Sistema esquelético. Huesos, cartílagos, articulaciones (clasificación, tipos)

Sistema esquelético humano, huesos
Sistema esquelético humano, huesos

El esqueleto humano o sistema esquelético es considerado como un armazón resistente y óseo, encargado de proteger y dar sostén a los órganos internos del cuerpo humano. Es algo fascinante de estudiar, está compuesto por una gran cantidad de huesos cuya forma y ubicación generan una función diferente en el ser humano.

¿Qué es el sistema esquelético?

El sistema esquelético, en general, es la unión de huesos que da forma al ser humano, genera sostén de los órganos y permite el desplazamiento de las personas de un lado a otro. El sistema esquelético trabaja en conjunto y en equilibrio con otros sistemas del cuerpo humano para poder efectuar la función de caminar, algo tan imprescindible para la supervivencia de las personas.

La mayoría cree que el sistema esquelético solo está conformado por huesos, pero no es así, de hecho el sistema esquelético también lo conforman los cartílagos y articulaciones. Pese a que por lo general se piensa que los huesos son un material inerte y macizo, estos son considerados como un sistema vivo de constante cambio y desarrollo, cuando un hueso va muriendo otro va renaciendo y creciendo, esto suele evidenciarse a lo largo del crecimiento de una persona.

Funciones del sistema esquelético

Soporte: permite fijar los tejidos y órganos del ser humano, ofrece sostén al cuerpo humano.

Almacenamiento: almacenan minerales fundamentales para el cuerpo humano, como el calcio, fósforo, magnesio. Ayudan a mantener la homeostasis (equilibrio) en cuanto a la concentración de calcio en el organismo.

Protección: los órganos del cuerpo humano se resguardan en el sistema esquelético. Forma un armazón que protegen a los diferentes órganos que componen al ser humano. Ejemplo: el cráneo protege al cerebro, las costilla resguardan al corazón y los pulmones, etc.

Producción de células del sistema sanguíneo: forman parte de la producción de glóbulos rojos y blancos, a esta producción de células sanguíneas se le llama hematopoyesis, y suele ocurrir en una cavidad interna de los huesos llamada médula roja ósea.

Movimiento: los huesos permiten, por procesos mecánicos, realizar el movimiento del cuerpo humano, bien por la acción de ciertos huesos de contraerse o aquellos que forman tracción, generando una fuerza de dirección. Lo anterior es permitido por el trabajo en conjunto de los huesos con ciertos ligamentos y músculos. El movimiento se realiza gracia a las articulaciones que conectan un hueso con otro.

Cómo están estructurados los huesos

Los huesos están compuestos mayormente por calcio, en mayor proporción por fosfato cálcico Ca3(PO4)2. El fosfato cálcico al interactuar con el hidróxido de calcio (CaOH2) genera cristales de hidroxiapatita o también llamados cristales de calcio, estos se unen al carbonato de calcio y a otros minerales como el magnesio, lo que proporciona una mayor tensión y rigidez al hueso humano. También está formado por una serie de células que ayudan a la formación del hueso.

Células del hueso del sistema esquelético

Osteocitos: son células maduras que ayudan a conservar y controlar el almacenamiento de los minerales y proteína de la matriz del hueso. En los osteocitos se forman unos canales llamados conductillos que permiten conectar con otros osteocitos para la difusión de nutrientes.

Osteoblasto: son células inmaduras que segregan los elementos orgánicos de la matriz ósea, por lo que son los responsables de la formación de hueso nuevo (osteogenia).

Células osteoprogenitoras: estas células son las progenitoras y productoras de osteoblastos. Lo que es de mucha importancia si existen fracturas en el hueso, la producción de osteoblastos colabora en la reparación del mismo.

Osteoclastos: son células multinucleadas, que se encargan de liberar ácidos y enzimas para disolver la matriz ósea. Permite la liberación de calcio y de otros minerales esenciales en los líquidos corporales. Por lo que es necesario mantener un buen equilibrio entre los osteoblastos y los osteoclastos.

Hueso esponjoso y hueso compacto

Cualquier hueso del sistema esquelético está compuesto por dos tipos de tejidos, el esponjoso y el compacto o duro. El hueso compacto es duro y sólido, es la parte más externa del hueso y rodea al tejido esponjoso. El hueso esponjoso proporciona resistencia mecánica y está formada por una red de filamentos óseos delgados (espolones), dentro del tejido esponjoso hay una cavidad central que contiene la médula ósea. La médula ósea puede estar compuesta por células adiposa (médula amarilla), y por glóbulos rojos y glóbulos blancos (médula roja).

Hueso compacto: es la parte más externa del hueso, confiere protección y está conformado por una unidad principal cilíndrica llamada osteona. Los osteonas están formados por capas concéntricas de células de osteocitos que rodean al conducto central sanguíneo. Dentro del hueso compacto también se encuentran los conductos perforantes, que llevan la sangre hacia el interior del hueso.

