Los huesos son órganos mineralizados semirrígidos, porosos, que consisten en células en una matriz dura, que forman parte del endoesqueleto de los vertebrados. Los huesos funcionan para mover, sostener y proteger el cuerpo, producir glóbulos rojos y blancos y almacenar minerales.

Aunque externamente los huesos pueden parecer estructuras simples e incluso sólidas, en realidad están compuestos de tejido óseo vivo entrelazado con vasos sanguíneos, fibras nerviosas, etc., y su formación, estructura y función involucra una coordinación increíblemente compleja.

Los huesos vienen en una variedad de formas y tienen una intrincada estructura interna y externa, lo que les permite ser livianos pero fuertes y duros, mientras cumplen con sus muchas otras funciones. Uno de los tipos de tejidos que componen los huesos es el tejido óseo mineralizado, también llamado tejido óseo, un tejido conectivo especializado que le da a los huesos su rigidez y estructura interna tridimensional en forma de panal. Otros tipos de tejido que se encuentran en la totalidad de los huesos incluyen la médula, el periostio, los nervios, los vasos sanguíneos y el cartílago.

Debido a que hay un grupo de tejidos involucrados que realizan una función específica o un grupo de funciones, los huesos se pueden denominar órganos, aunque el tejido óseo es el tejido dominante, lo que a menudo lleva al hueso a clasificarse como un tipo especializado de tejido conectivo.

Características del hueso

Todos los huesos consisten en células vivas incrustadas en la matriz orgánica mineralizada que forma el tejido óseo.

El tejido primario del hueso, el tejido óseo, es un material compuesto relativamente duro y ligero, formado principalmente de fosfato de calcio en la disposición química denominada hidroxilapatita de calcio (este es el tejido óseo que da a los huesos su rigidez). Tiene una resistencia a la compresión relativamente alta pero poca resistencia a la tracción, lo que significa que resiste bien las fuerzas de empuje, pero no las fuerzas de tracción. Si bien el hueso es esencialmente quebradizo, tiene un grado significativo de elasticidad, contribuido principalmente por el colágeno. El colágeno es la principal proteína del tejido conectivo en animales e implica la armonización de tres cadenas polipeptídicas en forma de triple hélice. Se caracteriza por la disposición regular de aminoácidos en cada una de las tres cadenas; bajo tensión, la triple hélice se enrolla firmemente, resistiendo el estiramiento y haciendo que el colágeno sea valioso para la estructura y el soporte, mientras que le da a los huesos cierta elasticidad.

El hueso no es un material uniformemente sólido, sino que tiene algunos espacios entre sus componentes duros. La capa externa dura de los huesos se llama tejido óseo compacto debido a sus huecos o espacios mínimos. Este tejido le da a los huesos su apariencia lisa, blanca y sólida, y representa el 80 por ciento de la masa ósea total de un esqueleto adulto. El hueso compacto también se puede denominar hueso denso o hueso cortical. El relleno del interior del órgano es el tejido óseo esponjoso lleno de orificios (también llamado hueso esponjoso o hueso trabecular), que se compone de una red de trabéculas planas o en forma de aguja, que hace que el órgano en general sea más ligero y deja espacio para los vasos sanguíneos y la médula ósea. El hueso esponjoso representa el 20 por ciento restante de la masa ósea total, pero tiene casi diez veces la superficie del hueso compacto.

El exterior de los huesos (excepto cuando interactúan con otros huesos a través de las articulaciones) está cubierto por el periostio, que tiene una capa fibrosa externa y una capa osteogénica interna. El periostio está ricamente provisto de sangre, linfa y vasos nerviosos, que se unen al hueso mismo a través de las fibras de Sharpey.

Ósea también pueden ser tejidos o laminares (en capas). El hueso tejido es débil, con un pequeño número de fibras de colágeno orientadas al azar, pero se forma rápidamente y sin una estructura preexistente durante los períodos de reparación o crecimiento. El hueso laminar es más fuerte, formado por numerosas capas apiladas y lleno de muchas fibras de colágeno paralelas a otras fibras en la misma capa. Las fibras corren en direcciones opuestas en capas alternas, ayudando en la capacidad del hueso para resistir las fuerzas de torsión. Después de una rotura, el hueso tejido se forma rápidamente y es reemplazado gradualmente por hueso lamelar de crecimiento lento en cartílago hialino calcificado preexistente a través de un proceso conocido como «sustitución ósea».»

Siete funciones de los huesos

Hay siete principales funciones de los huesos.Protección: Los huesos pueden servir para proteger los órganos internos, como el cráneo protege el cerebro o las costillas protegen el abdomen.

