Osteoblastos

Los osteoblastos son células osteoformadoras. Sintetizan las sustancias necesarias para el crecimiento, desarrollo y remodelación del tejido óseo. También regulan el trabajo de destrucción del hueso llevado a cabo por los osteoclastos. Los precursores osteoblásticos producen sustancias que favorecen la estimulación de la célula remodeladora.

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¿Qué son osteoblastos?

Los osteoblastos son células constitutivas del hueso. Su función principal es procesar –extractar- el colágeno, proteoglicanos, glicoproteínas y sales orgánicas que forman la matriz ósea. Estas células participan además en la síntesis de las citoquinas y otras sustancias proteicas encargadas de la comunicación intercelular, inducen cambios en las células vecinas, alterando su comportamiento y diferenciación. Regulan el proceso de resorción ósea.

Ubicación

Los osteoblastos se hallan alineados y unidos entre sí, formando la capa epitelial que recubre la superficie del hueso. Las células secretan una sustancia orgánica sin mineralizar llamada osteoide y otras proteínas necesarias para la formación de la masa ósea. Esta matriz separa a los osteoblastos de la matriz ósea mineralizada y posteriormente se convierte en el nuevo tejido óseo, tras la maduración del osteoide.

Características de los osteoblastos

Los osteoblastos presentan capacidad de diferenciación, lo que sugiere modificaciones en su forma y función durante el proceso de formación, operatividad e interrelación con otros organismos. Son células prolíferas, pero no divisibles, carecen de capacidad mitótica.

Son receptoras de la calcitonina y la hormona paratiroidea, secretadas por las glándulas tiroides y paratiroides. Además estas células tienen carácter secretor.

Tienen forma redondeada y una vez entran en función se hacen cúbicas. Se hallan en grupos compactos constituyendo una capa – de una célula de grosor- que mantiene contacto directo con la superficie ósea. Esta capa se hace más delgada cuando la tasa de síntesis disminuye. Ocurre cuando los huesos han alcanzado su longitud máxima, pero continúan alimentando su volumen.

Miden entre 20 y 30 micras. Su citoplasma es ácido, basófilo. Son células polarizadas, contienen un único núcleo, situado lejos de la zona que toca el hueso. Los separa el aparato de Golgi con sus dilatadas vesículas secretoras y un prominente retículo endoplásmico plegado. Además, están provistas de múltiples mitocondrias que les permiten la síntesis activa.

Origen y formación

El nombre de osteoblastos proviene de las palabras en griego: osteon, que significa hueso y blastos, que es igual a germen, génesis del hueso.

Los osteoblastos derivan de las células osteoprogenitoras que conforman la médula ósea, endostio, periostio y pericitos perivasculares. Células mesenquimales pluripotenciales, de allí su capacidad de diferenciación y especialización en el tejido que sostiene el cuerpo.

Las células osteoprogenitoras se convierten en osteoblastos tras la estimulación de la hormona paratiroidea, metabolizadora del calcio y el fósforo. Intervienen además en el proceso, proteínas morfogenéticas del hueso y otras sustancias o factores tróficos, entre ellos el factor de transcripción Cbfa1. El factor Cbfa1 o proteína RUNX2 es la responsable del proceso de diferenciación.

Como osteoformadoras actúan en el desarrollo, crecimiento y recomposición de los huesos, se originen por osificación endocondral o intramembranosa. La osificación endocondral se desarrolla desde adentro hacia afuera, formando el hueso a partir del tejido cartilaginoso. La intramembranosa inicia en la parte interna del periostio, capa que envuelve el hueso.

Después de sintetizar la matriz ósea, los osteoblastos que permanecen en la superficie del hueso se aplanan convirtiéndose en células de revestimiento. Mientras que las que quedan inmersas en el osteoide, cambian de forma (adquieren aspecto estrellado) y se hacen osteocitos. Los osteocitos componen el 95% del entramado óseo.

Otra parte de las células está destinada a sufrir muerte programada, esto según la carga genética y la producción de factores locales. Igual una vez disminuyen los osteoblastos en el proceso de desarrollo y regeneración de la matriz ósea, las células osteoprogenitoras que se expanden y diferencian, surtirán nuevos osteoblastos.

Función

La función principal de los osteoblastos es simplificar los componentes orgánicos de la matriz ósea. Sintetizan las proteínas de colágeno tipo I, tipo V, y en menor medida, las provenientes de las fibras de Sharpey. También el colágeno producido bajo estrés mecánico.

Estas células resumen los proteoglicanos, glucoproteínas partícipes en la morfogénesis y formación ósea. Al menos cuatro proteoglicanos constituyen la matriz osteoide, modifican la adherencia celular e intervienen en la calcificación de la matriz orgánica.

