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14- Matriz ósea, proteínas y células
etabaresgonzalez
Created on March 29, 2023
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Transcript
Fisiología Ósea
Mátriz y células óseas.
Ft. Esteban Tabares
Matriz ósea
La matriz orgánica del hueso, o sustancia osteoide, fue descrita por primera vez en 1853 por Virchow. Producida por los osteoblastos y compuesta por colágeno tipo I y proteínas no colágenas, representa aproximadamente un 35% del peso del hueso.
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Matriz ósea
El componente proteínico principal del hueso es el colágeno tipo I. Las fibras de colágeno siguen direcciones específicas, formando la base para la estructura laminar del hueso. Permite entonces, una estructura densa que aporta una resistencia óptima frente a la carga mecánica.
Matriz ósea
Las estructuras de colágeno laminar pueden ensamblarse en paralelo o de forma concéntrica alrededor de los vasos sanguíneos incluidos en los conductos de Havers del hueso cortical.
Tras el depósito rápido de hueso nuevo, como durante la consolidación de las fracturas, esta estructura laminar desaparece y el hueso se denomina hueso reticular
Tras el depósito rápido de hueso nuevo, como durante la consolidación de las fracturas, esta estructura laminar desaparece y el hueso se denomina hueso reticular
El hueso reticular se remodela consecutivamente en hueso laminar, que también se considera hueso «maduro».
Tras el depósito rápido de hueso nuevo, como durante la consolidación de las fracturas, esta estructura laminar desaparece y el hueso se denomina hueso reticular
Matriz Ósea
La composición del eje de colágeno también facilita el depósito de cristales de hidroxiapatita en forma de huso o placa, que contienen fosfato de calcio, permitiendo así la calcificación de la matriz ósea.
La hidroxiapatita es el cristal principal de huesos y dientes ya que les confiere su dureza característica y, acompañado por el colágeno, los huesos presentan determinada elasticidad.
Matriz Ósea - Colageno tipo 1
El 90% de las proteínas de la matriz osteoide corresponde al colágeno de este tipo, uno de los catorce tipos de colágeno presentes en nuestro organismo.
https://www.elsevier.com/__data/assets/image/0006/842865/Meisenberginfografia-principal.jpg
Matriz Ósea - Colageno tipo 1
https://www.elsevier.com/__data/assets/image/0006/842865/Meisenberginfografia-principal.jpg
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Si el colágeno es la proteína estructural fundamental de la matriz orgánica del hueso, las proteínas no colágenas, además de contribuir a tal estructura, poseen un papel clave en la fisiología de ese tejido. Entre estas proteínas no colágenas, deben destacarse las siguientes:
Osteocalcina
Proteína Gla matricial (PGM)
Glucoproteínas con secuencia RGD
Fosfatasa alcalina
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Osteocalcina
Es una proteína pequeña de 49 aminoácidos que se encuentra específicamente en el tejido óseo y los dientes. Alrededor del 30% pasa también a la circulación sanguínea y refleja la actividad de acoplamiento entre la reabsorción y la formación ósea, es decir, el grado de remodelación ósea.
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Osteocalcina
Estaría implicada en la homeostasis de la glucosa, aumentando el número de células del páncreas, favoreciendo la secreción de insulina y aumentando la sensibilidad a la insulina.
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Osteocalcina
Mantiene la masa muscular durante el envejecimiento, también favorece la producción de testosterona y participa en la regulación de la fertilidad masculina.
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Proteína Gla matricial (PGM)
El papel de las PGM es inhibir localmente el desarrollo de las calcificaciones y la mineralización, inhibiendo la precipitación de calcio y la cristalización. Aunque, las calcificaciones arteriales podrían ser responsables de una disminución de la masa ósea, más que el propio déficit de PGM.
https://netmd.org/images/calcificacion-de-arterias.jpg
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Glucoproteínas con secuencia RGD
Contiene osteopontina, fibronectina, trombospondina y las sialoproteínas óseas, constituyen un sistema base de los procesos de mineralización, remodelado y reparación del hueso.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Kallus02.jpg
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Fosfatasa alcalina
Esta presente en el hígado y en los huesos, si los niveles están altos con el hígado normal, puede tratarse de una enfermedad de Paget. Este trastorno hace que sus huesos sean inusualmente largos y débiles, lo que causa que se rompan más fácilmente. Niveles bajos, son menos comunes y pueden ser un signo de falta de zinc, malnutrición, anemia perniciosa.
