Contrario a lo que parece, el hueso no es un material inerte, ya que el tejido óseo se encuentra en un cambio constante respondiendo a estímulos mecánicos u a señales del propio organismo. El hueso se desarrolla siempre por sustitución de un tejido conjuntivo preexistente. Cuando su formación tiene lugar directamente en el tejido conjuntivo primitivo, se habla de una osificación intramembranosa. Alternativamente, cuando se realiza en cartílago previo, se llama osificación intracartilaginosa o endocondral. En ésta, la mayor parte del cartílago debe ser eliminado antes de que comience la genración de hueso; que al principio se inicia como una red de trabéculas.
La esponjosa primaria, que se convierte posteriormente en hueso más compacto, cuando se rellenan los intersticios situados entre las trabéculas. A veces, en condiciones patológicas, puede producirse hueso en tejidos que no pertenecen al sistema óseo y en tejidos conjuntivos que no manifiestan capacidad osteogénica; a esto se le llama formación ectópica de hueso (como ocurre en ocasiones con los músculos). La llamada matriz ósea se constituye por componentes orgánicos e inorgánicos y sus superficies internas y externas están cubiertas por células y procesos celulares. Así mismo la médula puede servir como fuente de células óseas, los vasos sanguíneos de la médula forman parte importante del sistema circulatorio en el hueso y los desordenes pueden afectar las actividades de las células óseas.
2.3.1 Estructura microscópica del tejido óseo
El hueso compacto o cortical está formado fundamentalmente por sustancia intersticial mineralizada, además existen cavidades lenticulares llamadas lagunas; ocupadas por una célula del hueso, el osteocito. Desde cada laguna irradian los
canalículos que son conductos extraordinariamente delgados y ramificados, los
cuales penetran en la sustancia intersticial de las laminillas y se comunican con los canalículos de las lagunas vecinas. Se piensa que estos canalículos son esenciales para la nutrición de las células óseas. Las laminillas de hueso compacto se disponen de tres formas como ilustra la figura 2.2:
1.- La gran mayoría están dispuestas concéntricamente en torno a un canal vascular del interior del hueso para formar unidades estructurales cilíndricas llamadas sistemas haversianos u osteomas, los cuales son de tamaño variable.
En un corte transversal, los sistemas haversianos aparecen como anillos concéntricos en torno a un orificio central en la misma figura.
En un corte longitudinal, se ven como bandas situadas unas al lado de las otras y paralelas a los canales vasculares figura 2.3.
2.- Entre los sistemas haversianos hay fragmentos angulosos de hueso laminar que tienen forma y tamaño irregular; son los sistemas intersticiales. Los límites entre los sistemas haversianos y los intersticiales están nítidamente marcados por líneas de cemento.
Figura 2.2 Corte por desgaste de un fémur humano, que muestra un sistema haversiano típico, lagunas y canalículos. (Según Fawcet, D. W. En Greep, R. O; ed: Filadelfia, Blakiston Co., 1953) [1].
En un corte transversal, el interior del hueso compacto aparece como un mosaico de piezas, unas redondas y otras angulosas, que están cementadas entre sí.
3.- En la superficie externa del hueso cortical, por debajo del periostio, y sobre su superficie interna, por debajo del endostio, hay laminillas en torno a la circunferencia del tallo. Son las laminillas circunferenciales externas e internas figura anterior.
En el hueso compacto se distinguen dos categorías de canales vasculares, los canales longitudinales que ocupan el centro de los sistemas haversianos, se llaman canales haversianos. Tienen de 22 a 110 µm de diámetro, y contienen uno o dos vasos sanguíneos, rodeados de una vaina de tejido conjuntivo laxo. En los vasos capilares y vénulas poscapilares, en ocasiones pueden encontrarse arteriolas.
Los canales haversianos comunican unos con otros y con la superficie o la cavidad medular por medio de unos canales transversales u oblicuos llamados canales de Volkmann. Los vasos sanguíneos comunican, desde el endostio y, en menor medida, desde el periostio, con los de los sistemas haversianos a través de los canales de Volkmann.
