Sistema Esquelético PDF: Funciones, Clasificación y Estructura

Okay, here is the conversion of the provided text into a structured markdown format. I have focused on preserving the information and structure as accurately as possible. ### IV - Sistema Esqueletal #### Objetivos 1. Conocer las funciones del tejido óseo y de los huesos. 2. Reconocer en un diag...

Okay, here is the conversion of the provided text into a structured markdown format. I have focused on preserving the information and structure as accurately as possible. ### IV - Sistema Esqueletal #### Objetivos 1. Conocer las funciones del tejido óseo y de los huesos. 2. Reconocer en un diagrama los distintos tipos de huesos que existen. 3. Escribir la estructura de un hueso largo. 4. Enumerar los distintos tipos de células presentes en el tejido óseo. 5. Comparar y contrastar entre la estructura del hueso compacto y el hueso esponjoso. 6. Enumerar los pasos en la osificación intramembranosa y osificación endocondral y como éstos procesos están envueltos en la reparación de fracturas. 7. Describir el proceso de crecimiento aposicional y longitudinal. 8. Enumerar los factores que contribuyen a tener huesos saludables. #### Funciones Generales del tejido óseo y de los huesos El tejido óseo es un tejido conectivo especializado que forma el esqueleto o los huesos del cuerpo. Entre sus funciones están: 1. Dar soporte estructural al cuerpo. 2. Dar protección a los órganos internos del cuerpo (ej. cráneo, vértebras, caja torácica). 3. Permite movimiento indirecto del cuerpo; los huesos son las palancas donde se insertan los músculos. 4. Equilibrio electrolítico - niveles de calcio y fosfato. 5. Equilibrio ácido-base - amortigua la sangre contra grandes cambios de pH al alterar los niveles de fosfato y sal de carbonato. 6. Almacena lípidos dentro la médula ósea amarilla. 7. Provee lugar para que ocurra proceso de hematopoyesis (síntesis de células sanguíneas) en la médula ósea roja. 8. Producción de hormonas - la osteocalcina es una hormona secretada por los huesos para regular la secreción de insulina, los niveles de glucosa y el metabolismo. #### Clasificación de los huesos Los huesos se clasifican según su forma en cinco categorías: 1. **Largos**- son más largos que anchos, presentes en las extremidades. 2. **Cortos**- tienen aproximadamente el mismo ancho y largo, presentes en la muñeca y el tobillo. 3. **Planos**- son lisos, proveen protección y tienen un área superficial grande para la inserción de músculos (ej. algunos huesos del cráneo: frontal, parietal, occipital, esternón, escápula). 4. **Sesamoideos**- forma de semilla, el más importante es la patela en la articulación de la rodilla. 5. **Irregulares**- no tienen una forma regular por lo que no caen en ninguna de las categorías anteriores, los encontramos en algunos huesos del cráneo (ej. esfenoides y etmoides) y en las vértebras. ## #### Estructura macroscópica de un hueso largo 1. **Diáfisis**- cuerpo de un hueso largo. 2. **Metáfisis**- a ambos extremos de la diáfisis, tienen forma de embudo y conectan diáfisis con epífisis; en su interior encontramos la placa o línea epifisial (según la edad de la persona). 3. **Epífisis**- son los extremos de un hueso largo; hay dos (proximal y distal) y en su interior se encuentra la médula ósea roja. 4. **Periostio**- membrana de tejido conectivo que cubre el área externa de la diáfisis. 5. **Cavidad medular**- espacio dentro de la diáfisis, en el adulto contiene médula ósea amarilla. 6. **Endostio**- membrana de tejido conectivo que cubre las paredes de la cavidad medular (dentro del hueso). 7. **Cartílago articular**- cartílago hialino en las extremidades del hueso largo. 8. **Foramina nutritiva**-lugar por donde entra el vaso sanguíneo que nutre la médula ósea. 9. **Médula ósea roja /amarilla** #### Tipos de células presentes en el tejido óseo 1. **Célula osteogénica**- célula madre en el perióstio, es la que da origen a las células del hueso; produce a los osteoblastos. 2. **Osteoblasto**- célula del hueso, secreta fibras de colágeno y componentes de la matriz; su función es producir matriz extracelular del hueso. 3. **Osteocito**- es un osteoblasto que quedó atrapado en espacios dentro de la matriz celular llamados lagunas; estas células se encargan de mantener la matriz del hueso; se comunican entre sí por medio de proyecciones del citoplasma que pasan a través de canalículos (pequeños túneles en la matriz extracelular). 