Biology for Majors II

la osificación, u osteogénesis, es el proceso de formación ósea por los osteoblastos. La osificación es distinta del proceso de calcificación; mientras que la calcificación tiene lugar durante la osificación de los huesos, también puede ocurrir en otros tejidos. La osificación comienza aproximadamente seis semanas después de la fertilización en un embrión., Antes de este tiempo, el esqueleto embrionario consiste enteramente en membranas fibrosas y cartílago hialino. El desarrollo del hueso a partir de las membranas fibrosas se denomina osificación intramembranosa; el desarrollo a partir del cartílago hialino se denomina osificación endocondral. El crecimiento óseo continúa hasta aproximadamente los 25 años. Los huesos pueden crecer en grosor a lo largo de la vida, pero después de los 25 años, la osificación funciona principalmente en la remodelación y reparación ósea.

osificación Intramembranosa

la osificación Intramembranosa es el proceso de desarrollo óseo a partir de membranas fibrosas., Participa en la formación de los huesos planos del cráneo, la mandíbula y las clavículas. La osificación comienza cuando las células mesenquimales forman una plantilla del hueso futuro. Luego se diferencian en osteoblastos en el Centro de osificación. Los osteoblastos secretan la matriz extracelular y depositan calcio, lo que endurece la matriz. La porción no mineralizada del hueso u osteoide continúa formándose alrededor de los vasos sanguíneos, formando hueso esponjoso. El tejido conectivo en la matriz se diferencia en la médula ósea roja en el feto., El hueso esponjoso es remodelado en una capa delgada de hueso compacto en la superficie del hueso esponjoso.

osificación endocondral

la osificación endocondral es el proceso de desarrollo óseo a partir del cartílago hialino. Todos los huesos del cuerpo, excepto los huesos planos del cráneo, la mandíbula y las clavículas, se forman a través de la osificación endocondral.

en los huesos largos, los condrocitos forman una plantilla de la diáfisis del cartílago hialino. Respondiendo a señales complejas de desarrollo, la matriz comienza a calcificarse., Esta calcificación impide la difusión de nutrientes en la matriz, lo que provoca la muerte de los condrocitos y la apertura de cavidades en el cartílago de diáfisis. Los vasos sanguíneos invaden las cavidades, y los osteoblastos y osteoclastos modifican la matriz del cartílago calcificado en hueso esponjoso. Los osteoclastos luego descomponen parte del hueso esponjoso para crear una cavidad medular en el Centro de la diáfisis. El tejido conectivo denso e irregular forma una vaina (periostio) alrededor de los huesos. El periostio ayuda a unir el hueso a los tejidos circundantes, tendones y ligamentos., El hueso continúa creciendo y alargándose a medida que las células del cartílago en las epífisis se dividen.

en la última etapa del desarrollo óseo prenatal, los centros de las epífisis comienzan a calcificarse. Los centros de osificación secundarios se forman en las epífisis a medida que los vasos sanguíneos y los osteoblastos entran en estas áreas y convierten el cartílago hialino en hueso esponjoso. Hasta la adolescencia, el cartílago hialino persiste en la placa epifisaria (placa de crecimiento), que es la región entre la diáfisis y la epífisis que es responsable del crecimiento longitudinal de los huesos largos (Figura 1).,

la Figura 1. La osificación endocondral es el proceso de desarrollo óseo a partir del cartílago hialino. El periostio es el tejido conectivo en el exterior del hueso que actúa como la interfaz entre el hueso, los vasos sanguíneos, los tendones y los ligamentos.

crecimiento del hueso

los huesos largos continúan alargándose, potencialmente hasta la adolescencia, a través de la adición de tejido óseo en la placa epifisaria. También aumentan en anchura a través del crecimiento aposicional.,

alargamiento de los huesos largos

los condrocitos en el lado epifisario de la placa epifisaria se dividen; una célula permanece indiferenciada cerca de la epífisis, y una célula se mueve hacia la diáfisis. Las células, que son empujadas desde la epífisis, maduran y son destruidas por la calcificación. Este proceso reemplaza el cartílago con hueso en el lado diafisario de la placa, lo que resulta en un alargamiento del hueso.

los huesos largos dejan de crecer alrededor de los 18 años en las mujeres y los 21 años en los hombres en un proceso llamado cierre de la placa epifisaria., Durante este Proceso, las células del cartílago dejan de dividirse y todo el cartílago es reemplazado por hueso. La placa epifisaria se desvanece, dejando una estructura llamada línea epifisaria o remanente epifisario, y el fusible de epífisis y diáfisis.

engrosamiento de los huesos largos

el crecimiento Aposicional es el aumento en el diámetro de los huesos por la adición de tejido óseo en la superficie de los huesos. Los osteoblastos en la superficie ósea secretan la matriz ósea, y los osteoclastos en la superficie interna descomponen el hueso. Los osteoblastos se diferencian en osteocitos., Un equilibrio entre estos dos procesos permite que el hueso se espese sin llegar a ser demasiado pesado.

remodelación y reparación ósea

la renovación ósea continúa después del nacimiento hasta la edad adulta. La remodelación ósea es la sustitución del tejido óseo viejo por tejido óseo nuevo. Involucra los procesos de deposición ósea por osteoblastos y resorción ósea por osteoclastos. El crecimiento normal de los huesos requiere vitaminas D, C y A, además de minerales como calcio, fósforo y magnesio. Las hormonas como la hormona paratiroidea, la hormona de crecimiento y la calcitonina también son necesarias para el crecimiento y mantenimiento óseo adecuado.,

Las tasas de recambio óseo son bastante altas, con cinco a siete por ciento de la masa ósea que se recicla cada semana. Existen diferencias en la tasa de recambio en diferentes áreas del esqueleto y en diferentes áreas de un hueso. Por ejemplo, el hueso en la cabeza del fémur se puede reemplazar completamente cada seis meses, mientras que el hueso a lo largo del eje se altera mucho más lentamente.

la Figura 2. Después de que este hueso se establece, un callo tejerá los dos extremos juntos., (crédito: Bill Rhodes)

la remodelación ósea permite que los huesos se adapten a las tensiones al volverse más gruesos y fuertes cuando se someten a estrés. Los huesos que no están sujetos a estrés normal, por ejemplo, cuando una extremidad está en yeso, comenzarán a perder masa. Un hueso fracturado o roto se repara a través de cuatro etapas:

1. vasos sanguíneos en el hueso roto desgarro y hemorragia, lo que resulta en la formación de sangre coagulada, o un hematoma, en el sitio de la rotura., Los vasos sanguíneos cortados en los extremos rotos del hueso son sellados por el proceso de coagulación, y las células óseas que están privadas de nutrientes comienzan a morir.
2. a los pocos días de la fractura, los capilares crecen en el hematoma y las células fagocíticas comienzan a eliminar las células muertas. Aunque los fragmentos del coágulo de sangre pueden permanecer, los fibroblastos y los osteoblastos entran en el área y comienzan a reformar el hueso. Los fibroblastos producen fibras de colágeno que conectan los extremos de los huesos rotos, y los osteoblastos comienzan a formar hueso esponjoso., El tejido reparador entre los extremos del hueso roto se denomina callo fibrocartilaginoso, ya que está compuesto tanto de hialino como de fibrocartilago (Figura 2). Algunas espículas óseas también pueden aparecer en este punto.
3. el callo fibrocartilaginoso se convierte en un callo óseo de hueso esponjoso. Se necesitan aproximadamente dos meses para que los extremos del hueso roto se unan firmemente después de la fractura. Esto es similar a la formación endocondral del hueso, ya que el cartílago se osifica; osteoblastos, osteoclastos y matriz ósea están presentes.,
4. el callo óseo es entonces remodelado por osteoclastos y osteoblastos, con exceso de material en el exterior del hueso y dentro de la cavidad medular que se elimina. El hueso compacto se agrega para crear tejido óseo que es similar al hueso original ininterrumpido. Esta remodelación puede tomar muchos meses, y el hueso puede permanecer desigual durante años.

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