METABOLISMO ÓSEO

FUNCIONES DEL ESQUELETO • Soporte

• Protección de órganos vitales

• Posibilita movimientos dando inserción a los músculos y proveyendo palancas

• Formación de células sanguíneas en la médula ósea

• Almacenamiento de minerales, particularmente de Ca2+ y PO43-, que pueden ser intercambiados con el plasma para mantener sus concentraciones

TEJIDO ÓSEO Matriz proteica: densa que contiene depósitos de sales de

calcio y células especializadas en el interior de lagunas, organizadas alrededor de vasos sanguíneos.

Minerales de la Matriz: 2/3 de la matriz ósea es fosfato de calcio Ca3(PO4)2 : Reacciona con Hidróxido de calcio, Ca(OH) 2 Para formar cristales de hidroxiapatita Los cuales incorporan otras sales de calcio e iones

1/3 de la matriz son fibras proteicas (colágeno)

MATRIZ

40% orgánica: • Colágeno Tipo 1 (Fortaleza a la tensión)• Proteinglicanos (Fortaleza a la compresión)• Osteocalcina/Osteonectina• Factores de crecimiento/citoquinas/Osteoide

60% inorgánica• Hidroxiapatita cálcica

OSTEOCITOS • Células óseas maduras que

mantienen la matriz ósea• Localizadas en lagunas• Entre capas (laminillas) de matriz• Conectadas entre sí por

extensiones citoplasmáticas a través de canalículos

• No se multiplican• Mantienen el contenido de

proteínas y minerales de la matriz• Ayudan a reparar el hueso

dañado.

OSTEOBLASTOS• Célula ósea inmadura que

secreta componentes de la matriz (Osteogénesis)

• Osteoide: Matriz producida por osteoblastos, pero todavía no calcificada.

• Productor de colágeno tipo I, productor de fosfatasa alcalina

• Tiene receptores para PTH, estrógenos, vitamina D y citocinas

CELULAS OSTEOPROGENITORAS• Células madre mesenquimáticas que se multiplican para

formar osteoblastos• Localizadas en la capa celular interna del periostio y del

endostio• Ayudan a reparar fracturas óseas

OSTEOCLASTOS• Células gigantes, multinucleadas• Secretan ácidos y enzimas proteolíticas• Disuelven la matriz ósea, liberando minerales (osteolisis)• Derivadas de células primordiales que también originan

macrófagos• Tiene receptores para calcitonina

Hueso Compacto• Osteon es unidad

elemental del hueso compacto maduro

• Los Osteocitos se disponen en laminillas concéntricas

• Alrededor de un canal central que contiene vasos sanguíneos

Periostio • Recubre todos los huesos excepto las

áreas comprendidas dentro de las cápsulas articulares

• Contiene una capa fibrosa externa y una capa celular interna

• Funciones del Periostio:Aísla al hueso de tejidos vecinosProvee una ruta para la irrigación e

inervación del huesoParticipa en el crecimiento y la

reparación ósea

Endostio • Una capa celular discontínua: Recubre la cavidad medularCubre las trabéculas del

hueso esponjosoTapiza los canales centrales

• Contiene osteoblastos, células osteoprogenitoras y osteoclastos

• Es activo durante el crecimiento y la reparación ósea

Hueso Esponjoso • No se dispone en osteones• La matriz cubierta por endostio,

forma una red de trabéculas• Los canalículos se abren en su

superficie• Las trabéculas no contienen vasos

sanguíneos.• El espacio intertrabecular está lleno

de médula ósea, esta sí tiene vasos sanguíneos, produce células sanguíneas (médula

• ósea roja) y nutre a los osteocitos

CALCIO• Calcio sérico: 8.5- 10.5• Requerimiento diarios : 800 – 1200 mg46% unido a Albúmina6% Forma complejos48% ionizado

• El 60% es filtrado en Glomérulo y es reabsorbido casi por completo.

• El principal regulador de la excreción de calcio es la PTH, que disminuye la filtración y aumenta la reabsorción tubular.

• Se absorbe en duodeno y yeyuno. Se absorbe un 30% del calcio dietético

• La PTH y la Vit. D controlan la excreción del Calcio.

• Mineralización ósea• Segundo mensajero contracción muscular• Transmisión nerviosa • Liberación de enzimas y hormonas• Acción enzimática Regula quinasas (PKC)• Transporte celular estabilizador de membrana• Coagulación

FOSFORO• Fósforo sérico: 3-4.5 mg/dl 12% unido a Proteínas 53% ionizado 35% Forma complejos con Na, Ca y Mg.• Total 600 g• 85% como mineral óseo• 15%:

• Componente intracelular• Anión libre• Compuestos organofosforados• Proteínas estructurales• Enzimas• Factores de transcripción• ATP• Ácidos nucléicos.

