, lo que conduce a la resorción ósea [según Edwards P. A., 2005, según enmendado].

es una zona clara, por lo que la resorción ósea se produce sólo debajo del borde corrugado en espacio confinado.

En la etapa de formación de osteoclastos a partir de precursores, el proceso puede ser bloqueado por la proteína osteoprotegerina, que, al moverse libremente, puede unirse a RANKL y así prevenir la interacción de RANKL con los receptores de RANK (ver Fig. 5.4). osteoprotegerina - glicoproteína con mol. con un peso de 60-120 kDa, perteneciente a la familia de receptores de TNF. Al inhibir la unión de RANK al ligando RANK, la osteoprotegerina inhibe la movilización, proliferación y activación de los osteoclastos, por lo que un aumento en la síntesis de RANKL conduce a la resorción ósea y, en consecuencia, a la pérdida ósea.

La naturaleza de la remodelación del tejido óseo está determinada en gran medida por el equilibrio entre la producción de RANKL y osteoprotegerina. Las células estromales de la médula ósea indiferenciadas sintetizan RANKL en mayor medida y osteoprotegerina en menor medida. El desequilibrio resultante del sistema RANKL/osteoprotegerina con un aumento de RANKL conduce a la resorción ósea. Este fenómeno se observa en la osteoporosis posmenopáusica, la enfermedad de Paget, la pérdida ósea por metástasis de cáncer y la artritis reumatoide.

Los osteoclastos maduros comienzan a absorber activamente el hueso y los macrófagos completan la destrucción de la matriz orgánica de la sustancia intercelular del hueso. La reabsorción dura aproximadamente dos semanas. Entonces los osteoclastos mueren según el programa genético. La apoptosis de los osteoclastos puede verse retrasada por la deficiencia de estrógenos. En la última etapa, las células madre pluripotentes llegan a la zona de destrucción y se diferencian en osteoblastos. Posteriormente, los osteoblastos sintetizan y mineralizan la matriz de acuerdo con las nuevas condiciones de carga estática y dinámica sobre el hueso.

Hay una gran cantidad de factores que estimulan el desarrollo y la función de los osteoblastos (fig. 5.5). La participación de los osteoblastos en el proceso de remodelación ósea es estimulada por varios factores de crecimiento: TGF-3, proteína morfogenética ósea, factor de crecimiento similar a la insulina, factor de crecimiento de fibroblastos, plaquetas, hormonas estimulantes de colonias (paratirina, calcitriol y nuclear). factor de unión α-1 y es inhibido por la proteína leptina La leptina es una proteína con un peso molecular de 16 kDa que se forma principalmente en los adipocitos y actúa mediante una mayor síntesis de citoquinas, factores de crecimiento epiteliales y queratinocíticos;

Arroz. 5.5.Remodelación del tejido óseo.

Los osteoblastos secretores activos crean capas de osteoide, la matriz ósea no mineralizada, y rellenan lentamente la cavidad de resorción. Al mismo tiempo, secretan no solo varios factores de crecimiento, sino también proteínas de la matriz intercelular: osteopontina, osteocalcina y otras. Cuando el osteoide resultante alcanza un diámetro de 6×10 -6 m, comienza a mineralizarse. La velocidad del proceso de mineralización depende del contenido de calcio, fósforo y varios oligoelementos. El proceso de mineralización está controlado por los osteoblastos e inhibido por el pirofosfato.

La formación de cristales minerales óseos es inducida por el colágeno. La formación de la red cristalina mineral comienza en la zona situada entre las fibrillas de colágeno. Estos, a su vez, se convierten en centros de depósito en los espacios entre las fibras de colágeno (fig. 5.6).

La formación de hueso ocurre sólo en las inmediaciones de los osteoblastos, y la mineralización comienza en el cartílago.

Arroz. 5.6.Deposición de cristales de hidroxiapatita sobre fibras de colágeno.

que consiste en colágeno ubicado en una matriz de proteoglicanos. Los proteoglicanos aumentan la extensibilidad de la red de colágeno. En la zona de calcificación, los complejos proteína-polisacárido se destruyen como resultado de la hidrólisis de la matriz proteica por las enzimas lisosomales de las células óseas. A medida que los cristales crecen, desplazan no sólo a los proteoglicanos, sino también al agua. Hueso denso, totalmente mineralizado, prácticamente deshidratado; el colágeno constituye el 20% de la masa y el 40% del volumen de dicho tejido; el resto es parte de la parte mineral.

El inicio de la mineralización se caracteriza por una mayor absorción de moléculas de O 2 por parte de los osteoblastos, activación de procesos redox y fosforilación oxidativa. Los iones Ca 2+ y PO 4 3- se acumulan en las mitocondrias. Comienza la síntesis de proteínas colágenas y no colágenas, que luego son secretadas por la célula después de una modificación postraduccional. Se forman varias vesículas que contienen colágeno, proteoglicanos y glicoproteínas. A partir de los osteoblastos brotan formaciones especiales llamadas vesículas de matriz o vesículas de membrana. Contienen una alta concentración de iones Ca 2+, que es entre 25 y 50 veces mayor que su contenido en los osteoblastos, así como glicerofosfolípidos y enzimas: fosfatasa alcalina, pirofosfatasa,

adenosina trifosfatasa y adenosina monofosfatasa. Los iones Ca 2+ en las vesículas de membrana están asociados predominantemente con fosfatidilserina cargada negativamente. En la matriz intercelular, las vesículas de membrana se destruyen con la liberación de iones Ca 2+, pirofosfatos y compuestos orgánicos asociados con residuos de ácido fosfórico. Las fosfohidrolasas presentes en las vesículas de membrana, y principalmente la fosfatasa alcalina, escinden el fosfato de los compuestos orgánicos y el pirofosfato es hidrolizado por la pirofosfatasa; Los iones Ca 2+ se combinan con PO 4 3-, lo que conduce a la aparición de fosfato cálcico amorfo.

Al mismo tiempo, se produce una destrucción parcial de los proteoglicanos asociados con el colágeno tipo I. Los fragmentos de proteoglicanos liberados, cargados negativamente, comienzan a unirse a los iones Ca 2+. Un cierto número de iones Ca 2+ y PO 4 3 forman pares y tripletes que se unen a proteínas colágenas y no colágenas que forman la matriz, lo que se acompaña de la formación de grupos o núcleos. De las proteínas del tejido óseo, la osteonectina y las proteínas Gla de la matriz se unen más activamente a los iones Ca 2+ y PO 4 3. El colágeno del tejido óseo se une a los iones PO 4 3 a través del grupo ε-amino de la lisina para formar un enlace fosfoamida.

En el núcleo formado aparecen estructuras en forma de espiral, cuyo crecimiento se produce según el principio habitual de añadir nuevos iones. El paso de dicha espiral es igual a la altura de una unidad estructural del cristal. La formación de un cristal da lugar a la aparición de otros cristales; este proceso se llama epitaxia o nucleación epitaxial.

El crecimiento de cristales es muy sensible a la presencia de otros iones y moléculas que inhiben la cristalización. La concentración de estas moléculas puede ser pequeña y afectan no sólo la velocidad, sino también la forma y dirección del crecimiento del cristal. Se supone que dichos compuestos se adsorben en la superficie del cristal e inhiben la adsorción de otros iones. Estas sustancias son, por ejemplo, el hexametafosfato de sodio, que inhibe la precipitación del carbonato de calcio. Los pirofosfatos, polifosfatos y polifosfonatos también inhiben el crecimiento de cristales de hidroxiapatita.

Después de unos meses, después de que la cavidad de reabsorción se llena con tejido óseo, la densidad del hueso nuevo aumenta. Los osteoblastos comienzan a transformarse en células de contorno que participan en la eliminación continua de calcio del hueso. Alguno

Los osteoblastos se transforman en osteocitos. Los osteocitos permanecen en el hueso; están conectados entre sí mediante largos procesos celulares y son capaces de percibir fuerzas mecánicas sobre el hueso.

A medida que las células se diferencian y envejecen, la naturaleza y la intensidad de los procesos metabólicos cambian. Con la edad, la cantidad de glucógeno disminuye de 2 a 3 veces; La glucosa liberada en las células jóvenes se utiliza en un 60% en reacciones de glucólisis anaeróbica y en las células viejas en un 85%. Las moléculas de ATP sintetizadas son necesarias para el soporte vital y la mineralización de las células óseas. En los osteocitos, solo quedan trazas de glucógeno, y el principal proveedor de moléculas de ATP es solo la glucólisis, por lo que se mantiene la constancia de la composición orgánica y mineral en las secciones ya mineralizadas del tejido óseo.

5.3. REGULACIÓN DEL METABOLISMO EN EL TEJIDO ÓSEO

La remodelación del tejido óseo está regulada por factores sistémicos (hormonas) y locales que aseguran la interacción entre osteoblastos y osteoclastos (Tabla 5.2).

Factores del sistema

La formación de hueso depende en cierta medida del número y la actividad de los osteoblastos. El proceso de formación de osteoblastos está influenciado por

Tabla 5.2

Factores que regulan los procesos de remodelación ósea.

somatotropina (hormona del crecimiento), estrógenos, 24,25(OH) 2 D 3, que estimulan la división de los osteoblastos y la transformación de los preosteoblastos en osteoblastos. Los glucocorticoides, por el contrario, inhiben la división de los osteoblastos.

Paratirina (hormona paratiroidea) sintetizada en las glándulas paratiroides. La molécula de paratirina consta de una cadena polipeptídica que contiene 84 residuos de aminoácidos. La síntesis de paratirina es estimulada por la adrenalina, por lo que en condiciones de estrés agudo y crónico aumenta la cantidad de esta hormona. Las paratirinas activan la proliferación de células precursoras de osteoblastos, prolongan su vida media e inhiben la apoptosis de los osteoblastos. En el tejido óseo, los receptores de paratirina están presentes en las membranas de los osteoblastos y los osteocitos. Los osteoclastos carecen de receptores para esta hormona. La hormona se une a los receptores de osteoblastos y activa la adenilato ciclasa, lo que se acompaña de un aumento en la cantidad de 3 " 5" acampar. Este aumento en el contenido de AMPc promueve un suministro intensivo de iones Ca 2+ desde el líquido extracelular. El calcio entrante forma un complejo con la calmodulina y luego se activa la proteína quinasa dependiente de calcio, seguida de la fosforilación de proteínas. Al unirse a los osteoblastos, la paratirina provoca la síntesis del factor activador de osteoclastos, RANKL, que puede unirse a los preosteoclastos.

La administración de grandes dosis de paratirina provoca la muerte de osteoblastos y osteocitos, que se acompaña de un aumento de la zona de reabsorción, un aumento del nivel de calcio y fosfato en sangre y orina, con un aumento simultáneo de la excreción de hidroxiprolina debido a la destrucción de las proteínas del colágeno.

Los receptores de paratirina también se encuentran en los túbulos renales. En los túbulos renales proximales, la hormona inhibe la reabsorción de fosfato y estimula la formación de 1,25(OH) 2 D 3. En las partes distales de los túbulos renales, la paratirina mejora la reabsorción de Ca 2+. Así, la paratirina asegura un aumento de los niveles de calcio y una disminución de los fosfatos en el plasma sanguíneo.

parotina -una glicoproteína secretada por las glándulas salivales parótidas y submandibulares. La proteína consiste en α-, β - y subunidades γ. El principio activo de la parotina es la subunidad γ, que afecta los tejidos mesenquimales: cartílago, huesos tubulares y dentina del diente. La parotina mejora la proliferación de células condrogénicas, estimula la síntesis de ácidos nucleicos y ADN en odontoblastos, pro-

Procesos de mineralización de la dentina y los huesos. Estos procesos van acompañados de una disminución de los niveles de calcio y glucosa en el plasma sanguíneo.

calcitonina- un polipéptido que consta de 32 residuos de aminoácidos. Secretada por las células K parafoliculares de la glándula tiroides o las células C de las glándulas paratiroides como proteína precursora de alto peso molecular. La secreción de calcitonina aumenta al aumentar la concentración de iones Ca 2+ y disminuye al disminuir la concentración de iones Ca 2+ en la sangre. También depende de los niveles de estrógeno. Con falta de estrógeno, la secreción de calcitonina disminuye. Esto provoca una mayor movilización de calcio en el tejido óseo y contribuye al desarrollo de la osteoporosis. La calcitonina se une a receptores específicos de los osteoclastos y las células tubulares renales, lo que se acompaña de la activación de la adenilato ciclasa y una mayor formación de AMPc. La calcitonina afecta el transporte de iones Ca 2+ a través de las membranas celulares. Estimula la absorción de iones Ca 2+ por las mitocondrias y, por lo tanto, retrasa la salida de iones Ca 2+ de la célula. Esto depende de la cantidad de ATP y de la proporción de iones Na+ y K+ en la célula. La calcitonina inhibe la degradación del colágeno, que se manifiesta por una disminución de la excreción urinaria de hidroxiprolina. En las células tubulares renales, la calcitonina inhibe la hidroxilación de 25(OH)D 3 .

Por tanto, la calcitonina suprime la actividad de los osteoclastos e inhibe la liberación de iones Ca 2+ del tejido óseo y también reduce la reabsorción de iones Ca 2+ en los riñones. Como resultado, se inhibe la resorción del tejido óseo y se estimulan los procesos de mineralización, lo que se manifiesta por una disminución del nivel de calcio y fósforo en el plasma sanguíneo.

Hormonas que contienen yodo Glándula tiroides: la tiroxina (T4) y la triyodotironina (T3) garantizan un crecimiento óseo óptimo. Las hormonas tiroideas pueden estimular la secreción de hormonas de crecimiento. Aumentan tanto la síntesis del ARNm del factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1) como la producción del propio IGF-1 en el hígado. En el hipertiroidismo, se suprime la diferenciación de las células osteogénicas y la síntesis de proteínas en estas células y se reduce la actividad de la fosfatasa alcalina. Debido al aumento de la secreción de osteocalcina, se activa la quimiotaxis de los osteoclastos, lo que conduce a la resorción ósea.

Esteroides sexuales Las hormonas intervienen en los procesos de remodelación del tejido óseo. El efecto de los estrógenos sobre el tejido óseo se manifiesta en la activación de los osteoblastos (efectos directos e indirectos) y la inhibición de los osteoclastos. También favorecen la absorción de iones Ca 2+ en el tracto gastrointestinal y su depósito en el tejido óseo.

Las hormonas sexuales femeninas estimulan la producción de calcitonina por parte de la glándula tiroides y reducen la sensibilidad del tejido óseo a la paratirina. También desplazan competitivamente a los corticosteroides de sus receptores en el tejido óseo. Los andrógenos, que tienen un efecto anabólico sobre el tejido óseo, estimulan la biosíntesis de proteínas en los osteoblastos y también se aromatizan en el tejido adiposo en estrógenos.

En condiciones de deficiencia de esteroides sexuales, que ocurre en la menopausia, los procesos de resorción ósea comienzan a prevalecer sobre los procesos de remodelación del tejido óseo, lo que conduce al desarrollo de osteopenia y osteoporosis.

