Función, composición, tipos y formación de los huesos

Función, composición, tipos y formación de los huesos

Los huesos son un conjunto de estructuras orgánicas rígidas, mineralizadas mediante la acumulación de principalmente calcio, pero también de otros minerales como el fósforo o el magnesio.

Constituyen las partes más duras y resistentes del cuerpo humano, en el cual únicamente vamos a encontrar como elemento de mayor dureza a los dientes.

El conjunto de todos los huesos del cuerpo va a formar el sistema óseo o esqueleto, que actúa como soporte físico del organismo, y sobre el cual se encuentran los músculos esqueléticos y que son los encargados de otorgarnos nuestro aspecto físico.

Además, dentro de los huesos encontramos la médula ósea, que realiza la función de la hematopoyesis o creación de glóbulos rojos de la sangre. Por lo tanto, nos encontramos ante un elemento del organismo humano con mucha más vida y dinamismo del que le solemos otorgar.

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Función de los huesos

Los huesos van a cumplir importantes funciones en el organismo humano, más allá de ser el sostén que permite realizar los movimientos y otorgarle consistencia a un cuerpo. Estas funciones son las siguientes:

Soportelos huesos suponen el armazón rígido de soporte para los músculos y tejidos blandos como los órganos internos. Gracias a ellos los músculos quedan fijados pudiendo realizar todas sus funciones.

Protecciónlos huesos forman varias cavidades que protegen los órganos internos de golpes y traumatismos. Son algunos ejemplos el cráneo, que protege al cerebro frente a los golpes, y la caja torácica, formada por costillas y el esternón que protege a 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 podemos movernos. En este aspecto también resultan imprescindibles las articulaciones.

Homeostasis mineral: el tejido óseo almacena una serie de minerales, en especial calcio y fósforo, los cuales son necesarios para la contracción muscular y otras funciones. Cuando son necesarios, el hueso libera dichos minerales en la sangre y los distribuye a otras partes del organismo.

Producción de células sanguíneas: dentro de cavidades situadas en algunos huesos se encuentra la médula ósea roja. Esta produce las células sanguíneas rojas o hematíes mediante el proceso denominado hematopoyesis.

Almacén de grasas de reserva: en los huesos también encontramos la médula amarilla consiste principalmente en adipocitos con unos pocos hematíes dispersos. Se trata de una importante reserva de energía química.

La función de los huesos también puede ser descrita, de manera más particular, en función de su ubicación. Por ejemplo:

  • Los huesos planos de la cabeza protegen el cerebro. Los huesos de la cara alojan algunos órganos importantes, como los ojos.
  • La caja torácica, formada por las costillas y el esternón, resguarda los pulmones y el corazón.
  • La columna vertebral permite mantener el cuerpo erguido. Las vértebras alojan y protegen la médula.
  • Los huesos de la cadera protegen los órganos de la parte inferior del tronco, como la vejiga y el sistema reproductor.
  • Las extremidades son prolongaciones articuladas al tronco, y su función es la de participar en los movimientos de locomoción y prensión.

Composición de los huesos

Los huesos se componen de diferentes tejidos:

  • Hueso compacto: capa externa densa del hueso. Su unidad funcional son las osteonas. Se trata de un tejido muy duro y fuerte. Posee una matriz proteica, dispuesta en laminillas o lamelas, que rodean los canales de Havers, diminutos conductos que contienen los vasos sanguíneos.
  • Hueso esponjoso: se encuentra dentro de los huesos, es más ligero y menos denso que el hueso compacto, ya que su porosidad es mayor. Rico en células óseas, presenta cavidades ocupadas por una densa red de vasos sanguíneos y grasa.
  • Médula ósea: tejido conectivo blando que produce glóbulos rojos. Se encuentra dentro de los poros del hueso esponjoso.
  • Periostio: membrana dura y fibrosa que se encarga de cubrir y proteger las superficies externas del hueso. Una red de vasos linfáticos, capilares y nervios lo atraviesan por unos orificios llamados agujeros nutricios, y gracias a ellos el alimento llega a todas las células del hueso y se transmiten al sistema nervioso las sensaciones de dolor. Su parte externa, fibrosa y de colágeno se une a las fibras de los ligamentos y los tendones que se insertan en el hueso.
  • Endostio: la cavidad de la médula ósea está recubierta por el endostio, una membrana que contiene las células osteoprogenitoras.