Forma: Los huesos proporcionan un marco para mantener el cuerpo apoyado.Producción de sangre: La médula ósea, ubicada dentro de la cavidad medular de los huesos largos y los intersticios del hueso esponjoso, produce células sanguíneas en un proceso llamado hematopoyesis.Almacenamiento de minerales: Los huesos actúan como reservas de minerales importantes para el cuerpo, especialmente calcio y fósforo.

Movimiento: Los huesos, los músculos esqueléticos, los tendones, los ligamentos y las articulaciones funcionan juntos para generar y transferir fuerzas de modo que las partes individuales del cuerpo o todo el cuerpo puedan manipularse en un espacio tridimensional. La interacción entre hueso y músculo se estudia en biomecánica.

Equilibrio ácido-base: El hueso amortigua la sangre contra cambios excesivos de pH al absorber o liberar sales alcalinas.

Desintoxicación: El tejido óseo elimina los metales pesados y otros elementos extraños de la sangre y, por lo tanto, reduce sus efectos en los tejidos nerviosos y otros tejidos. Más tarde puede liberarlos más lentamente para su excreción.

La mayoría de los huesos realizan todas estas funciones en un grado u otro, pero ciertos huesos están más especializados para ciertas funciones.

Cinco tipos de huesos

Hay cinco tipos de huesos en el cuerpo humano: largos, cortos, planos, irregulares y sesamoides.

• Los huesos largos son más largos que anchos, y consisten en un eje largo (la diáfisis) más dos superficies articulares, llamadas epífisis. Se componen principalmente de hueso compacto, pero generalmente son lo suficientemente gruesos como para contener hueso esponjoso y médula considerable en el centro hueco (la cavidad medular). La mayoría de los huesos de las extremidades (incluidos los tres huesos de los dedos) son huesos largos, excepto la rótula (rótula) y los huesos carpiano, metacarpiano, tarso y metatarsiano de la muñeca y el tobillo. La clasificación se refiere a la forma en lugar del tamaño.
• Los huesos cortos tienen forma de cubo, y solo tienen una capa delgada de hueso compacto que rodea un interior esponjoso. Los huesos de la muñeca y el tobillo son huesos cortos, al igual que los huesos sesamoides.
• Los huesos planos son delgados y generalmente curvados, con dos capas paralelas de huesos compactos intercalando una capa de hueso esponjoso. La mayoría de los huesos del cráneo son planos, al igual que el esternón.
• Los huesos irregulares no encajan en las categorías anteriores. Consisten en capas delgadas de hueso compacto que rodean un interior esponjoso. Como implica el nombre, sus formas son irregulares y complicadas. Los huesos de la columna vertebral y las caderas son huesos irregulares.
• Los huesos sesamoides son huesos cortos incrustados en tendones. Dado que actúan para sostener el tendón más lejos de la articulación, el ángulo del tendón aumenta y, por lo tanto, la fuerza del músculo aumenta. Ejemplos de huesos sesamoides son la rótula y el pisiforme.

Células óseas

• Los osteoblastos son células formadoras de hueso mononucleadas que descienden de las células osteoprogenitoras. Se encuentran en la superficie de las costuras de los osteoides y forman una mezcla de proteínas conocida como osteoide, que se mineraliza para convertirse en hueso. El osteoide se compone principalmente de colágeno tipo I y fabrica hormonas, como las prostaglandinas, para actuar sobre el hueso mismo. Producen de forma robusta fosfatasa alcalina, una enzima que tiene un papel en la mineralización del hueso, así como muchas proteínas de la matriz. Los osteoblastos son las células óseas inmaduras.

• Las células de revestimiento óseo son esencialmente osteoblastos inactivos. Cubren toda la superficie ósea disponible y funcionan como barrera para ciertos iones.

• Los osteocitos se originan a partir de osteoblastos, que han migrado y quedan atrapados y rodeados por la matriz ósea que ellos mismos producen. Los espacios que ocupan se conocen como lagunas. Los osteocitos tienen muchos procesos que llegan hasta los osteoblastos, probablemente con fines de comunicación. Sus funciones incluyen en diversos grados: formación de hueso, mantenimiento de la matriz y homeostasis del calcio. Posiblemente actúan como receptores mecano-sensoriales, regulando la respuesta del hueso al estrés. Son células óseas maduras.

• Los osteoclastos son las células responsables de la reabsorción ósea (remodelación del hueso para reducir su volumen). Los osteoclastos son células grandes multinucleadas localizadas en superficies óseas en lo que se denominan lagunas de Howship o fosas de reabsorción. Estas lagunas, o fosas de reabsorción, se dejan atrás después de la descomposición del hueso y, a menudo, se presentan como superficies festoneadas. Debido a que los osteoclastos se derivan de un linaje de células madre de monocitos, están equipados con estrategias de engullido similares a los macrófagos circulantes. Los osteoclastos maduran y / o migran a superficies óseas discretas. A su llegada, las enzimas activas, como la fosfatasa ácida resistente al tartrato, se secretan contra el sustrato mineral.

