Introducción al Sistema Óseo
El esqueleto puede dividirse en dos subgrupos, el esqueleto axial y el apendicular. El primero consta de los huesos del cráneo, la columna vertebral, las costillas y el esternón, mientras que el
esqueleto apendicular está formado por los huesos de los miembros superiores e inferiores, (fig.1.12).
El sistema esquelético está constituido por cartílago y hueso.
Cartílago
El cartílago es una forma avascular de tejido conjuntivo, que consiste en fibras extracelulares alojadas en una matriz que contiene células localizadas en pequeñas cavidades. La cantidad y la clase de fibras extracelulares de la matriz varían dependiendo del tipo de cartílago. En las áreas que soportan peso o en las que tienden a soportar fuerzas de tracción, la cantidad de colágeno es considerablemente mayor y el cartílago es prácticamente inextensible. Por el contrario, en áreas en las que la carga de peso y la tensión son menores, el cartílago contiene fibras elásticas y menos fibras de colágeno. Las funciones del cartílago son las siguientes:
■ Soporte de partes blandas.
■ Aportación de superficies lisas de deslizamiento para las articulaciones óseas.
■ Capacidad de desarrollo y crecimiento de los huesos largos.
Existen tres tipos de cartílago:
■ Hialino: el más frecuente; su matriz contiene una cantidad moderada de fibras de colágeno (presente, p. ej., en las superficies articulares de los huesos).
■ Elástico: la matriz contiene fibras de colágeno junto con una cantidad importante de fibras elásticas (p. ej., en el oído externo).
■ Fibrocartílago: la matriz contiene un número limitado de células y tejido de matriz intercelular entre una sustancial cantidad de fibras de colágeno (p. ej., en los discos intervertebrales).
El cartílago se nutre por difusión y carece de vasos sanguíneos o linfáticos y de nervios.
Hueso
El hueso es un tejido conjuntivo vivo y calcificado que forma la mayor parte del esqueleto. Consiste en una matriz calcificada intracelular, que contiene también fibras de colágeno y diversos tipos de células en su matriz. Los huesos funcionan como:■ Estructuras de soporte del cuerpo.
■ Protectores de órganos vitales.
■ Depósitos de calcio y fósforo.
■ Palancas sobre las que actúan los músculos para generar movimiento.
■ Reservas de células productoras de sangre
Hay dos tipos de hueso: el compacto y el esponjoso (trabecular). El hueso compacto es denso y forma la cubierta exterior de todos los huesos rodeando el hueso esponjoso. Este está formado por espículas de hueso que forman cavidades que contienen células formadoras de sangre (médula ósea). La clasificación de los huesos se establece en función de su forma:
■ Los huesos largos son tubulares (p. ej., el húmero en el miembro superior o el fémur en el inferior).
■ Los huesos cortos son de forma cuboidal (p. ej., los huesos de la muñeca y el tobillo).
■ Los huesos planos constan de dos placas de hueso compacto separadas por hueso esponjoso (p. ej., los huesos del cráneo).
■ Los huesos irregulares pueden presentar distintas formas (p. ej., los huesos de la cara).
■ Los huesos sesamoideos son los huesos redondos u ovales que se desarrollan en los tendones.
Los huesos presentan vascularización e inervación. Generalmente, una arteria adyacente aporta una arteria nutricia, casi siempre una por hueso, que entra directamente en su cavidad interior e irriga la médula ósea, el hueso esponjoso y las capas internas de hueso compacto. Además, todos los huesos están cubiertos externamente -excepto en el área de la articulación, donde hay cartílago articular- por una membrana de tejido conjuntivo fibroso denominada periostio, que presenta la singular capacidad de formar tejido óseo nuevo. La membrana recibe vasos sanguíneos cuyas ramas irrigan las partes
externas del hueso compacto. Un hueso despojado del periostio no puede sobrevivir. Los vasos que irrigan el hueso y el periostio van acompañados de nervios. La mayoría de los nervios que pasan a la cavidad interna con la arteria nutricia son fibras vasomotoras que regulan el flujo sanguíneo. El hueso tiene pocas fibras nerviosas sensitivas. Por otra parte, el periostio es inervado por numerosas fibras nerviosas sensitivas y es muy sensible a cualquier tipo de lesión. Desde el punto de vista del desarrollo, todos los huesos proceden del mesénquima, bien por osificación intramembranosa,en la que los modelos óseos mesenquimales experimentan una osificación, o bien por osificación endocondral, en las que los modelos cartilaginosos de huesos se forman a partir de mesénquima, experimentando también osificación.