Figura 2.3 Muestra un sector del tallo de un hueso largo, presenta la disposición de las laminillas de los sistemas haversianos, de las laminillas intersticiales y de las láminas circunferenciales externa e interna. (Según A. Benningghoff, Urban & Schwarzenberg, 1949.) [1].
El hueso esponjoso está compuesto por laminillas, sus trabéculas son delgadas y no contienen vasos sanguíneos en su interior; no poseen sistemas haversianos. Las células óseas se nutren por difusión a través de los canalículos que interconectan las lagunas y que llegan hasta la superficie. El periostio presenta variaciones en su aspecto microscópico, durante el desarrollo embrionario y el crecimiento posnatal, existe una capa interna de células formadoras de hueso, los osteoblastos, en contacto directo con el hueso.
En el adulto, los osteoblastos asumen una forma de reposo (células osteoprogenitoras), si un hueso es lesionado, se reactiva la capacidad formadora de hueso de estas células. La capa externa del periostio es un tejido conjuntivo denso y acelular, que contiene vasos sanguíneos, estos son pequeños y entran desde el periostio entran a los canales de Volkmann, contribuyen a mantener la fijación del periostio al hueso subyacente, unos haces gruesos de fibras colágenas de la capa externa del periostio cambian su trayecto y penetran en las laminillas circunferenciales externas o en los sistemas intersticiales del hueso [2].
2.3.2 Células del tejido óseo
En párrafos anteriores, se ha venido mencionando que el hueso es considerado como un material vivo y que se encuentra sometido a continuos cambios durante la vida del individuo. De la misma manera, el hueso presenta características extraordinarias adicionales, así tenemos que, aunque su resistencia a la tensión es casi cercana a la del hierro fundido, el hueso es considerado diez veces más flexible y tres veces más ligero de peso. El fenómeno mediante el cual una célula cambia de forma y de función, es conocido como diferenciación [3]
Por medio del mencionado mecanismo, una sola célula da origen a todos los órganos y sistemas del cuerpo humano, como ocurre con la fecundación del óvulo por el espermatozoide, dando origen a un nuevo individuo. Para llevar a cabo las distintas funciones de la formación, resorción, regulación mineral (hemeostasis) y reparación del hueso, las células del tejido óseo asumen formas especializadas, las cuales se distinguen por su morfología, función y localización característica. Se tienen identificadas dos líneas celulares por donde tienen su origen estas células, conocidas como la línea del mesénquima y la línea hematopoyética. La línea del mesénquima consiste de células no diferenciadas o preosteoblastos, osteoblastos y osteocitos. La línea hematopoyética consiste de monocitos de la médula, preosteoclastos y osteoclastos.
Las células no diferenciadas del mesénquima, que tienen el potencial de convertirse en osteoblastos (conocidos como preosteoblastos), se localizan en los canales del hueso, endósteo, periostio y la médula. Se mantienen en su estado indiferenciado hasta que reciben un estímulo para proliferar y diferenciarse en osteoblastos.
Se cree que la principal función de los osteoblastos es la síntesis y secreción de la matriz orgánica del hueso, pero dichas células pueden jugar un papel en el control de los flujos de electrolitos entre el líquido extracelular y el fluido óseo y pueden influir en la mineralización de la matriz ósea a través de la síntesis de componentes de la matriz orgánica.
Los osteocitos son las células que se encuentran en mayor número en el esqueleto humano maduro, en una proporción mayor al 90 por ciento. Se rodean de una matriz orgánica que puede mineralizarse. Los osteocitos forman una red muy compleja y extensa, la cual es muy sensible a los esfuerzos en el hueso y es capaz de controlar los movimientos de los iones.
Al contrario de otras células, los osteoclastos aparentemente tienen como precursor a las líneas de las células hematopoyéticas de la familia de los monocitos. Los precursores de los osteocitos se encuentran en la médula y la sangre. Cuando son estimulados, los osteoclastos precursores proliferan y se fusionan para formar los osteoclastos multinucleados, los cuales reabsorben el hueso. Los osteoclastos tienen un método muy eficiente para destruir la matriz ósea que comienza con aislar las células de la matriz, insertan protones para disminuir el pH del núcleo de la célula aislada y, de esta forma la solubilizan. Posterior a esto, secretan un ácido y degradan los restos que aun quedan después de la acción del ácido.