Morfo I - Anatomia de Gray, Cap 5

Generalidades del sistema musculoesqueletico y articulaciones

The musculoskeletal system comprises

The specialized connective tissues of the articulated bony skeleton: Bone, cartilage, tendons and skeletal muscles.

Connective tissues are characterized by

A sparse population of cells within an abundant and physically durable extracelullar matrix

All specialized cells are derived from

Embryonic mesenchymal stem cells:

1. Células madre adultas multipotentes que pueden diferenciarse en varios tipos de células de tejido conjuntivo, como huesos, cartílagos y grasa.

Microstructure of cartilage structure

Is a pliant, load-bearing connective tissue, covered by a fibrous perichondrium except at its junctions with bones and over the articular surfaces of synovial joints.

Difference between interstitial growth and appositional growth of the cartilage

Interstitial growth increases the length of cartilage and bones through division of cells within the tissue.

Appositional growth increases the width and thickness of cartilage and bones by adding new tissue to the surface from cells in the surrounding perichondrium or periosteum

The three types of cartilage are:

1. Hyaline cartilage

2. Fibrocartilage

3. Yellow elastic cartilage

Can be distinguished by the composition and structure of their extracellular matrices, although many features are similar.

The matrix is mainly composed of:

Collagen (and, in some cases, elastic) fibers, embedded in a highly hydrated proteoglycan gel, with glycosaminoglycan chains (GAGs). These are carbohydrates have remarkable water-binding properties, allowing the cartilage to develop a compressive turgor that enables it to distribute loading evenly on to a subchondral bone.

Others might include: dissolved salts, non-collagenous proteins and glycoproteins

Most commom CAGS (glycosaminoglycans) side chains found on cartilage proteoglycans

1. Chondrotin sulphate

2. Keratin sulphate

The most common proteoglycan molecule, ________, forms huge molecular aggregates with other proteoglycans and why hyaluronan

aggrecan

Collagen type I

Forms large fibres with a wavy ‘‘crimped“ structure: it is common in most fibrous tissues, but on cartilage it occurs only on outer layers of the perichondrium and in white fibrocartilage

The most typical type of collagen found in cartilage is

Collagen type II, which forms very thin fibrils dispersed between the proteoglycan molecules so that they do not clump together to form larger fibers.

Fibrils can reinforce the matrix by interacting physically and chemically with each other, and with other matrix constituents including proteoglycans

Collage type II is found in what particular type of cartilage or areas of the body.

Primarily found in HYALINE and ELASTIC cartilage

Other parts: notochord, nucleus pulposus of an intervertebral disc, vitreous body of the eye and primary corneal stroma.

The cells of the cartilage are:

1. Chondroblasts

2. Chondrocytes

These synthetize and secrete all the major componentes of their matrix, and their ultrastructure is typical of cells that are active in making and secreting proteins: big Rough endoplasmic reticulum, many mitocondria, lysosomes,

Chondroblasts

1. Type of cartilage cells

2. Actively dividing cells

3. Morfo: Flattened and irregular in shape

4. Abundant in growing tissue where they synthesize the extracelular matrix.

Chondrocytes

1. Type of cartilage cells

2. Consists of matures chondrocytes that lost their ability to divide.

3. Morfo: Oval-shaped cells, larger in size but metabolically less active

4. Sparse populations that maintain the extensive matrix of adult cartilage

One of more chondrocytes can form a:

Chondron, which consists of the cells and their pericellular matrix, surrounded by a basket of collagen.

1. Ultrastructura de condrocitos activos:

   (similar a las de las células que sintetizan y secretan muchas proteínas)

1. Núcleo redondo u oval, eucromático, con uno o más nucleolos.

2. Citoplasma rico en retículo endoplásmico rugoso, vesículas de transporte, complejo de Golgi, mitocondrias, lisosomas, gránulos de glucógeno, filamentos intermedios (vimentina) y pigmentos.
   