Conceptos prácticos
Determinación de la edad esquelética
A lo largo de la vida los huesos se desarrollan según un patrón predecible para constituir un esqueleto
adulto maduro hacia el fin de la pubertad. En los países occidentales la madurez esquelética tiende a producirse entre los 20 y los 25 años de edad. Sin embargo, ello puede variar en función de criterios geográficos y socioeconómicos. La madurez esquelética se ve también condicionada por factores genéticos y por estados patológicos.Hasta que se alcanza la edad de madurez esquelética,
el crecimiento y el desarrollo óseos siguen una pauta característica, ordenada y predecible, que puede valorarse mediante ecografía, radiografías simples o RM. De forma característica, se suele tomar una radiografía de la mano no dominante (la izquierda en diestros) y se compara con series de radiografías estándar.A partir de esta comparación se establece la edad esquelética (fig. 1.13).
En determinados estados patológicos, como la malnutrición y el hipotiroidismo, la maduración ósea
Fracturas óseas
En el hueso normal, las fracturas se producen como consecuencia de una carga o tensión anómala ante la que el hueso cede. Las fracturas pueden producirse también en huesos de mala calidad (osteoporosis). En este caso, una tensión normal para un hueso sano no es soportada por el hueso enfermo, que se fractura.En los niños cuyos huesos están en desarrollo pueden producirse fracturas en torno a las placas de crecimiento o en las diáfisis de los huesos. Es característico que estas fracturas
de la diáfisis den lugar a una rotura cortical parcial, similar a la que se produce cuando se arranca una rama de un árbol joven. Por ello se denominan fracturas «en tallo verde» (fig. 1.15).Después de que se haya producido una fractura,la respuesta natural a ésta es la tendencia a la cicatrización. Entre los bordes de la fractura se forma un coágulo de sangre, a partir del cual se desarrollan nuevos vasos. A continuación se constituye una matriz de textura gelatinosa, produciéndose una ulterior migración a ella de células productoras de colágeno. Sobre esta infraestructura de tejido blando, se acumula hidroxiapatita cálcica por acción de los osteoblastos, se van formando cristales insolubles y se va asentando la matriz ósea. A medida que se genera hueso, es posible apreciar la progresiva formación de un callo en torno a la fractura.El tratamiento de las fracturas requiere una reducción previa de la línea de fractura. Cuando ésta no puede mantenerse con yeso, es necesario proceder a .fijaciónexterna con tornillos y varillas de metal
Necrosis avascular
La necrosis avascular es la muerte celular del hueso,inducida por pérdida de irrigación temporal o permanente en un hueso. Puede registrarse en diversas afecciones médicas, algunas de cuyas etiologías no se conocen con precisión. Una localización característica de la necrosis avascular es la fractura del cuello del fémur en pacientes ancianos. En ellos se produce una pérdida de continuidad
del flujo sanguíneo cortical medular, con disminución de la irrigación de las fibras retinaculares. Ello reduce el aporte sanguíneo a la cabeza del fémur, en la que se termina desarrollando necrosis y colapso. En estos pacientes es necesario reemplazar la cabeza femoral por una prótesis (fig. 1.16)
Articulaciones
Los puntos donde dos elementos esqueléticos contactan se denominan articulaciones. Las dos categorías generales de articulaciones son (fig. 1.19):
■ Aquellas en las que los elementos esqueléticos quedan separados por una cavidad (articulaciones sinoviales)
■ Aquellas en las que no hay cavidad y los componentes se mantienen unidos por tejido conjuntivo
(articulaciones solidas).Los vasos sanguíneos que irrigan una articulación y los nervios que inervan los músculos que actúan sobre la articulación suelen aporta ramas articulares a esa articulación.
Articulaciones sinoviales
Las articulaciones sinoviales son conexiones entre componentes esqueléticos en las que los elementos implicados se encuentran separados por una estrecha cavidad articular (fig. 1.20).Además de incluir una cavidad articular, estas articulaciones tienen varios rasgos característicos. En primer lugar, una capa de cartílago, habitualmente c a r tílag o h ia lin o , cubre las superficies articulares de los elementos esqueléticos. En otras palabras, las superficies óseas no contactan normalmente entre sí de forma directa. Como consecuencia,cuando se ven estas articulaciones en radiografías normales, un
amplio intervalo parece separar los huesos adyacentes, porque el cartílago que cubre las superficies articulares es más transparente a los rayos X que el hueso. Una segunda característica de las articulaciones sinovialeses la presencia de una cápsula articular consistente en una membrana sinovialinternana membrana fibrosa externa
■ La membrana sinovial se fija a los márgenes de las superficies articulares en la interfase entre el cartílago y el hueso,y envuelve la cavidad articular. La membrana sinovial está altamente vascularizada y produce líquido sinovial, que se acumula en la cavidad articular y proporciona lubricación a las superficies articulares. También aparecen sacos cerrados de membrana sinovial fuera de las articulaciones, donde forman bolsas sinoviales o vainas tendinosas. Las bolsas se interponen a menudo entre estructuras como tendones yhueso, tendones y articulaciones, o piel y hueso, y reducen la fricción de una estructura al moverse sobre otra. Las vainas tendinosas rodean los tendones y también disminuyen la fricción.