Glucocorticoides sintetizada en la corteza suprarrenal. El principal glucocorticoide en humanos es el cortisol. Los glucocorticoides actúan de forma coordinada sobre diferentes tejidos y diferentes procesos, tanto anabólicos como catabólicos. En el tejido óseo, el cortisol inhibe la síntesis de colágeno tipo I, algunas proteínas no colágenas, proteoglicanos y osteopontina. Los glucocorticoides también reducen la cantidad de mastocitos, que son el lugar de producción de ácido hialurónico. Bajo la influencia de los glucocorticoides, se acelera la degradación de proteínas. Los glucocorticoides suprimen la absorción de iones Ca 2+ en el intestino, lo que se acompaña de una disminución en el suero sanguíneo. Esta disminución da como resultado la liberación de paratirina, que estimula la formación de osteoclastos y la resorción ósea (fig. 5.7). Además, el cortisol en músculos y huesos estimula la degradación de proteínas, lo que también perjudica la formación de huesos. En última instancia, la acción de los glucocorticoides conduce a la pérdida ósea.

Vitamina D 3 (colecalciferol) proviene de los alimentos y también se forma a partir del precursor 7-dehidrocolesterol bajo la influencia de los rayos ultravioleta. En el hígado, el colecalciferol se convierte en 25(OH)D3, y en los riñones se produce una mayor hidroxilación de 25(OH)D3 y se forman 2 metabolitos hidroxilados: 1,25(OH)2D3 y 24,25(OH)2D3. Los metabolitos de la vitamina D 3 regulan la condrogénesis y la osteogénesis ya durante el desarrollo embrionario. En ausencia de vitamina D 3, la mineralización de la matriz orgánica es imposible, la red vascular no se forma y el hueso metafisario no puede formarse correctamente. El 1,25(OH) 2 D 3 se une a los condroblastos en estado activo y el 24,25(OH) 2 D 3 se une a las células en estado de reposo. El 1,25(OH) 2 D 3 regula las zonas de crecimiento mediante la formación de un complejo con el receptor nuclear de esta vitamina. También se ha demostrado que el 1,25(OH) 2 D 3 es capaz de unirse

Arroz. 5.7.Esquema de la influencia de los glucocorticoides en los procesos metabólicos que conducen a la pérdida ósea.

interactúa con el receptor nuclear de membrana, lo que conduce a la activación de la fosfolipasa C y la formación de inositol-3-fosfato. Además, el complejo resultante es activado por la fosfolipasa A 2 . La prostaglandina E2 se sintetiza a partir del ácido araquidónico liberado, que también afecta la respuesta de los condroblastos cuando se unen a 1,25(OH)2D3. Por el contrario, después de que 24,25(OH)2D3 se une a su receptor de unión a membrana, se activan la fosfolipasa C y luego la proteína quinasa C.

En la zona de crecimiento cartilaginoso de las epífisis del tejido óseo, el 24,25(OH) 2 D 3 estimula la diferenciación y proliferación de los precondroblastos, que contienen receptores específicos para este metabolito. Los metabolitos de la vitamina D 3 influyen en la formación y el estado funcional de la articulación temporomandibular.

vitamina a. Con una ingesta deficiente o excesiva de vitamina A en el cuerpo de los niños, se altera el crecimiento de los huesos y se produce su deformación. Probablemente estos fenómenos se deban a la despolimerización e hidrólisis del sulfato de condroitina, que forma parte del cartílago.

Vitamina C. Con una falta de ácido ascórbico en las células mesenquimales, no se produce la hidroxilación de los residuos de lisina y prolina, lo que conduce a una interrupción de la formación de colágeno maduro. El colágeno inmaduro resultante no es capaz de unirse a los iones Ca 2+ y, por tanto, se interrumpen los procesos de mineralización.

vitamina e. Con deficiencia de vitamina E, el hígado no produce 25(OH)D3, un precursor de las formas activas de vitamina D3. La deficiencia de vitamina E también puede provocar niveles bajos de magnesio en el tejido óseo.

Factores locales

ProstaglandinasAcelera la liberación de iones Ca 2+ del hueso. Las prostaglandinas exógenas aumentan la generación de osteoclastos, que destruyen el hueso. Tienen un efecto catabólico sobre el metabolismo de las proteínas en el tejido óseo e inhiben su síntesis.

lactoferrina- La glicoproteína que contiene hierro, en concentraciones fisiológicas, estimula la proliferación y diferenciación de los osteoblastos y también inhibe la osteoclastogénesis. El efecto mitogénico de la lactoferrina sobre las células similares a los osteoblastos se produce a través de receptores específicos. El complejo resultante ingresa a la célula a través de endocitosis y la lactoferrina fosforila las proteínas quinasas activadoras de mitógenos. Así, la lactoferrina actúa como factor de crecimiento y salud ósea. Puede utilizarse como factor anabólico en la osteoporosis.

Citoquinas- polipéptidos de bajo peso molecular que determinan la interacción de las células del sistema inmunológico. Proporcionan respuesta a la introducción de cuerpos extraños, al daño inmunológico, así como a la inflamación, reparación y regeneración. Están representados por cinco grandes grupos de proteínas, uno de los cuales son las interleucinas.

Interleucinas(ILLINOIS) - proteínas (de IL-1 a IL-18), sintetizadas principalmente por células T de linfocitos, así como por fagocitos mononucleares. Las funciones de IL están asociadas con la actividad de otros péptidos y hormonas fisiológicamente activos. En concentraciones fisiológicas, inhiben el crecimiento, la diferenciación y la esperanza de vida de las células. Reducen la producción de colagenasa, la adhesión de las células endoteliales a los neutrófilos y eosinófilos, la producción de NO y, como resultado, se produce una disminución en la degradación del tejido cartilaginoso y la resorción ósea.

El proceso de resorción del tejido óseo puede activarse por acidosis y grandes cantidades de integrinas, IL y vitamina A, pero es inhibido por estrógenos, calcitonina, interferón y proteína morfogenética ósea.

Marcadores de recambio óseo

Los marcadores bioquímicos proporcionan información sobre la patogénesis de las enfermedades esqueléticas y las fases de remodelación del tejido óseo. Existen marcadores bioquímicos de formación y resorción ósea que caracterizan las funciones de los osteoblastos y los osteoclastos.

Importancia pronóstica de la determinación de marcadores del metabolismo del tejido óseo:

El cribado mediante estos marcadores nos permite identificar pacientes con alto riesgo de desarrollar osteoporosis; Los niveles altos de marcadores de resorción ósea pueden estar asociados con

mayor riesgo de fracturas; un aumento en el nivel de marcadores de recambio óseo en pacientes con osteoporosis más de 3 veces en comparación con los valores normales sugiere otra patología ósea, incluida la maligna; Los marcadores de resorción se pueden utilizar como criterios adicionales a la hora de decidir si se debe prescribir una terapia especial para el tratamiento de la patología ósea. Marcadores de resorción ósea . Durante la renovación del tejido óseo, el colágeno tipo I, que constituye más del 90% de la matriz ósea orgánica y se sintetiza directamente en los huesos, se degrada y pequeños fragmentos de péptidos ingresan al torrente sanguíneo o son excretados por los riñones. Los productos de degradación del colágeno se pueden determinar tanto en la orina como en el suero sanguíneo. Estos marcadores se pueden utilizar en terapia con fármacos que reducen la resorción ósea en pacientes con enfermedades asociadas con trastornos del metabolismo óseo. Los criterios para la resorción del tejido óseo son los productos de degradación del colágeno tipo I: N- y C-telopéptidos y fosfatasa ácida resistente a tartrato. En la osteoporosis primaria y la enfermedad de Paget, hay un claro aumento del telopéptido C-terminal del colágeno tipo I y la cantidad de este marcador en el suero sanguíneo aumenta 2 veces.

