Histología de cartílago y hueso

Mónica Tatiana Parada Sánchez, DDS, PhD

CARTILAGO

Generalidades

• Tejido conectivo especializado que se desarrolla a partir del mesénquima.

• Durante el desarrollo embrionario tiene un papel importante ya que la mayoría de los elementos esqueléticos se establecen como cartílago.

• Función de sostén.

• Rígido, elástico, deformable y cortable.

• Ubicación en el adulto: Vías respiratorias, pabellón auricular, los cartílagos costales y el cartílago articular.

• El cartílago maduro no tiene nervios y en la mayoría de los casos, tampoco vasos sanguíneos.

• La nutrición de las células cartilaginosas ocurre por difusión a traves de la matriz provista de agua en abundancia.

• El metabolismo es anaerobio en una proporción considerable.

Generalidades

• Las celulas condrogenicas:

- Son células estrechas, en forma de huso, que derivan de células mesenquimatosas. - Pueden diferenciarse en condroblastos y células osteoprogenitoras.

- Constan de: - Nucleo ovoide con uno o dos nucleolos. - Aparato de Golgi pequeno. - Unas cuantas mitocondrias. - Poco RER. - Abundantes ribosomas libres..

CELULAS DEL CARTILAGO

• Los condroblastos

- Derivan de dos fuentes: células mesenquimatosas dentro del centro de condrificación y células condrogénicas de la capa celular interna del periostio. - Son células basófilas y rellenas de las organelas necesarios para la síntesis de proteínas: - Red rica de RER. - Complejo de Golgi bien desarrollado. - Multiples mitocondrias. - Abundancia de vesículas secretorias.

• Los condrocitos

- Son condroblastos rodeados de matriz. - Los condrocitos muestran un nucleo grande con un nucleolo prominente y los organelos usuales de células que secretan proteínas. - Forman un racimo de dos a cuatro células en un laguna o condroplasto llamada grupo isógeno.

1. Condroblasto2. Condrocito3. Grupo isógenico4. Matriz Extracelular

Además …Presenta matriz y pericondrio.

Matriz cartilaginosa

Sustancia fundamental• Compuesta por proteoglucanos y

glucosaminoglucanos principalmente condroitin sulfato, Queratan sulfato y Ac Hialuronicos

Las fibras principales• Flexibilidad dada por las fibras.• Las fibras: colágenas tipo II y elásticas

Matriz cartilaginosa

• Las fibras colágenas y la matriz original son originadas por CONDROBLASTOS.

• Condroblastos inmersos en lagunas, maduran en CONDROCITOS. (acumulan vacuolas, lípidos y glucógeno).

• Matriz avascular.

• La matriz se subdivide en dos regiones: matriz territorial, alrededor de cada laguna, y matriz interterritorial.

• La matriz territorial: es el entorno inmediato a las células cartilaginosas. El grupo de condrocitos y su matriz forman el el territorio cartilaginoso (condrona).

• La matriz interterritorial: La matriz entre los territorios, la cual carece de células.

• Una región pequena de la matriz que rodea inmediatamente las lagunas se conoce como capsula pericelular, cuya función es proteger los condrocitos de fuerzas mecánicas (compresión y tracción).

Matriz cartilaginosa

Pericondrio

• El pericondrio es una hoja de recubrimiento de tejido conectivo denso.

• El pericondrio es vascular y sus vasos proporcionan nutrientes a las células de cartílago.

• En áreas en las que el cartílago carece de pericondrio, las células de cartílago reciben su nutrición del líquido sinovial que bana las superficies articulares.

• Tiene dos capas:– Capa externa= capa fibrosa: adyacente a capilares.– Capa interna = capa celular o condrógena. Es la capa en

continuidad con el cartilago

CRECIMIENTO DEL CARTÍLAGO• CRECIMIENTO INTERSTICIAL (O ENDÓGENO):Ocurre por secreción de matriz in el interior de las piezas cartilaginosas.