Matriz Ósea - Proteínas no colagenas
Fosfatasa alcalina
Matriz Ósea - Células óseas
En el estroma de la cavidad medular de los huesos se halla un tejido conectivo en el que asientan diversas estirpes celulares esenciales tanto para la hematopoyesis como para la fisiología ósea. Allí, se encuentran células progenitoras (stem cells), adipocitos, macrófagos, mastocitos, células endoteliales y células puramente óseas, como osteoblastos y osteoclastos y sus células precursoras.
Fosfatasa alcalina
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteoblastos
Son las células que forman el hueso y derivan de las células troncales mesenquimatosas de la médula ósea. Las células troncales mesenquimatosas también forman condrocitos, miocitos y adipocitos.
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteoblastos
Muchos de ellos van quedando envueltos en una matriz, convirtiéndose en osteocitos incluidos en las lagunas. Junto con ese destino, los osteoblastos pueden derivar a osteocitos de superficie, también conocidos como células limitantes o de revestimiento
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteocitos
En el hueso ya formado, los osteocitos incluidos en las lagunas o osteoplasmas en la matriz mineralizada, poseen forma estrellada, con numerosas y finas prolongaciones, y están comunicados entre sí por una red de canales (comparte similitudes con el sistema nervioso), o conductos calcóforos, bañada por el denominado fluido óseo.
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteocitos
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteocitos
Tienen un papel fisiológico primordial que es la detección de estímulos mecánicos y variaciones de tensión y morfología del hueso producidas por las cargas que soporta en su superficie, así como su traducción en el remodelado óseo.
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteocitos
Cuando se produce la reabsorción del hueso por los osteoclastos, los osteocitos quedan fuera de las lagunas como células de revestimiento en reposo.
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Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteoclasto
Los osteoclastos son células multinucleadas que contienen hasta 20 núcleos y son únicas por su capacidad para reabsorber el hueso, están unidas directamente a la superficie del hueso y construyen las lagunas de resorción (lagunas de Howship). Ademas, presenta un borde festoneado o en ondas.
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteoclasto
Está sellado por un anillo de proteínas contráctiles y uniones estrechas porque es una de las pocas regiones del cuerpo humano donde hay un medio muy ácido. La degradación ósea por los osteoclastos consta de dos pasos principales:
- La desmineralización de los componentes óseos inorgánicos.
- La eliminación de la matriz ósea orgánica.
Matriz Ósea - Células óseas
Fosfatasa alcalina
osteoclasto
Matriz Ósea - Acciones conjuntas
Fosfatasa alcalina
osteoclasto
Fosfatasa alcalina
osteoblastos
Los osteoblastos son esenciales tanto en la formación como en la reabsorción óseas, así:
Sintetizan la totalidad de las proteínas que constituyen la matriz orgánica del hueso.
Dirigen la organización y armónica disposición de esa matriz en forma de fibrillas y fibras que, una vez mineralizadas, otorgan al hueso cierta elasticidad a la vez que una gran resistencia en relación con su peso.
Regulan la mineralización de la matriz osteoide, un proceso en el que son esenciales la fosfatasa alcalina y otras proteínas producidas por ellos.
Matriz Ósea - Acciones conjuntas
Fosfatasa alcalina
osteoclasto
Fosfatasa alcalina
osteoblastos
Controlan la reparación del hueso cuando se produce una fractura.
Median los efectos que las hormonas y factores estimuladores de la reabsorción ósea poseen sobre los osteoclastos.
Controlan, a través de un equilibrado sistema de citoquinas, la reabsorción ósea que llevan a cabo los osteoclastos.
GRACIAS