La degradación del colágeno es la única fuente de hidroxiprolina libre en el cuerpo. La parte predominante de hidroxiprolina.

se cataboliza y una parte se excreta en la orina, principalmente en la composición de pequeños péptidos (di y tripéptidos). Por tanto, el contenido de hidroxiprolina en sangre y orina refleja el equilibrio de la tasa de catabolismo del colágeno. En un adulto, se excretan de 15 a 50 mg de hidroxiprolina por día, en una edad joven hasta 200 mg, y en algunas enfermedades asociadas con daño del colágeno, por ejemplo: hiperparatiroidismo, enfermedad de Paget e hiperhidroxiprolinemia hereditaria, que es causada por un defecto. en la enzima hidroxiprolina oxidasa, aumenta la cantidad en la sangre y la hidroxiprolina excretada en la orina.

Los osteoclastos secretan fosfatasa ácida resistente al tartrato. A medida que aumenta la actividad de los osteoclastos, aumenta el contenido de fosfatasa ácida resistente al tartrato y ésta ingresa al torrente sanguíneo en mayores cantidades. En el plasma sanguíneo, la actividad de esta enzima aumenta en la enfermedad de Paget y en el cáncer con metástasis en los huesos. La determinación de la actividad de esta enzima es especialmente útil en el seguimiento del tratamiento de la osteoporosis y enfermedades oncológicas acompañadas de daño al tejido óseo.

Marcadores de formación ósea . La formación ósea se evalúa mediante la cantidad de osteocalcina, isoenzima fosfatasa alcalina ósea y osteoprotegerina. Medir la cantidad de osteocalcina sérica nos permite determinar el riesgo de desarrollar osteoporosis en las mujeres, controlar el metabolismo óseo durante la menopausia y la terapia de reemplazo hormonal. El raquitismo en niños pequeños se acompaña de una disminución del contenido de osteocalcina en la sangre y el grado de disminución de su concentración depende de la gravedad del proceso de raquitismo. En pacientes con hipercortisolismo y pacientes que reciben prednisolona, ​​el contenido de osteocalcina en la sangre se reduce significativamente, lo que refleja la supresión de los procesos de formación ósea.

La isoenzima fosfatasa alcalina está presente en la superficie celular de los osteoblastos. Con una mayor síntesis de la enzima por las células del tejido óseo, aumenta su cantidad en el plasma sanguíneo, por lo que determinar la actividad de la fosfatasa alcalina, especialmente la isoenzima ósea, es un indicador informativo de la remodelación ósea.

La osteoprotegerina actúa como receptor de TNF. Al unirse a los preosteoclastos, inhibe la movilización, proliferación y activación de los osteoclastos.

5.4. REACCIÓN DEL TEJIDO ÓSEO AL DENTAL

IMPLANTES

Para diversas formas de edentia, una alternativa a las prótesis removibles son los implantes dentales intraóseos. La reacción del tejido óseo ante un implante puede considerarse un caso especial de regeneración reparadora.

Existen tres tipos de conexión entre los implantes dentales y el tejido óseo:

Injerto directo - osteointegración;

Integración fibroósea, cuando se forma una capa de tejido fibroso de unas 100 micras de espesor alrededor del implante dental;

Unión periodontal (el tipo más raro), que se forma en el caso de una fusión similar al ligamento periodontal con fibras de colágeno periimplantarias o (en algunos casos) de la cementación de un implante dental intraóseo.

Se cree que durante el proceso de osteointegración tras la colocación de implantes dentales se forma una fina zona de proteoglicanos, que carece de colágeno. La zona de unión del implante dental al hueso la proporciona una doble capa de proteoglicanos, incluidas moléculas de decorina.

En la integración fibroósea también intervienen numerosos componentes de la matriz extracelular en la conexión del implante con el tejido óseo. Los colágenos de tipo I y III son responsables de la estabilidad del implante en su cápsula, y la fibronectina desempeña un papel importante en la unión de elementos del tejido conectivo a los implantes.

Sin embargo, después de un cierto período de tiempo, bajo la influencia de una carga mecánica, aumenta la actividad de la colagenasa, la catepsina K y la fosfatasa ácida. Esto conduce a la pérdida de tejido óseo en la zona periimplantaria y se produce la desintegración del implante dental. La desintegración temprana de los implantes dentales intraóseos se produce en el contexto de una cantidad reducida de fibronectina, proteína Gla y un inhibidor tisular de las metaloproteinasas de la matriz (TIMP-1) en el hueso.

La composición química promedio del tejido óseo incluye entre un 20% y un 25% de agua, entre un 75% y un 80% de materia seca, incluido un 30% de proteínas y un 45% de compuestos inorgánicos. Sin embargo, la composición del tejido varía dependiendo de la especie y edad del animal, así como de la estructura del hueso. La composición química de varios tipos de huesos de ganado se presenta en la tabla. 5.5.

Cuadro 55. Composición química de los huesos de ganado.

Cuando el tejido óseo se trata con ácidos (clorhídrico, fosfórico, etc.), las sustancias minerales se disuelven y queda una parte orgánica blanda: la oseína. El ablandamiento del hueso debido a la eliminación de minerales se llama maceración. X

La estructura de la oseína se compone principalmente de sustancias proteicas: colágeno (93%), osemucoide, albúminas, globulinas, etc. La composición de aminoácidos del hueso se caracteriza por un bajo contenido de ácido glutámico, lisina y ausencia de cistina y triptófano; alto contenido en glicina, prolina, hidroxiprolina, constituyendo hasta el 43% de la cantidad total de aminoácidos. Por tanto, las proteínas óseas no están completas.

De los compuestos orgánicos del tejido óseo se encuentran los lípidos, en particular la lecitina, las sales de ácido cítrico, etc.

Los componentes más característicos del tejido óseo son los minerales, que constituyen la mitad de la masa del tejido. Están representados principalmente por sales de fósforo y calcio, necesarias para la vida del cuerpo, así como por microelementos: Al, Mn, Cu, Pb, etc.

A medida que el animal envejece, junto con un aumento general del contenido de sustancias minerales en el tejido óseo, aumenta el contenido de carbonatos y disminuye la cantidad de fosfatos. Como resultado de este cambio, los huesos pierden su elasticidad y se vuelven frágiles. Los cambios en las propiedades óseas también pueden estar asociados con la falta de determinadas sales en la dieta, en particular con la falta de calcio durante el engorde. El aturdimiento eléctrico de este tipo de ganado provoca la fragmentación de la columna y los huesos pélvicos.

La médula ósea que llena las cavidades de la médula ósea contiene principalmente grasas (hasta el 98% de la médula amarilla seca) y menores cantidades de fosfátidos de colina, colesterol, proteínas y minerales. La composición de las grasas está dominada por los ácidos palmítico, oleico y esteárico.

De acuerdo con las características de su composición química, el hueso se utiliza para la producción de productos semiacabados, jaleas, carne de cerdo, grasa de huesos, gelatina, pegamento y harina de huesos.

Tejido cartilaginoso. El tejido cartilaginoso realiza funciones mecánicas y de soporte. Consiste en una sustancia fundamental densa en la que se encuentran células redondas, fibras de colágeno y elastina (fig. 5.14). Dependiendo de la composición de la sustancia intercelular, se distinguen los cartílagos hialinos, fibrosos y elásticos. El cartílago hialino cubre las superficies articulares de los huesos y a partir de él se forman los cartílagos costales y la tráquea. Las sales de calcio se depositan con la edad en la sustancia intercelular de dicho cartílago. El cartílago hialino es translúcido y tiene un tinte azulado.

