Fisiología del tejido óseo
Los huesos están compuestos, como otros tejidos conjuntivos, de fibras, células y matriz. Según el tipo de colágeno, varía la cantidad de cada una de las partes. Por ejemplo, el hueso contiene una cantidad pequeña de fibras, pero mucha matriz (y sus sustancias), mientras que en ligamentos es al revés. Aparte de la proporción de los tres componentes nombrados, el hueso difiere de otros tejidos en la existencia de una unión entre Calcio y Fosfato parecida a la Hidroxiapatita [Ca10(P04)6(0H)2]. También encontramos dentro del hueso pequeñas cantidades de otras sustancias inorgánicas: Carbonato (6%), Nitrato (1%), Sodio (0,7%), Magnesio (0,7%) e indicios de Flúor
La cantidad de células en el hueso es relativamente alta (10%), de las cuales, los osteoblastos componen el tejido nuevo, mientras los osteoclastos descomponen el tejido óseo.
La matriz está compuesta de agua, proteoglucanos y glucoproteínas (p.e. Fibronectina). Con la ya nombrada unión de Hidroxiapatita, se endurece esta matriz. Este proceso está controlado por los osteoblastos.
Está fuera de nuestra intención en esta investigación tratar toda la bioquímica de los componentes del metabolismo óseo. Sin embargo, debemos hablar de la función de unas cuantas hormonas y otras sustancias bioquímicas que juegan un papel importante en los procesos de composición y degradación del hueso.
- El oxígeno (O2), es imprescindible en los procesos del metabolismo energético del ser humano. Además de la necesidad de O2 para el metabolismo de los osteoblastos, es necesario oxígeno en forma de radicales libres para el proceso de lisis de los osteoclastos (una forma específica de macrófagos del hueso).
- La vitamina C da, para la hidroxilisis de L-Lisina y L-Prolina, iones de Hidrógeno que producen, junto con NADPH+ y Oxígeno, Agua y NADH; al mismo tiempo, libera átomos de "O" que son utilizados para la transformación de C-H- en grupos de C-OH-. El ser humano (y tal vez especies anteriores al ser humano) ha perdido, en algún momento de la evolución, la capacidad de fabricar Vitamina C a partir de glucosa. Eso quiere decir que Vitamina C es un derivado alimenticio esencial. Las investigaciones de Lawrence et al. en 1991, pusieron de manifiesto la importancia de la Vitamina C en la neosíntesis de tejido óseo.
No sólo investigaron la función de la Vitamina C en general, sino que también miraron si la cantidad de Vitamina C tenía importancia. Dibujo1 enseña, que cuanta más Vitamina C llega al hueso, más intensa es la osteosíntesis.
- La Vitamina K es un Co-factor en la síntesis de Hidroxiapatita; es el catalizador en la formación de Gamma-Carboxi-Acido glutamínico a partir de Acido glutamínico. El Gamma-Carboxi-Acido glutamínico es el responsable del proceso de combinación de iones de Calcio con Osteocalcitonina; iones imprescindibles dentro de la osteosíntesis. Las bacterias de una flora intestinal sana, son capaces de producir suficiente Vitamina K. Los antibióticos, y también ciertos anticoagulantes (derivados cumarínicos), impiden la formación de Vitamina K, o mejor dicho, son antagonistas de laVitamina K!
- La Vitamina D se transforma dentro de los riñones en Vitamina D3, controlando, de esta forma, la absorción de Calcio en el intestino. Si podemos tomar el sol diariamente 20 minutos, dejando al menos, el 25% de la superficiecorporal al aire libre, producimos gracias a la Colesterina presente en la piel, suficiente Vitamina D.
- La Serotonina es un Neuro-péptido del sistema nervioso central. Aparte de otras funciones, juega un papel importante en la regulación del funcionamiento de los osteoclastos; un déficit de serotonina conlleva la hiperactividad de los osteoclastos. También se necesita serotonina (producida además en la epífisis) para la síntesis de melatonina, hormona que regula el ritmo del sueño y la vigilia. Sin melatonina, es decir, sin la fase de sueño profundo, no se produce suficiente hormona de crecimiento. El cuerpo es capaz de fabricar serotonina a partir de L-Triptófano, que es un aminoácido esencial.
- El Hierro, Fe2+, juega, junto con la Vitamina C, un papel central en el proceso de hidroxilisis de L-Lisina y L-Prolina, formando así, L-Hidroxilisina y L-Hidroxiprolina. Los dos últimos aminoácidos son fundamentales para la estructura final del colágeno. El Hierro es esencial, lo que quiere decir que la suministración depende totalmente de los alimentos que se comen.