Ultraestructura de condrocitos maduros

Menor actividad sintética, núcleo heterocromático, nucleolo pequeño, posible acumulación de gotas lipídicas.

_______Sintetizado en el retículo endoplásmico rugoso como hélice triple, luego glicosilado en el Golgi y secretado como procollágeno → tropocolágeno → fibrillas de colágeno.

_______Núcleo proteico sintetizado en el retículo endoplásmico, GAG añadidos y completados en el Golgi.

___________Sintetizado enzimáticamente en la superficie de los condrocitos, sin pasar por el retículo endoplásmico ta que no es modificado despues y o tiene un centro proteico.

1. Colageno

2. Proteoglicanos

3. Hialuronano

Why is cartilage often described as avascu;ar

The ability of the matric to deform under load makes it difficult to follow blood vessels to persist in the tissue beyond early childhood, but a limited vascular supply persists in case of injury and degeneration.

Metabolite transport to cartilage cells is mostly by the process of

Diffusion

What is the macroscopic appearance of hyaline cartilage?

It has a homogeneous, glassy or opalescent look (sometimes bluish), is firm, smooth to the touch, and highly deformable.

¿Cómo varían los condrocitos en el cartílago hialino según ubicación y edad?

Son aplanados cerca del pericondrio y redondeados o angulares en zonas profundas; suelen formar grupos isógenos (nidos celulares).

De qué está compuesta la matriz extracelular del cartílago hialino?

a. 75% colágeno tipo II (peso seco) y 22% proteoglucanos;

b. La matriz pericelular, en cambio, es rica en proteoglucanos y pobre en fibrillas de colágeno.

¿Qué ocurre con el cartílago hialino después de la adolescencia?

Puede calcificarse como parte del desarrollo óseo o por cambios degenerativos asociados a la edad.

¿Qué cartílagos del cuerpo tienen estructura similar al cartílago costal?

Xifoides, cartílagos nasales, laríngeos (excepto epiglotis y corniculados) y traqueales.

Qué característica tiene el cartílago articular respecto al pericondrio?

Carece de pericondrio, y la membrana sinovial se fusiona periféricamente con su estructura.

Cuál es el grosor típico del cartílago articular?

Entre 1 y 7 mm (promedio 2 mm), disminuye con la edad y no aumenta con carga mecánica.

Su capacidad regenerativa es muy mínima comparada con la fibrosa y elástica

¿Qué tipo de cartílago articular recubre las articulaciones sinoviales? Cuál es su función.

Las articulaciones sinoviales están cubiertas por cartílago hialino especializado que no tiene un pericondrio/

Proporciona una superficie firme, lisa y deformable que amplía el área de contacto, disminuye el estrés y reduce fricción mediante lubricación por líquido sinovial.

Q: ¿Cuáles son las zonas del cartílago articular hialino?

Zona superficial o tangencial, intermedia o transicional, profunda o radial, y zona calcificada (delimitada por la tidemark).

¿Cuál es la principal limitación regenerativa del cartílago hialino?

Su capacidad de reparación es muy baja; en adultos no se observan mitosis frecuentes y el daño no se regenera.

¿Cómo obtiene nutrientes el cartílago articular?

Por difusión desde la membrana sinovial, líquido sinovial y vasos subcondrales; la permeabilidad depende de su contenido de GAGs.

¿Cómo es el aspecto macroscópico del fibrocartílago?

Es un tejido denso, blanquecino y con una textura claramente fibrosa.

¿Dónde se encuentra el fibrocartílago en el cuerpo?

En discos intervertebrales, meniscos de la rodilla, rodete glenoideo y acetabular, y en los surcos donde se insertan los tendones.

Cuáles son las principales propiedades mecánicas del fibrocartílago?

Posee gran resistencia a la tracción, soporta fuerzas de compresión y distribuye la carga de manera uniforme sobre el hueso.
(Ejemplo: los meniscos ayudan a repartir el peso en la rodilla al caminar o saltar).

Histológicamente, ¿entre qué tejidos se sitúa el fibrocartílago?

Es intermedio entre el tejido conectivo fibroso denso (tendones y ligamentos) y el cartílago hialino.

¿Cómo cambia el fibrocartílago según el tipo de carga que recibe?

• Bajo tensión: presenta fibras colágenas tipo I gruesas y onduladas en un gel de proteoglicanos; las células pueden ser redondeadas (jóvenes) o alargadas, similares a fibroblastos (en tejido envejecido).

• Bajo compresión: aspecto más homogéneo, predominan fibrillas finas de colágeno tipo II en un gel abundante de proteoglicanos, con células redondeadas semejantes a condrocitos

¿Por qué el fibrocartílago se considera un tejido distinto?

Porque combina dos características únicas: alto contenido de proteoglicanos junto con abundante colágeno tipo I, algo que no ocurre en otros tejidos.

¿Qué huesos tienen superficies articulares cubiertas por fibrocartílago en lugar de cartílago hialino?

Aquellos que se osifican (directamente) en membrana mesenquimales, como el temporal escamoso, la mandíbula y la clavícula están cubiertas por fibrocartílago blaco

¿Cuáles son las capas del fibrocartílago que recubren superficies articulares?

• Zona superficial: haces de colágeno paralelos, fibroblastos y poca sustancia fundamental.

• Zona transicional: haces de colágeno gruesos e irregulares con fibroblastos activos.

• Capas profundas: semejantes a las regiones calcificadas de la zona radial del cartílago hialino.

¿Qué función cumplen probablemente los fibroblastos en el fibrocartílago?

Producen proteoglicanos y colágeno, y además podrían actuar como una zona germinal para la regeneración del cartílago más profundo.

¿Dónde se encuentra el cartílago elástico en el cuerpo?

En la oreja externa, cartílagos corniculados, epiglotis y ápices de los aritenoides.

¿Cómo es la composición del cartílago elástico?

Contiene condrocitos típicos (solitarios o en pequeños grupos) en una matriz rica en fibrillas de colágeno tipo II, con fibras elásticas finas que contienen elastina.

¿Qué caracteriza a las fibras elásticas?

Poseen elasticidad y “recuperación elástica”: pueden volver a su forma original incluso después de deformaciones mayores al 15%, que dañarían las fibras de colágeno.

¿Cuál es la función principal del cartílago elástico?

Permitir estructuras que necesitan vibración o flexibilidad, como la producción de sonido en la laringe o la transmisión de ondas sonoras en el oído.

Cómo es la resistencia del cartílago elástico frente a daños y envejecimiento?

Es resistente a la degeneración pero tiene capacidad de regeneración limitada, visible en lesiones como la deformación de la oreja por traumatismos deportivos (“oreja de coliflor”).

P: ¿Cómo se ve histológicamente el cartílago elástico al teñir la elastina?

Las fibras elásticas se tiñen azul–negras, y los condrocitos se encuentran dentro de la matriz, que también contiene colágeno tipo II.

Por qué se considera que el cartílago elástico es funcionalmente diferente del hialino?

Porque su matriz contiene fibras elásticas que permiten deformaciones mayores y recuperación de forma, algo que el cartílago hialino no puede hacer.

Hueso

1. Tipo de tejido conectivo blanco, rígido y altamente especializado (se deriva del mesodermo)

2. Provee soporte y protección al cuerpo, al tiempo que permite el movimiento junto al sistema muscular.

3. Altamente vascular

4. Alta densidad celular: permite adaptarse a demandas mecánicas y de regenerarse tras lesiones.

¿Cómo se clasifica el hueso macroscópicamente según su densidad y estructura?

• Hueso compacto (cortical): Denso, forma la capa externa; determina la fuerza y provee rigidez a superficies articulares.