• Absorción del 65% en el intestino delgado en ausencia de vitamina D.

• Absorción es de 500 a 1 000 mg/día.

• Reducen la absorción: sales de calcio, hidróxido de aluminio.

• Fosfato sérico está determinado principalmente por la tasa de resorción tubular renal

• La resorción renal de fosfato se ve alterada por la hipocalcemia, la hipomagnesemia y la hipofosfatemia grave.

• La PTH disminuye su absorción en túbulo proximal

PARATOHORMONA• Es la hormona que controla la homeostasis del calcio a través

de la acción directa sobre el hueso y el riñón e indirecta en el intestino.

- Estimulo HIPOCALCEMIA– Efecto • Inhibe (-) OSTEOBLASTOS• Estimula (+) OSTEOCLASTOS • Produce degradación del hueso (liberación Ca y P)• Puede llegar a estimular la formación de nuevos Osteoclastos.• Aumenta la resorción de Ca (riñón)• Aumenta la excreción de P, para evitar la hiperfosfatemia (que

tiende a formar complejos de Ca) • Aumento de absorción de Ca en el intestino por estimulacion de

vitamina D

• En el túbulo proximal:o Fosfaturia: inhibiendo reabsorción o Bicarbonaturiao El 60% del calcio filtrado se reabsorbe en el

túbulo proximal, independiente de PTHo Estimula enzima alfa 1 hidroxilasao Estimula síntesis 25-OH-vitamina D

• En el asa de Henle y túbulo distal:o PTH estimula la reabsorción de hasta el 35%

del calcio filtrado

• En hueso: o Receptores en osteoblastos o Estimulación de RANKL (ligando del

activador del receptor nuclear kappa) que a su vez estimula a los osteoclastos

CALCITRIOL• Aumenta la absorción intestinal

de calcio y en menor proporción, de fosfato: estimula las células intestinales a producir CALBINDINA, la cual fija Ca2+ y permite su transporte transcelular

• Favorece la mineralización ósea asegurando la disponibilidad de calcio y fósforo

• Estimula la diferenciación de osteoclastos favoreciendo la resorción ósea (remodelación ósea)

Vitamina D

CALCITONINA• Producida en las células parafoliculares del tiroides, es inhibidora de la

reabsorción ósea, al reducir el número y la actividad de los osteoclastos.

– Estimulo HIPERCALCEMIA

– Efecto • Inhibe (-) OSTEOCLASTOS• estimula (+) OSTEOBLASTOS • Disminuye nivel de Ca en sangre.• Inhibe la absorción intestinal de Ca2+

• Inhibe la reabsorción de fosfato a nivel de los túbulos renales• Aumenta la excreción renal de Ca2+ y Mg2+

– Actúa a nivel de Hueso y Riñón.

– Control mas rápido y a corto plazo, comparada con la PTH.

– Sus niveles séricos aumentan cuando la [Ca2+] plasmática es mayor a 2.25mmol/L

Otros factores que modifican elrecambio óseo

EstrógenosIntestino: Aumenta absorción de CaHueso: Disminuye la resorción ósea

GlucocorticoidesIntestino : Reduce la absorciónHueso: Aumenta la resorción / decrece la formación

TiroxinaEstimula la formación/resorciónResorción neta

Factores Locales• Somatomedina C – Proliferación de osteoblastos

• TGF (Factor de Crecimiento Transformador) – Aumenta la actividad de osteoblastos

• IL-1/OAF (Factor Activador de Osteoclastos) – Aumenta la actividad de osteoclastos (mieloma)

• Prostaglandinas – Incrementan el recambio óseo (Inflamación)

• BMP (proteína morfogénica del hueso) – Formación de hueso

Marcadores bioquímicos de formación ósea:Actividad enzimática: Fosfatasa alcalina total en suero (FAT) Isoenzima ósea de la Fosfatasa Alcalina

Proteínas sintetizadas por el Osteoblasto Osteocalcina (OC) Es la proteína no colágena mas abundante

del hueso. Propéptido Carboxiterminal del procolágeno I en suero Propéptido Amino Terminal del procolágeno I en suero

Marcadores bioquímicos de resorción ósea:Miden la actividad osteoclastica

Actividad enzimáticaFosfatasa ácida resistente al tartrato (FART)

• Derivados de la degradación de la fase mineral del huesoCociente Calcio/Creatinina

Derivados de la degradación del colágeno óseo