4. **Osteoclasto**- son células que se originan de glóbulos blancos de la sangre, específicamente monocitos; usualmente varios monocitos se combinan para formar un osteoclasto y por eso la célula se ve multinucleada; su función es romper matriz de hueso (osteólisis). Poseen una membrana con pliegues que aumentan el área de superficie y forman un borde erizado frente al hueso para facilitar la osteolísis #### Arreglos del tejido óseo 1. **Hueso compacto**- su unidad funcional es la osteona o sistema Haversiano; la matriz extracelular no tiene espacio libre entre una osteona y otra, se encuentra justo debajo del periósteo; sus componentes son: a. **Canal central**- permite el paso de vasos sanguíneos y nervios por el interior de una osteona. b. **Lamelas concéntricas**- anillos de matriz extracelular alrededor del canal central; parecen las líneas en el tronco de un árbol. c. **Lagunas** - espacios dentro de la matriz extracelular donde están atrapados los osteocitos. d. **Canalículos**- pequeños túneles en la matriz extracelular que permiten comunicación entre osteocitos que están atrapados en lagunas. e. **Canales perforantes**- están entre una osteona y otra y permiten el paso de vasos sanguíneos y nervios entre osteonas. * Hueso compacto esta hecho de osteon. * Osteon esta hecho por un canal central por donde pasan vasos sanguíneos. ## 2. **Hueso esponjoso**- su unidad estructural es la trabécula; la matriz extracelular tiene mucho espacio libre entre trabéculas, dándole la apariencia de poros; entre las trabéculas pasan vasos sanguíneos y es aquí donde se encuentra la médula ósea roja. No tiene el arreglo de una osteona, pero sí tiene osteocitos dentro de lagunas, canalículos y matriz extracelular calcificada. Usualmente lo encontramos debajo del hueso compacto y en las epífisis de los huesos. #### Osificación / Osteogénesis La osificación es el proceso mediante el cual se produce hueso. Se puede dar en cuatro situaciones diferentes: 1. Síntesis de hueso nuevo para formar el esqueleto del embrión o feto; puede ser por dos mecanismos diferentes: a. **Osificación intramembranosa**- produce lo que se conoce como huesos membranosos usualmente son los huesos planos del cráneo. El proceso consiste en los siguientes pasos: 1. Se forma un molde de células mesenquimales (células madre que dan origen al hueso). 2. Se forma centro de osificación- se forman los osteoblastos. 3. Se da proceso de calcificación- se forman osteocitos atrapados en lagunas. 4. Se forman trabéculas- producción de hueso esponjoso. 5. El hueso esponjoso de la periferia se sustituye por hueso compacto. 6. Se forma el periosteo. b. **Osificación endocondral**- proceso mediante el cual se forman los huesos largos. Se distingue porque los huesos se forman a partir de un molde de cartílago. El proceso consiste en los siguientes pasos: 1. Se forma un molde de células mesenquimales. 2. Las células mesenquimales se diferencian en condrocitos y se forma un molde de cartílago hialino. 3. El molde de cartílago crece y se forma el pericóndrio (membrana de tejido conectivo que cubre el exterior de los cartílagos). 4. Los condrocitos comienzan a morir y se forman espacios en el interior del cartílago. 5. Entra la arteria nutritiva al interior del molde de cartílagos. 6. Comienzan a surgir osteoblastos y se forma el Centro de Osificación Primario. 7. Según se va formando el hueso, el pericóndrio se convierte en periósteo. 8. Se forma hueso esponjoso. 9. Osteoclastos rompen parte del hueso esponjoso y forman la cavidad medular. 10. El hueso esponjoso de la periferia se convierte en hueso compacto. 11. Cerca del momento del nacimiento, entran arterias a las epífisis y se forman los Centros de Osificación Secundarios. 12. El cartílago hialino que se queda a los extremos de las epífisis se queda como cartílago articular. 13. La placa de cartílago que queda dentro de la metáfisis se conoce como placa epifisial y es la que va a permitir que el hueso siga creciendo luego a lo largo. ## #### Condiciones clínicas * Osteocondroma * Osteoma. * Osteosarcoma #### 2. Crecimiento del hueso a. A lo largo- los condrocitos de la placa epifisial se dividen y aumentan el grosor de la placa epifisial, en la parte que da hacia la diáfisis del hueso, los condrocitos mueren y son remplazados por osteoblastos que luego van a producir hueso. Éste proceso se detiene luego de la adolescencia cuando la placa epifisial se osifica totalmente y forma la línea epifisial. b. A lo ancho (aposicional)- los osteoclastos que están bajo el endósteo comienzan a remover la matriz del hueso haciendo la cavidad medular más ancha; simultáneamente, los osteoblastos que están debajo del periósteo están secretando matriz extracelular haciendo que el hueso crezca a lo ancho. #### 3. Remodelación Sustituye hueso viejo por tejido nuevo; los osteoclastos remueven matriz vieja, mientras que los osteoblastos la sustituyen por matriz nueva. #### 4. Reparación Cuando ocurre una fractura; células fagocíticas remueven fragmentos de hueso roto; se forma un molde de fibrocartílago que luego se va sustituyendo por hueso esponjoso; el hueso esponjoso se sustituye por hueso compacto. Al principio de la reparación se forma un callo en el hueso que eventualmente va a desaparecer debido a la actividad de los osteoclastos. #### Requerimientos para mantener función e integridad de los huesos 1. Suplido adecuado de minerales (calcio, magnesio y fósforo). 