Hueso esponjoso: la región del hueso esponjoso es más ligera y no tan sólida como la del hueso compacto, pero no por ello deja de ser fuerte. Forma una estructura espaciosa rellena por un entramado de espolones, esto confiere una mayor resistencia al hueso cuando es sometido a soportar diferentes cargas siguiendo varias direcciones. Por este hueso, en la región de la diáfisis, suele transitar la médula amarilla, un líquido amarillento y grasoso que funciona como reserva de energía. La médula roja está localizada en la zona proximal a la epífisis del hueso, el proceso de hematopoyesis de células rojas y células blancas ocurren en la médula roja.

El periostio y el endostio del hueso

Los huesos están cubiertos por una membrana de tejido conjuntivo llamado periostio, esta capa protege al hueso de los tejidos que lo rodean, en él se insertan los tendones musculares y ligamentos al hueso. Esta capa participa constantemente en los procesos de reparación y crecimiento del hueso. El periostio consta de una capa externa de tejido conjuntivo fibroso y una capa interna compuestas por células osteoprogenitoras.

El endostio es una capa fina compuesta por una célula de espesor y que reviste internamente a la cavidad medular. También está compuesta por células osteoprogenitoras, osteoblastos y osteoclastos. Cubre los espolones del hueso esponjoso y la capa interna de los conductos centrales. Esta capa al igual que el periostio, participa en los procesos de crecimiento y reparación del hueso

Conductos sanguíneos del sistema esquelético

Los huesos no serían nada sin el riego sanguíneo, que transporta nutrientes y elementos esenciales para su funcionamiento. A través de los huesos transitan una serie de conductos por los que pasan las venas y permiten el riego sanguíneo, veamos cuáles son algunos de ellos.

Conducto central o conducto Havers: son conductos que van en orientación paralelas al eje mayor del hueso, a través de estos conductos pasan los vasos y arterias que son responsables del transporte de sangre, estos conductos están formados por anillos calcificados

Conducto perforante o conducto Volkmann: estos conductos llevan la irrigación sanguínea de forma perpendicular al eje del hueso, por estos canales se distribuye la sangre a la parte más profunda del hueso, llegando a la cavidad medular interna. Estos conductos comunican a los conductos centrales, también se encargan de llevar la sangre a los osteocitos, proveyéndolos de oxígeno y eliminando sus desechos metabólicos.

Formación y desarrollo del hueso

El desarrollo del esqueleto humano es un factor importante para determinar el tamaño de una persona. Desde el vientre materno, el cuerpo humano sufre una serie de cambios en la conformación del sistema esquelético, un crecimiento constante en los huesos, fusiones y endurecimiento. Todo comienza con una formación inicial de los huesos en etapas embrionarias; luego el crecimiento durante la lactancia, niñez y adolescencia; reemplazo de huesos viejos por nuevos, como se puede apreciar ocurre durante un amplio periodo en el que están en constante crecimiento.

El cartílago forma parte del sistema esquelético en las etapas embrionaria, tanto de otros vertebrados como en el hombre. Es firme pero elástico, durante el desarrollo fetal el cartílago es sustituido por hueso durante el desarrollo. Sin embargo, en el ser humano, el cartílago permanece en algunas estructuras. Por ejemplo, hélix de la oreja, articulaciones, en el extremo de la nariz.

El cartílago es un tejido conjuntivo que contiene células llamadas condrocitos, incluida una matriz de proteína sólida llamada condrina, compuesta por fibrillas elásticas de colágenos y firmes.

Osificación intramembranosa

Durante el desarrollo del feto se forma un esqueleto embrionario, un mesénquima (tejido conjuntivo embrionario) con forma similar a los huesos, ubicado en las regiones en donde se formará la osificación. Las células mesenquimatosas se diferencian primero en células osteoblastos.

Los osteoblastos comienzan a producir la matriz extracelular de los huesos. La producción de la matriz extracelular cesa y se forman las células llamadas osteocitos, estos toman una forma de lagunas, con prolongaciones delgadas citoplasmáticas que se extienden en varias direcciones. Con el transcurso de los días, estas células forman depósitos de calcio y otros minerales, iniciando el proceso de calcificación o endurecimiento.

Ya formado el hueso, comienza la formación de trabéculas (tejido conectivo fibroso), las trabéculas se fusionan entre ellas y crean el hueso esponjoso. En los pequeños espacios entre las trabéculas se forman los vasos sanguíneos. A partir del tejido diferenciado de las trabéculas ocurre la formación de la médula ósea roja, y del apilamiento de las capas de mesénquima se comienza a formar el periostio.