Las células mesenquimatosas se congregan en masas densas llamadas centros de condrificación, aquí las células se transforman en condroblastos que comienzan a secretar matriz extracelular, los condroblastos que quedan en la matriz se diferencian a condrocitos que forman grupos isógenicos

• CRECIMIENTO POR APOSICIÓN (O EXÓGENO): Por formación nueva en la periferia

El pericondrio posee una lámina interna constituida por células condrogénicas que se transforman en condroblastos que secretan matriz extracelular.

CLASIFICACIÓN DEL CARTÍLAGO

• Se basa en el tipo y la abundancia de las fibras incorporadas en la matriz.

• Tenemos entonces:– Cartílago hialino.– Cartílago elástico.– Fibrocatílago.

CARTÍLAGO HIALINO

• Es el cartílago más abundante del organismo.

• Cubierta por pericondrio siempre.

• Celulas:– Condroblastos: elipticos y aplanados, nucleos

redondeados.– Condrocitos: ovoides o esféricos, ocupan lagunas,

nucleo grande y central. Forman grupos isógenos.

• Fibras:– Colágenas, generalmente tipo II.

• Matriz:– Semisólida, gran cantidad.– Aspecto vítreo.– Consta de: glucosaminoglucanos sulfatados,

keratánsulfato y algo de Ac. Hialurónico.– En el preparado histológico muestra la

organización característica en territorios e interterritorios

– Crece por aposición e intersticialmente.– Es avascular. Nutrición por difusión.

CARTÍLAGO HIALINO

• Se encuentra en:– Superficies articulares de las

articulaciones.– En los cartílagos costales.– Paredes de las vías respiratorias.

• En el feto es abundante y sustituído por hueso (osificación endocondral).

CARTÍLAGO HIALINO

CARTÍLAGO HIALINO

CARTÍLAGO ELÁSTICO

• Celulas:– Ovales, escasas y dispersas.

• Matriz –Fibras:- Posee fibras elásticas en ramificación

finas a gruesas abundantes y interpuestas, y haces de fibra de colágena tipo II que le proporcionan mucha mayor flexibilidad.

– Crecimiento por aposición e intersticial.

• Se encuentra en lugares que necesitan sosten con flexibidad:– Oído externo, trompa faringotimpánica,

epiglotis y algunos cartílagos de la laringe.

• El cartílago elástico es un poco amarillo y más opaco que el cartílago hialino en estado fresco.

• El cartílago elástico es idéntico (esta formado como) al cartílago hialino.

CARTÍLAGO ELÁSTICO

Cartílago elásticoCARTÍLAGO ELÁSTICO

FIBROCARTÍLAGO

• Carece de pericondrio.

• Celulas:– Los condrocitos ovales, en pareja o en grupos pequenos

están alineados muchas veces en hileras paralelas alternadas con haces gruesos y burdos de colágena.

• Fibras:– De colágeno tipo I, en disposición paralela y ondulantes.

• Matriz:– Líquida en pequena cantidad.– Crecimiento intersticial.

• Se encuentra en lugares donde se necesita apoyo firme o fuerza tensil:

– Discos intervertebrales, fosa glenoidea del hombro y acetábulo, discos interarticulares de las articulaciones externoclavicular y temporomaxilar y sínfisis del pubis.

FIBROCARTÍLAGO

fibrocartílagoFIBROCARTÍLAGO

TEJIDO OSEO

El tejido óseo (tejido conectivo especializado) forma la mayor parte del esqueleto, el armazón que soporta nuestro cuerpo y protege nuestro órganos y permite nuestros movimientos. De gran robustez y ligereza, el sistema óseo es un tejido dinámico, continuamente en fase de remodelización.

GENERALIDADES

LAS FUNCIONES BÁSICAS DE LOS HUESOS Y ESQUELETO SON:

• Soporte: los huesos proveen un cuadro rígido de soporte para los músculos y tejidos blandos.

• Protección: los huesos forman varias cavidades que protegen los órganos internos de posibles traumatismos. Por ejemplo, el cráneo protege el cerebro frente a los golpes, y la caja torácica, formada por costillas y esternón protege los pulmones y el corazón.

• Movimiento: gracias a los músculos que se insertan en los huesos a través de los tendones y su contracción sincronizada, se produce el movimiento.

