Matriz ósea: qué es, componentes y características

Los huesos son unos órganos rígidos que forman el endoesqueleto de los animales vertebrados. Su función principal es otorgar a los seres vivos protección, capacidad de movimiento, sostén, producción de células sanguíneas (hematopoyesis) y almacenaje y liberación de minerales en base a las demandas fisiológicas del organismo.

Junto con músculos y tendones, el conjunto de huesos forman en el ser humano lo que conocemos como “aparato locomotor”. La musculatura estriada se contrae a voluntad en base a las directrices del cerebro, y como está unida a los huesos, actúa como palanca para que se ejecuten los movimientos que deseamos realizar en cualquier momento dado.

Los seres humanos tenemos un total de 206 huesos. 80 de ellos forman parte del esqueleto axial, el eje central del cuerpo, y 126 componen nuestras extremidades. Más allá de la osteología básica ya explorada en otras oportunidades, hoy te traemos una sección tisular del hueso de enorme interés a nivel anatómico y clínico: conócelo todo sobre la matriz ósea.

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Generalidades del tejido óseo

El tejido óseo, junto con la médula ósea y otros tejidos conectivos, da estructura y funcionalidad a los huesos. Por su parte, este se define como una organización tisular de naturaleza conjuntiva compuesto por células y elementos no vivos calcificados, que forman lo que conocemos como matriz ósea extracelular.

Como los vemos duros y resistentes, creemos que los huesos son fisiológicamente rígidos y que no experimentan cambios a lo largo del tiempo: nada más lejos de la realidad. El tejido óseo es duro, pero también extremadamente plástico, ya que presenta un metabolismo de resorción y reparación altamente complejo mediado por iones, células, hormonas, proteínas y factores nutricionales. Hay casos en los que las lesiones y traumatismos son demasiado agresivos para que el hueso se pueda reparar, pero, en la mayoría de ocasiones, el tejido óseo es capaz de reponerse tras una fractura.

El tejido óseo está compuesto en un 2% por células y en un 98% por sustancias extracelulares, es decir, matriz ósea. Aunque dedicaremos unos apuntes finales a conocer las células de los huesos, nos centramos en esta ocasión en lo que las rodea.

¿Qué es la matriz ósea?

La matriz ósea es el componente característico del hueso, ya que le otorga sus cualidades anatómicas y fisiológicas. Está compuesta en un 65-70% por sales inorgánicas (minerales) y en un 30-35% por sustancias orgánicas. Te contamos las particularidades de sendos elementos en las siguientes líneas.

1. Porción inorgánica

La parte mineral de la matriz es la que le otorga a los huesos la capacidad de almacenaje, resistencia y protección. El material inorgánico englobado en esta sección consiste en depósitos de fosfato de calcio, en forma de una sustancia conocida como hidroxiapatita. Los cristales de apatita miden unos 40 nanómetros de largo y tienen forma de prisma hexagonal, frecuentemente con gran desarrollo en las caras de pirámide. Como ya sabrás, presentan un color blanquecino-amarillento.

Como ya hemos dicho, la matriz inorgánica representa aproximadamente el 70% del peso en seco del hueso. El 99% del calcio, el 85% del fósforo y el 40-60% del sodio y magnesio que necesita el organismo se encuentra almacenado íntegramente en nuestro esqueleto. Sin ir más lejos, gracias a los huesos, los seres humanos “guardamos” en nuestro interior 1-1,2 kilogramos de calcio puro. Este mineral es esencial para la contracción muscular, transmisión de señales nerviosas, absorción de vitamina B12, estimulación de secreciones hormonales y muchas cosas más.

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2. Porción orgánica

Supone el 30% de la matriz ósea, aproximadamente. Esta sección orgánica se ve representada mayoritariamente por proteínas, más específicamente, por distintos tipos de colágeno. El colágeno tipo I es el que mayor presencia tiene (95% de la porción orgánica total), pero también se observan trazas de colágeno tipo IV (5%) y, en ocasiones, del tipo III. Dependiendo de la orientación de las fibras de colágeno, la matriz ósea puede ser de naturaleza laminar, no laminar y osteónica o laminar concéntrica.

Además del colágeno, en la parte orgánica de la matriz ósea también encontramos otras proteínas, aunque en mucha menor proporción. A continuación, te presentamos una lista con las más importantes:

• Osteocalcina: una proteína de naturaleza hormonal (hormona) cuya presencia en sangre se correlaciona con el coeficiente de formación ósea.
• Osteonectina: una fosfoproteína que interactúa con el colágeno y las sales inorgánicas de la matriz ósea.
• Trombospondina: proteína de secreción con capacidades antiangiogénicas, es decir, que inhibe la formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de los ya existentes.
• Fosfatasa alcalina: encargada del proceso de desfosforilación a nivel molecular.