Osificación endocondral

El proceso de sustitución de cartílago por hueso es denominado osificación endocondral, la mayoría de huesos se configuran de esta manera. Las células mesenquimatosas se apilan en el lugar donde se formará el hueso, asumen la forma del hueso y conforman las células condroblastos. Estas células secretan una matriz extracelular que da forma al cartílago hialino (tejido traslucido cristalino). La membrana de pericondrio se desarrolla alrededor del cartílago.

Los condroblastos que conforman el cartílago cambian y se convierten en células condrocitos. Aumenta el crecimiento continuo de la división celular de los condrocitos, por lo que con el tiempo la matriz extracelular empieza a calcificarse, dando lugar a que los condrocitos comienzan a perecer, ya que no pueden obtener nutrientes de la matriz. Con la muerte de los condrocitos, comienza la formación de pequeñas cavidades o lagunas, y a través de estas cavidades, una arteria nutricia atraviesa el pericondrio y a la matriz calcificada.

La osificación inicia desde la zona externa del hueso hacia dentro. Dentro del pericondrio ocurre la producción de células osteógenas que se convertirán en osteoblastos. El proceso de calcificación del hueso aumenta, el pericondrio es sustituido por el periostio. Con el paso del tiempo, el desarrollo va aumentando y gran parte del cartílago es sustituido por hueso.

A medida que el proceso de osificación continua, dentro del hueso, los osteoblastos degradan parte del hueso esponjoso, formando las cavidades donde se desarrollará la médula ósea. Los vasos sanguíneos entran por la región de la epífisis del hueso. Posterior a todo esto, el hueso continúa su proceso de aumento de longitud y aumento de diámetro.

Crecimiento de longitud y de diámetro del hueso

Cuando las personas van creciendo (bebes, niños, adolescentes), los huesos van cambiado, los huesos largos crecen en longitud y diámetro. Se estima que este crecimiento continúe hasta cuando la persona tiene de entre 15 y 16 años de edad.

El aumento de la longitud de los huesos es generado por las células condrocitos, ubicadas en la región de la epífisis, las cuales mantienen una constante división celular permitiendo el crecimiento del hueso. Esta actividad divisoria disminuye al terminar la adolescencia, y cesa del todo aproximadamente entre los 18 y 25 años de edad

En cuanto al aumento de diámetro, ocurre cuando los osteoblastos se transforman en osteocitos. Se forman láminas de osteocitos en la superficie del hueso, formando osteonas (unidades básicas del hueso compacto). Como resultado, ocurre una constante actividad osteoclástica y osteoblástica, generando una cavidad medular cada vez más grande y de mayor diámetro.

Clasificación de los huesos del sistema esquelético

El sistema esquelético se divide en: esqueleto axial y esqueleto apendicular.

Esqueleto axial

Es el que forma el eje central del cuerpo, se encarga de sostener la cabeza, el cuello y el torso. También el cráneo, columna vertebral, esternón y costillas. En total el esqueleto axial lo componen 80 huesos.

Se muestran a continuación algunos de los huesos más relevantes del esqueleto axial.

Cabeza

En la cabeza se encuentran los huesos del cráneo y de la cara.

– Cráneo: 1 hueso occipital, 2 huesos parietales ,1 hueso frontal, 2 huesos temporales, 1 esfenoides ,1 etmoides.

– Cara: 2 maxilares, 2 huesos palatinos, 2 huesos nasales, 2 cornetes nasales inferiores, 2 huesos cigomáticos, 2 huesos lagrimales, 1 vómer ,1 mandíbula.

Tenemos también unos huesos pequeños que se encuentran situados dentro de los huesos temporales, son 6 en total, también un hueso hioides que se encuentra en la parte inferior del cráneo suspendido por ligamentos estilohioideos.

Columna vertebral

La columna vertebral tiene un total de 26 huesos: 24 son vértebras, 1 hueso sacro y 1 hueso cóccix. Consta de 7 vértebras cervicales ,12 vértebras torácicas, 5 vértebras lumbares, el sacro está formado por 5 vértebras fusionadas (1 suelo hueso), mientras que el cóccix de 3 a 5 vértebras fusionadas (1 solo hueso).

Tórax

El tórax se encuentra constituido por vértebras torácicas, que son las costillas y el esternón.

– Las costillas: existen 12 pares (24 en total) de costillas, las 7 primeras se llaman costillas verdaderas, las costillas del 8 al 10 se denominan costillas falsas y los dos últimos pares reciben el nombre de costillas flotantes.

– Esternón: 1 solo hueso conforma el esternón, el cual lo componen tres regiones, el manubrio, un cuerpo y una apófisis xifoides.

Esqueleto apendicular

Son los huesos que se encuentran en las extremidades superiores (brazos) e inferiores (piernas). Incluyen los brazos, las piernas, la cintura escapular y pélvica.

Miembros superiores

Formado por 60 huesos, 2 húmero, 2 radio, 2 cubito, 16 huesos del carpo o carpianos, 10 huesos metacarpianos, 28 falanges.

Cintura pélvica

Está formada por 2 huesos coxales.

Cintura escapular

Está conformado por 4 huesos, 2 clavículas, 2 escapulas.

Miembros inferiores

Lo conforman 60 huesos, 2 huesos fémur, 2 rotula, 2 tibia, 2 peroné, 14 huesos del tarso, 10 huesos metatarsianos, 28 falanges.

Los huesos que componen el esqueleto apendicular son en total 126. Por lo que se obtiene un total de 206 huesos en el cuerpo humano.

Tipos de huesos

Abordamos una clasificación sobre los tipos de huesos y sus funciones en el cuerpo humano, así tenemos:

Huesos Largos: operan como palanca, entre ellos tenemos al húmero, radio, clavícula, cúbito, fémur, tibia y peroné. Estos constan de una diáfisis compuesta por un hueso compacto, una metáfisis formada por hueso esponjoso y la epífisis formada por dos extremos del hueso.

Huesos cortos: están ubicados en lugares de poco movimiento, andan en pares y son fuertes. Un ejemplo son los tarsianos del pie y los carpianos de la mano.

Huesos planos: se encargan de la protección de tejidos blandos, son delgados y sirven para la inserción de músculos. Ejemplos tenemos las costillas y el esternón.

Huesos irregulares: son únicos y no mantienen uniformidad con respecto al resto de huesos. Cumplen diferentes funciones (y en distintos tamaños), como ejemplo tenemos las vértebras, huesecillo del oído, el cóccix.

Huesos sesamoideos: con tendones, redondos y pequeños, un ejemplo lo tenemos la rótula, estos huesos colaboran a que los músculos funcionen.

Articulaciones en el sistema esquelético

El término articulación hace referencia al lugar de unión de uno o más huesos. Estos suelen clasificarse de tres formas.

Articulación sinartrosis o articulación fija

En esta articulación los bordes óseos se encuentran bastante cerca entre sí, en ella hay una interposición de una lámina cartilaginosa. Esta articulación permite que las fuerzas se dispensen fácilmente de un hueso a otro para producir un movimiento mínimo de las articulaciones, disminuyendo así el riesgo de una lesión, por ejemplo, en partes del cráneo que haya una fisura frontal o sutura.

Articulación anfiartrosis

Son articulaciones de movimiento escaso y donde los huesos se encuentran más retirados entre sí. Es una conexión que tiene fibras de colágeno y cartílagos. Ejemplos de esta articulación son la tibia y el peroné y la membrana interósea, entre en cúbito y el radio.

Articulación diartrosis

También llamada articulaciones sinoviales, son de movimiento libre, contienen líquido sinovial (un lubricante). Las superficies óseas no entran en contacto por que están cubiertas por cartílagos articulares. Tiene como función minimizar la fricción y actúan como amortiguadores, ejemplos de ellas son: el codo, tobillo, costillas, muñecas, cadera y hombro. Existen 6 tipos de articulaciones sinoviales.

– Bisagra: en esta articulación, una fracción convexa de un hueso se une en una porción cóncava de otro. Generando un movimiento que ejemplifica a una bisagra. Ejemplo: el codo y la rodilla.

– Pivote: una parte redonda de un hueso articula en una cavidad de otro hueso, solo se permite el movimiento de un hueso con respecto al otro. Ejemplo: radio y cúbito; atlas y axis.

– Esferoidea: el extremo de un hueso, de forma esférica, se une en una región cóncava de otro. Se conoce como articulación triaxial y realiza el movimiento por extensión, flexión y aducción. Ejemplo: cadera, el hombro.

– Condilar: la superficie ovalada o redonda de un hueso se une con la concavidad de otro. Genera un movimiento por flexión, extensión y aducción, con una articulación biaxial. Ejemplo: articulaciones de la mano, la radiocarpiana y metacarpofalángicas.

– Silla de montar: es muy parecida a la condilar, solo que genera mayor movimiento de flexión, extensión y aducción, pero es una articulación triaxial. Ejemplo: articulaciones carpometacarpianas del pulgar.

-Plana: esta articulación permite el movimiento por deslizamiento y se mantienen juntas por ligamentos, genera solamente un movimiento de atrás hacia adelante y de un lado a otro. Ejemplo: articulaciones intertarsiana e intercarpiana de manos y pies.

Referencias bibliográficas

– Martini, F; Timmons, M; Tallitsch, R. 2009. Anatomía Humana. Sexta edición. Editorial Pearson Educación, Madrid. 112- 117 pp.

– Peate, I; Nair, M. 2017. Anatomía y fisiología para enfermeras. Primera edición en español. Editorial el Manual Moderno. 243- 247 pp.