Osteoblasto: la gran osteo-fábrica

Las células madre mesenquimatosas, células capaces de auto renovarse, dan origen a las células osteoprogenitoras que se diferencian a preosteoblastos, osteoblastos y a osteocitos; considerados los últimos como una metadiferenciación de los osteoblastos. Se ha logrado aislar células madre mesenquimatosas desde los pericitos de los vasos sanguíneos, pulpa dentaria, cordón umbilical fetal, sangre periférica del adulto y médula ósea (1,2). En la remodelación ósea el hueso que se ha resorbido es reemplazado por células osteoprogenitoras que se derivan especialmente de la médula ósea; estas células migran hacia el tejido óseo atraídas por quimioquinas liberadas por el hueso en resorción, donde se adhieren al colágeno tipo I expuesto; se sabe que las interacciones adhesivas entre las células osteoprogenitoras y los componentes de la matriz extracelular juegan un papel fundamental en la diferenciación y proliferación de los osteoblastos (3). Estudios recientes demuestran la influencia de la microtopografía sobre la diferenciación del osteoblasto y este tema será tratado en un apartado diferente dentro de este texto.El osteoblasto es fabrica casi todos los componentes de la matriz celular ósea y media los procesos de mineralización del tejido. Un osteoblasto maduro y activo posee retículo endoplasmático y aparato de Golgi bien desarrollados, ubicados vectorialmente hacia el hueso recién formado (3). En adición, los osteoblastos participan de forma coordinada con los osteoclastos en los procesos de remodelación ósea, constituyendo la unidad de remodelación ósea (URO) (2). La remodelación ósea es crucial para mantener la homeostasis del tejido y consta de cuatro etapas definidas: activación, resorción, inversión y formación. Los osteoblastos actúan en las dos últimas etapas, bien sea mediante la secreción de factores reguladores de la actividad celular o de proteínas propias del osteoide. Una vez completada la remodelación ósea más del 50% de los osteoblastos sufren apoptosis, alrededor del 30% se transforman en osteocitos y la cantidad restante se inactiva (1,2). El tiempo de vida de la URO es de seis a nueve meses, el de los osteoblastos es del orden de los tres meses; se estima que al menos un 10% del esqueleto se renueva cada año por la acción de las URO (4). La regulación principal de la URO la realiza el osteoblasto, célula sensible a las señales osteogénicas y osteorresortivas; siendo capaz de activarse autocrinamente o de activar de forma paracrina al osteoclasto, procesos dependientes de la preponderancia de factores osteogénicos u osteorresortivos. Otra función conocida del osteoblasto es la formación del endosteo, un pseudoepitelio que recubre las cavidades óseas y regula la homeostasis de minerales y proteínas al interior del hueso (1,2).Los osteoblastos expresan proteínas transmembranales de adherencia, las integrinas, fundamentales para la integración osteoblasto-matriz. De éstas, se han encontrado integrinas del tipo α1β1, α2β1, α3β1, α4β1, α5β1, α6β1, entre otras (3). Muchas proteínas transmembranales juegan además un papel de receptores de señalización celular, modulándose así la actividad osteoblástica y osteoclástica, ya que es el osteoblasto quien expresa la mayoría de receptores para estímulos tanto osteogénicos como osteoresortivos, presumiéndose un papel de protección hacia la resorción exagerada(1). Entre los receptores

del osteoblasto, se encuentran receptores para TGF- β, IGF-1, IGF-2, PDGF, FGFs, PTH, PTHrP y hormonas sexuales (1,2,4,5). Los receptores transmembranales se encuentran acoplados a proteínas G que activan diferentes proteínas diana, tales como la fosfolipasa C (FLC) y la adenilato ciclasa (AC). De activarse la primera, los niveles de inositol trifosfato (IP3) y los de diacilglicerol (DAG) se ven aumentados, aumentando la concentración de calcio intracelular y activándose la proteína quinasa C, respectivamente. Ambas respuestas activan factores de transcripción que ocasionan un cambio en la expresión génica celular (4). Cuando se activa AC se incrementan los niveles de AMPc intracelulares, llevando a la activación de la proteína quinasa A, proteína que posee otras varias proteínas diana, integrándose tanto procesos anabólicos como catabólicos del metabolismo celular (6). La gran variedad de receptores que poseen los osteoblastos les permite ser blanco de numerosos factores de señalización que desencadenan respuestas igualmente variadas, en su mayoría mediadas por los mecanismos previamente descritos. Para denotar los efectos de los factores de crecimiento que actúan sobre el tejido óseo se dedicará otro apartado en esta revisión.

(1) García A, García GA, Mejía OR, Clavijo D, Casadiego CA. Osteobiología: aspectos novedosos del tejido óseo y la terapéutica con el plasma rico en plaquetas. MedUNAB 2007; 10:213-214

(2) Clarke B. Normal bone anatomy and physiology. Clin J Am Soc Nephrol. 2008; 3: S135–S136.

(3) Feng Xu. Chemical and Biochemical Basis of Cell-Bone Matrix Interactionin Health and Disease. Curr Chem Biol. 2009 May 1; 3(2): 189–193

(4) Datta NS, Abou-Samra A. PTH and PTHrP signaling in osteoblasts. Cell Signal. 2009 August ; 21(8): 1-3.

(5) Seifter-Klauss V, Prior JC. Progestero and bone: actions promoting bone health in women. Journal of Osteoporosis 2010: 1-18.

(6) Cochenski Borba V, Pietszkowski Mañas N. The use of PTH in the treatment of osteoporosis. Arq Bras Endocrinol Metab. 2010;54: 213-214.