El cartílago fibroso forma los ligamentos entre las vértebras, así como los tendones y ligamentos en su unión a los huesos. El cartílago fibroso contiene muchas fibras de colágeno y una pequeña cantidad de sustancia amorfa. Tiene la apariencia de una masa translúcida.

El cartílago elástico es de color crema y su sustancia intercelular está dominada por fibras de elastina. La cal nunca se deposita en el cartílago elástico. Es parte de la aurícula y la laringe.

La composición química promedio del tejido del cartílago incluye: 40-70% de agua,

19-20% proteínas, 3,5% grasas, 2-10% minerales, aproximadamente 1% glucógeno.

El tejido cartilaginoso se caracteriza por un alto contenido de mucoproteína (condromucoide) y mucopolisacárido (ácido condroitinsulfúrico) en la sustancia intercelular principal. Una propiedad importante de este ácido es su capacidad para formar compuestos salinos con diversas proteínas: colágeno, albúmina, etc. Esto aparentemente explica el papel "cementador" de los mucopolisacáridos en el tejido del cartílago.

El tejido cartilaginoso se utiliza con fines alimentarios y a partir de él también se producen gelatina y pegamento. Sin embargo, la calidad de la gelatina y el pegamento a menudo no es lo suficientemente alta, ya que los mucopolisacáridos y las glucoproteínas pasan a la solución desde el tejido junto con la gelatina, lo que reduce la viscosidad y la fuerza de la gelatina.

La matriz orgánica intercelular del hueso compacto constituye aproximadamente el 20%, las sustancias inorgánicas el 70% y el agua el 10%. Los componentes orgánicos predominan en el hueso esponjoso y representan más del 50%; los compuestos inorgánicos representan del 33 al 40%. La cantidad de agua es aproximadamente la misma que en un hueso compacto.

Matriz de tejido óseo orgánico. Aproximadamente el 95% de la matriz orgánica es colágeno tipo I. Este tipo de colágeno también se encuentra en los tendones y la piel, pero el colágeno del tejido óseo tiene algunas características especiales. Contiene un poco más de hidroxiprolina, así como grupos amino libres de residuos de lisina y oxilisina. Esto determina la presencia de más entrecruzamientos en las fibras de colágeno y su mayor resistencia. En comparación con el colágeno de otros tejidos, el colágeno óseo se caracteriza por un mayor contenido de fosfato, que se asocia principalmente con residuos de serina.

Las proteínas de naturaleza no colagenosa están representadas por glicoproteínas, componentes proteicos de los proteoglicanos. Participan en el crecimiento y desarrollo de los huesos, el proceso de mineralización y el metabolismo agua-sal. Las albúminas participan en el transporte de hormonas y otras sustancias desde la sangre.

La proteína predominante de naturaleza no colagenosa es osteocalcina. Está presente sólo en huesos y dientes. Se trata de una proteína pequeña (49 residuos de aminoácidos), también llamada proteína glutamina ósea o proteína gla. Se encuentran tres residuos en la molécula de osteocalcina.
Ácido γ-carboxiglutámico. Gracias a estos residuos, es capaz de unirse al calcio. La vitamina K es necesaria para la síntesis de osteocalcina (Fig. 34).

Arroz. 34. Modificación postraduccional de la osteocalcina.

La matriz orgánica del tejido óseo incluye glucosaminoglicanos, cuyo principal representante es el condroitín-4-sulfato. El condroitín 6-sulfato, el queratán sulfato y el ácido hialurónico están contenidos en pequeñas cantidades. La osificación va acompañada de un cambio en los glucosaminoglicanos: los compuestos sulfatados dan paso a los no sulfatados. Los glucosaminoglicanos participan en la unión del colágeno al calcio, la regulación del metabolismo del agua y la sal.

El citrato es necesario para la mineralización ósea. Forma compuestos complejos con sales de calcio y fósforo, lo que permite aumentar su concentración en el tejido hasta un nivel en el que puede comenzar la cristalización y mineralización. También participará en la regulación de los niveles de calcio en sangre. Además del citrato, en el tejido óseo se encontraron succinato, fumarato, malato, lactato y otros ácidos orgánicos.

La matriz ósea contiene pequeñas cantidades de lípidos. Los lípidos juegan un papel esencial en la formación de núcleos de cristalización durante la mineralización ósea.

Los osteoblastos son ricos en ARN. El alto contenido de ARN en las células óseas refleja su actividad y función biosintética constante.

Composición inorgánica del tejido óseo.

A una edad temprana, el fosfato cálcico amorfo Ca 3 (PO 4) 2 predomina en el tejido óseo. En el hueso maduro, la hidroxiapatita cristalina Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 se vuelve predominante (Fig. 35). Sus cristales tienen forma de placas o varillas. Normalmente, el fosfato cálcico amorfo se considera una reserva lábil de Ca 2+ y iones fosfato.

La composición de la fase mineral del hueso incluye iones de sodio, magnesio, potasio, cloro, etc. En la red cristalina de hidroxiapatita, los iones Ca 2+ pueden ser reemplazados por otros cationes divalentes, mientras que los aniones distintos del fosfato y el hidroxilo son adsorbidos. en la superficie de los cristales o disuelto en la capa de hidratación de la red cristalina.

Arroz. 35. Estructura del cristal de hidroxiapatita.

metabolismo óseo Se caracteriza por dos procesos opuestos: la formación de tejido óseo nuevo por los osteoblastos y la resorción (degradación) del tejido óseo viejo por los osteoclastos. Normalmente, la cantidad de tejido recién formado es equivalente al destruido. El tejido óseo del esqueleto humano se reconstruye casi por completo en 10 años.

formación ósea

En Nivel 1 Los osteoblastos primero sintetizan proteoglicanos y glucosaminoglucanos, que forman la matriz, y luego producen fibrillas de colágeno óseo, que se distribuyen en la matriz. El colágeno óseo es la matriz del proceso de mineralización. Una condición necesaria para el proceso de mineralización es la sobresaturación del medio ambiente con iones de calcio y fósforo. La formación de cristales minerales óseos se desencadena por
Proteínas fijadoras de Ca en la matriz de colágeno. La osteocalcina está estrechamente unida a la hidroxiapatita y participa en la regulación del crecimiento de cristales al unir Ca 2+ en el hueso. Los estudios de microscopía electrónica han demostrado que la formación de una red cristalina mineral comienza en zonas ubicadas en espacios regulares entre las fibrillas de colágeno. Los cristales resultantes en la zona de colágeno se convierten a su vez en núcleos de mineralización, donde se deposita hidroxiapatita en el espacio entre las fibras de colágeno.

En Etapa 2 en la zona de mineralización, los proteoglicanos se degradan con la participación de proteinasas lisosomales; Los procesos oxidativos se intensifican, el glucógeno se descompone y se sintetiza la cantidad necesaria de ATP. Además, en los osteoblastos aumenta la cantidad de citrato necesaria para la síntesis de fosfato cálcico amorfo.

A medida que el tejido óseo se mineraliza, los cristales de hidroxiapatita desplazan no sólo a los proteoglicanos, sino también al agua. El hueso denso y completamente mineralizado está prácticamente deshidratado.

La enzima fosfatasa alcalina participa en la mineralización. Uno de los mecanismos de su acción es un aumento local de la concentración de iones de fósforo hasta el punto de saturación, seguido de los procesos de fijación de las sales de calcio y fósforo en la matriz orgánica del hueso. Cuando el tejido óseo se recupera después de una fractura, el contenido de fosfatasa alcalina en el callo aumenta considerablemente. Cuando se altera la formación ósea, se observa una disminución en el contenido y la actividad de la fosfatasa alcalina en los huesos, el plasma y otros tejidos.