• Homeostasis mineral: el tejido óseo almacena una serie de minerales, especialmente calcio y fósforo, necesarios para la contracción muscular y otras muchas funciones. Cuando son necesarios, el hueso libera dichos minerales en la sangre que los distribuye a otras partes del organismo. Almacena mas del 99% del calcio corporal

• Producción de células sanguíneas: dentro de cavidades situadas en ciertos huesos, un tejido conectivo denominado médula ósea roja produce las células sanguíneas mediante el proceso denominado hematopoyesis.

• Almacén de grasas de reserva: la médula amarilla consiste principalmente en adipocitos con unos pocos hematíes dispersos. Es una importante reserva de energía química.

LAS FUNCIONES BÁSICAS DE LOS HUESOS Y ESQUELETO SON:

CLASIFICACION DE LOS HUESOS SEGUN SU FORMA

• 1- Huesos largos:Son tubulares, constan de diáfisis y epífisis. Tiene hueso compacto en la diáfisis y hueso esponjoso en el interior de las epífisis. Por ejemplo: el húmero del brazo, la tibia.

• 2- Huesos cortos:Son cuboidales, tiene tejido esponjoso salvo en su superficie. Por ejemplo: huesos del tarso y del carpo.

• 3-Huesos planos:Son delgados compuestos por dos placas casi paralelas de tejido óseo compacto que envuelven a otra de hueso esponjoso. Brindan protección. Por ejemplo: huesos del cráneo, esternón, omóplatos.

• 4- Huesos irregulares:Tienen forma compleja. Por ejemplo: vértebras y algunos huesos de la cara, esfenoides y etmoides.

• 5- Huesos sesamoideos:Están en algunos tendones, a los que protegen del uso y desgarro excesivos. Por ejemplo: la rótula.

CLASIFICACION DE LOS HUESOS SEGUN SU FORMA

IRREGULARES

ESTRUCTURA MACROSCOPICA DE LOS HUESOS LARGOS

Un hueso largo (como el fémur o el húmero) consta de las siguientes partes:

• 1- Diáfisis:Es el cuerpo o porción cilíndrica principal del hueso.

• 2- Epífisis: Son los extremos proximal y distal del hueso.

• 3- Metáfisis:Es el sitio de unión de la diáfisis con la epífisis; su espesor va disminuyendo con la edad.

• 4- Cartilago articular: Es una capa delgada de cartílago hialino que cubre la parte de la epífisis de un hueso que se articula con otro hueso.

• 5- Periostio: Membrana que rodea la superficie del hueso que no tiene cartílago articular.

Esta compuesta por dos capas:La capa exterior formada por un tejido conjuntivo denso e irregular que contiene los vasos sanguíneos, vasos linfáticos y nervios que pasan al hueso.La capa osteogénica contiene células óseas de varios tipos, fibras elásticas y vasos sanguíneos.

El periostio es esencial en el crecimiento óseo, en su reparación y en su nutrición. También constituye el punto de inserción de ligamentos y tendones.

ESTRUCTURA DE LOS HUESOS

• 6- Cavidad medular: Es el espacio interno de la diáfisis que contiene a la médula ósea amarilla grasa.

• 7- Endostio: Es la capa que recubre la cavidad medular, y contiene células formadoras de hueso (células osteoprogenitoras).

ESTRUCTURA DE LOS HUESOS

MATRIZ OSEALas características y las propiedades específicas de un hueso se deben a las propiedades de la matriz ósea.

COMPONENTES INORGANICOS

• La porción inorgánica del hueso (65% de su peso en seco), está compuesta sobre todo de calcio y fósforo. El calcio y el fósforo existen principalmente en forma de cristales de hidroxiapatita.

• Los cristales de hidroxiapatita están dispuestos en una

forma ordenada a lo largo de fibras de colágena tipo I.

• Los iones de superficie de los cristales atraen H2O y forman una cubierta de hidratacion que permite el intercambio de iones con el líquido extracelular.

• El hueso es una de las sustancias más duras y fuertes del cuerpo. Su dureza y fuerza se deben a la conjunción de cristales de hidroxiapatita con colágena.

