Breve aproximación al tejido óseo.

El esqueleto humano está compuesto por huesos: piezas independientes, duras, constituidas fundamentalmente por tejido óseo.

Estos sostienen todo el cuerpo, todos los movimientos corporales se basan en el desplazamiento de uno o varios huesos respecto a otros, en ellos se apoyan o sustentan todos los órganos del cuerpo; además, protege las estructuras corporales más delicadas (pensemos, por ejemplo, en el cerebro dentro del cráneo, o el corazón y los pulmones dentro de la caja torácica).

También es el principal reservorio natural de calcio y fósforo para el cuerpo (el ión calcio es muy importante, fundamental por ejemplo para la contracción muscular). Por último, participa en la formación de células de la sangre (hematopoyesis).

El tejido óseo es el principal tejido de sostén de los vertebrados (salvo algunos peces primitivos que poseen un esqueleto cartilaginoso).

Existen dos grandes tipos de tejido óseo: el hueso compacto y el hueso esponjoso. El compacto forma el exterior, la parte dura de todos los huesos. El hueso esponjoso se encuentra en el interior de los huesos grandes.

Comenzaremos con el hueso compacto. En este tejido la matriz extracelular no solo es sólida, también está muy endurecida, gracias sobre todo a la acumulación de sales de calcio. Además, la matriz se encuentra muy organizada, para que la resistencia se aplique de manera preferencial en ciertas direcciones.

Osteocitos

Hay dos tipos principales de células en el tejido óseo. Las más abundantes son los osteocitos, encargados de fabricar y mantener en buen estado la matriz extracelular; se encuentran en unos huecos de la matriz denominados lagunas. En este caso, las lagunas están interconectadas entre si, al igual que lo están los osteocitos (emiten prolongaciones a lo largo de los canales que conectan las lagunas).

El tejido óseo es vascular, y los osteocitos son capaces de captar calcio de la sangre, pasárselo de unos a otros si se encuentran lejos de algún vaso sanguíneo y fabricar matriz extracelular o acumular calcio en ella. El segundo tipo celular son los osteoclastos. Su papel es el contrario al de los osteocitos, son los encargados de destruir la matriz extracelular ósea y pasar calcio a la sangre cuando esto es requerido.

Esquema de osteona

Como decíamos la matriz extracelular se encuentra muy ordenada. Se organiza en una serie de estructuras cilíndricas, concéntricas, denominadas osteonas (o sistemas de Havers). Forman grandes cilindros, que a su vez están formados por cilindros más pequeños. En el centro de cada osteona hay un tubo hueco, denominado conducto de Havers por el que discurre un vaso sanguíneo (que nutre a todos los osteocitos de la osteona) y nervios. Además, en este canal central es donde se encuentran los osteoclastos.

Los conductos de Havers pueden enlazarse entre si mediante canales transversales conocidos como conductos de Volkmann.

Tejido Óseo: conductos de Havers y canales de Volkmann

En cuanto al hueso esponjoso, su matriz también está calcificada, pero no forma osteonas. Como su nombre indica, tiene forma de esponja (constituyen unas estructuras canaliculares llamadas trabéculas), ya que deja grandes huecos. En el interior del hueso compacto se encuentran las células encargadas de la hematopoyesis, es decir, encargadas de la fabricación de las células de la sangre.

En la mayor parte de los huesos del cuerpo encontraremos, además una capa conjuntiva que rodea al hueso, lo protege y se encargará además de facilitar el crecimiento en grosor del mismo. Se denomina periostio.

Existen cuatro tipos fundamentales de huesos:

• Huesos cortos: pequeños y con medidas similares en las tres dimensiones del espacio.
• Huesos planos: forma aplanada, es decir, hay dos dimensiones que son más relevantes que la tercera.
• Huesos largos: una dimensión predomina sobre las otras dos. Están constituidos por tres partes:

1. Epífisis: extremo del hueso, normalmente ensanchado.
2. Díafisis: parte central, alargada y hueca.
3. Metáfisis: zona de unión entre la epífisis y la diáfisis. Es la zona de crecimiento del hueso.

