Células óseas: tipos y desarrollo

Hueso

El hueso es un tipo de tejido conectivo que ofrece soporte estructural para el cuerpo. También sirve como depósito de calcio. Como tipo de tejido conectivo, el hueso tiene células derivadas del mesodermo. Esta lección cubre el desarrollo del hueso durante el desarrollo embrionario y post-embrionario y describe los tipos de células que se encuentran en el hueso.

Desarrollo óseo

El hueso se desarrolla de dos formas:

• Osteogénesis intramembranosa
• Osteogénesis endocondral

La osteogénesis intramembranosa se asocia con huesos planos y la capa más externa de huesos largos, llamada pericondrio. Las células mesenquimales de estas áreas se diferencian en osteoblastos. Los osteoblastos comienzan a secretar una matriz llamada osteoide en esta área. A continuación, se añaden sales de calcio a la matriz, por lo que se denomina matriz calcificada. Los osteoblastos que quedan atrapados en esta matriz se diferencian en osteocitos , que son las células protectoras de los huesos. No hay vasos sanguíneos dentro de la matriz, lo que hace que los nutrientes tengan que difundirse en la matriz. Los osteocitos tienen uniones gap entre ellos que permiten el intercambio de moléculas e iones.

La osteogénesis endocondral , también llamada intracartilaginosa, es común en los huesos largos, como el fémur. En esta forma de desarrollo óseo, el cartílago hialino precede al hueso. Durante el desarrollo embrionario y post-embrionario, la matriz de este cartílago sufre una calcificación, lo que impide que los nutrientes lleguen a los condrocitos (células del cartílago diferenciado). Al mismo tiempo, los vasos sanguíneos del periostio, llamados brotes periósticos, penetran en el interior (región medular) del hueso. Estos vasos sanguíneos traen células mesenquimales precursoras que se diferenciarán en osteoblastos. Una vez en el sitio, los osteoblastos comenzarán a producir una matriz osteoide luego calcificada alrededor del cartílago en degeneración. Los osteoclastos actúan aún más sobre el cartílago en degeneración, de modo que será destruido.

Una vez que los osteoblastos están en el área y producen matriz, el proceso es idéntico a la osteogénesis intramembranosa. La única diferencia entre los dos tipos de osteogénesis es que en la osteogénesis endocondral el hueso eventual comienza como un modelo pre-cartilaginoso. Sin embargo, es importante tener en cuenta:

• Las células del cartílago no se diferencian en células óseas ni la matriz del cartílago se convierte en matriz ósea.

Para los huesos largos, el centro principal de osteogénesis es la región diafisaria. Los centros secundarios de osificación son la epífisis en cada extremo del hueso. Los vasos sanguíneos en el periostio se irradian hacia las regiones epifisarias, lo que da como resultado canales de cartílago en estas áreas. Los canales de cartílago contienen vasos sanguíneos y nervios. Estos vasos sanguíneos transportan células mesenquimales que se diferenciarán en osteoblastos, como se ve en la región diafisaria.

Este diagrama muestra la osificación endocondral del hueso largo. El centro primario de osificación es la diáfisis y las epífisis son los centros secundarios de osificación.

Células óseas

Hay tres tipos principales de células óseas:

• Osteoblastos: formación de hueso
• Osteocitos: mantenimiento óseo
• Osteoclastos: reabsorción ósea y cartilaginosa

Los osteoblastos se diferencian de las células mesenquimales y producirán un osteoide que luego se calcificará. Se diferencian en osteocitos , que son células óseas atrapadas en osteoide (matriz no calcificada) o matriz calcificada. Los osteocitos preservan la integridad del hueso y se transfieren nutrientes entre sí a través de uniones gap. Los osteoclastos actúan para reabsorber el cartílago degenerado en la osteogénesis endocondral o en el propio hueso. Se derivan de monocitos pero NO fagocitan huesos o cartílagos. En cambio, reabsorben estos tejidos mediante la liberación de enzimas, incluida la fosfatasa ácida.

Esta imagen muestra un osteoclasto multinucleado.

Fisis, placa epifisaria o placa de crecimiento

Después del nacimiento, el único cartílago que permanece en los huesos largos es la fisis , también conocida como placa epifisaria o placa de crecimiento. Esta área se diferenciará en hueso desde la primera infancia hasta la pubertad a través de la osteogénesis endocondral. Se reconocen cinco regiones por la fisis:

• La zona de reserva está por debajo de la epífisis y es reconocida por crondrocitos aislados (células del cartílago).
• La zona de proliferación o multiplicación es donde los condrocitos están dispuestos de manera lineal. Es aquí de donde proviene la mayor parte de la longitud del hueso, ya que el cartílago en esta área eventualmente se remodelará en hueso.
• La zona de hipertrofia es donde las células del cartílago se agrandan, lo cual es una señal de que están comenzando a morir. Lo hacen a medida que las células del cartílago de arriba las alejan aún más de su fuente de nutrientes.
• La zona de calcificación es donde la matriz del cartílago se calcifica, lo que provoca una mayor degeneración del cartílago en esta área y actúa como una señal para que las células óseas migren a esta región.
• La zona de osificación es evidente por la presencia de osteoblastos y osteoide alrededor del cartílago en degeneración. En esta área, varios osteoclastos son evidentes ya que liberan enzimas para remodelar y reabsorber el cartílago en degeneración.

En conjunto, estas cinco capas actúan para aumentar la longitud del hueso. Sin embargo, el ancho de los huesos largos se debe a la osteogénesis intramembranosa.

Resumen de la lección

Esta lección cubrió los dos tipos de formación ósea: osteogénesis intramembranosa y osteogénesis endocondral.

La osteogénesis intramembranosa implica la diferenciación de células mesenquimales en osteoblastos que producen matriz y luego quedan atrapados en la matriz y se diferencian en osteocitos. La osteogénesis endocondral involucra el eventual hueso que comienza como un modelo de cartílago. A medida que las células del cartílago proliferan, se eliminan aún más de su fuente de nutrientes y sufren hipertrofia y la matriz se calcifica. La yema perióstica de la región externa perióstica lleva los vasos sanguíneos y las células mesenquimales al centro del hueso. Las células mesenquimales se diferenciarán en osteoblastos, y el proceso será entonces idéntico a la osteogénesis intramembranosa. Las regiones epifisarias sufren osificación debido a los canales de cartílago que contienen vasos sanguíneos que transportan células mesenquimales.

Los tres tipos de células óseas son: osteoblastos (formación de hueso), osteocitos (mantenimiento de hueso) y osteoclastos (reabsorción de hueso y cartílago). Los osteoclastos son células multinucleadas que reabsorben el hueso y el cartílago a través de la degradación enzimática aunque se deriven de monocitos.

La fisis (placa epifisaria o placa de crecimiento) persistirá después del nacimiento y sufrirá osteogénesis endocondral. Las cinco regiones de la fisis son:

• Zona de reserva: más cercana a la epífisis
• Zona de proliferación / multiplicación: proliferación lineal de condrocitos
• Zona de hipertrofia: agrandamiento de condrocitos
• Zona de calcificación: calcificación de la matriz del cartílago en esta región.
• Zona de osificación: los osteoblastos comienzan a producir osteoide alrededor del cartílago calcificado en degeneración.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador