Osificación intramembranosa

Células mesenquimales.

Las células madre mesenquimales, o CMM, en el mesénquima humano o en la cavidad medular de una fractura ósea inicia el proceso de osificación intramembranosa. Una CMM es una célula no especializada cuya morfología sufre cambios característicos y se desarrolla en un osteoblasto. Antes de que comience a desarrollarse, las características morfológicas de una CMM son: una célula, con unos procesos celulares largos y delgados, núcleo grande, redondo con un prominente nucléolo que está rodeado por partículas de cromatina finamente dispersas dando al núcleo un aspecto claro, una pequeña cantidad de aparato de Golgi, retículo endoplasmático rugoso, mitocondrias y polirribosomas. Las células están muy dispersas dentro de una matriz extracelular desprovista de todo tipo de colágeno, excepto por unas pocas fibrillas.[3]

Densos agregados de células osteoprogenitoras dentro de una célula.

A continuación, un pequeño grupo de CMM adyacentes comienzan a replicarse hasta que han formado una agregación de células pequeñas y densas, llamado nódulo. Una vez que un nódulo se ha formado dentro de ella la MSC detiene la replicación. En este punto, se producen cambios en la morfología de las CMMs: el cuerpo de la célula se vuelve más grande y más redondo, los procesos celulares ya no están presentes, y la cantidad de aparato de Golgi y retículo endoplásmico en bruto aumenta. Eventualmente, todas las células mostrarán las características morfológicas de una célula osteoprogenitora.[3]

Varios osteoblastos mostrando prominentes aparatos de Golgi, y creación de osteoide en el centro del agregado.

En esta etapa de desarrollo, se producen más cambios en la morfología de las células osteoprogenitoras: su forma se vuelve más columnar; la cantidad de aparato de Golgi y retículo endoplásmico en bruto aumenta, y las células comienzan a crear una matriz extracelular que consiste de fibrillas de colágeno tipo I. Esta matriz es osteoide y las células que lo crearon son osteoblastos. Mientras que los osteoblastos recubren la periferia del nódulo, siguen formando osteoide en su centro y algunos de ellos se incorporan dentro de ella para convertirse en osteocitos.[3]

Creación de tejido óseo rudimentario.

En este punto, el osteoide se mineraliza resultando en un nido formado por osteoide mineralizado que contiene osteocitos y está bordeada por los osteoblastos activos. El nido, que comenzó como un conjunto difuso de CMM, se ha convertido en tejido óseo rudimentario.[3]

El primer paso en el proceso es la formación de espículas óseas que finalmente se fusionan con las demás y se convierten en trabéculas. Se forma el periostio y continúa el crecimiento del hueso en la superficie de las trabéculas. Al igual que las espículas, el crecimiento cada vez mayor de trabéculas resulta en la interconexión y formación de una red llamada tejido óseo. Finalmente, el tejido óseo es reemplazado por hueso laminar.

Descripción general del proceso

• Las células mesenquimales en la membrana se convierten en células progenitoras osteocondrales, especializadas para convertirse en osteoblastos.
• Los osteoblastos producen la matriz ósea y las fibras de colágeno que la rodean y se convierten en osteocitos.
• Como resultado del proceso se desarrollan las trabéculas.
• Los osteoblastos atraparán las trabéculas óseas para producir hueso.
• Las trabéculas se unirán para producir células esponjosas.
• Las células en las células esponjosas se especializarán en producir la médula ósea roja.
• Las células que rodean los huesos en desarrollo producen periostio.
• A partir del periostio los osteoblastos en la matriz ósea producen hueso compacto.

Como las espículas siguen creciendo, se fusionan con espículas adyacentes y esto da lugar a la formación de trabéculas. Cuando los osteoblastos quedan atrapados en la matriz que segregan, se diferencian en osteocitos. Los osteoblastos siguen segregando en la superficie, que aumenta el tamaño. Dado que el crecimiento continúa, las trabéculas se conecten entre sí y se forma el tejido óseo. La expresión esponjosa primaria se utiliza también para referirse a la red trabecular inicial.

El periostio se forma alrededor de las trabéculas de diferenciación de las células mesenquimales. El centro primario de osificación es el área entre el periostio y el hueso donde se produce el crecimiento del hueso. Las células osteogénicas que se originan en el periostio aumentan el crecimiento en aposición y se forma un collar de hueso. Con el tiempo el collar es mineralizado y se forma hueso laminar.

Sección transversal de hueso. Se aprecian las osteonas (circulares) y los osteoclastos con sus canalículos. En el centro se ubica el canal central de la osteona.

Las osteonas son las unidades o estructuras principales del hueso compacto. Durante la formación de espículas óseas, los citoplasmas de los osteoblastos se interconectan, convirtiéndose en los canalículos de las osteonas. Como las espículas óseas tienden a formarse alrededor de los vasos sanguíneos, el espacio perivascular se reduce drásticamente, ya que el hueso sigue creciendo. Cuando se produce el reemplazo de hueso compacto, este vaso sanguíneo se convierte en el canal central de las osteonas.

• Osificación endocondral

• Osificación pericondral

• Osificación