• Huesos irregulares: tiene formas complejas, que no pueden definirse como ninguna de las anteriores. Por ejemplo, el esfenoides en el cráneo o las vértebras.

Tipos de huesos y partes de los huesos largos

Breve aproximación a la fisiología muscular.

Los músculos son los encargados de producir los movimientos del cuerpo. Además de facilitar los movimientos de unas partes del cuerpo respecto a otras, los músculos permiten otro tipo de movimientos, como los movimientos involuntarios del intestino (peristálticos) y producen calor (a base de consumir energía).

Constituido por células con capacidad de contracción, es decir, con capacidad de movimiento, el tejido muscular cumple tres funciones importantes: proporciona los movimientos corporales, es responsable del mantenimiento de la postura y ayuda en la termorregulación, ya que son uno de los principales sistemas de generación de calor del cuerpo.

Las células musculares basan su capacidad contráctil en un sistema de citoesqueleto muy desarrollado y con una proteína contráctil de la familia de los filamentos intermedios asociada a este citoesqueleto denominada miosina.

Hay tres tipos fundamentales de tejido muscular, que son muy diferentes tanto en su morfología como en su función:

• Músculo liso.
• Músculo estriado esquelético.
• Músculo estriado cardiaco.

Músculo liso

El músculo liso está formado por células de tamaño relativamente pequeño, con forma de huso y fibras de actina y miosina dispuestas longitudinalmente en el citoplasma (aunque sin una organización excesiva).

Es el músculo encargado de movimientos involuntarios (no realizados conscientemente), como por ejemplo los movimientos de contracción de los bronquios, venas y arterias, los movimientos peristálticos del tubo digestivo, los movimientos de contracción y dilatación de la pupila.

Se encarga de movimientos lentos, pero es muy resistente a la fatiga (puede trabajar durante horas sin descanso).

Músculo estriado cardiaco

El músculo estriado cardiaco presentauna estriación transversal uniforme; esta es consecuencia de la estructura ordenada de filamentos de actina y miosina. Está formado por células relativamente pequeñas que presentan un núcleo en posición central. En sus extremos poseen unas ramificaciones, con las que contactan con otras células vecinas. En estas zonas de contacto la membrana está engrosada, ya que es una zona de comunicación entre células cuya función es provocar que la contracción de todas las células musculares esté coordinada.

Se trata de las células musculares que componen el corazón (de ahí la necesidad de coordinación).

Es un músculo que permite movimientos rápidos (el corazón puede llegar a latir más de doscientas veces en un minuto) y a la vez muy resistente a la fatiga (late sin descanso durante toda la vida).

El músculo estriado esquelético está formado por células cilíndricas de gran tamaño (pueden llegar a medir varios milímetros y poseer varias decenas de núcleos) que presentan una característica estriación transversal muy uniforme, consecuencia de la extrema ordenación de su citoesqueleto y en concreto de los tubos de actina y miosina.

Se denomina esquelético porque se encuentra en músculos anclados de alguna forma a un hueso. Se encarga de los movimientos voluntarios de nuestro cuerpo: movimientos de brazos, piernas, etc. Es decir, constituye los músculos voluminosos de nuestro cuerpo.

Músculo estriado esquelético

Se encarga de movimientos muy rápidos y fuertes. Pero es poco resistente a la fatiga, tras una actividad de varios minutos, comienza a perder efectividad.

El sistema muscular constituye una parte muy importante de nuestro cuerpo: alrededor del 40% de nuestro peso.

Los grandes músculos esqueléticos se encuentran rodeados por una membrana conjuntiva denominada epimisio. El músculo se divide en haces, separados unos de otros por una membrana conjuntiva denominada perimisio. Y cada célula muscular está separada de las demás por una membrana conjuntiva muy fina denominada endomisio. Las tres membranas conjuntivas acaban confluyendo en el extremos del músculo y en la zona de unión aparecen fibras conjuntivas y elásticas, transformándose estas en el tendón del músculo.