El proceso de reabsorción ósea libera el calcio almacenado en la circulación sistémica y es un proceso importante para regular el equilibrio de calcio. A medida que la formación ósea fija activamente el calcio circulante en su forma mineral, eliminándolo del torrente sanguíneo, la reabsorción lo descompone activamente, aumentando así los niveles de calcio circulante. Estos procesos ocurren en conjunto en lugares específicos del sitio y se conocen como renovación ósea o remodelación. Los osteoblastos y osteoclastos, acoplados a través de señalización celular paracrina, se conocen como unidades de remodelación ósea. La iteración de los eventos de remodelación a nivel celular influye en la conformación y escultura del esqueleto durante el crecimiento y en respuesta al estrés (como el ejercicio con pesas o la curación ósea).

Matriz

La matriz comprende el otro constituyente principal del hueso. Tiene partes inorgánicas y orgánicas. Lo inorgánico es principalmente sales minerales cristalinas y calcio, que está presente en forma de hidroxiapatita. La matriz se establece inicialmente como osteoide no mineralizado (fabricado por osteoblastos). La mineralización implica osteoblastos que secretan vesículas que contienen fosfatasa alcalina. Esto escinde los grupos fosfato y actúa como foco para la deposición de calcio y fosfato. Las vesículas se rompen y actúan como un centro para que crezcan los cristales.

La parte orgánica de la matriz es principalmente colágeno Tipo I. Esto se hace intracelularmente como tropocolágeno, y luego se exporta. Se asocia en fibrillas. También componen la parte orgánica de la matriz varios factores de crecimiento, cuyas funciones no se conocen completamente. Otros factores presentes incluyen glucosaminoglicanos, osteocalcina, osteonectina, proteína de sialo óseo y Factor de Unión Celular. Una de las cosas principales que distingue la matriz de un hueso de la de otra célula es que la matriz en el hueso es dura.

Formación

La formación de hueso durante la etapa de desarrollo fetal (en humanos, después de la 7a u 8a semana hasta el nacimiento) se produce por dos métodos: osificación intramembranosa y endocondral.

La osificación intramembranosa se produce principalmente durante la formación de los huesos planos del cráneo; el hueso se forma a partir de tejido mesenquimatoso. Los pasos en la osificación intramembranosa son:

1. Desarrollo del centro de osificación
2. Calcificación
3. Formación de trabéculas
4. Desarrollo del periostio

La osificación endocondral se produce en huesos largos, como extremidades; el hueso se forma a partir de cartílago. Los pasos en la osificación endocondral son:

1. Modelo de desarrollo de cartílago
2. Modelo de crecimiento de cartílago
3. Desarrollo del centro de osificación primaria
4. Desarrollo de la cavidad medular
5. Desarrollo del centro de osificación secundaria
6. Formación de cartílago articular y placa epifisaria

La osificación endocondral comienza con puntos en el cartílago llamados «centros de osificación primaria.»En su mayoría aparecen durante el desarrollo fetal, aunque algunos huesos cortos comienzan su osificación primaria después del nacimiento. Son responsables de la formación de diáfisis de huesos largos, huesos cortos y ciertas partes de huesos irregulares. La osificación secundaria ocurre después del nacimiento, y forma las epífisis de los huesos largos y las extremidades de los huesos irregulares y planos. La diáfisis y ambas epífisis de un hueso largo están separadas por una zona de crecimiento de cartílago (la placa epifisaria). Cuando el niño alcanza la madurez esquelética (de 18 a 25 años de edad), todo el cartílago se reemplaza por hueso, fusionando la diáfisis y ambas epífisis (cierre epifisario).

La médula ósea se puede encontrar en casi cualquier hueso que contenga tejido esponjoso. En los recién nacidos, todos estos huesos se llenan exclusivamente de médula roja (o médula hemopoyética), pero a medida que el niño envejece, se reemplaza principalmente por médula amarilla o «grasa». En los adultos, la médula roja se encuentra principalmente en los huesos planos del cráneo, las costillas, las vértebras y los huesos pélvicos.

«Remodelación» es el proceso de reabsorción seguido de reemplazo de hueso con poco cambio de forma y se produce a lo largo de la vida de una persona. Su propósito es la liberación de calcio y la reparación de los huesos micro-dañados (por el estrés diario). El estrés repetido produce engrosamiento óseo en los puntos de máximo estrés (ley de Wolff).

• Fractura ósea
• Osteoporosis
• Osteonecrosis
• Osteosarcoma
• Osteogénesis imperfecta

Osteología

El estudio de huesos y dientes se conoce como osteología. Se utiliza con frecuencia en antropología, arqueología y ciencia forense para una variedad de tareas. Esto puede incluir determinar la nutrición, la salud, la edad o el estado de lesión de la persona de la que se extrajeron los huesos. La preparación de huesos carnosos para este tipo de estudios puede implicar maceración, hervir huesos carnosos para eliminar partículas grandes y luego limpiarlos a mano.

