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Metabolismo óseo y mineral en salud y enfermedad

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ESTRUCTURA Y METABOLISMO ÓSEOS

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El hueso es un tejido dinámico que se remodela toda la vida de forma constante. La disposición del hueso compacto y del hueso poroso aporta fuerza y densidad suficientes para la movilidad y la protección del organismo. Además, el hueso constituye un depósito de calcio, magnesio, fósforo, sodio y otros iones necesarios para las funciones homeostáticas. El hueso también es hospedador y regulador de la hematopoyesis al proporcionar nichos para la proliferación y diferenciación de las células hematopoyéticas. El esqueleto está muy vascularizado y recibe casi 10% del gasto cardiaco. La remodelación ósea se logra gracias a dos tipos de células características: los osteoblastos que producen la matriz ósea y los osteoclastos que la resorben.

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Los componentes extracelulares del tejido óseo constan de una fase mineral sólida íntimamente ligada a una matriz orgánica, de la que 90 a 95% es colágeno de tipo I (cap. 363). La porción no colagenosa de la matriz orgánica es heterogénea y contiene proteínas séricas, como es la albúmina, al igual que muchas proteínas de producción local, cuyas funciones no se conocen del todo.

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Entre éstas hay proteínas de adhesión y señalización celular, como la trombospondina, la osteopontina y la fibronectina; proteínas fijadoras de calcio, como la proteína gla de la matriz y la osteocalcina y proteoglucanos, como biglucano y decorina. Algunas de estas proteínas organizan las fibrillas de colágeno; otras inician el proceso de mineralización y de fijación de la fase mineral a la matriz.

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La fase mineral está constituida por calcio y fosfato y la mejor manera de clasificarla es como una hidroxiapatita mal cristalizada. La fase mineral del hueso se deposita al principio en relación estrecha con las fibrillas de colágeno y se encuentra en sitios específicos de los “agujeros” situados entre las fibrillas de colágeno. Esta disposición estructural de mineral y matriz da lugar a un material bifásico bien adaptado para resistir las fuerzas mecánicas. La organización del colágeno influye en la cantidad y el tipo de fase mineral que se forma en el hueso. Aunque las estructuras primarias del colágeno de tipo I de la piel y el tejido óseo son similares, hay diferencias en cuanto a modificaciones postraduccionales y distribución de los enlaces cruzados intermoleculares. Los agujeros de la estructura compacta de colágeno son mayores en el colágeno mineralizado óseo y la dentina que en los colágenos no mineralizados, como el del tendón. Las sustituciones de aminoácidos individuales en la porción helicoidal de la cadena α1 (COL1A1) o α2 (COL1A2) del colágeno de tipo I disuelven la organización del hueso en la osteogénesis imperfecta. La gran fragilidad esquelética que conlleva estos trastornos resalta la importancia que tiene la matriz fibrilar en la estructura ósea (cap. 363).

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Los osteoblastos sintetizan y secretan la matriz orgánica. ...

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