El inhibidor de la calcificación es el pirofosfato inorgánico. Varios investigadores creen que el proceso de mineralización del colágeno en la piel, los tendones y las paredes vasculares se ve obstaculizado por la presencia constante de proteoglicanos en estos tejidos.

Los procesos de modelado y remodelación aseguran la renovación constante de los huesos, así como la modificación de su forma y estructura. El modelado (formación de hueso nuevo) ocurre principalmente en la infancia. La remodelación es el proceso dominante en el esqueleto adulto; en este caso, sólo se reemplaza una sección separada del hueso viejo. Por lo tanto, en condiciones fisiológicas y patológicas, no solo se produce la formación, sino también la reabsorción de tejido óseo.

Catabolismo óseo

Casi al mismo tiempo tiene lugar la "resorción" de estructuras minerales y orgánicas del tejido óseo. Con la osteólisis aumenta la producción de ácidos orgánicos, lo que conduce a un cambio del pH hacia el lado ácido. Esto ayuda a disolver las sales minerales y eliminarlas.

La reabsorción de la matriz orgánica se produce bajo la acción de hidrolasas ácidas lisosomales, cuyo espectro en el tejido óseo es bastante amplio. Participan en la digestión intracelular de fragmentos de estructuras reabsorbibles.

En todas las enfermedades esqueléticas se producen alteraciones en los procesos de remodelación ósea, lo que se acompaña de desviaciones en el nivel de marcadores bioquímicos.

Hay comunes marcadores de formación de hueso nuevo, como fosfatasa alcalina específica de los huesos, osteocalcina plasmática, procolágeno I, péptidos plasmáticos. a bioquímico marcadores de resorción ósea incluyen calcio e hidroxiprolina urinarios, piridinolina y desoxipiridinolina urinarias, que son derivados de fibras de colágeno transversales específicas del cartílago y el hueso.

Factores hormonas, enzimas y vitaminas que influyen en el metabolismo óseo.

Los componentes minerales del tejido óseo se encuentran prácticamente en un estado de equilibrio químico con los iones de calcio y fosfato del suero sanguíneo. La hormona paratiroidea y la calcitonina desempeñan un papel importante en la regulación de la ingesta, el depósito y la liberación de calcio y fosfato.

La acción de la hormona paratiroidea conduce a un aumento del número de osteoclastos y de su actividad metabólica. Los osteoclastos contribuyen a la disolución acelerada de los compuestos minerales contenidos en los huesos. Así, se produce la activación de los sistemas celulares implicados en la resorción ósea.

La hormona paratiroidea también aumenta la reabsorción de iones Ca 2+ en los túbulos renales. El efecto neto es un aumento de los niveles séricos de calcio.

El efecto de la calcitonina es reducir la concentración de iones Ca 2+ debido a su depósito en el tejido óseo. Activa el sistema enzimático de los osteoblastos, aumenta la mineralización ósea y reduce el número de osteoclastos en la zona de acción, es decir, inhibe el proceso de resorción ósea. Todo esto aumenta la tasa de formación ósea.

La vitamina D participa en la biosíntesis de proteínas transportadoras de Ca 2+, estimula la absorción de potasio en el intestino y aumenta la reabsorción de calcio, fósforo, sodio, citrato y aminoácidos en los riñones. Con la falta de vitamina D, estos procesos se interrumpen. La ingesta excesiva de vitamina D durante un período prolongado provoca la desmineralización de los huesos y un aumento de las concentraciones de calcio en la sangre.

Los corticosteroides aumentan la síntesis y secreción de hormona paratiroidea y aumentan la desmineralización ósea; las hormonas sexuales aceleran la maduración y acortan el período de crecimiento óseo; La tiroxina mejora el crecimiento y la diferenciación de los tejidos.

El efecto de la vitamina C sobre el metabolismo del tejido óseo se debe principalmente a su influencia en el proceso de biosíntesis de colágeno. El ácido ascórbico es un cofactor de las prolil y lisil hidroxilasas y es necesario para la reacción de hidroxilación de la prolina y la lisina. La falta de vitamina C también provoca cambios en la síntesis de glicosaminoglicanos: el contenido de ácido hialurónico en el tejido óseo aumenta varias veces, mientras que la biosíntesis de sulfatos de condroitina se ralentiza.

Con la falta de vitamina A, se producen cambios en la forma de los huesos, alteración de la mineralización y retraso del crecimiento. Se cree que este hecho se debe a una violación de la síntesis de sulfato de condroitina. Las dosis altas de vitamina A provocan un exceso de resorción ósea.

Con la falta de vitamina B, el crecimiento óseo se ralentiza, lo que se asocia con un metabolismo alterado de proteínas y energía.

Características del tejido dental.

La parte principal del diente es dentina. Se cubre la parte del diente que sobresale de la encía, la corona. esmalte, y la raíz del diente está cubierta cemento dental. El cemento, la dentina y el esmalte se construyen como tejido óseo. La matriz proteica de estos tejidos está formada principalmente por colágenos y proteoglicanos. El contenido de componentes orgánicos en el cemento es aproximadamente del 13%, en la dentina – 20%, en el esmalte – sólo 1-2%. El alto contenido de sustancias minerales (esmalte - 95%, dentina - 70%, cemento - 50%) determina la alta dureza del tejido dental. El componente mineral más importante es la hidroxiapatita [Ca 3 PO 4) 2 ] 3 Ca(OH) 2 . También se incluyen carbonato apatito, clorapatito y apatito de estroncio.

El esmalte que recubre el diente es semipermeable. Interviene en el intercambio de iones y moléculas con la saliva. La permeabilidad del esmalte está influenciada por el pH de la saliva, así como por una serie de factores químicos.

En un ambiente ácido, el tejido dental es atacado y pierde su dureza. Una enfermedad tan común como caries, es causada por microorganismos que viven en la superficie de los dientes y liberan ácidos orgánicos como producto de la glucólisis anaeróbica, que eliminan los iones Ca 2+ del esmalte.

Preguntas de control

1. Nombra los principales componentes orgánicos del tejido óseo.

2. ¿Qué compuestos inorgánicos forman el tejido óseo?

3. ¿Cuál es la diferencia entre los procesos bioquímicos que ocurren en los osteoclastos y los osteoblastos?

4. Describe el proceso de formación ósea.

5. ¿Qué factores influyen en la formación del tejido óseo y su metabolismo?

6. ¿Qué sustancias pueden ser marcadores bioquímicos de procesos que ocurren en el tejido óseo?

7. ¿Cuáles son las características de la composición bioquímica del tejido dental?

Literatura

1. Berezov, T.T. Química biológica. / T.T. Berezov, B.F. Korovkin. - M.: OJSC “Editorial “Medicina””, 2007. - 704 p.

2. Bioquímica. / Ed. E.S. Severina. - M.: GEOTAR-Media, 2014. -
768 págs.

3. Química biológica con ejercicios y problemas. / Ed. E.S. Severina. - M.: GEOTAR-Media, 2013. - 624 p.

4. Zubairov, D.M. Guía de ejercicios de laboratorio en química biológica. / D. M. Zubairov, V.N. Timerbaev, V.S. Davydov. - M.: GEOTAR-Media, 2005. - 392 p.

5. Shvedova, V.N. Bioquímica. /V.N. Shvédova. – M.: Yurayt, 2014. – 640 p.

6. Nikolaev, A.Ya. Química biológica. / Y YO. Nikolaev. - M.: Agencia de Información Médica, 2004. - 566 p.

7. Kushmanova, O.B. Guía de ejercicios de laboratorio en química biológica. / ACERCA DE. Kushmanova, G.I. Ivchenko. - M. - 1983.