■ La membrana fibrosa está formada por tejido conjuntivo denso y rodea y estabiliza la articulación. Partes de la membrana fibrosa pueden verse engrosadas para formar ligamentos, que estabilizan aún más la articulación. Los ligamentos externos a la cápsula suelen aportar un refuerzo adicional. Otro rasgo común, pero no universal, de las articulaciones sinoviales es la presencia de estructuras adicionales dentro del área englobada por la cápsula o membrana sinovial, tales como discos articulares (habitualmente compuestos de fibrocartílago), almohadillas grasas y tendones. Los discos articulares absorben las fuerzas de compresión, ajustan los cambios en el contorno de las superficies articulares durante los movimientos y aumentan el rango de movimientos que se pueden producir en las articulaciones. Las almohadillas grasas suelen encontrarse entre la membrana sinovial y la cápsula y entran y salen de estas zonas a medida que el contorno articular cambia durante el movimiento. Las áreas redundantes de membrana sinovial y de membrana fibrosa permiten mayor movilidad en las articulaciones.
esqueleto apendicular está formado por los huesos de los miembros superiores e inferiores, (fig.1.12).
El sistema esquelético está constituido por cartílago y hueso.
Cartílago
El cartílago es una forma avascular de tejido conjuntivo, que consiste en fibras extracelulares alojadas en una matriz que contiene células localizadas en pequeñas cavidades. La cantidad y la clase de fibras extracelulares de la matriz varían dependiendo del tipo de cartílago. En las áreas que soportan peso o en las que tienden a soportar fuerzas de tracción, la cantidad de colágeno es considerablemente mayor y el cartílago es prácticamente inextensible. Por el contrario, en áreas en las que la carga de peso y la tensión son menores, el cartílago contiene fibras elásticas y menos fibras de colágeno. Las funciones del cartílago son las siguientes:
■ Soporte de partes blandas.
■ Aportación de superficies lisas de deslizamiento para las articulaciones óseas.
■ Capacidad de desarrollo y crecimiento de los huesos largos.
Existen tres tipos de cartílago:
■ Hialino: el más frecuente; su matriz contiene una cantidad moderada de fibras de colágeno (presente, p. ej., en las superficies articulares de los huesos).
■ Elástico: la matriz contiene fibras de colágeno junto con una cantidad importante de fibras elásticas (p. ej., en el oído externo).
■ Fibrocartílago: la matriz contiene un número limitado de células y tejido de matriz intercelular entre una sustancial cantidad de fibras de colágeno (p. ej., en los discos intervertebrales).
El cartílago se nutre por difusión y carece de vasos sanguíneos o linfáticos y de nervios.
Hueso
El hueso es un tejido conjuntivo vivo y calcificado que forma la mayor parte del esqueleto. Consiste en una matriz calcificada intracelular, que contiene también fibras de colágeno y diversos tipos de células en su matriz. Los huesos funcionan como:■ Estructuras de soporte del cuerpo.
■ Protectores de órganos vitales.
■ Depósitos de calcio y fósforo.
■ Palancas sobre las que actúan los músculos para generar movimiento.
■ Reservas de células productoras de sangre
Hay dos tipos de hueso: el compacto y el esponjoso (trabecular). El hueso compacto es denso y forma la cubierta exterior de todos los huesos rodeando el hueso esponjoso. Este está formado por espículas de hueso que forman cavidades que contienen células formadoras de sangre (médula ósea). La clasificación de los huesos se establece en función de su forma:
■ Los huesos largos son tubulares (p. ej., el húmero en el miembro superior o el fémur en el inferior).
■ Los huesos cortos son de forma cuboidal (p. ej., los huesos de la muñeca y el tobillo).
■ Los huesos planos constan de dos placas de hueso compacto separadas por hueso esponjoso (p. ej., los huesos del cráneo).
■ Los huesos irregulares pueden presentar distintas formas (p. ej., los huesos de la cara).
■ Los huesos sesamoideos son los huesos redondos u ovales que se desarrollan en los tendones.
