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 Biosíntesis y degradación de las fibras de colágeno

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 Biosíntesis y degradación de las fibras de colágeno

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Los pasos de la biosíntesis de casi todos los colágenos fibrilares son parecidos. En términos generales, el mecanismo de síntesis para las moléculas de colágeno es similar a otros mecanismos de secreción constitutivos utilizados por la célula.

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Red que rodea y sustenta a las células dentro del tejido conjuntivo.
Componentes:

Fibras de colágeno y elásticas

Proteoglucanos: Incluye el hialuronano y agrecano

Glucoproteínas multiadhesivas: Se incluye la fibronectina, la laminina, la tenascina y la osteopontina

Glucosaminoglicanos

Sustancia fundamental

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Este tejido contiene células y matriz extracelular (MEC).
La MEC tiene:

Fibras proteínicas: Colágeno, elásticas y reticulares.

Componente amorfo con moléculas especializadas: Proteoglicanos, glucoproteínas multiadhesivas y glucosaminoglicanos.

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El mesénquima origina diversos tejidos conjuntivos del adulto y también diferentes sistemas como el muscular, vascular y urogenital, y a las membranas serosas que revisten las cavidades corporales.

El tejido conjuntivo embrionario se clasifica en dos subtipos:

El mesénquima se halla principalmente en el embrión

El tejido conjuntivo mucoso está en el cordón umbilical.

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Tejido conjuntivo laxo, este es un tejido conjuntivo celular que posee fibras de colágeno delgadas y escasas. Su principal función es la difusión de oxígeno y sustancias nutritivas desde los pequeños vasos que transcurren por él, también se encarga de la difusión del dióxido de carbono y los desechos metabólicos que vuelven a los vasos.

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Tejido conjuntivo denso, que a su vez se puede dividir en dos tipos básicos según la organización de sus fibras de colágeno:

Tejido conjuntivo denso regular o no modelado tiene fibras de colágeno, sus células están dispersas y son de tipo fibroblasto.

Tejido conjuntivo denso irregular, es el principal componente funcional de los tendones, de los ligamentos y de las aponeurosis.

Los tendones son aquellos que se fijan al músculo y al hueso.

Los ligamentos, están compuestos por fibras y fibroblastos dispuestos de forma paralela. Los ligamentos unen un hueso con otro.

Las aponeurosis se asemejan a tendones anchos y planos.

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Hay tres tipos de fibras del tejido conjuntivo:

Fibras de colágeno

Fibras reticulares

Fibras elásticas

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Las fibras de colágeno son el tipo de fibra más abundante del tejido conjuntivo, estas son flexibles y tienen resistencia tensora.

Su tamaño varía en distintos sitios y en distintas etapas de desarrollo. En los tejidos en desarrollo o inmaduros, las fibrillas pueden tener no más de 15nm o 20nm de diámetro.

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El tejido cartilaginoso o cartílago es tejido conjuntivo conformado por células llamadas condrocitos y matriz extracelular muy especializada. Es un tejido avascular.

El 95 % del volumen del cartílago es matriz extracelular y los condrocitos son escasos pero fundamentales para la producción y el mantenimiento de la matriz.

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Según las características de su matriz, se distinguen tres tipos de cartílago que difieren en cuanto a su aspecto y sus propiedades mecánicas:

Cartílago hialino, que se caracteriza por una matriz que tiene fibras de colágeno tipo II, GAG, proteoglucanos y glucoproteínas multiadhesivas.

Cartílago elástico, que se caracteriza por fibras elásticas, laminillas elásticas y material de matriz de cartílago hialino.

Cartílago fibroso (fibrocartílago), que se caracteriza por abundantes fibras de colágeno tipo I, material de matriz del cartílago hialino.

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Cartílago hialino

La matriz de cartílago hialino tiene aspecto vítreo en estado vivo. En toda la extensión de la matriz cartilaginosa hay espacios llamados lagunas. Dentro de estas lagunas se ubican los condrocitos.

Su función es proveer una superficie de baja fricción y lubricar las articulaciones sinoviales.

La matriz del cartílago hialino es producida por los condrocitos y contiene tres clases principales de moléculas.

Moléculas de colágeno. El colágeno es la proteína principal de la matriz. Cuatro tipos de colágeno participan en la formación de una red tridimensional de fibrillas matriciales cortas y bastante delgadas (20nm de diámetro).

Proteoglucanos. La sustancia fundamental del cartílago hialino contiene tres tipos de glucosaminoglucanos:

Hialuronato.

Condroitín sulfato,

Queratán sulfato.

Glucoproteínas multiadhesivas, también denominadas glucoproteínas no colágenas y glucoproteínas no ligadas a proteoglucanos, influyen sobre las interacciones entre los condrocitos y las moléculas de la matriz.

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Hormona paratiroidea (PTH): Secretada por la hormona paratiroides. Es el regulador más importante de los niveles de calcio y fosfato en el líquido extracelular.

Calcitonina: Secretada por células parafoliculares de la glándula tiroides.

Captesina K

Anhidrasa carbónica II

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Se distingue por la presencia de elastina en la matriz cartilaginosa.

A diferencia de la matriz del cartílago hialino, esta no se calcifica con la edad.

Se encuentra presente en el pabellón auricular, en las paredes del conducto auditivo externo, en a trompa de Eustaquio y en la epiglotis de la laringe.