Como hemos indicado, las fibras musculares esqueléticas presentan una serie de estriaciones transversales a intervalos constantes (le dan su nombre de músculo estriado). Corresponden a una distribución de los filamentos muy ordenada. Estos filamentos serán los encargados de facilitar y llevar a cabo la contracción muscular.

Bandeado del músculo estriado

Existen bandas claras y oscuras alternas. Las bandas claras se denominan bandas I (de isótropas) y las bandas oscuras bandas A (de anisótropas). Las bandas claras I tienen, en su zona central, una banda de color oscuro que se denomina banda o disco Z. Y las bandas oscuras A tienen en su zona central una banda clara denominada banda H. Las bandas H tienen en su zona central una banda o línea más oscura denominada línea M.

Las bandas I son zonas donde solo hay filamentos de actina, que actúan como raíles o fibras fijadoras. El disco Z es la zona en la que se anclan estos filamentos de actina. Los filamentos móviles son los filamentos de miosina. Las zonas oscuras de la banda A corresponden a zonas donde se encuentran a la vez filamentos de actina y de miosina. La línea M es la zona de inserción de los filamentos de miosina. Y la banda H la zona en la que hay filamentos de miosina pero no hay filamentos de actina. Cuando el músculo se contrae, desaparece la banda H, ya que la miosina tira de la actina, acercando las dos partes de la banda y acortando el músculo.

¿Y cómo se contrae el músculo?

Placa motora

El músculo se contrae como respuesta a un impulso nervioso que le llega por parte de las neuronas encargadas de ordenar el movimiento de los músculos y que se denominan neuronas motoras (o motoneuronas).

Cada neurona motora no estimula a una sola célula o fibra muscular, sino a un grupo de ellas. Al grupo de fibras estimuladas por una sola neurona se le denomina unidad motora.

En los músculos destinados a movimientos de fuerza, las unidades motoras son grandes, una sola neurona ordena el funcionamiento de muchas células musculares. De esta forma, una sola descarga provoca una fuerte contracción muscular. En cambio, los músculos que son requeridos para movimientos finos, precioso, poseen unidades motoras más pequeños. Por medio del ejercicio físico puede hacerse variar el tamaño de las unidades motoras. Por eso un violinista no puede dedicarse al boxeo: el entrenamiento de fuerza provocaría que el músculo perdiese precisión.

¿Cómo funciona la contracción muscular? Es un proceso complejo.

Cuando llega el impulso nervioso, los neurotransmisores que se descargan sobre la célula muscular provocan la apertura de canales de calcio, provocando la entrada de este ión dentro del citoplasma la célula desde el exterior; además, un retículo endoplásmico especial denominado presente en las células musculares, denominado retículo sarcoplásmico, acumula en su interior grandes cantidades de calcio, abriendo sus canales y permitiendo que el calcio salga del retículo al citoplasma cuando recibe el impulso de la neurona motora.

En situación de reposo, la actina y la miosina no pueden unirse, ya que las zonas de unión se encuentran bloqueadas por dos poretínas, una proteína fibrilar denominada tropomiosina y una proteína globular denominada troponina.

Al acumularse el calcio en la célula, el calcio se une a la troponina (concretamente a su subunidad conocida como troponina C). La troponina C actúa sobre la tropomiosina y la desplaza, dejando libre la zona de unión entre la miosina y la actina.

Esto provoca que la actina se una a la miosina y se desplace sobre ella: la actina actúa como el rail, la miosina provoca el movimiento, haciendo que los filamentos de actina se desplacen.

El movimiento de la actina sobre la miosina provoca que la fibra se contraiga. Este movimiento consume energía (en forma de una molécula de ATP, unida a la miosina, que se transforma en ADP). Cuando el impulso nervioso cesa, la célula retira el calcio, la tropomiosina y troponina recuperan su forma original, haciendo que la actina y la miosina pierdan su capacidad de desplazarse una sobre otra.