Los huesos presentan vascularización e inervación. Generalmente, una arteria adyacente aporta una arteria nutricia, casi siempre una por hueso, que entra directamente en su cavidad interior e irriga la médula ósea, el hueso esponjoso y las capas internas de hueso compacto. Además, todos los huesos están cubiertos externamente -excepto en el área de la articulación, donde hay cartílago articular- por una membrana de tejido conjuntivo fibroso denominada periostio, que presenta la singular capacidad de formar tejido óseo nuevo. La membrana recibe vasos sanguíneos cuyas ramas irrigan las partes
externas del hueso compacto. Un hueso despojado del periostio no puede sobrevivir. Los vasos que irrigan el hueso y el periostio van acompañados de nervios. La mayoría de los nervios que pasan a la cavidad interna con la arteria nutricia son fibras vasomotoras que regulan el flujo sanguíneo. El hueso tiene pocas fibras nerviosas sensitivas. Por otra parte, el periostio es inervado por numerosas fibras nerviosas sensitivas y es muy sensible a cualquier tipo de lesión. Desde el punto de vista del desarrollo, todos los huesos proceden del mesénquima, bien por osificación intramembranosa,en la que los modelos óseos mesenquimales experimentan una osificación, o bien por osificación endocondral, en las que los modelos cartilaginosos de huesos se forman a partir de mesénquima, experimentando también osificación.
Conceptos prácticos
Determinación de la edad esquelética
A lo largo de la vida los huesos se desarrollan según un patrón predecible para constituir un esqueleto
adulto maduro hacia el fin de la pubertad. En los países occidentales la madurez esquelética tiende a producirse entre los 20 y los 25 años de edad. Sin embargo, ello puede variar en función de criterios geográficos y socioeconómicos. La madurez esquelética se ve también condicionada por factores genéticos y por estados patológicos.Hasta que se alcanza la edad de madurez esquelética,
el crecimiento y el desarrollo óseos siguen una pauta característica, ordenada y predecible, que puede valorarse mediante ecografía, radiografías simples o RM. De forma característica, se suele tomar una radiografía de la mano no dominante (la izquierda en diestros) y se compara con series de radiografías estándar.A partir de esta comparación se establece la edad esquelética (fig. 1.13).
En determinados estados patológicos, como la malnutrición y el hipotiroidismo, la maduración ósea
puede ser lenta. Si la edad ósea esquelética se ve retrasada de forma significativa con respecto a la edad real, es a veces necesario establecer un tratamiento.En individuos sanos, la edad ósea representa con exactitud la edad real del paciente. Ello resulta importante para la determinación de dicha edad real, dato que puede ser significativo en el ámbito medicolegal.
Trasplantes de médula ósea
La médula ósea desempeña una función importante. Hay dos tipos de médula ósea: la médula roja (también llamada tejido mieloide) y la médula amarilla. Los eritrocitos, las plaquetas y la mayoría de los leucocitos se forman a partir de médula roja. En la médula amarilla se elaboran unos pocos leucocitos, aunque lo que predomina en ella son los grandes glóbulos grasos (que le dan su tono amarillento) (fig. 1.14).Desde el nacimiento la mayor parte de la médula ósea es roja. Sin embargo, a medida que una persona envejece,cada vez más médula roja se convierte en amarilla en los huesos largos y en los planos.La médula ósea contiene dos tipos de células madre.Las hematopoyéticas hacen que aumente el número de leucocitos, eritrocitos y plaquetas. Las mesenquimatosas se diferencian en estructuras que forman hueso, cartílago y músculo.Son varias las enfermedades que afectan a la médula ósea, contándose entre ellas infecciones y neoplasias malignas. En pacientes que desarrollan neoplasias en la médula ósea (p. ej., leucemia), es posible obtener células no malignas a partir de la médula ósea del propio paciente o de otra persona. La médula ósea enferma puede ser destruida por quimioterapia o radiación,infundiéndose en ella nuevas células.Este tratamiento es lo que se conoce como trasplante de médula ósea.
