27-09 Fisiopatologia Osea

FUNCION DEL HUESO

Organo

Tejido

Soporte

Metabólica

Aposición y Reabsorción óseas

Almacenamiento de Ca y P

Mantenimiento del calcio sérico Conservación de la forma corporal Protección de las partes blandas Capacidad física de carga del esqueleto

Sistema Nervioso

Aparato Locomotor

Tubo Digestivo

Feto de 5 semanas: Cadera

Formación del tejido óseo  OSIFICACION MEMBRANOSA o DIRECTA Cél. mesenquimales Hueso  OSIFICACÓN ENCONDRAL Cél.mesenquimales Cartílago

Hueso

periostio

vaso

Matriz calcificada

Osificación membranosa o directa

1. Periostio; 2. Hueso inmaduro; 3.Vasos sanguíneos; 4. Osteoblástos; 5. Mesénquima

CLASIFICACIÓN MICROSCÓPICA DEL TEJIDO OSEO I. Hueso Reticular Hueso Inmaduro, Primitivo o Fibrilar II. Hueso Laminar Hueso Maduro a) Hueso Cortical, Compacto o Denso b) Hueso Esponjoso, Trabecular o Plexiforme

Hueso reticular o inmaduro  Se encuentra en: *Hueso embrionario *Callo de reparación de las fracturas *Tumores, Paget, Osteogénesis imperfecta  Fibras entrecruzadas, patrón no uniforme  Mecánicamente isotrópico  Abundantes células  Contenido mineral variable

Hueso laminar o maduro  Se forma desde 1 mes post-partum hasta los 2 años de vida  Remodelación del hueso reticular  Forma hueso cortical y trabecular  Osificación membranosa o encondral  Fibras colágenas paralelas: *Anisotrópico *Resistencia mecánica en el eje de los huesos

ESTRUCTURA OSEA

HUESO TRABECULAR

80% MASA 20% SUPERFICIE DE RECAMBIO

20% MASA 80% SUPERFICIE DE RECAMBIO

HUESO CORTICAL

Clasificación estructural del hueso TRABECULAR  Esponjoso  Localizado en epífisis y metáfisis  Medular de huesos largos y cuerpos vertebrales  Recambio muy activo por su gran área de superficie

Clasificación estructural del hueso CORTICAL  Compacto: animales pequeños, sin patrón vascular, capas de hueso laminar  Plexiforme: animales grandes, crecimiento rápido, huesos laminar y reticular, vasos en hueso reticular  Haversiano: “osteonas” de Havers canales neurovasculares, canales de Volkmann, en eje longitudinal del hueso

Clasificación estructural del hueso  Porosidad: cortical <30% trabecular 50-90%  Masa: cortical 80% trabecular 20%  Arquitectura: cortical sólida con canales trabecular malla con espacios

CLASIFICACION ESTRUCTURAL DEL HUESO

Cortical

Esponjoso

COMPOSICIÓN DEL TEJIDO OSEO A.

F.

CÉLULAS 1. Osteoblasto 2. Osteoclasto 3. Osteocito SUSTANCIA INTERCELULAR o MATRIZ OSEA 1. Orgánica (25%) I.- Fibras colágenas tipo I (90%) II.- Proteínas no colagénicas Factores bioquímicos locales a) Morfogénicas Osteoinductoras Osteopromotoras b) No morfogénicas 2. Inorgánica (60-70%) Fosfato cálcico (Hidroxiapatita) Minerales 3. Agua (5-8%)

FACTORES DE CRECIMIENTO • Polipéptidos producidos por células normales • Actúan mediante una serie de señales sobre receptores específicos de membrana • Estímulo osteoinductivo (morfógeno) • Contribuyen a la multiplicación y diferenciación celular (mitógeno) • Estimulan la síntesis de determinadas proteínas

FACTORES LOCALES DE CRECIMIENTO

1.

Superfamilia de los factores de crecimiento transformante TGF

2.

Factor de crecimiento insulínico

3.

Factor de crecimiento fibroblástico FGF

4.

Factor derivado de las plaquetas PDGF

5.

Factor epidérmico de crecimiento EGF

6.

Factor de crecimiento vascular endotelial VEGF

7.