- El Zinc, Zn2+, se encuentra en la estructura de más de 100 metaloenzimas. Además, es imprescindible para la fabricación de insulina a cargo de las células beta del páncreas. Un déficit de zinc significa un déficit de insulina y, por tanto, una disminución de la asimilación de aminoácidos, por ejemplo, para la osteosíntesis. El Zinc es esencial, tenemos que ingerirlo.
- Los Fosfatos forman parte de la nombrada unión bioquímica hidroxiapatita. Una dieta rica en fosfatos inhibe la absorción de calcio, o bien, determina una pérdida de este mineral. Los Fosfatos se encuentran en embutidos, pero también en limonadas, refrescos y todo los botes y latas. En Estados Unidos han enseñado que un dieta volacteovegetariana, es decir, baja en fosfatos, produce una masa ósea considerablemente mayor que cuando se utiliza una dieta exclusivamente láctea, que contiene muchas proteínas, de cuya degradación, se producen los fosfatos.
- Calcio, Ca2+: Encontramos más o menos 1000 mg en los huesos de un adulto. Aparte de ser utilizado como ladrillo del hueso, también se precisa en varios procesos metabólicos del sistema muscular y del cerebro. Hay que tener en cuenta que la utilización de calcio está bajo el control de una jerarquía muy rígida: Los primeros en esta jerarquía son los procesos metabólicos del cerebro; después vienen los procesos neuromusculares y, en último lugar, la síntesis ósea. Si no entra suficiente Calcio por vía alimentaria, o no se puede absorber la cantidad necesaria en el intestino, en situaciones extremas puede incluso ocurrir, que la Parathormona, en su búsqueda de Calcio, estimule los osteoclastos para liberar calcio procedente del sistema óseo. El Calcio se encuentra en abundancia en la naturaleza y, eligiendo bien, dentro de nuestra alimentación. Verduras como brócoli, espinacas, puerro y coles contienen por cada 100 gramos de verdura entre 100 - 400 mg de Calcio. También las lentejas son fuentes óptimas de calcio. La opinión tan corriente, de que la leche y sus derivados (menos el yogur) son las mejores fuentes de calcio, cuando menos, es discutible si vemos que justamente en los países donde más leche consumen (Holanda p.e.), existen los porcentajes de osteoporosis más altos a nivel mundial (Leitzmann).
- El Magnesio (Mg2+) es una sustancia mineral imprescindible para la formación de tejido óseo sano. Para una mineralización adecuada de la matriz ósea, siempre se precisa magnesio y calcio juntos, aunque en general, sean antagonistas. Debido al hecho de que la cantidad de magnesio en la nutrición de hoy en día no es suficiente, la suplementación de calcio, únicamente, no hace posible la síntesis de los huesos. Al contrario, la suplementación de cantidades elevadas de calcio sin magnesio añadido, provoca la expulsión excesiva de calcio por los riñones, con el consiguiente peligro de formación de cálculos renales. Por eso, hace falta tomar calcio y magnesio en una proporción fisiológica, más o menos, tres partes de calcio con una parte de magnesio. Todas las verduras verdes, (el magnesio forma parte de la molécula de la clorofila), fruta y frutos secos son buenas fuentes de magnesio.
La composición y la degradación de los huesos son procesos continuos en nuestro cuerpo. Con la ayuda de los elementos y las sustancias nombradas, y suficiente estimulación a través de movimiento, el tejido óseo se renueva continuamente.
A pesar de que el hueso es un tejido braditrófico, se puede decir que todos sus componentes se regeneran totalmente en un período de 7 años.
Sólo se puede producir tejido nuevo, si primero se ha eliminado tejido viejo; una interacción esencial entre osteoclasto y osteoblasto.
La cantidad de hueso nuevo formado (medido como índice de Turnover) es, para los huesos largos hasta los 25 años y para las vértebras hasta los 32, más grande que la degradación de tejido óseo: El índice de Turnover es > 1.
Después del período de crecimiento el índice de Turnover se mantiene, más o menos =1, y después, va disminuyendo a valores < 1.
Las contracciones musculares y la gravedad son estímulos imprescindibles para la formación del sistema óseo. Los astronautas que han estado durante bastante tiempo en el espacio en una situación de ingravidez, tienen un índice de Turnover < 1: ¡Osteoporosis!
Las investigaciones de Larsson et al. en el año 1991, demostraron que la aplicación de un estímulo de carga intermitente de 2 segundos al sistema óseo, es el estímulo óptimo para la formación de hueso (dibujo 2), mientras que una carga continua o intermitente de larga duración (60 segundos) produce un efecto de inhibición de la formación de tejido óseo nuevo.
Trasladando lo último a la vida cotidiana, se trataría, por ejemplo, de caminar: un estímulo óptimo para la formación de hueso. Todas las cargas estáticas (sentado detrás de una mesa, estar de pie mucho rato, etc.) traen un efecto negativo sobre la osteosíntesis: La disminución de esta actividad.