• Hueso esponjoso (trabecular/cancelloso): Red de trabéculas (espacios de almacenamiento para tejidos hematopoyeticos y grasa); soporta la corteza mientras minimiza el peso.

Q: ¿Qué función tiene el canal medular central en los huesos largos?

Disminuye el peso del hueso y proporciona espacio para médula ósea (roja o amarilla).

Qué diferencias hay entre huesos largos y planos respecto a hueso compacto y trabecular?

• Huesos largos: cortex grueso en diáfisis (fuerza a flexión), trabecular en epífisis (fuerza a compresión).

• Huesos planos (ej. costillas): interior uniformemente trabecular, superficie compacta.

Qué son las fosas, surcos, incisuras y hiatus en huesos?

Son depresiones y aberturas secundarias:

• Fosa: depresión ancha (ej. fosa glenoidea).

• Surco/sulco: depresión alargada (ej. surco bicipital).

• Incisura: muesca.

• Hiatus: abertura

Proyecciones para inserciones musculares o ligamentos:

• Proceso: Proyeccion general.

• Espina: delgada/puntiaguda.

• Tuberosidad/tubérculo: redondeada.

• Cresta/línea: elevación alargada.

Q: ¿Dónde se suelen unir los tendones al hueso y qué tipo de marcas generan?

Se unen en superficies óseas rugosas. Las irregularidades de la superficie reflejan el patrón de las fibras tendinosas y suelen estar elevadas, indicando la fuerza ejercida por los músculos y ligamentos.

¿Cómo se transmite la fuerza de los músculos al hueso?

A través del tejido conectivo que rodea y penetra el músculo: epimisio, perimisio y endomisio. Las fibras musculares no se unen directamente al hueso.

Qué tipos de superficies articulares existen y cómo se caracterizan?

Facetas o foveas: pequeñas.

• Cóndilos: grandes y en forma de nudillo.

• Tróclea: superficie con surco, tipo polea.
  Todas son lisas y cubiertas por cartílago articular, sin forámenes vasculares.

¿Qué porcentaje del hueso corresponde a agua y matriz orgánica?

10–20% agua; 30–40% de la masa seca restante es matriz orgánica. Aproximadamente 30% de esta matriz orgánica es colágeno.

¿Qué tipo de colágeno predomina en el hueso y cómo se diferencia del colágeno de otros tejidos?

Colágeno tipo I. Su estructura tiene enlaces cruzados más fuertes y espaciado mayor entre moléculas para permitir mineralización. Tipo V regula la fibrilogénesis.

Fibras de colageno contribuyen a una fuerza mecanica cohesiva y en su dureca.

¿Qué son osteoblastos y cuál es su función principal?

A. Células derivadas de células osteoprogenitoras (madre) mesenquimales presentes en la médula o sea o tejidos conectivos. Se encuentran mayormente en el revestimiento endostal.

B. Sintetizan y depositan y mineralizan la matriz ósea que secretan. (Sintetizan y secretan colageno y glycoproteinas)

C. Una vez en la matriz, pueden transformarse en osteocitos.

D. Rol en la regulación hormonal de reabsorcion osea.

¿Qué son osteocitos y cómo se comunican entre sí?

1. Osteoblastos atrapados en la matriz que mantienen el hueso.

2. Son los mas abundantes en los huesos adultos

3. Se conectan mediante procesos dendríticos en los canalículos, facilitando intercambio de nutrientes y señales.

4. Se derivan de osteoblastos

¿Cuál es la función de los osteoclastos?

Son células polimorficas que pueden reabsorber hueso mediante liberación de protones para crear un ambiente acídico y enzimas (lisozimas), eliminando localmente hueso durante el crecimiento, regulando remodelación y crecimiento óseo.

Se diferencian de celulas madres mielodes a traves de unidad macrofagocolonia-formación

Diferencia entre hueso laminar y hueso reticulado (woven).

- Hueso reticulado: fibras de colágeno desorganizadas, rápido crecimiento, típico en desarrollo fetal o reparación de fracturas por la presencia de osteoblastos altamente activos durante el desarrollo.

