El hueso y el cartílago son parte de los tejidos conectivos especializados que forman el sistema esquelético. El hueso es un tejido vivo que se reemplaza continuamente. La dureza del hueso se adapta bien a la tarea de proporcionar una función de soporte mecánico, y la elasticidad del cartílago, a la capacidad de movimiento de las articulaciones. Tanto el cartílago como el hueso consisten en células especializadas que producen y regulan una matriz de material fuera de las células. La matriz es abundante en colágenos, proteoglicanos y proteínas no colágenas. Los minerales también están presentes en la matriz ósea.
La parte externa del hueso se llama corteza y es hueso compacto. La parte interna más esponjosa (hueso trabecular) está llena de médula ósea formadora de sangre (hematopoyética). Las partes interna y externa del hueso tienen diferentes tasas de recambio metabólico, con importantes consecuencias para la osteoporosis en la vejez. El hueso trabecular se regenera a sí mismo a un ritmo mayor que el hueso compacto, por lo que la osteoporosis se observa primero en los cuerpos vertebrales de la columna, que tienen grandes partes trabeculares.
El hueso del cráneo y otros sitios seleccionados se forma directamente por formación de hueso (osificación intramembranosa) sin pasar por una fase intermedia de cartílago. Los huesos largos de las extremidades se desarrollan a partir del cartílago a través de un proceso conocido como osificación endocondral. Este proceso es lo que conduce al crecimiento normal de los huesos largos, a la reparación de fracturas y, en la edad adulta tardía, a la formación única de hueso nuevo en una articulación que se ha vuelto osteoartrítica.
El osteoblasto es un tipo de célula ósea responsable de la síntesis de los componentes de la matriz en el hueso: el colágeno distinto (tipo I) y los proteoglicanos. Los osteoblastos también sintetizan otras proteínas no colágenas del hueso. Algunas de estas proteínas se pueden medir en suero para determinar la tasa de recambio óseo.
La otra célula ósea distinta se llama osteoclasto. El osteoclasto es responsable de la reabsorción del hueso. En circunstancias normales, el tejido óseo antiguo se reabsorbe mientras se genera tejido óseo nuevo. El hueso se reabsorbe mediante la producción de enzimas que disuelven las proteínas. El recambio óseo se denomina remodelación y normalmente es un proceso equilibrado y coordinado de reabsorción y formación. La remodelación está influenciada por las hormonas del cuerpo y por los factores de crecimiento locales.
Las articulaciones móviles (diartrodiales) se forman donde encajan dos huesos. Las superficies articulares están diseñadas para soportar peso y adaptarse a un rango de movimiento. La articulación está encerrada por una cápsula fibrosa, cuya superficie interna es una membrana sinovial, que secreta líquido sinovial. La superficie articular está hecha de cartílago hialino, debajo del cual hay un respaldo de hueso duro (subcondral). Dentro de la articulación, los ligamentos, los tendones y las estructuras fibrocartilaginosas (meniscos en ciertas articulaciones, como la rodilla), brindan estabilidad y un ajuste perfecto entre las superficies articulares. Las células especializadas de estos componentes articulares sintetizan y mantienen las macromoléculas de la matriz cuyas interacciones son responsables de mantener la resistencia a la tracción de ligamentos y tendones, el tejido conectivo laxo que sostiene los vasos sanguíneos y los elementos celulares de la membrana sinovial, el líquido sinovial viscoso, el elasticidad del cartílago hialino y la rigidez del hueso subcondral. Estos componentes conjuntos son interdependientes y sus relaciones se muestran en la tabla 1.
Tabla 1. Relaciones estructura-función e interdependencia de componentes articulares.
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Componentes |
Estructura |
Clave |
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ligamentos y tendones |
Tejido conectivo denso, fibroso |
Previene la sobreextensión de las articulaciones, proporciona estabilidad y fuerza. |
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Membrana sinovial |
Areolar, vascular y celular |
Secreta líquido sinovial, disuelve (fagocitosis) material particulado en líquido sinovial |
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Líquido sinovial |
Fluido viscoso |
Proporciona nutrientes para el cartílago de las articulaciones, lubrica el cartílago durante el movimiento de las articulaciones |
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Cartílago |
Cartílago hialino firme |
Constituye la superficie articular, soporta peso, responde elásticamente a la compresión |
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Lengua del agua |
cartílago calcificado |
Separa el cartílago articular del hueso subyacente. |
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hueso subcondral |
Hueso duro con espacios medulares |
Proporciona respaldo para la superficie de la junta; La cavidad medular proporciona nutrientes a la base del cartílago y es la fuente de células con potencial para la formación de hueso nuevo. |
Fuente: Hamerman y Taylor 1993.
Enfermedades seleccionadas de huesos y articulaciones
Osteopenia es el término general utilizado para describir la sustancia ósea reducida detectada en los rayos X. A menudo asintomático en las primeras etapas, eventualmente puede manifestarse como un debilitamiento de los huesos. La mayoría de las condiciones enumeradas a continuación inducen osteopenia, aunque los mecanismos por los que esto ocurre difieren. Por ejemplo, el exceso de hormona paratiroidea aumenta la resorción ósea, mientras que la deficiencia de calcio y fosfato, que puede surgir por múltiples causas y a menudo se debe a una deficiencia de vitamina D, da como resultado una mineralización deficiente. A medida que las personas envejecen, existe un desequilibrio entre la formación y la reabsorción del hueso. En mujeres cercanas a la edad de la menopausia, a menudo predomina la reabsorción, una condición llamada osteoporosis tipo I. En la edad avanzada, la reabsorción puede volver a dominar y conducir a la osteoporosis de tipo II. La osteoporosis tipo I suele afectar a la pérdida ósea y al colapso vertebral, mientras que en la tipo II predomina la fractura de cadera.
La osteoartritis (OA) es el principal trastorno crónico de ciertas articulaciones móviles, y su incidencia aumenta con la edad. A los 80 años, casi todas las personas tienen articulaciones agrandadas en los dedos (nódulos de Heberden). Esto suele tener una importancia clínica muy limitada. Las principales articulaciones que soportan peso que están sujetas a la osteoartritis son la cadera, la rodilla, los pies y las facetas de la columna vertebral. El hombro, aunque no soporta peso, también puede sufrir una variedad de cambios artríticos, que incluyen desgarro del manguito de los rotadores, subluxación de la cabeza humeral y un derrame alto en enzimas proteolíticas, un cuadro clínico a menudo llamado "Hombro de Milwaukee" y asociado con dolor sustancial y limitación del movimiento. El principal cambio en la OA es principalmente la degradación del cartílago, pero generalmente se observa en las radiografías una nueva formación de hueso llamada osteofitos.