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1. Endocondral: Comienza con la proliferación de células mesenquimatosas en el sitio donde se desarrollará el futuro hueso. Se encuentra bajo la influencia de FGF y BMP

2. Intermembranosa:  Inicia por la acumulación de células mesenquimatosas que se diferencian a osteoblastos

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Crecimiento hueso endocondral

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Formación intramembranosa

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Desarrollo del sistema osteonal (de Havers)

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Desarrollo del sistema osteonal (de Havers)

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Normalmente se forma en un hueso compacto preexistente. Durante el desarrollo de osteonas nuevas, los osteosclastos perforan un túnel a través del hueso compacto.
La unidad de remodelado óseo consiste en dos partes distintas: un cono de corte (también llamado conducto de resorción) y un cono de cierre.
Una vez establecido el diámetro del futuro sistema de Havers, los osteoblastos empiezan a llenar el conducto mediante el depósito de matriz orgánica del hueso (osteoide) en sus paredes en laminillas sucesivas.

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Procesos de curación:

Directo (primario): Se produce cuando el hueso fracturado se estabiliza quirúrgicamente con placas de compresión y se restringe por completo el movimiento entre los fragmentos fracturados del hueso.

Indirecto (secundario): Implica respuesta del periostio y tejidos blandos circundantes, así como la formación de hueso endocondral e intermembranoso.

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Pueden ser residentes(fijas) o errantes (transitorias)

Población residente:

Fibroblastos: Síntesis de las fibras de colágeno, elásticas y reticulares

Miofibroblastos

Macrófagos: Células fagocíticas presentadoras de antígenos que influyen en la respuesta inmunitaria

Adipocitos:  Almacenamiento lípidos neutros en el citoplasma  y producción de hormonas

Mastocitos:  Cuentan con receptores que se fijan a los anticuerpos de IgE

Células madre adultas: Circulan en el torrente sanguíneo

Población celular errante:

Linfocitos:  Participan principalmente en la respuesta inmunitaria

Plasmocitos: Células productoras de anticuerpos derivados de los linfocitos B

Neutrófilos

Eosinófilos:  Intervienen en reacciones alérgicas y en las infestaciones parasitarias

Basófilos

Monocitos

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Es la combinación de cartílago hialino y tejido conjuntivo denso.

No cuenta con pericondrio al rededor del tejido.

Es típico de los discos intervertebrales, la sínfisis del pubis, los discos articulares de las articulaciones esternoclavicular y temporomandibular

Soporte fuerzas de compresión y distensión

Actúa como amortiguador

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Condrogénesis y crecimiento del cartílago 

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Condrogénesis y crecimiento del cartílago 

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Proceso de desarrollo del cartílago el cual comienza con la aglomaración de células mesenquimatosas condroprogenitoras.

Tipos de crecimiento

1. Por aposición: se forma cartílago nuevo sobre la superficie de un cartílago preexistente

2. Intersticial:  formación nuevo cartílago en el interior de un cartílago preexistente

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Lo que diferencia al tejido óseo de otros tejidos conjuntivos es la mineralización de su matriz.

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Lo que diferencia al tejido óseo de otros tejidos conjuntivos es la mineralización de su matriz.

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La matriz también contiene otras proteínas (no colágenas), los cuatro grupos principales de proteínas no colágenas que se encuentran en la matriz ósea son:

Macromoléculas de proteoglucanos.

Glucoproteínas multiadhesivas.

Proteínas dependientes de vitamina K osteoespecíficas.

Factores de crecimiento y citocinas.

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En el tejido hay otros cuatro tipos celulares:

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En el tejido hay otros cuatro tipos celulares:

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1. Células osteoprogenitoras, dan origen a los osteoblastos.

2. Osteoblastos, que son células que secretan la matriz extracelular del hueso.

3. Células de revestimiento óseo, que permanecen en la superficie ósea cuando no hay crecimiento activo.

4. Osteoclastos, que son células de resorción ósea presentes en las superficies óseas donde el hueso se está eliminando o remodelando.

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Los huesos son los órganos del sistema esquelético, en general, el hueso está compuesto por tejido óseo y otros tejidos conjuntivos, incluidos el tejido hematopoyético, el tejido adiposo, los vasos sanguíneos y los nervios.

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El tejido óseo se clasifica en compacto (denso) y esponjoso (trabeculado).

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El tejido óseo se clasifica en compacto (denso) y esponjoso (trabeculado).

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Huesos largos, que tienen una longitud mayor y consisten en una diáfisis y dos epífisis.

Huesos cortos, que tienen sus tres dimensiones casi iguales.

Huesos planos, que son delgados y anchos. Están formados por dos capas gruesas de tejido óseo compacto.

Huesos irregulares, que poseen una forma que no permite clasificarlos dentro de ninguno de los tres grupos anteriores.

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El hueso maduro está compuesto por osteonas (sistemas de Havers). Las osteonas son laminillas concéntricas de matriz ósea alrededor de un conducto central, el conducto osteonal (de Havers), que tienen el suministro vascular y nervioso de la osteona.

Los conductos perforantes de Volkmann son túneles en el hueso laminillar a través de los cuales pasan vasos sanguíneos y nervios desde las superficies del periostio y endostio para alcanzar el conducto osteonal (de Havers), también conectan los conductos de Havers entre sí.

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Sus diferencias con el hueso maduro son:
El hueso inmaduro no tiene  laminillas organizadas. Se denomina no laminillar.
El hueso inmaduro contiene más células por unidad de volumen que el hueso maduro.
Las células del hueso inmaduro tienden a organizarse en forma aleatoria, mientras que en el hueso maduro las células se orientan con su eje mayor paralelo a las laminillas.
La matriz del hueso inmaduro posee más sustancia fundamental que la del hueso maduro.

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ROSS, M. H. y W. PAWLINA Histología: Texto y Atlas Color con Biología Celular y Molecular Ed. Panamericana, 7ª ed., 2013. WELSCH, U