Antropólogos y arqueólogos también estudian herramientas óseas hechas por Homo sapiens y Homo neanderthalensis. Los huesos pueden servir para una variedad de usos, como puntas de proyectiles o pigmentos artísticos, y pueden estar hechos de huesos endoesqueléticos o externos, como cuernos o colmillos.

Alternativas a los endoesqueletos óseos

Hay varias alternativas a los huesos de mamíferos que se ven en la naturaleza; aunque tienen algunas funciones similares, no son completamente análogos funcionalmente al hueso.

• Los exoesqueletos ofrecen soporte, protección y palancas para el movimiento similares al hueso endoesquelético. Los diferentes tipos de exoesqueletos incluyen conchas, caparazones (compuestos de calcio o sílice) y exoesqueletos quitinosos.
• Un verdadero endoesqueleto (es decir, tejido protector derivado del mesodermo) también está presente en los equinodermos. Las poríferas (esponjas) poseen endoesqueletos simples que consisten en espículas calcáreas o silíceas y una red de fibra esponjosa.

Hueso expuesto

El hueso que penetra en la piel y se expone al exterior puede ser un proceso natural en algunos animales y debido a una lesión:

• Las astas de un ciervo se componen de hueso
• El pez depredador extinto Dunkleosteus, en lugar de dientes, tenía bordes afilados de hueso duro expuesto a lo largo de sus mandíbulas
• Una fractura compuesta ocurre cuando los bordes de un hueso roto perforan la piel
• Aunque no está estrictamente expuesto, el pico de un pájaro es principalmente hueso cubierto por una capa de queratina

Terminología

Se utilizan varios términos para referirse a las características y componentes de los huesos de todo el cuerpo:

Ósea característica	Definición
articular el proceso de	Una proyección que se pone en contacto con el hueso adyacente.
articulación	La región donde los huesos adyacentes entran en contacto entre sí-una articulación.
canal	Foramen largo en forma de túnel, generalmente un conducto para nervios o vasos sanguíneos notables.
cóndilo	Un grande, redondeado articular el proceso.
cresta	Una cresta prominente.
eminencia	Un relativamente pequeño de proyección o protuberancia.
epicóndilo	Una proyección cercana a un cóndilo pero que no forma parte de la articulación.
faceta	Una superficie articular pequeña y aplanada.
foramen	Una abertura a través de un hueso.
fosa	Una amplia, profunda zona deprimida.
fóvea	Un pequeño hoyo en la cabeza de un hueso.
laberinto	Una cavidad dentro de un hueso.
línea	Una proyección larga y delgada, a menudo con una superficie rugosa. También conocido como una cresta.
maléolo	Una de las dos protuberancias específicas de los huesos en el tobillo.
meatus	Un canal corto.
proceso	Proyección relativamente grande o protuberancia prominente.(gen.)
ramus	brazo-como se ramifican en el cuerpo de un hueso.
sinusal	Una cavidad dentro de un hueso craneal.
espina dorsal	Una proyección o protuberancia relativamente larga y delgada.
sutura	Articulación entre los huesos del cráneo.
trocánter	Una de dos tuberosidades situado en el fémur.
tubérculo	Una proyección o protuberancia con una superficie rugosa, generalmente más pequeña que una tuberosidad.
tuberosidad	Una proyección o un bulto con una superficie rugosa.

se utilizan Varios términos para referirse a las características específicas de los huesos largos:

Característica ósea	Definición
Diáfisis	El cuerpo principal largo y relativamente recto del hueso; región de osificación primaria. También conocido como el eje.
epífisis	Las regiones terminales del hueso; regiones de osificación secundaria.
placa epifisaria	El disco delgado de cartílago hialino entre la diáfisis y las epífisis; desaparece a los veinte años de edad. También conocido como placa de crecimiento.
cabeza	El extremo articular proximal del hueso.
cuello	La región de hueso entre la cabeza y el eje.

• Burkhardt, R. 1971. Médula Ósea y Tejido Óseo; Atlas de Color de Histopatología Clínica. Berlín: Springer-Verlag. ISBN 3540050590.Marieb, E. N. 1998. Anatomía humana & Fisiología, 4ª ed. Menlo Park, California: Benjamin / Cummings Science Publishing. ISBN 080534196X.
• Tortora, G. J. 1989. Principles of Human Anatomy, 5th ed. Nueva York: Harper & Fila, Editores. ISBN 0060466855.

Todos los enlaces recuperados el 15 de junio de 2016.

• Un buen resumen básico de la biología ósea del Science Creative Quarterly.