• Hueso laminar: fibras de colágeno organizadas en láminas, lento crecimiento, mayor resistencia y dureza, típico del esqueleto adulto.

Q: ¿Qué son los osteones y cómo se organizan?

Unidades cilíndricas del hueso cortical, formadas por láminas concéntricas de colágeno alrededor de canales de Havers. Orientación de fibras varía según tensión o compresión.

Osteocalcin

is required for bone mineralization, binds hydroxyapa- tite and calcium, and is used as a marker of new bone formation.

Osteonectin

is a phosphorylated glycoprotein that binds strongly to hydroxyapatite and collagen; it may play a role in initiating crystal- lization and may be a cell adhesion factor.

Q: ¿Qué tipos de osificación existen para la formación ósea y dónde se da cada una?

• Intramembranosa: formación directa de hueso en membranas de mesénquima condensado; típica en algunos huesos del cráneo.

• Endocondral: reemplazo de un molde de cartílago por hueso; predominante en huesos largos.

Q: ¿Cuál es la secuencia principal de la osificación intramembranosa?

A: Mesénquima → células madre → osteoprogenitores → osteoblastos → secreción de osteoide → mineralización → hueso trabecular primario → formación de osteocitos y canalículos → remodelación a osteonas secundarias.

Q: ¿Qué caracteriza la orientación de los osteoblastos durante la osificación intramembranosa?

A: Se polarizan y secretan osteoide solo hacia la superficie opuesta a los vasos sanguíneos, formando cristales asociados a vesículas de matriz extracelular.

Q: ¿Qué sucede en la osificación endocondral?

A: El cartílago hialino se convierte en hueso a través de: hipertrofia de condrocitos → calcificación del cartílago → invasión de mesénquima vascular y osteoblastos → formación de hueso trabecular y medular → remodelación progresiva.

Q: ¿Qué es el “collar periostal” y cuál es su función en la osificación endocondral?

A: Es una capa de hueso formada por osteoblastos del pericondrio; rodea y sostiene el eje central del cartílago, permitiendo soporte y crecimiento lateral.

Q: ¿Cómo ocurre el crecimiento longitudinal de los huesos largos?

A: Mediante división y formación de columnas de condrocitos en la placa de crecimiento o placa epifisaria (zona proliferativa con colageno hialino), hipertrofia, calcificación y reemplazo por hueso endocondral.

Q: ¿Qué zonas se distinguen en la placa de crecimiento de un hueso largo?

• Zona de reposo: condrocitos inactivos.

• Zona proliferativa: condrocitos en columnas que se dividen.

• Zona hipertrófica: condrocitos agrandados con glicógeno.

• Zona de calcificación: paredes de lacunas impregnadas de apatita.

• Zona de osificación: invasión de osteoblastos y osteoclastos, formación de hueso.

Q: ¿Qué son las articulaciones?

A: Regiones del esqueleto donde dos o más huesos se encuentran y articulan, facilitando el crecimiento o el movimiento entre huesos.

Sinartrosis:

Movimiento restringido, incluye articulaciones fibrosas y cartilaginosas.

Arituclaciones Sinoviales

Características principales de las articulaciones sinoviales
A: - Movilidad libre

• Superficies articulares cubiertas por cartílago hialino

• Líquido sinovial lubricante

• Cápsula fibrosa y ligamentos accesorios

Q: Subtipos de articulaciones fibrosas

1. Suturas (cráneo)
2. Gomfosis (diente y alveolo)
3. Sindesmosis (ligamento interóseo o membrana fibrosa)

4. Esquindelesis (vomer)

Características de las suturas

Huesos unidos por membrana derivada del mesénquima.

• Cubiertas por capa cambial de células osteogénicas y lámina fibrosa.

• Con la edad, pueden sinostosizar y desaparecer, como la frontal.

Qué es una gomfosis?