En los huesos vamos a poder encontrar cuatro tipos de células diferentes, cumpliendo cada una su función, y que se van a encargar de formarlos y de producir los procesos de mineralización:

  • Osteoblastos: se encargan de crear nuevas células óseas y secretan colágeno que se mineraliza para transformarse en matriz ósea. Son los responsables del crecimiento óseo y la absorción de minerales desde la sangre.
  • Osteocitos: regulan la homeostasis mineral. Dirigen la absorción de minerales desde la sangre y la liberación de minerales de vuelta a la sangre según se necesite.
  • Osteoclastos: disuelven los minerales en la matriz ósea y los liberan nuevamente en la sangre.
  • Osteoprogenitoras: células no especializadas derivadas del mesénquima, que es el tejido del que derivan todos los tejidos conjuntivos. Se encuentran células osteoprogenitoras en la capa interna del periostio, en el endostio y en los canales del hueso que contienen los vasos sanguíneos. A partir de ellas se generan los osteoblastos y los osteocitos.

Las sales minerales más abundantes son el fosfato tricálcico y el carbonato cálcico. En menor cantidad encontramos hidróxido de magnesio, y cloruro y sulfato magnésicos. Estas sales minerales se depositan por cristalización en el entramado formado por las fibras de colágeno durante el proceso de calcificación o mineralización.

Tipos y Partes de los Huesos

Los huesos se van a poder clasificar en diferentes categorías atendiendo a su forma y a la función que cumple. Así pues, podemos encontrar:

Huesos largos: en ellos predomina la longitud sobre otras dimensiones, como es el caso de los principales huesos de las extremidades en los cuales encontramos el fémur, la tibia, el peroné, el húmero, el cúbito y el radio.

Huesos planos: son huesos de aspecto aplanado. Su función es proteger los órganos que cubren, como los huesos parietal y frontal del cráneo.

Huesos cortos: no predomina ninguna de las dimensiones sobre las restantes, y su forma es más o menos cúbica. Su principal función es amortiguar impactos, y disminuir la fricción y los cambios de dirección de los tendones. Es el caso de los huesos que forman el carpo en la muñeca y el tarso en el tobillo.

Huesos irregulares: son aquellos que no presentan un patrón de forma común en su forma. Algunos son impares y se ubican en la parte media del cuerpo, como el hueso de la mandíbula. Otros son muy específicos, como los huesecillos del oído.

Huesos sesamoideos: huesos pequeños y redondeados que se encuentran incrustados en tendones sometidos a compresión y a fuerza de tensión habituales. Estos huesos se encuentran en las articulaciones del cuerpo.

Partes de los huesos

En los huesos podemos encontrar las siguientes partes:

  • Epífisis: zonas ensanchadas y terminales de un hueso largo.
  • Diáfisis: zona alargada del hueso. También se le denomina caña.
  • Metáfisis: zona de transición entre la epífisis y la diáfisis. En épocas de crecimiento esta zona se encuentra separada de la epífisis por el cartílago de crecimiento.
  • Apófisis: salientes del hueso donde se insertan músculos, tendones y ligamentos.
  • Agujeros: también llamados conductos óseos, son las zonas donde entran o salen arterias y venas con la función de nutrir al hueso.
  • Cavidades: lugares donde se alojan las apófisis, los tendones, las arterias, los músculos o los órganos.
  • Cartílago articular: fina capa de cartílago hialino que recubre la epífisis donde el hueso se articula con otro hueso. El cartílago reduce la fricción y absorbe choques y vibraciones.

Proceso de Formación de los Huesos

El proceso mediante el cual se forma el hueso se denomina osificación. La formación de huesos sigue dos procesos diferentes:

Osificación intermembranosa: la osificación intermembranosa es la que genera principalmente huesos planos, y tiene lugar dentro de una membrana de tejido conjuntivo. En este proceso, algunas de las células mesenquimatosas que forman las membranas de tejido conjuntivo son transformadas en osteoblastos constituyendo un centro de osificación alrededor del cual se va formando hueso.

Consta de los siguientes pasos:

  • Las células mesenquimatosas se agrupan en racimos en el centro de osificación y se transforman primero en células osteoprogenitoras y luego en osteoblastos.
  • Los osteoblastos segregan matriz ósea y fibrillas de colágeno hasta que quedan rodeados por completo.
  • Cuando están rodeados por completo de matriz ósea, los osteoblastos se transforman en osteocitos formando lagunas y canales entre ellos. Las fibras de colágeno quedan atrapadas en la sustancia fundamental.
  • El depósito de calcio y de sales minerales endurece la matriz ósea al cabo de unos días
  • Mientras se produce la calcificación de la matriz ósea aparecen las trabéculas o espículas óseas que se unen en una estructura en forma de malla, dando lugar al hueso esponjoso.