• Otros: Bicarbonato, Citrato, Magnesio, Sodio y potasio

COMPONENTES INORGANICOS

COMPONENTES ORGÁNICOS

• Constituye alrededor del 35% del peso seco del hueso, incluye fibras de colágena tipo I.

• La colágena tipo I constituye alrededor del 80 a 90% del componente orgánico del hueso.

• La matriz ósea también contiene algunos glucosaminoglucanos sulfatados, principalmente sulfato de condroitina y sulfato de queratán; estos van a formar moléculas de proteoglicanos que se van a enlazar al ácido hialurónico formando compuestos de agrecan.

• En la matriz ósea también se encuentran varias glucoproteínas: – Osteocalcina → Que se une a hidroxiapatita.

– Osteopontina → Que también se une a hidroxiapatita pero tiene sitios de unión adicionales para otros compuestos y también para las integrinas que se encuentran en osteoblastos y osteoclastos.

– Sialoproteína ósea → tiene sitios de unión para componentes de la matriz e integrinas de osteoblastos y osteocitos (adhieren estas células a la matriz ósea).

– * La vitamina D estimula la síntesis de estas glucoproteínas.

COMPONENTES ORGÁNICOS

• Cuando se descalifica el hueso, conserva su forma original pero se torna tan flexible que puede doblarse como una pieza de caucho correoso.

• Cuando se extrae el componente orgánico del hueso, el esqueleto mineralizado mantiene todavía su forma original, pero se torna extremadamente frágil y puede fracturarse con facilidad.

COMPONENTES ORGÁNICOS

CÉLULAS DEL HUESO

• Células osteogénicas o osteoprogenitoras que se diferencian en:• Osteoblastos: Elaboran la matriz extracelular.• Osteocitos: Son las células maduras principales del tejido óseo; derivan de los osteoblastos que quedan atrapados en la matriz; intercambian nutrientes con la sangre. Los osteocitos ocupan lagunas.• Osteoclastos: células multinucleadas gigantes encargadas de

la remodelación y resorción ósea.

CÉLULAS OSTEOPROGENITORAS (células precursoras de los osteoblastos)

Están localizadas en la capa celular interna del periostio, recubriendo canales haversianos y en el endostio.

Pueden dividirse por mitosis y tienen el potencial de diferenciarse en osteoblastos. Más aún, bajo ciertas condiciones de tensión baja de oxígeno, estas células pueden diferenciarse en células condrogénicas.

Tiene núcleo oval, RER escaso, aparato de Golgi mal desarrollado y abundantes ribosomas libres.

OSTEOCITOS• Son células maduras, derivadas de osteoblastos, que se alojan en

lagunas dentro de la matriz ósea clacificada.

• Cada osteocito irradia prolongaciones citoplásmicas, el espacio (parecida a un túnel) por donde pasan estas prolongaciones se denomina canalículo óseo.

• Estas prolongaciones hacen contacto con prolongaciones similares de osteocitos vecinos y forman uniones de intersticio o nexos a través de las cuales pueden pasar iones y moléculas pequenas entre las células.

• Los canlículos óseos también contienen líquido extracelular que lleva nutrientes y metabolitos para nutrir a los osteocitos.

• Los osteocitos secretan sustancias necesarias para conservar el hueso.

Los osteoclastos ocupan depresiones superficiales: lagunas de Howship

• El hueso no es totalmente sólido sino que tiene pequenos espacios entre sus componentes, formando pequenos canales por donde circulan los vasos sanguíneos encargados del intercambio de nutrientes. En función del tamano de estos espacios, el hueso se clasifican en compacto o esponjoso.

• En general el hueso compacto constituye el 80% del esqueleto, y el esponjoso el 20% restante.

TIPOS DE TEJIDO OSEO SEGÚN SU ESTRUCTURA MACROSCOPICA

HUESO COMPACTO

• Forma la capa externa de todos los huesos; brinda protección y sostén.

• Está formado por unidades llamada osteonas o sistemas de Havers, que constan de:

• un conducto central que tiene un trayecto longitudinal y que contiene un vaso sanguíneo, llamado conducto de Havers. • Una serie de laminillas concéntricas que rodean al conducto de Havers, que son anillos de matriz dura calcificada. • Lagunas, que son espacios ubicados entre los anillos de las laminillas, y que contienen osteocitos. • Canalículos que se irradian desde las lagunas en todas direcciones, llenos de líquidos extracelular, y que contienen delgadas prolongaciones de los osteocitos; comunican a las lagunas entre sí y con los conductos centrales.

• Las osteonas son circulares y no se ajustan perfectamente entre ellas, y las zonas que quedan entre las osteonas están llenas de laminillas intersticiales y laminillas circunferenciales.

• Los vasos sanguíneos y linfáticos y los nervios provenientes del periostio penetran en el hueso compacto, por los conductos perforantes de Volkmann.

HUESO COMPACTO

LAMINILLAS CIRCUNFERENCIALES EXTERNAS E INTERNAS

• Laminillas circunferenciales externas: forman la región más externa de la diáfisis y contienen fibras de Sharpey que fijan al periostio contra el hueso.

• Laminillas circunferenciales internas: análogas a las externas, pero no tan extensas, rodean por completo la cavidad medular.

HUESO COMPACTO DESCALCIFICADO

HUESO ESPONJOSO• A diferencia del hueso compacto, el hueso esponjoso no

contiene osteonas, sino que las láminas intersticiales están dispuestas de forma irregular formando unos tabiques o placas llamadas trabéculas.

• Estos tabiques forman una estructura esponjosa dejando huecos que están llenos de la médula ósea roja.

• Dentro de las trabéculas están los osteocitos que yacen en sus lagunas con canalículos que irradian desde las mismas. En este caso, los vasos sanguíneos penetran directamente en el hueso esponjoso y permiten el intercambio de nutrientes con los osteocitos.

• El hueso esponjoso es el principal constituyente de las epifisis de los huesos largos y del interior de la mayor parte de los hueso

Trabécula

Médula Osea

OSIFICACION

• Dos mecanismos diferentes conducen a la formación del tejido óseo

CENTRO DE OSIFICACIÓN

OSTEOCLASTO

OSTEOCITO

OSTEOBLASTO

MATRIZ ÓSEA

Crecimiento de un hueso largo.Epífisis - Diáfisis

Zona de cartílago de reserva

Zona de cartílago en proliferación

Zona de cartílago hipertrófico

Zona de cartílago calcificado

Zona de eliminación de cartílago y Sustitución por hueso

REMOLEDACION OSEA

CONSOLIDACION DE LAS FRACTURAS

• Dentro de los osteoclastos, la enzima anhidrasa carbónica cataliza la formación intracelular de ácido carbónico (H2CO3) a partir de dióxido de carbono y agua.

• El ácido carbónico se disocia dentro de las células en iones H+ e iones bicarbonato, HCO3-.

• Los iones bicarbonato, acompanados de iones Na+, cruzan el plasmalema y entran en los capilares vecinos.

MECANISMO DE LA RESORCION OSEA

• Las bombas de protones en el plasmalema del borde en cepillo de los osteoclastos transportan activamente iones H+ al compartimiento subosteoclástico y reducen el pH del microambiente.

• El componente inorgánico de la matriz se disuelve a medida que se acidifica el ambiente.

• Los osteoclastos secretan hidrolasas lisosomicas y metaloproteínasas, como colagenasa y gelatinasa, hacia el compartimiento subosteoclástico para degradar los componentes orgánicos de la matriz ósea descalcificada.

MECANISMO DE LA RESORCION OSEA

REGULACION HORMONAL DE LA RESORCION OSEA

• Dos hormonas regulan la actividad de resorción ósea de los osteoclastos, la hormona paratiriodea y la calcitonina, elaboradas por las paratiroides y la glándula tiroides, respectivamente.

– Paratiroidea: inhibe al osteoblasto para que el osteoclasto remodele y participe en la resorción ósea.

– Calcitonina: estimula al osteoblasto para la fijación de calcio en el hueso.