Factor de crecimiento hepatocítico HGF

ACCION DE LAS CITOQUINAS • Interacción entre osteoblastos y osteoclastos • Los factores estimuladores de colonias estimula la línea celular monocito-osteoclasto • Las IL-1,3,6 y los TNF inhiben los osteoblastos y estimulan los osteoclastos • La IL-1 estimula en los fibroblastos la síntesis de colágeno I y III

CITOQUINAS Segregadas por células hematológicas: regulan la respuesta inmunológica y la función de las células óseas • • • • •

Interleuquinas IL-1, IL-3, IL-6 Factores reguladores de colonias M-CSF Factor estimulador de colonias de macrófagos Factor estimulador de colonias de granulocitos y macrófagos GM-CSF Factor de necrosis tumoral TNF-α

OSTEOBLASTO  Derivan de células mesenquimales pluripotenciales  Producen específicamente fosfatasas alcalinas  Producen: osteoide, fibras colágenas tipo I y proteínas de la matriz extracelular  Receptores para señales endocrinas: estrógenos y vit.D en el núcleo y PTH y prostaglandinas en la superficie.  Apoptosis: Tres meses

Núcleo Aparato de Golgi Retículo endoplasmático rugoso

Osteoide Hueso mineralizado

Microscopía electrónica del Osteoblasto

OSTEOCITO  Osteoblastos rodeados de matriz ósea  Poseen receptores para la PTH: controla el intercambio del Ca con los líquidos extracelulares  Estructura 3D. Tienen interconexiones mediante prololongaciones citoplasmáticas, formando una gran superficie  Responde a estímulos mecánicos (compresión y tracción) a través de los líquidos circundantes  Poca actividad metabólica  Apoptosis: 2 semanas

Osteocitos  Ocupan las lagunas osteocitarias situadas concéntricamente alrededor de una osteona o canal de Havers  Forman lagunas Howship (zona clara) de reabsorción ósea  Mayor proporción núcleo/citoplasma  Citoplasma filamentoso que discurren por los conductos calcóforos  Canalículos: extensiones radiales que conectan los conductos calcóforos y espacios celulares y extracelulares  Pocas organellas: metabólicamente poco activos

conexiones osteocitos

osteoide

osteoblastos

Conducto calcóforo

Núcleo

Retículo endoplasmático rugoso

Aparato de Golgi

Microscopía electrónica del Osteocito

OSTEOCLASTOS  Tienen receptores para la calcitonina  Mediante la anexina II se fijan en la matriz ósea expuesta por retracción de los osteoblastos de revestimiento  Forman lagunas Howship (zona clara) de reabsorción ósea  Se movilizan en ella por medio de la actina  Apoptosis: 2 semanas

Origen de los Osteoclastos I. II. III. D. E. f. g.

Células hematopoyéticas de la médula ósea Fusión de los monocitos Preosteoclastos: Adheridos a células endoteliales de los vasos = extravascular = OSTEOCLASTOS OSTEOCLASTOS: Adhesión = Reabsorción ósea Apoptosis

Microscopía electrónica del osteoclasto Aparato de Golgi

Hueso mineralizado

Borde rugoso

Núcleos

Matriz ósea orgánica: 90% Fibra colágena tipo I  Los espacios de separación entre los extremos de las molécula de colágeno se llaman “zonas de agujeros”, y entre os lados de separación “poros”  El fenómeno de la “nucleación”, inicio de la cristalización, es el depósito de cristales minerales (calcio y fosforo) en los espacios de separación  El crecimiento y adherencia de los cristales lleva a la mineralización de la sustancia osteoide

Fibras colágenas en hueso laminar

Fraccion inorganica o componente mineral • Hidroxiapatita: 80% fosfato tricalcico y 10% carbonato calcico y 10% impurezas • 10-20 nm de longitud • 2-5 nm de grosor • Forma hexagonal • Superficie: agua e iones (Na, Cl, K y Mg) • 99% Ca, 85% P y 60% Na del organismo estan en el hueso

PROCESO DE MINERALIZACION 2. Mineralización del tejido osteoide: Proceso extracelular controlado por los osteoblastos 3. Los iones de fosfato cálcico, concentrados en las mitocondrias en forma amorfa (no cristalina) salen a la matriz ósea (sustancia intercelular) en forma de cristales 4. Los cristales de fosfato cálcico se depositan en los espacios intermoleculares (“zona de agujeros” y “poros”) de las moléculas de fibrilla del colágeno tipo I

OSTEOBLASTO

OSTEOCLASTO

REMODELAMIENTO OSEO Pre-osteoclastos Osteoblasto activo

Osteoclastos Osteoblastos en reposo

Hueso mineralizado

Osteoide

Activación Días:

7

Resorción 36

Reversión 7

Osteoblastos en reposo

Formación 15

Reposo 130

Modelación ósea Receptores osteoblásticos: Control metabólico  Parathormona y prostaglandinas en superficie celular y mensageros secundarios  Vitamina D y glucocorticoides cytosolic receptor Reabsorción  Iniciada por los osteoblastos  Liberan enzimas que degradan el osteoide (colagenasa)  La superficie ósea queda expuesta a los osteoclastos