Huesos: Estructura y Tipos

Descripción General

Definición

El hueso, como órgano, está formado por:

• Tejido óseo: tipo de tejido conectivo endurecido por la deposición de minerales (principalmente calcio y fosfato)
• Sangre
• Médula ósea
• Cartílago y tejido conectivo fibroso
• Tejido adiposo
• Tejido nervioso

Hueso puede referirse a:

• Todo el órgano
• El tejido óseo dentro del órgano solo

Función de los huesos

• Protección (e.g., el cráneo protege el cerebro, las costillas protegen el corazón y los pulmones)
• Soporte
• Movimiento
• Formación de células sanguíneas
• Almacenamiento:
  • Minerales
  • Fosfato

Clasificación de los huesos según su localización

Huesos axiales:

• Cráneo
• Columna vertebral y sacro
• Caja torácica: costillas y esternón

Huesos apendiculares:

• Clavícula
• Escápula
• Brazos y manos
• Huesos de la pelvis
• Piernas y pies

Clasificación de los huesos por su forma

• Huesos largos: longitud mayor que la anchura:
  • Extremidad superior: húmero, radio, cúbito, metacarpianos y falanges
  • Extremidad inferior: fémur, tibia, peroné, metatarsos y falanges
• Huesos cortos: la longitud es aproximadamente igual a la anchura:
  • Huesos del carpo (muñeca)
  • Huesos tarsianos (tobillo)
• Huesos planos: encierran y protegen los órganos blandos:
  • La mayoría de los huesos del cráneo
  • Costillas
  • Esternón
  • Escápula
• Huesos irregulares: huesos que no encajan en otras categorías:
  • Vértebras
  • Algunos huesos del cráneo (e.g., el esfenoides, los huesos faciales)

Estructura Ósea

Tipos de tejido óseo

Hueso compacto:

• Una capa exterior lisa y sólida de tejido óseo
• Localizaciones:
  • Presente en todos los huesos del cuerpo
  • En el hueso largo: forma un cilindro, encierra una cavidad medular
• Función: resistencia a las fuerzas de compresión

Hueso esponjoso:

• Tejido óseo de capa interna poco organizado
• Consiste en un entramado de pequeñas y finas piezas de tejido óseo llamadas trabéculas o espículas óseas:
  • Transfiere la fuerza sobre el hueso al hueso compacto exterior
  • Se reforman constantemente para satisfacer las necesidades del cuerpo (e.g., el ejercicio aumenta las trabéculas; la ingravidez prolongada en el espacio reduce las trabéculas)
• Localizaciones: interna al hueso compacto:
  • En los extremos de los huesos largos
  • En medio de huesos cortos, planos e irregulares

Membranas óseas

Dos membranas primarias rodean el tejido óseo: el periostio (externamente) y el endostio (internamente).

El periostio:

• Capa externa que rodea al hueso en la superficie externa (excepto en las articulaciones, que están cubiertas de cartílago articular)
• Vascularizado e inervado
• Consta de dos capas:
  • Capa fibrosa
  • Capa osteogénica
• Capa fibrosa del periostio:
  • Capa exterior de colágeno resistente
  • Fibras de Sharpey: fibras de colágeno de la capa fibrosa del periostio:
    • Continúa con los tendones del músculo en la parte superior del hueso
    • Penetran profundamente en la matriz ósea para fijar el periostio y el músculo suprayacente al hueso
• Capa osteogénica del periostio:
  • Contiene células formadoras de hueso:
    • Osteoblastos
    • Osteoclastos
    • Células osteogénicas
  • Es fundamental para el crecimiento y la curación de los huesos después de una lesión

Endostio:

• Alinea las superficies internas del hueso:
  • Recubre la cavidad medular en los huesos largos
  • Cubre las trabéculas del hueso esponjoso
• Contiene las mismas células formadoras de hueso que la capa osteogénica del periostio

Estructura de los huesos largos

Las 3 regiones anatómicas principales de los huesos largos:

• Diáfisis:
  • El eje
  • Forma el eje longitudinal de los huesos largos
  • Consiste en una gruesa capa de hueso compacto, que rodea una cavidad medular central que contiene médula ósea
• Epífisis:
  • Extremos de los huesos (en las articulaciones)
  • Más ancho que la diáfisis:
    • Fortalece la articulación
    • ↑ Superficie de fijación de tendones y ligamentos
  • Compuesto principalmente por hueso esponjoso
  • Capa externa de hueso compacto
  • Cubierto de cartílago articular:
    • Un tipo de cartílago hialino
    • Cartílago articular + líquido lubricante → ↓ fricción → movimiento articular significativamente más fácil.
    • Actúa como amortiguador
• Metáfisis:
  • Entre la epífisis y la diáfisis
  • Restos de la placa o línea placa: el cartílago hialino permitió el alargamiento del hueso en la infancia

Estructura de los huesos cortos, irregulares y planos

• Capas externas: finas placas de hueso compacto recubiertas de periostio
• Capa interna: hueso esponjoso cubierto de endostio
• En los huesos planos, el hueso esponjoso interior es:
  • Conocido como diploe
  • Intercalado entre dos capas de hueso compacto

Marcas óseas

Las marcas óseas son zonas del hueso donde se unen los tendones, los ligamentos y la fascia, incluidas las articulaciones, los salientes y los agujeros.

• Marcas articulares:
  • Cóndilo: superficie redondeada en una zona articular
  • Epicóndilo: eminencia superior a un cóndilo
  • Caras articulares: superficie plana donde se articulan los huesos
• Proyecciones:
  • Cresta: cresta de un hueso
  • Proceso: característica de prominencia
  • Protuberancia: proyección del hueso
  • Espina: un proceso agudo
  • Tubérculo: proceso redondeado más pequeño
  • Tuberosidad: superficie rugosa
• Agujeros:
  • Canal: agujero que atraviesa el hueso
  • Foramen: paso a través de un hueso
  • Fosa: zona hueca o deprimida
  • Ranura o surco: depresión o surco alargado
  • Seno: área cavernosa de forma irregular

Células Óseas y Matriz

Los dos componentes principales del hueso son las células y la matriz.

Células óseas

El hueso contiene un número relativamente pequeño de células en comparación con la cantidad de matriz. Además de otras funciones, las células sintetizan y descomponen el hueso. Existen cuatro tipos principales de células óseas:

• Células osteogénicas:
  • Células madre procedentes de fibroblastos embrionarios
  • Puede diferenciarse en osteoblastos → estimulados por el estrés (e.g., por el ejercicio) y las fracturas
  • Se encuentra en el endostio y en el periostio osteogénico
• Osteoblastos:
  • Sintetizar la matriz de colágeno (parte orgánica del hueso)
  • Depositar sales de calcio en la matriz (mineralización)
  • Incapaz de dividirse → todos los nuevos osteoblastos deben proceder de células osteogénicas
  • Se encuentra en el endostio y en el periostio osteogénico
• Osteocitos:
  • Osteoblastos atrapados en el hueso que los osteoblastos crearon
  • Ubicados en espacios dentro de la matriz mineralizada conocida como lagunas
  • No desempeñan ningún papel significativo en la síntesis o resorción ósea
  • Función principal: detectar la tensión y comunicar el mensaje a los osteoblastos de superficie
• Osteoclastos:
  • Disolver/reabsorber el hueso
  • Objetivo de la resorción ósea:
    • Extirpación de hueso viejo, lesionado o innecesario
    • Liberación del calcio almacenado (para mantener los niveles de calcio fuertemente regulados)
  • Se desarrollan a partir de la fusión de monocitos en la médula ósea → da lugar a células grandes y multinucleadas con un “borde erizado” (pliegues profundos en la membrana plasmática para aumentar la superficie)

Matriz ósea

El hueso tiene una matriz mineralizada (a diferencia de la matriz acuosa de la mayoría de los demás tejidos, a través de la cual los nutrientes pueden difundirse fácilmente). El hueso tiene componentes orgánicos e inorgánicos:

• Componente orgánico (⅓ de la matriz en peso):
  • Fibras de colágeno
  • Proteoglicanos
  • Glicoproteínas
• Componente inorgánico (⅔ de la matriz en peso):
  • Cristales de hidroxiapatita: sales de fosfato de calcio (85% del componente inorgánico en peso)
  • Carbonato de calcio (10% del componente inorgánico en peso)
  • Otros iones: magnesio, sodio, potasio, fluoruro, sulfato e hidróxido (5% del componente inorgánico en peso)
• La combinación de componentes orgánicos (proteínas) e inorgánicos (minerales) permite que los huesos sean fuertes y sólidos, pero no demasiado frágiles.

Estructura Microscópica

Estructura microscópica del hueso compacto

En los huesos largos, la mayor parte de las células y la matriz están dispuestas en unidades funcionales conocidas como osteones.

Osteones:

Un osteón (también conocido como sistema de Havers) es un cilindro de células y matriz que discurre longitudinalmente dentro del hueso compacto. Un osteón está formado por un canal central longitudinal, que está rodeado por anillos concéntricos de osteocitos, y por la matriz ósea conocida como láminas.

• Canal central de Osteon (canal de Havers):
  • Canal longitudinal en el núcleo de cada osteón
  • Contiene:
    • Vasos sanguíneos
    • Vasos linfáticos
    • Nervios
  • Revestido de endostio
  • Aporta nutrientes y elimina los residuos de los osteocitos inmediatamente adyacentes al canal central
• Canales perforantes:
  • Contienen irrigación e inervación
  • Corren perpendiculares a los canales centrales, conectando los canales a:
    • Nervios y vasos externos
    • Unos a otros
• Láminas:
  • Anillos concéntricos de matriz calcificada
  • Los osteocitos se sitúan entre las láminas en espacios conocidos como lagunas.
  • Los canalículos (canales diminutos en la matriz) permiten que las proyecciones finas, en forma de dedos, de los osteocitos se conecten entre sí a través de las uniones en hueco:
    • Permiten el suministro de nutrientes y la eliminación de residuos de los osteocitos en los anillos exteriores, sin estar inmediatamente adyacentes a la vasculatura
    • Permiten la comunicación de señales de tensión
• Colágeno:
  • Las fibras se “enroscan” en la matriz en una determinada lámina
  • Hay diferentes disposiciones helicoidales en las láminas adyacentes:
    • Enroscamiento hacia la derecha vs. enroscamiento hacia la izquierda
    • Variación de la tensión del enroscamiento de las fibras
  • Crea una red “entrecruzada” de colágeno → significativamente ↑ fuerza para resistir la flexión y la compresión

Láminas circunferenciales:

• Láminas paralelas a la superficie ósea alrededor de toda la circunferencia del hueso
• No forman parte de una unidad funcional de osteón
• Localizaciones:
  • Inmediatamente dentro de la capa osteogénica del periostio
  • Revestimiento de la cavidad medular interna

Láminas intersticiales:

• Regiones irregulares de tejido óseo entre los osteones
• Restos de osteones antiguos parcialmente descompuestos durante la remodelación ósea

Estructura microscópica del hueso esponjoso

En el hueso esponjoso, en lugar de formar anillos concéntricos dentro de los osteones, las láminas forman anillos concéntricos, que crean las trabéculas.

Similitudes entre el hueso esponjoso y el compacto:

• Las láminas forman anillos concéntricos
• Los osteocitos viven dentro de la laguna entre las láminas
• Los osteocitos están conectados entre sí a través de canalículos

Diferencias entre el hueso esponjoso y el compacto:

• Las trabéculas se disponen a lo largo de las líneas de fuerza (los osteones son paralelos entre sí en el hueso compacto).
• Las trabéculas forman una red en forma de celosía, creando un espacio dentro del hueso lleno de médula ósea.
• No hay canales centrales → no son necesarios porque no hay osteocitos lejos del suministro de sangre (médula circundante)

Tejidos Hematopoyéticos en los Huesos

Definiciones

Médula ósea: término general para designar el tejido blando hematopoyético que ocupa los espacios dentro del hueso.

• Médula roja: tejido mieloide (puede producir células sanguíneas)
• Médula amarilla: médula grasa (ya no produce células sanguíneas)

Localización de la médula ósea

• Las cavidades medulares de los huesos largos
• Diploe de huesos planos
• Cavidades trabeculares del hueso esponjoso

Cambios en la médula durante la vida

• En bebés y niños: Casi todas las cavidades óseas contienen médula roja.
• En adultos jóvenes y de mediana edad:
  • La mayor parte de la médula roja se ha convertido en médula amarilla
  • La médula roja existe en:
    • Vértebras
    • Costillas
    • Esternón
    • Partes de la cintura pélvica
    • Cabeza proximal del húmero y del fémur
  • La médula amarilla puede convertirse en médula roja en caso de anemia grave o crónica.

Relevancia Clínica

• Osteoporosis: disminución de la masa y la densidad óseas que conlleva un mayor número de fracturas. La osteoporosis suele estar causada por la pérdida de estrógenos y/o testosterona protectores en etapas posteriores de la vida, la inmovilización, los trastornos médicos subyacentes o el uso prolongado de ciertos medicamentos. La osteoporosis suele presentarse clínicamente con fracturas frecuentes y pérdida de los espacios intervertebrales. El diagnóstico se establece midiendo la densidad mineral ósea. El tratamiento incluye modificaciones en el estilo de vida, el mantenimiento de niveles adecuados de calcio y vitamina D y el uso de bifosfonatos.
• Osteomalacia y raquitismo: trastornos de la disminución de la mineralización ósea. El raquitismo afecta al cartílago de los cartílagos de crecimiento epifisarios de los niños. La osteomalacia afecta a los lugares de recambio óseo en niños y adultos. Ambos trastornos están causados en la mayoría de los casos por la carencia de vitamina D. El raquitismo suele presentarse con deformidades esqueléticas y anomalías de crecimiento. La osteomalacia puede presentarse con dolor óseo, dificultad para deambular y fracturas patológicas. El tratamiento incluye la administración de suplementos de vitamina D, calcio y fósforo.
• Enfermedad ósea de Paget: trastorno focal del metabolismo óseo que suele afectar al cráneo, la columna vertebral, la pelvis y los huesos largos de las extremidades inferiores. Las principales manifestaciones clínicas de la enfermedad de Paget son el dolor óseo y las consecuencias de las deformidades óseas (e.g., fracturas, artrosis, pinzamiento de nervios). El tratamiento de la enfermedad de Paget incluye bifosfonatos, calcitonina y cirugía para tratar las fracturas, las deformidades o las complicaciones.
• Hiperparatiroidismo: Enfermedad asociada a niveles elevados de la hormona paratiroidea en la sangre. El hiperparatiroidismo puede deberse a una enfermedad inherente a la glándula paratiroidea o a anomalías del metabolismo del calcio. Los individuos presentan clásicamente “cálculos (nefrolitiasis), huesos (↓ densidad mineral ósea), gemidos abdominales (dolor abdominal inespecífico) y matices psiquiátricos (síntomas neuropsiquiátricos)”. El diagnóstico se basa en la evaluación de laboratorio de la hormona paratiroidea sérica, los niveles de calcio y fosfato, y el calcio urinario. El tratamiento es típicamente quirúrgico y el tratamiento de cualquier condición subyacente.
• Fracturas óseas: interrupción parcial o completa de la continuidad de un hueso (periostio y/o corteza) como consecuencia de una tensión mecánica (normalmente lesiones o trastornos metabólicos del hueso). La presentación clínica varía según la causa y la localización de la lesión. La presentación generalmente incluye deformidad, dolor, edema e inflamación. El diagnóstico se realiza clínicamente y se confirma con imagenología. El tratamiento puede consistir en una férula o en una intervención quirúrgica.