La parte celular del hueso

Nos salimos de la matriz ósea para nombrar de forma somera a ese 2% de materia celular que compone al tejido del hueso. En primer lugar tenemos a las células osteoprogenitoras, que se diferencian, durante su desarrollo, en otros cuerpos celulares útiles para la producción ósea.

De gran interés son también los osteoblastos, las células del hueso encargadas de secretar la matriz ósea que acabamos de describir. Son capaces de sintetizar los cristales de hidroxiapatita que, como ya hemos dicho, están formados por calcio y fosfato. Resulta curioso conocer que los osteoblastos, como casi cualquier otro tipo de célula, preservan la capacidad de replicarse a sí mismos, pero esto no es posible con el tiempo debido a que quedan “encerrados” en la propia matriz sólida que ellos mismos sintetizan.

Aquí entran en juego los osteocitos, que representan a más del 90% de las células del tejido óseo. Se forman a partir de los osteoblastos (que a su vez derivan de las células osteoprogenitoras) y su labor consiste en mantener la matriz ósea, ya sea mediante la síntesis de nuevos materiales o la resorción de los mismos. Debido a su capacidad de almacenar o “liberar” el calcio óseo en sangre, se considera que participan activamente en el metabolismo y equilibrio mineral del organismo.

En último lugar tenemos a los osteoclastos, células multinucleadas que degradan y reabsorben el tejido óseo. Puede parecer una labor contraproducente destruir el material de los huesos (y realmente lo es), pero, cuando faltan minerales en el organismo esenciales para ciertos procesos fisiológicos, a veces no queda otra opción.

La matriz ósea no es estanca

Como hemos dicho previamente, la matriz ósea está en constante cambio. Normalmente, el proceso de síntesis y resorción de la matriz está equilibrado, y se ve mediado por sustancias como la hormona paratiroidea (PTH), la calcitonina, los estrógenos, la vitamina D, diversas citocinas y otros factores locales (prostaglandinas).

El pico de masa ósea se sitúa en la especie humana sobre los 30 años, pues hasta aquí se produce el crecimiento de los huesos, o lo que es lo mismo, una mayor tasa de síntesis de matriz que de resorción. A partir de aquí se genera una “meseta” fisiológica que dura unos 10 años, pero a medida que envejecemos, cada vez se destruye más matriz ósea y se sintetiza menos.

A partir de los 40 años de edad, cada año se pierde un 0,3-0,5% de la matriz ósea. En mujeres la condición se acelera de forma desorbitada durante la menopausia, debido a la caída drástica de hormonas sexuales, que se traduce en una tasa de pérdida ósea de hasta un 5% anual (aunque luego se vuelve a estabilizar).

Como ya sospecharás, este envejecimiento óseo se traduce en una patología más que conocida por cualquier persona anciana: la osteoporosis. Esta condición es común en la población envejecida, pero sin duda, se trata de un evento clínico con una incidencia mucho mayor en mujeres, debido a la resorción ósea exagerada que sucede en los 5-7 años que desemboca la menopausia.

Se estima que el 80% de las féminas mayores de 80 años sufren osteoporosis, mientras que la prevalencia en hombres ancianos mayores de 70 años oscila un 11,3%. No es de extrañar que la mayoría de fracturas de cadera y otras lesiones graves sucedan en personas de avanzada edad: cuando los huesos son frágiles, cualquier caída puede comprometer gravemente la integridad del individuo.

Resumen

No queremos terminar en una nota amarga, pues tan importante es el desarrollo del proceso como su desenlace. La matriz ósea alberga una infinidad de secretos y, sin duda, se trata de un conglomerado de sustancias verdaderamente fascinante desde un punto de vista anatómico y fisiológico. ¿Cómo sospechar, por ejemplo, que la deficiencia de calcio en el organismo podría provocar que la matriz ósea fuera degradada de forma activa por las células de los huesos?

Como has visto, nada en el ser humano es inamovible, por rígido e indestructible que parezca. Como todos los tejidos que nos definen, los huesos sufren cambios drásticos en base al desarrollo individual, condiciones ambientales, homeostasis interna y otros muchos factores más.

Referencias bibliográficas:

• Matriz ósea y consolidación, Medwave. Recogido a 25 de febrero en https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/Revisiones/RevisionClinica/4155
• Módulo de bases anatómicas y fisiológicas del deporte: los huesos. Recogido a 25 de febrero en http://www.edvillajunco.es/doc/1_los_huesos.pdf
• Revista de Osteoporosis y Metabolismo Mineral: osteoporosis. Definición. Epidemiología. Recogido a 25 de febrero en http://revistadeosteoporosisymetabolismomineral.com/2017/07/11/osteoporosis-definicion-epidemiologia/#:~:text=En%20Espa%C3%B1a%20se%20calcula%20que,%2D29%2C57%25)9.