8. Leninger, A. Fundamentos de bioquímica / A. Leninger. - M., “Mundo”. - 1985.

9. Murray, R. Bioquímica humana. / R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell. - T. 1. - M.: Mir, 1993. - 384 p.

10. Murray, R. Bioquímica humana. / R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell. - T. 2. - M.: Mir, 1993. - 415 p.

El esqueleto de cualquier ser humano adulto incluye 206 huesos diferentes, todos ellos diferentes en estructura y función. A primera vista parecen duros, inflexibles y sin vida. Pero esta es una impresión errónea: en ellos se producen continuamente diversos procesos metabólicos, destrucción y regeneración. Ellos, junto con los músculos y ligamentos, forman un sistema especial llamado "tejido musculoesquelético", cuya función principal es musculoesquelética. Está formado por varios tipos de células especiales que se diferencian en estructura, características funcionales y significado. Las células óseas, su estructura y funciones se analizarán más a fondo.

La estructura del tejido óseo.

Este es un tipo separado de tejido conectivo; todos los huesos del cuerpo humano se forman a partir de él. Se compone de células especiales y sustancia intercelular. Este último incluye una matriz orgánica formada por fibras de colágeno (90-95% de la masa total) y componentes minerales, principalmente sales de calcio (5-10%). Gracias a esta composición, el tejido óseo humano tiene una combinación armoniosa de dureza y elasticidad. Hay tres grupos de células: osteoclastos (izquierda), osteoblastos (centro), osteocitos (derecha en la foto).

Veámoslos con más detalle a continuación. El colágeno contenido en la matriz se diferencia de sus homólogos que se encuentran en otros tejidos, principalmente por el hecho de que contiene polipéptidos más específicos. Las fibras se ubican, por regla general, paralelas al nivel de las cargas más probables sobre el hueso. Es gracias a ello que se conserva la elasticidad y firmeza.

Si el hueso se expone al ácido clorhídrico, las sustancias minerales se disolverán, pero las sustancias orgánicas (oseína) permanecerán. Conservarán su forma, pero se volverán demasiado flexibles y muy susceptibles a deformarse. Esta condición es típica de los niños pequeños. Tienen un alto contenido de oseína, por lo que sus huesos son más elásticos que los de los adultos. Y el caso contrario ocurre cuando se pierden sustancias orgánicas, pero quedan sustancias minerales. Esto sucede si, por ejemplo, se quema un hueso: conservará su forma, pero al mismo tiempo se volverá muy frágil y puede colapsar incluso con un ligero toque. La composición del tejido óseo sufre cambios similares en la vejez. La proporción de sales minerales alcanza el 80% de la masa total. Por tanto, las personas mayores son más susceptibles a diversos tipos de fracturas y lesiones.

Si establece la densidad (volumen) del tejido óseo, esto le permitirá evaluar la resistencia del esqueleto y sus partes individuales. Estos estudios se llevan a cabo mediante tomografía computarizada. El diagnóstico oportuno le permite iniciar el tratamiento o la terapia de mantenimiento a tiempo.

Osteoblastos (activos): características estructurales

Los osteoblastos son células del tejido óseo ubicadas en sus capas superiores, de forma poligonal y cúbica con diversos tipos de procesos. Los contenidos internos no son muy diferentes de los demás. Un retículo endoplásmico granular bien desarrollado contiene varios elementos, ribosomas, el aparato de Golgi, un núcleo redondo u ovalado, rico en cromatina y que contiene un nucleolo. En el exterior, estas células del tejido óseo están rodeadas por las más finas microfibrillas.

La función principal de los osteoblastos es la síntesis de componentes de la sustancia intercelular. Se trata de colágeno (principalmente el primer tipo), glicoproteínas de la matriz (osteocalcina, osteonectina, osteopontina, sialoproteína ósea), proteoglicanos (biglicano, ácido hialurónico, decorina), así como diversas proteínas morfogenéticas óseas, factores de crecimiento, enzimas y fosfoproteínas. En algunas enfermedades se observa una producción deficiente de todos estos compuestos por parte de los osteoblastos. Por ejemplo, la deficiencia de vitamina C (escorbuto) en los niños se caracteriza por un deterioro del desarrollo y crecimiento óseo debido a un defecto en la síntesis de colágeno y glucosaminoglicanos. Por la misma razón, se ralentiza la restauración del tejido óseo y la curación de las fracturas. Dado que los osteoblastos son en realidad responsables del crecimiento, están presentes exclusivamente en el tejido óseo en desarrollo.

Mecanismo de mineralización de la matriz orgánica por los osteoblastos.

Hay dos maneras:

1. Deposición de cristales de hidroxilato a lo largo de fibrillas de colágeno del líquido extracelular sobresaturado. Se asigna un papel especial a ciertos proteoglicanos, que se unen al calcio y lo retienen en las zonas de hendidura.
2. Secreción de vesículas matriciales especiales. Se trata de pequeñas estructuras de membrana que son sintetizadas y secretadas por los osteoblastos. Contienen altas concentraciones de fosfato cálcico y fosfatasa alcalina. El microambiente especial creado en el interior de las burbujas favorece la formación de los primeros cristales de hidroxiapatita.

La tasa de mineralización del osteoide (tejido óseo en etapa de formación) puede variar significativamente; normalmente tarda unos 15 días; Pueden producirse alteraciones cuando disminuye la concentración de iones de calcio o fosfato en la sangre. El resultado de esto es el ablandamiento y la deformación de los huesos: osteomalacia. Se observan trastornos similares, por ejemplo, en el raquitismo (deficiencia de vitamina D).

Osteoblastos inactivos (en reposo)

Se forman a partir de osteoblastos activos; en el hueso que no está en crecimiento cubren aproximadamente el 80-95% de su superficie. Tienen forma aplanada con un núcleo fusiforme. Los orgánulos restantes se reducen. Pero se conservan los receptores que responden a diversas hormonas y factores de crecimiento. Se mantiene la conexión entre los osteoblastos y los osteocitos en reposo y así se forma un sistema que regula el metabolismo mineral. Si se produce algún daño (lesiones, fracturas), se activan y comienza la síntesis activa de colágeno y la producción de una matriz orgánica. Es decir, gracias a ellos se produce la regeneración del tejido óseo. Al mismo tiempo, pueden ser la causa de un tumor maligno: el osteosarcoma.

Osteocitos: estructura y funciones.

Estas células forman la base del tejido óseo maduro. Su forma es fusiforme, con muchas ramas. Los orgánulos son significativamente más pequeños en comparación con los osteoblastos; hay un núcleo redondeado (en él predomina la heterocromatina) con un nucléolo. Los osteocitos se encuentran en lagunas, pero no entran en contacto directamente con la matriz, sino que están rodeados por una fina capa de líquido óseo. Proporciona nutrición a las células.

Sus procesos, que son bastante largos, de hasta 50 µm, y se encuentran en túbulos especiales, están igualmente separados. Hay muchos de ellos, el tejido óseo está literalmente impregnado de ellos, forman su sistema de drenaje, que contiene líquido tisular. A través de él se produce el intercambio de sustancias entre la sustancia intercelular y las células. También vale la pena señalar que no se dividen, sino que se forman a partir de osteoblastos y son los componentes principales del tejido óseo formado.

