Endocrinología, Metabolismo Óseo y Osteoporosis

MARCELA GONZÁLEZ, CLARA TORRES, JULIÁN CORONEL, HOOVER CANAVAL, MIGUEL
BUENO, ÁLVARO CUADROS, SANDRA ALFARO, ARLEX ECHEVERRY Y GUSTAVO GÓMEZ

El hueso es un tejido conjuntivo con múltiples funciones, tales como albergar el sistema hematopoyético, sostener el peso corporal, soporte muscular, locomoción, protección de órganos vitales, reaccionar a los traumatismos, restaurador principal de la homeostasis del calcio, el fósforo, el magnesio y otros minerales y oligoelementos.

El esqueleto humano está en un continuo proceso de regeneración el cual se lleva a cabo manteniendo un equilibrio entre la formación y resorción ósea. Este proceso está controlado por factores bioquímicos, mecánicos, celulares y hormonales con la intervención de varios factores de crecimiento y citoquinas, creando mecanismos de retroalimentación positivos y negativos. En el proceso de remodelado óseo existe un complejo sistema de regulación paracrina y de mensajes celulares a células que controlan el intercambio de nutrientes y por lo tanto la remodelación1.

Para una buena comprensión del metabolismo óseo debemos conocer los componentes de la estructura ósea la cual tiene múltiples funciones.

Composición ósea

El hueso se clasifica como hueso trabecular o esponjoso y cortical o compacto. El primero es metabólicamente más activo que el hueso cortical. Está constituido por láminas de hueso horizontales y verticales conformando una trama que confiere resistencia mecánica a la estructura ósea. En la pérdida de masa ósea se adelgazan, se microfracturan y se pierde la conectividad entre las mismas, lo cual lleva a la pérdida de la resistencia mecánica e incremento del riesgo de fractura. El hueso trabecular se nutre desde su superficie y no tiene irrigación propia. Se encuentra en las vértebras, la pelvis y otros huesos planos.

El hueso cortical constituye el 70 a 80% del esqueleto. A nivel microscópico el hueso cortical se encuentra formado por sistemas Haversianos que comprenden túbulos de 2 nm de largo y 200 nm de diámetro entre los cuales se encuentran dispuestos los osteocitos (Figuras 1 y 2). En el centro de esta estructura se localiza un canal que contiene los vasos sanguíneos. El hueso cortical se encuentra fundamentalmente en los huesos largos y en la capa externa de los huesos trabeculares.

Hueso esponjoso y compacto

Figura 1. Hueso esponjoso y compacto

Reconstrucción tridimensional del hueso cortical o compacto

Figura 2. Reconstrucción tridimensional del hueso cortical o compacto. Se observa osteona con el canal central de Havers, los cuales se intercomunican con canales oblicuos y perpendiculares, los canales de Volkmann.

El hueso cortical consta de endostio en contacto con la cavidad medular; periostio en la superficie externa del hueso y el tejido cortical que se encuentra comprendido entre el endosito y el periostio (Figura 1). La remodelación ósea varía según la edad del individuo; durante la primera infancia se produce un aumento del hueso nuevo perióstico sobrepasando la destrucción que ocurre a nivel del endostio; durante la pubertad existe un aumento global del hueso cortical y de la masa ósea total; durante la vida adulta y el envejecimiento ocurre una pérdida paulatina de la masa ósea por un aumento de la pérdida del endostio el cual no es sustituido por el hueso perióstico, con el consecuente adelgazamiento progresivo de la cortical y el ensanchamiento de la cavidad medular.

La resistencia ósea está dada en un 70% por la densidad ósea y en un 30% por la calidad del hueso.

La densidad ósea está determinada por el pico de masa ósea y la pérdida de masa ósea. La calidad del hueso está determinada por la microarquitectura, la tasa de recambio, la geometría del hueso, y el grado de mineralización.

El 80% del pico de la masa ósea está genéticamente determinado y realmente podemos actuar sobre un 20% modificando el estilo de vida y logrando efectos profilácticos y terapéuticos2. Se ha planteado la osteoporosis como una enfermedad genética, se han identificado múltiples genes potenciales, como los del colágeno Tipo I, los del receptor de la vitamina D3 y su polimorfismo y también a nivel del receptor estrogénico donde se han reportado mutaciones3. Todas estas alteraciones influirían en la génesis del proceso osteoporótico.

Tejido óseo

Está constituido en un 65% por hidroxiapatita y en un 35% por la matriz ósea, las células y el agua. Las células del tejido óseo son los osteocitos, los osteoblastos, los osteoclastos y las células de revestimiento. El componente mineral da rigidez y el colágeno da resistencia.

La hidroxiapatita es una sal cristalina que constituye el contenido inorgánico del hueso, que se deposita en la matriz orgánica. Está compuesta por fosfato cálcico, carbonato cálcico, con pequeñas cantidades de magnesio, flúor y sodio4.

Matriz ósea

Un componente importante lo constituye el osteoide como matriz orgánica no mineralizada, segregada por los osteoblastos. La matriz ósea está constituida en un 90% por colágeno y el resto por lípidos y proteinglucanos especialmente condroitín sulfato y ácido hialurónico que ayudan a controlar el depósito de sales de calcio.

Células del tejido óseo

Osteoblastos

Se derivan de células progenitoras mesenquimatosas multipotenciales de la médula ósea y de los pericitos. Las primeras también dan origen a los condrocitos, las células musculares y los adipocitos. Las segundas son células mesenquimatosas adheridas al endotelio vascular. La función de los osteoblastos es sintetizar matriz ósea, tienen una vida media de 12.5 días (300 horas), regulan la concentración local de calcio y fosfato, lo cual es fundamental para que la hidroxiapatita se deposite durante la mineralización (Figura 3).

Osteoblastos de forma poliédrica

Figura 3. Osteoblastos de forma poliédrica. Con citoplasma basófilo y cromatina laxa. Reunidos en fila durante un proceso de formación ósea.

Macrofotografía electrónica

Figura 4. Macrofotografía electrónica. Se observa arriba un osteoblasto, con abundante retículo endoplásmico característico y prolongaciones citoplasmáticas en contacto con un osteocito.

En sus membranas hay receptores hormonales para estrógenos, para el factor de crecimiento transformante TGF-ß, factor de crecimiento insulínico IGF y prostaglandinas. Tiene la capacidad de expresar el RANK-L (Ligando del receptor activador del Factor nuclear Kappa-ß).

La principal proteína que sintetizan es el colágeno tipo 1 segregado de un precursor, el pro colágeno, con la extensión N-propéptido y C- propéptido. Produce además otras proteínas como los glicosaminoglicanos, la osteocalcinaosteopontina, la sialoproteína ósea, la fibronectina, la vitronectina y la trombospondina.

Los osteoblastos expresan una fosfatasa alcalina específica del hueso, la cual actúa en el proceso de mineralización cuyo mecanismo exacto no se conoce.

Una vez que los osteoblastos han completado la osteogenésis se incluyen en la matriz ósea y se transforman en osteocitos, o permanecen en la superficie como células de revestimiento, mientras que otros se ubican en la superficie del periostio y endostio y un remanente entra en apoptosis5-7.

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