Remodelación y reparación ósea

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Introduction0:00–0:24

La remodelación ósea se produce cuando el tejido óseo viejo y frágil se elimina o se reabsorbe y se sustituye por tejido óseo nuevo.
La remodelación también tiene lugar al remodelar los huesos después de una fractura o al reparar las microfisuras que se forman durante las actividades ordinarias, especialmente cuando los huesos están sometidos a tensión, por ejemplo, después de levantar grandes pesos.

Periosteum0:24–0:54

La superficie de los huesos está cubierta por una capa llamada periostio, excepto en los cartílagos articulares, que son las partes que intervienen en las articulaciones.
El periostio está formado por una capa fibrosa externa que protege los huesos y sirve de fijación a los tendones y los ligamentos; también tiene una capa celular interna que alberga células madre progenitoras.
Estas células madre progenitoras se convierten tanto en osteoblastos, que segregan la matriz ósea, como en condroblastos, que producen el cartílago.Estudiaremos ahora el fémur, el hueso más largo del cuerpo.

Bone Structure0:54–2:06

Los dos extremos del hueso que forman las articulaciones se llaman epífisis, mientras que el eje del hueso recibe el nombre de diáfisis.
Si se observa la diáfisis, se distingue en primer lugar una parte externa, el hueso cortical, consistente en un alto número de cilindros diminutos conocidos como osteonas.
Cada osteona está formada por muchas láminas, que son capas concéntricas formadas por una parte orgánica, principalmente colágeno, y una inorgánica, llamada hidroxiapatita, formada sobre todo por fosfato de calcio.
En el centro de cada osteona hay un conducto de Havers, que contiene el suministro de sangre y la inervación de las células óseas.
En el centro del hueso se encuentra la cavidad medular, un espacio hueco revestido por una estructura con aspecto de panal llamada hueso esponjoso.
La cavidad medular contiene la médula ósea, que es el lugar de producción de las células sanguíneas. La epífisis está hecha de gran cantidad de hueso esponjoso.
Cuando se observa más de cerca el hueso esponjoso, se aprecian pequeños caminos entrecruzados denominados trabéculas, que hacen los huesos resistentes a la tensión mecánica, de modo que puedan soportar pesos sin deformarse.
Al igual que la cavidad medular, los espacios del hueso esponjoso de la epífisis están ocupados por la médula ósea. Ahora, vayamos al grano.
En el hueso se encuentran dos tipos de células madre: las células madre mesenquimatosas, que dan lugar a las células osteoprogenitoras; y las células madre hematopoyéticas, productoras de sangre en la médula ósea.

Bone Marrow2:06–3:10

Las células madre mesenquimatosas también están presentes en los conductos óseos, el endostio y el periostio, y se diferencian en osteoblastos.
Las células madre hematopoyéticas dan lugar a las células progenitoras linfoides, que maduran y se diferencian en linfocitos, como los linfocitos T y B, las principales células que intervienen en la inmunidad adaptativa; y a las células progenitoras mieloides, que se diferencian en eritrocitos, plaquetas y mieloblastos, los progenitores de los basófilos, neutrófilos, eosinófilos y monocitos.
Cabe señalar una serie de factores de crecimiento que ayudan a estas células a desarrollarse. Por ejemplo, los osteoblastos liberan una sustancia llamada factor estimulante de colonias de macrófagos (M-CSF), que contribuye a estimular las células mieloides, como los monocitos.
En la remodelación ósea, el proceso comienza cuando los osteoblastos detectan microfisuras en su ubicación, por ejemplo, cuando los huesos soportan demasiado peso.

Bone Remodeling3:10–5:09

Los osteoblastos producen una sustancia llamada ligando del receptor activador del factor nuclear κβ (RANKL), que se une a los receptores RANK en la superficie de las células precursoras de monocitos cercanas.
El RANKL induce a esas células precursoras de monocitos a fusionarse para formar una célula osteoclástica polinucleada. También ayuda a los osteoclastos a madurar y activarse para que puedan empezar a reabsorber los huesos.
El osteoclasto comienza a secretar enzimas lisosómicas, principalmente colagenasa, que digiere la proteína de colágeno de la matriz orgánica.
Esta perforación crea hoyos en la superficie del hueso conocidas como lagunas de Howship. Los osteoclastos también empiezan a producir ácido clorhídrico (HCl), que disuelve la hidroxiapatita en iones solubles de calcio (Ca2+) y fosfato (PO43-); estos iones se liberan en el torrente sanguíneo.
También se observa una dispersión de osteocitos atrapados dentro de la matriz ósea. Cuando estos se liberan por la disolución del hueso, son devorados o fagocitados por los osteoclastos.
¡Qué manera más triste de irse! Para mantener la resorción ósea bajo control, los osteoblastos también segregan osteoprotegerina, que se une a RANKL y evita que active los receptores RANK.
Así se ralentiza la activación de los osteoclastos. Finalmente, una vez que los osteoclastos completan su trabajo, se suicidan a través de la apoptosis.Tras la reabsorción ósea, los osteoblastos comienzan a segregar costura osteoide, una sustancia formada principalmente por colágeno, para rellenar las lagunas creadas por los osteoclastos.
El calcio y el fosfato comienzan a depositarse en la costura para formar hidroxiapatita. Además, como los osteoblastos siguen produciendo nuevo material óseo, muchos quedan atrapados en pequeñas lagunas dentro de la matriz ósea y se convierten en osteocitos.
La remodelación ósea se ve afectada por varias hormonas. Las glándulas paratiroideas, las cuatro pequeñas estructuras en forma de guisante situadas en la glándula tiroidea en el cuello, liberan la hormona paratiroidea en respuesta a un descenso de las concentraciones de calcio en la sangre.

Hormonal Regulation5:09–6:20

La hormona paratiroidea se desplaza hasta los huesos y estimula a los osteoblastos para que liberen RANKL, lo que desencadena la resorción ósea.
Esto permite que los iones de calcio se liberen en el torrente sanguíneo para corregir la deficiencia. Ccuando los valores de calcio en la sangre son más altos de lo normal, la glándula paratiroidea libera menos hormona paratiroidea y hay menos resorción ósea.
Además, las células parafoliculares de la glándula tiroides producen una hormona llamada calcitonina. Los valores elevados de calcitonina inhiben la resorción ósea, lo que se traduce en una disminución de las concentraciones de calcio en sangre.
Otro factor que influye en la remodelación ósea es la resistencia mecánica. Por ello, los huesos que soportan mucho peso se remodelan a un ritmo tan elevado, un fenómeno conocido como ley de Wolff.
Por su parte, la vitamina D estimula la absorción intestinal del calcio, lo que hace que los valores de calcitonina aumenten y disminuya la resorción ósea.

Review6:20–6:47

Y ahora, un resumen rápido: hemos visto que la remodelación ósea es un proceso continuo por el cual los huesos son reabsorbidos por los osteoclastos y rehechos por los osteoblastos.
Los osteoblastos liberan RANKL para iniciar la remodelación y osteoprotegerina para ayudar a desactivarla. La remodelación ósea interviene en la reparación de esas pequeñas fisuras en los huesos debidas a las actividades normales y ayudan a la cicatrización de los huesos tras una fractura.