En el hueso normal, las fracturas se producen como consecuencia de una carga o tensión anómala ante la que el hueso cede. Las fracturas pueden producirse también en huesos de mala calidad (osteoporosis). En este caso, una tensión normal para un hueso sano no es soportada por el hueso enfermo, que se fractura.En los niños cuyos huesos están en desarrollo pueden producirse fracturas en torno a las placas de crecimiento o en las diáfisis de los huesos. Es característico que estas fracturas
de la diáfisis den lugar a una rotura cortical parcial, similar a la que se produce cuando se arranca una rama de un árbol joven. Por ello se denominan fracturas «en tallo verde» (fig. 1.15).Después de que se haya producido una fractura,la respuesta natural a ésta es la tendencia a la cicatrización. Entre los bordes de la fractura se forma un coágulo de sangre, a partir del cual se desarrollan nuevos vasos. A continuación se constituye una matriz de textura gelatinosa, produciéndose una ulterior migración a ella de células productoras de colágeno. Sobre esta infraestructura de tejido blando, se acumula hidroxiapatita cálcica por acción de los osteoblastos, se van formando cristales insolubles y se va asentando la matriz ósea. A medida que se genera hueso, es posible apreciar la progresiva formación de un callo en torno a la fractura.El tratamiento de las fracturas requiere una reducción previa de la línea de fractura. Cuando ésta no puede mantenerse con yeso, es necesario proceder a .fijaciónexterna con tornillos y varillas de metal
La necrosis avascular es la muerte celular del hueso,inducida por pérdida de irrigación temporal o permanente en un hueso. Puede registrarse en diversas afecciones médicas, algunas de cuyas etiologías no se conocen con precisión. Una localización característica de la necrosis avascular es la fractura del cuello del fémur en pacientes ancianos. En ellos se produce una pérdida de continuidad
del flujo sanguíneo cortical medular, con disminución de la irrigación de las fibras retinaculares. Ello reduce el aporte sanguíneo a la cabeza del fémur, en la que se termina desarrollando necrosis y colapso. En estos pacientes es necesario reemplazar la cabeza femoral por una prótesis (fig. 1.16)
Los puntos donde dos elementos esqueléticos contactan se denominan articulaciones. Las dos categorías generales de articulaciones son (fig. 1.19):
■ Aquellas en las que los elementos esqueléticos quedan separados por una cavidad (articulaciones sinoviales)
■ Aquellas en las que no hay cavidad y los componentes se mantienen unidos por tejido conjuntivo
(articulaciones solidas).Los vasos sanguíneos que irrigan una articulación y los nervios que inervan los músculos que actúan sobre la articulación suelen aporta ramas articulares a esa articulación.
Articulaciones sinoviales
Las articulaciones sinoviales son conexiones entre componentes esqueléticos en las que los elementos implicados se encuentran separados por una estrecha cavidad articular (fig. 1.20).Además de incluir una cavidad articular, estas articulaciones tienen varios rasgos característicos. En primer lugar, una capa de cartílago, habitualmente c a r tílag o h ia lin o , cubre las superficies articulares de los elementos esqueléticos. En otras palabras, las superficies óseas no contactan normalmente entre sí de forma directa. Como consecuencia,cuando se ven estas articulaciones en radiografías normales, un
amplio intervalo parece separar los huesos adyacentes, porque el cartílago que cubre las superficies articulares es más transparente a los rayos X que el hueso. Una segunda característica de las articulaciones sinovialeses la presencia de una cápsula articular consistente en una membrana sinovialinternana membrana fibrosa externa
■ La membrana sinovial se fija a los márgenes de las superficies articulares en la interfase entre el cartílago y el hueso,y envuelve la cavidad articular. La membrana sinovial está altamente vascularizada y produce líquido sinovial, que se acumula en la cavidad articular y proporciona lubricación a las superficies articulares. También aparecen sacos cerrados de membrana sinovial fuera de las articulaciones, donde forman bolsas sinoviales o vainas tendinosas. Las bolsas se interponen a menudo entre estructuras como tendones yhueso, tendones y articulaciones, o piel y hueso, y reducen la fricción de una estructura al moverse sobre otra. Las vainas tendinosas rodean los tendones y también disminuyen la fricción.
■ La membrana fibrosa está formada por tejido conjuntivo denso y rodea y estabiliza la articulación. Partes de la membrana fibrosa pueden verse engrosadas para formar ligamentos, que estabilizan aún más la articulación. Los ligamentos externos a la cápsula suelen aportar un refuerzo adicional. Otro rasgo común, pero no universal, de las articulaciones sinoviales es la presencia de estructuras adicionales dentro del área englobada por la cápsula o membrana sinovial, tales como discos articulares (habitualmente compuestos de fibrocartílago), almohadillas grasas y tendones. Los discos articulares absorben las fuerzas de compresión, ajustan los cambios en el contorno de las superficies articulares durante los movimientos y aumentan el rango de movimientos que se pueden producir en las articulaciones. Las almohadillas grasas suelen encontrarse entre la membrana sinovial y la cápsula y entran y salen de estas zonas a medida que el contorno articular cambia durante el movimiento. Las áreas redundantes de membrana sinovial y de membrana fibrosa permiten mayor movilidad en las articulaciones.
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