2. Vitaminas A, C y D. 3. Actividad de levantamiento de peso. 4. Hormonas: antes de la pubertad: hormona de crecimiento (hGH) y factores de crecimiento, hormonas de la glándula tiroides e insulina, hormonas sexuales que ayudan al crecimiento durante la adolescencia y al cierre de la placa epifiseal. #### Desórdenes de la hormona de crecimiento 1. Enanismo hipofisiario- causado por una deficiencia de hGH durante la niñez. 2. Gigantismo- causado por un exceso de hGH durante la niñez. 3. Acromegalia- causada por un exceso de hGH durante la adultez. a. La hGH no causa aumento en la altitud de un adulto porque las placas epifiseales ya se osificaron, sin embargo, los tejidos blandos como los cartílagos sí pueden crecer. #### Homeostasis de Calcio Los niveles de calcio en sangre tienen que ser altamente regulados. La forma de mantenerlos estables es a través de mecanismos de retroalimentación negativa (negative feedback loops). La concentración normal de calcio en el plasma sanguíneo es: 9.2 a 10.4 mg/dl * **Hipocalcemia**: deficiencia de calcio; causa excitabilidad excesiva del sistema nervioso y los músculos. * **Hipercalcemia**- exceso de calcio; hace que las células nerviosas y musculares sean menos excitables de lo normal. ## Hay dos hormonas que involucradas en la homeostasis de calcio: 1. **Calcitonina**: hormona sintetizada por las células parafoliculares de la tiroides; mantiene la homeostasis del calcio ($Ca^{+2}$) y fosfatos ($PO_4^{-3}$ y $PO_3^{-2}$) disminuyéndolos en la sangre. Esto hace inhibiendo la acción de los osteoclastos (células "destructoras" de hueso, que reabsorben el calcio de los huesos). 2. **Hormona paratiroidea (PTH) o parathormona**: hormona sintetizada por las glándulas paratiroideas; mantienen la homeostasis de calcio ($Ca^{+2}$) y fosfatos ($PO_4^{-3}$ y $PO_3^{-2}$) aumentándolos en sangre. Esta hormona actúa en varios órganos: a. En los huesos- aumenta el número y la actividad de los osteoclastos, esto provocará que aumente los niveles de $Ca^{2+}$ y $PO_4^{-3}$ (fosfatos) en la sangre. b. En los riñones- aumenta la tasa de reabsorción renal de $Ca^{2+}$ y el $Mg^{2+}$ (magnesio) de la orina y los devuelve a la sangre; hace que se excrete mas $PO_4^{-3}$ al inhibir la reabsorción éste desde la orina hacia la sangre; hace que los riñones segreguen Calcitrol (una forma activa de la vitamina D) que aumenta la tasa de absorción de $Ca^{+2}$, $Mg^{+2}$ y los $PO_4^{-3}$ desde el tracto gastrointestinal hacia la sangre, o sea, que lo absorbemos de los alimentos. En resumen, calcitonina y PTH son antagonistas (acciones opuestas), cuando disminuye el $Ca^{+2}$ plasmático, se libera más PTH y menos calcitonina; y cuando aumenta $Ca^{+2}$, se libera menos PTH y más calcitonina. #### Fracturas y su reparación La ortopedia es la rama de la medicina para la prevención y corrección de trastornos de los huesos, las articulaciones y los músculos. Las fracturas de hueso se pueden clasificar como: 1. **Fractura por estrés**: rotura causada por un traumatismo anormal en un hueso (ejemplo, una caída). 2. **Fractura patológica**: rotura en un hueso debilitado por una enfermedad (como cáncer o hueso u osteoporosis), generalmente causada por un estrés que no rompería un hueso sano. También se pueden clasificar por sus características estructurales: 1. Dirección de la línea de fractura- como no desplazada, desplazada. 2. Agrietado o en varias piezas- como tallo verde, triturada. La fractura sin complicaciones se cura en aproximadamente 8-12 semanas; más tiempo para fracturas más complejas. ## #### Etapas de curación y reparación 1. **Formación de hematomas**: coágulo de sangre (hematoma de fractura) convertido en tejido de granulación. 2. **Formación de callos blandos**: la deposición de colágeno y fibrocartílago convierte el tejido de granulación en callo blando. 3. **Formación de callos de Hart**: los osteoblastos depositan un collar óseo temporal para unir piezas rotas mientras se produce la osificación. 4. **Remodelación ósea**: los osteoclastos eliminan pequeños fragmentos óseos; Los osteoblastos depositan hueso esponjoso y lo convierten en hueso compacto. #### Tratamiento para fracturas: 1. **Reducción cerrada**: procedimiento en el que los fragmentos óseos se manipulan en sus posiciones normales sin cirugía. 2. **Reducción abierta y fijación interna (ORIF)**: implica la exposición quirúrgica del hueso y el uso de placas, tornillos o clavos para realinear los fragmentos. Las fracturas que tardan más de 2 meses en sanar pueden tratarse con estimulación eléctrica que suprime los efectos de la hormona paratiroidea. *PTH eleva el nivel de calcio en sangre.* *Promueve la reabsorción de calcio por los riñones.*