Unión tipo “clavija-enchufe” o clavo entre diente y alveolo, sostenida por fibras del periodoncio; no es articulación ósea entre dos huesos.

Sindesmosis: definición y ejemplos

Unión fibrosa verdadera entre huesos, mediante:

• Ligamento interóseo (radio-ulna, tibia-finula)

• Membrana fibrosa (sacroilíaca posterior)

Diferencia entre sincondrosis y sínfisis

A: - Sincondrosis (primaria): cartílago hialino no articular; crecimiento óseo; tiende a sinostosizar. Ocurre cuando centros osificados permanecen separados por cartilago hiliano. Se encuentra en todos los huesos postcraniales.

• Sínfisis (secundaria): disco de fibrocartílago entre cartílagos articulares hialinos; movimiento limitado; resistente a sinostosis.

Funciones de meniscos, discos intraarticulares y labra

Mejoran la congruencia articular

• Distribuyen peso, cartilago fibro

• Amortiguan impactos

• Facilitan movimientos combinados

• Labra: profundizan la cavidad y ayudan a lubrica

Q: ¿Qué son las articulaciones planas y ejemplos?

Superficies casi planas; movimiento limitado a traslación (deslizamiento).

• Ejemplos: intermetatarsianas, algunas intercarpianas

Características de las articulaciones de bisagra (hinge) y ejemplos

Un eje de movimiento principal, movimiento en un plano (flexión-extensión).

• Ligamentos colaterales fuertes.

• Ejemplos: interfalángicas, humeroulnar (codo).

  

Q: ¿Qué son las articulaciones bicondíleas y ejemplos?

Hinge uniaxial con dos cóndilos adyacentes que permiten rotación limitada en el segundo axis en comparación a la primera.

• Ejemplos: rodilla (unida en cápsula común), A. Temporomandubular (cápsulas separadas).

Definición y ejemplos de articulaciones pivote

Rotación uniaxual alrededor de un eje óseo dentro de un anillo osteoligamentoso.

• Ejemplos: cabeza del radio sobre ligamento anular (pronación-supinación), atlas sobre axis (rotación cervical).

Articulaciones elipsoides: características y ejemplos

Biaxiales (dos ejes ortogonales: flexión-extensión, abducción-adducción).

Consiste en un ovalo, superficie convexa que se une con una concavidad elíptica.

• Circunducción posible; rotación axial limitada.

• Ejemplos: radiocarpiana, metacarpofalángicas.

  

La articulación atlanto-odontoidea es una articulación

inovial tipo pivote (trocoide) formada por la apófisis odontoides del axis y el anillo osteoligamentoso del atlas, permitiendo la rotación de la cabeza y contribuyendo a un gran porcentaje de los movimientos de giro del cuello. 

A. Silla de montar: definición y ejemplos

- Biaxial, superficies con concavidad y convexidad ortogonales.

• Rotación axial acoplada (funcional).

• Ejemplos: carpometacarpiana del pulgar, astragalocalcánea, calcaneocuboidea.

Enartrosis o esferoidea (ball-and-socket): características y ejemplos

Multiaxial: cabeza globosa o ligeramente ovoide encaja en cavidad.

• Tres grados de libertad (rotación en 3 planos).

• Ejemplos: cadera, hombro.

Qué factores influyen en el movimiento articular?

Complejidad y número de superficies articulares (simples, compuestas, complejas).

• Número y posición de ejes de movimiento.

Diferencia entre articulación simple, compuesta y compleja

Simple: dos superficies articulares

• Compuesta: más de dos superficies (ej: codo, rodilla)

• Compleja: disco o menisco intraarticular (ej: rodilla, ATM)

Qué es un grado de libertad en articulaciones?

Cada eje de rotación o traslación independiente.

• Uniaxial → 1 grado (codo)

• Biaxial → 2 grados (rodilla)

• Multiaxial → hasta 3 grados (hombro, cadera)