Estimulados por las vitaminas D, las células osteoformadoras se convierten en sintetizadores de osteocalcina, marcador bioquímico de la osteogénesis. Y de la glicoproteína conocida como osteonectina, actuante en la mineralización de la matriz. También recibe la enzima fosfatasa alcalina, partícipe en el proceso.

Los osteoblastos reúnen en sus mitocondrias gránulos de fosfato de calcio, que son digeridos y transportados por vesículas hasta la sustancia extracelular. La vitamina D y la hormona paratiroidea regulan la concentración del calcio y el fosfato en la matriz. En el medio, estos elementos se acumulan y liberan partículas cristalinas, que unidas a las de colágeno, conforman las llamadas hidroxiapatitas.

Las hidroxiapatitas conceden a la sustancia osteide la característica de un mineral, consolidan la mineralización del hueso.

Las células osteoblásticas, junto a los osteclastos, participan en la síntesis de las glicoproteínas necesarias para el proceso de remodelación del hueso. Evento en el que además median el fibroblasto y otros factores de crecimiento producidos por las células de la sangre.

Los osteoblastos preparan el medio para la diferenciación de los precursores osteoclásticos. Regulan directa o indirectamente el proceso de resorción llevado a cabo por los osteoclastos.

Enfermedades asociadas a los osteoblastos

Una de las enfermedades mayormente asociada a la función de los osteoblastos es la osteoporosis. Se caracteriza por la disminución de la masa ósea -densidad del tejido- y fragilidad del hueso. Es controlable pero no tiene cura. El hueso se desgasta y el nuevo tejido óseo proporcionado por los osteoblastos es insuficiente para rellenar la cavidad.

El desequilibrio en la unidad de remodelación ósea puede deberse a interferencias en el proceso de diferenciación de las células osteogénicas. Los osteoblastos –células diferenciadas- son los responsables de rellenar la cavidad hecha por los osteoclastos. Aunque existen otros factores asociados, que pueden estar acelerando la acción de los osteoclastos o la muerte de las células constitutivas del hueso.

La interacción entre osteoblastos, osteoclastos y osteocitos también se ve alterada por las inflamaciones. El proceso de remodelación es deficiente ante enfermedades inflamatorias como la artritis reumatoide o la espondiloartritis anquilosante. Ante la dificultad de las células para actuar libremente sobre la superficie del hueso, disminuye la masa ósea y sea hace propensa a la anormalidad.

La artritis reumatoide u osteoartritis está asociada a los osteoblastos y su participación en el proceso de remodelado del hueso. Es la enfermedad reumatológica más común, se presenta generalmente en personas de avanzada edad, su progreso es lento. Consiste en la degradación del cartílago articular hialino, pero afecta a toda la estructura articular.

Es producida por factores mecánicos, bioquímicos y endógenos. Factores que reducen la calidad de la matriz extracelular, provocan la apoptosis y desintegración del cartílago. Sin embargo, hay evidencias de desórdenes sistémicos y lipídicos que afectan la diferenciación de las células estromáticas y el mantenimiento de la masa ósea.

La enfermedad de Paget es conocida también como osteítis deformante, se caracteriza por la deformación y debilitamiento óseo. Afecta habitualmente huesos de la pierna, pelvis, columna o cerebro. No tiene cura. Se relaciona con factores genéticos o infecciones virales, pero se desconoce ciertamente qué la causa. El hueso se desgasta y la cavidad es rellenada por una porción de hueso más grande, pero frágil. Algo interfiere en la interrelación de osteoblastos y osteoclastos durante el proceso de remodelación.

Importancia

Los osteoblastos participan en el crecimiento, desarrollo, remodelado continuo y recomposición del hueso. El hueso, constituido por un tejido vivo, juega un papel fundamental como estructura músculo-esquelética, y cómo escudo protector de órganos. Permanece en constante remodelación, lo que le permite adaptarse a las exigencias físicas de una actividad predominante. También reponerse a fracturas y otras lesiones.

Los osteoblastos sintetizan la matriz ósea, que una vez mineralizada constituye el tejido del hueso, favoreciendo su crecimiento en longitud y grosor. Lo mismo hace ante el proceso de remodelado desarrollado por osteoclastos. Los osteoclastos resorben una pequeña porción del hueso y osteoblastos secretan la osteoide y sustancias proteicas capaces de restituir el tejido óseo faltante. Osteoclastos y osteoblastos constituyen la unidad de remodelación ósea.

Su acción directa, e interacción con otras células y organismos del cuerpo, garantizan el funcionamiento normal del esqueleto. Además interviene en la regulación de la calcemia, debido a la disponibilidad de calcio resultante del remodelado. Se relaciona también con la homeostasis del equilibrio ácido-base.