La función principal de los osteocitos es mantener el estado normal de la matriz ósea y el equilibrio de calcio y fósforo en el organismo. Son capaces de percibir tensiones mecánicas y son sensibles a los potenciales eléctricos que surgen de la acción de fuerzas deformantes. Al reaccionar ante ellos, desencadenan un proceso local en el que el tejido óseo conectivo comienza a reconstruirse.

osteoclastos

Este nombre se le dio a las células grandes que contienen de 5 a 100 núcleos, de origen monocítico, que destruyen huesos y cartílagos o, en otras palabras, provocan su reabsorción. El citoplasma de los osteoclastos contiene muchas mitocondrias, elementos del RE (granular) y del aparato de Golgi, ribosomas y lisosomas de diversas funciones. Los núcleos contienen una gran cantidad de cromatina y tienen nucléolos claramente visibles. También hay una cantidad suficiente de procesos citoplasmáticos, la mayoría de ellos están ubicados en la superficie adyacente al hueso destruido. Aumentan el área de contacto con él. El tejido óseo comienza a descomponerse cuando aumenta el nivel de una hormona especial (paratiroidea), lo que conduce a la activación de los osteoclastos. El mecanismo de este proceso está asociado con la liberación de dióxido de carbono que, bajo la influencia de una enzima especial (anhidrasa carbónica), se convierte en un ácido llamado ácido carbónico, que disuelve las sales de calcio.

Mecanismo de resorción ósea.

Vale la pena señalar que el proceso de destrucción ocurre cíclicamente y los períodos de alta actividad de cada célula van seguidos invariablemente de períodos de descanso. La reabsorción ocurre en varias etapas:

1. Unión del osteoclasto a la superficie ósea destruida, observándose una pronunciada reestructuración de su citoesqueleto.
2. Oxidación del contenido de las lagunas. Esto ocurre ya sea por la liberación del contenido de las vacuolas, que tienen un ambiente ácido, o como resultado de la acción de las bombas de protones.
3. Destrucción del componente mineral de la matriz.
4. Disolución de compuestos orgánicos como resultado de la acción de enzimas secretadas por los osteoclastos en la laguna y activadas por un ambiente ácido.
5. Eliminación de productos de destrucción del tejido óseo.

La regulación de la actividad de los osteoclastos está determinada por factores generales y locales. Los primeros, por ejemplo, incluyen la hormona paratiroidea y la vitamina D, estimulan la actividad. La calcitonina y los estrógenos son inhibidores. Los factores locales incluyen un factor como la creación de un campo eléctrico local bajo tensión mecánica, al que estas células son muy sensibles.

La estructura del tejido óseo de fibra gruesa.

Su segundo nombre es reticulofibroso. Se forma en el embrión como futura base de los huesos. En un adulto, su presencia es mínima; permanece en las suturas del cráneo después de su cicatrización y en las zonas de unión de los tendones a los huesos, así como en zonas de osteogénesis, por ejemplo, durante la curación de diversos tipos de fracturas. La estructura del tejido óseo de esta especie es específica. Las fibras de colágeno se agrupan en densos haces, que están dispuestos al azar y tienen "barras transversales" entre ellos. Tiene baja resistencia mecánica, el contenido de osteocitos es significativamente mayor en comparación con la variedad laminar. En condiciones patológicas, este tipo de crecimiento de tejido óseo ocurre cuando se fractura un hueso o en la enfermedad de Paget.

Características del tejido óseo laminar.

Está formado por placas óseas que tienen un espesor de 4 a 15 micrones. Ellos, a su vez, constan de tres componentes: osteocitos, sustancia fundamental y fibras finas de colágeno. Todos los huesos de un adulto se forman a partir de este tejido. Las fibras de colágeno del primer tipo se encuentran paralelas entre sí y están orientadas en una dirección determinada, mientras que en las placas óseas vecinas se dirigen en la dirección opuesta y se cruzan casi en ángulo recto. Entre ellos se encuentran los cuerpos de osteocitos en las lagunas. Esta estructura del tejido óseo le proporciona la mayor resistencia.

Hueso esponjoso

También se encuentra el nombre de "sustancia trabecular". Si hacemos una analogía, la estructura es comparable a una esponja común, construida a partir de placas óseas con células entre ellas. Están dispuestos de forma ordenada, de acuerdo con la carga funcional distribuida. Las epífisis de los huesos largos están formadas principalmente de sustancia esponjosa, algunas son mixtas y planas y todas son cortas. Se puede observar que se trata principalmente de partes ligeras y al mismo tiempo fuertes del esqueleto humano, que experimentan cargas en diferentes direcciones. Las funciones del tejido óseo están en relación directa con su estructura, que en este caso proporciona una gran superficie para los procesos metabólicos que se llevan a cabo en él, le da una alta resistencia combinada con una masa reducida.

Sustancia ósea densa (compacta): ¿qué es?

Las diáfisis de los huesos tubulares están formadas por una sustancia compacta, además, cubre sus epífisis desde el exterior con una placa delgada. Está atravesado por canales estrechos a través de los cuales pasan fibras nerviosas y vasos sanguíneos. Algunos de ellos se sitúan paralelos a la superficie ósea (centrales o de Havers). Otros van a la superficie del hueso (aberturas de nutrientes), a través de las cuales las arterias y los nervios penetran hacia adentro y las venas hacia afuera. El canal central, junto con las placas óseas que lo rodean, forma el llamado sistema de Havers (osteón). Este es el contenido principal de la sustancia compacta y se consideran su unidad morfofuncional.

Osteon es una unidad estructural del tejido óseo.

Su segundo nombre es sistema de Havers. Se trata de un conjunto de placas óseas que parecen cilindros insertados entre sí, el espacio entre ellos está lleno de osteocitos. En el centro se encuentra el canal de Havers, a través del cual pasan los vasos sanguíneos que aseguran el metabolismo en las células óseas. Entre las unidades estructurales adyacentes hay placas intersticiales (intersticiales). De hecho, son restos de osteonas que existían anteriormente y fueron destruidas en el momento en que se reestructuró el tejido óseo. También hay placas generales y circundantes; forman las capas más interna y externa de la sustancia ósea compacta, respectivamente.

Periostio: estructura y significado.

Por el nombre podemos determinar que cubre la parte exterior de los huesos. Se une a ellos mediante fibras de colágeno, recogidas en haces gruesos, que penetran y se entrelazan con la capa exterior de las placas óseas. Tiene dos capas distintas:

• externo (está formado por tejido conectivo fibroso denso y informe, está dominado por fibras ubicadas paralelas a la superficie del hueso);
• la capa interna está bien definida en los niños y menos visible en los adultos (formada por tejido conectivo fibroso laxo, que contiene células planas fusiformes: osteoblastos inactivos y sus precursores).

El periostio realiza varias funciones importantes. En primer lugar, trófico, es decir, aporta nutrición al hueso, ya que contiene vasos en la superficie que penetran en el interior junto con los nervios a través de aberturas especiales para nutrientes. Estos canales alimentan la médula ósea. En segundo lugar, regenerativo. Se explica por la presencia de células osteogénicas que, al ser estimuladas, se transforman en osteoblastos activos que producen matriz y provocan el crecimiento del tejido óseo, asegurando su regeneración. En tercer lugar, la función mecánica o de apoyo. Es decir, asegurar la conexión mecánica del hueso con otras estructuras adheridas a él (tendones, músculos y ligamentos).

Funciones del tejido óseo.

Entre las funciones principales se encuentran las siguientes:

1. Motor, soporte (biomecánico).
2. Protector. Los huesos protegen del daño al cerebro, los vasos sanguíneos y los nervios, los órganos internos, etc.
3. Hematopoyético: la hemo y la linfopoyesis se producen en la médula ósea.
4. Función metabólica (participación en el metabolismo).
5. Reparador y regenerativo, consistente en la restauración y regeneración del tejido óseo.
6. Papel formador de morfos.
7. El tejido óseo es una especie de depósito de minerales y factores de crecimiento.