La lámina central de hueso esponjoso se recubre por cada uno de sus lados por placas de tejido óseo compacto. Una vez formado, el hueso plano crece de tamaño mediante la adición de más hueso por sus bordes.

Osificación osteocondral: casi todos los huesos del cuerpo se forman a partir de estructuras cartilaginosas en las que la osificación se extiende desde el centro hasta los márgenes. Al mismo tiempo la división celular de los condrocitos seguida de la secreción de sustancias que forman la matriz resulta en un crecimiento intersticial.

A partir de la 5 o 6 semanas de la gestación, el modelo cartilaginoso del hueso largo está completamente formado. El modelo cartilaginoso desarrolla un periostio y, en el centro se desarrolla un collar, en el que los osteoblastos depositan hueso.

Poco después de la aparición del collar óseo, el cartílago comienza a calcificarse formándose un centro de osificación primario al penetrar un vaso en el centro de la diáfisis. Simultáneamente se forma la cavidad medular, creciendo el hueso en longitud.

La diáfisis que antes era una masa sólida de cartílago hialino es sustituida por hueso compacto en el centro del cual la cavidad medular se llena de médula ósea roja. Cuando los vasos penetran en las epífisis, de forma un centro de osificación secundario, a partir del cual el proceso de osificación es similar al producido en el centro primario.

Estos centros de osificación secundarios suelen aparecer en el momento del nacimiento, con la diferencia de que se forma hueso esponjoso y no se desarrolla una cavidad medular. En los extremos de las epífisis queda una porción remanente de cartílago constituyendo el cartílago articular y entre las epífisis y la diáfisis se mantiene la placa epifisaria, también cartilaginosa a partir de la cual el hueso irá creciendo durante el desarrollo del niño hasta desaparecer en la edad adulta.

La placa epifisaria constituye el lugar a partir del cual el hueso puede crecer en longitud durante la infancia y adolescencia. En ella se distinguen varios tipos de estructuras:

  • Zona de cartílago en reposo: cerca de la epífisis, consiste en condrocitos dispersos que no proliferan y que sirven de punto de anclaje, uniendo las epífisis a la diáfisis.
  • Zona de cartílago en proliferación: es una lámina formada por condrocitos que se encuentran apilados y experimentando una mitosis activa. Como consecuencia de esta, la capa se espesa y toda la placa crece longitudinalmente.
  • Zona de cartílago hipertrófico o maduro: consiste en condrocitos más grandes todavía dispuestos de forma de columna. La división celular es la responsable del crecimiento de la placa.
  • Zona de cartílago calcificado: consiste en un área de tan sólo algunas células de espesor en la que las células han muerto o están próximas a morir como consecuencia de que la matriz alrededor de ellas se ha calcificado.

La región entre la diáfisis y las epífisis en las que la matriz calcificada es remplazada por hueso, es la metáfisis, como ya hemos visto.

El crecimiento de la placa epifisaria está controlado por la hormona del crecimiento producida por la pituitaria y por las hormonas sexuales. Durante el crecimiento, el proceso de calcificación y sustitución por hueso hace que la diáfisis sea cada vez más larga, permaneciendo constante la placa epifisaria.

Remodelado óseo: el hueso es renovado continuamente a lo largo de la vida. El tejido óseo no se encuentra nunca en reposo, sino que constantemente se renueva. Incluso los huesos largos que al llegar la edad adulta han adquirido su forma y tamaño definitivos son continuamente remodelados, destruyéndose hueso viejo que es sustituido por hueso nuevo.

Este remodelado permite que el hueso pueda ser una reserva continua del calcio que el organismo necesita para otras funciones, estando regulado por varias hormonas, vitaminas y otros factores.

Los huesos pueden engrosarse o reponer sus partes dañadas (por ejemplo, a raíz de una fractura) gracias a la reproducción de las células del periostio: los osteoblastos, que son las células formadoras.

Si un hueso se rompe, esta capa se divide y crece sobre la fractura, uniendo las dos partes. El hueso se encuentra siempre en un proceso de formación y destrucción. Además de las células formadoras, los huesos poseen células destructoras: los osteoclastos. Estas células consumen el material producido por los osteoblastos con el fin de modelar adecuadamente el hueso dañado.

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