HUESOS INTELIGENTES : La complejidad oculta del esqueleto

By Monique van der Vorst 2 años agoNo Comments
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Tus huesos son más inteligentes y más complejos de lo que crees.

Tus huesos son ingeniosos. Aunque son sólidos, son livianos y se reparan solos cuando se rompen. Lo que es más, aunque no puedas verlo, tus huesos se renuevan constantemente, reemplazando el hueso viejo por hueso nuevo.

Este no es un fenómeno único. Otros tejidos y células (la piel es el fenómeno más visible) son autosuficientes. Sin embargo, los huesos lo hacen de manera adaptativa, ajustándose en respuesta a las necesidades mecánicas y fisiológicas del cuerpo.

¿Cómo hace el esqueleto una cosa tan notable?
Las nuevas tecnologías de imágenes revelan un aspecto previamente subestimado del hueso: la red celular viviente que funciona en lo profundo del hueso. Esta red viviente consiste en la célula más abundante en el hueso: el notable osteocito.

Los osteocitos (literalmente: células óseas) se entierran vivos en el tejido óseo del hueso tan pronto como se forma el hueso. Desarrollan largas ramificaciones dendríticas que parecen ramas y se filtran en el tejido, practicando un camino para interconectarse entre sí.

Como los osteocitos viven en huesos tan duros como la roca, hasta ahora han sido difíciles de estudiar. Durante mucho tiempo se pensó que eran inactivos y carentes de interés. Ahora sabemos que capturan las demandas mecánicas, orquestan la renovación del tejido óseo y regulan el nivel de calcio en el torrente sanguíneo.

Casi tan complejo como el cerebro
A medida que más investigadores estudian estas células y su red, emerge un retrato cada vez más detallado. Los osteocitos son claramente numerosos y están estrechamente interconectados (ver foto a continuación), pero hasta ahora nunca se han contado con precisión. Sin embargo, el ejercicio lo vale.

En biología, las cifras nos ayudan a identificar nuevas perspectivas, tanto es así que los investigadores han establecido una base de datos de numerosos datos biológicos cuantificados (BioNumbers), sobre muchas especies, recogidos de la literatura científica y una guía escrita del uso de estos datos.

Por ejemplo, el número de sinapsis en la red neuronal de la corteza humana se estima en 150 billones. Un proyecto de ciencia pública liderado por el MIT (Medical International tecnologie) que involucra a 120.000 jugadores en línea ya ha ayudado a comprender cómo el cerebro ve el movimiento, gracias al mapeo de estas conexiones, en el marco de un proyecto llamado EyeWire.

¿Pero por qué estar interesado en la cantidad de osteocitos?
Porque además de controlar la fuerza de los huesos y liberar minerales vitales como el calcio y el fosfato en el torrente sanguíneo, ahora está demostrado que estas células podrían influir en :

  • cómo funciona nuestro sistema inmunológico,
  • el contenido de grasa de nuestro cuerpo,
  • cómo funcionan nuestros riñones
  • e incluso la fertilidad de los hombres.

Por lo tanto, para comprender el alcance de la red de osteocitos comenzamos por su cuantificación en el esqueleto humano. Lo que encontramos fue más allá de nuestras expectativas.

Resulta que en nuestro esqueleto vive una red que es casi tan compleja como la red neuronal de nuestro cerebro.
Los osteocitos y sus ramas dendríticas forman una red en el hueso.

 

 

 

 

 

 

 

 

¿Qué dicen los números?
Hemos tomado datos recientes de la proyección de imágenes y hemos calculado que el esqueleto humano contiene cerca de 42 mil millones de osteocitos. Esto equivale a aproximadamente seis veces la población mundial.

En comparación, el cerebro humano contiene 86 mil millones de neuronas recolectadas en un volumen (CA. 1,2 litro) comparables a la del esqueleto (aprox. 1,75 litros), aunque, por supuesto, el esqueleto ocupa una superficie más extendida.

Cuando hicimos la adición de la longitud de todas estas pequeñas ramas de células, imaginando que fueran colocadas de extremo a extremo, descubrimos que esta red tiene una longitud de aproximadamente 175 000 kilómetros. Esto equivale a más de cuatro veces la circunferencia de la tierra y casi toda la longitud de los axones en el cerebro, es decir a 180000 km.

Hemos basado muchas estimaciones en las manipulaciones simples del álgebra de datos previamente publicados. Pero ha sido difícil estimar una pieza esencial de información, es decir, el número de conexiones que los osteocitos hacen con sus vecinos.

Un cerebro sin conexiones no puede hacer nada; Por lo tanto, es importante evaluar el número de conexiones en la red osteocitos.

Desafortunadamente, es difícil ver directamente las conexiones entre los osteocitos. Lo que vemos son más bien los pequeños túneles en el hueso, en los que viven los osteocitos y sus ramificaciones.

Así, para medir esta red de túneles “proxy” y la red celular que alberga, hemos utilizado un modelo matemático de ramificación dendrítica. Alimentamos este modelo de datos en la red de “proxy” y calculamos que la red de osteocitos del cuerpo humano contiene 23 billones de conexiones.

Un biomaterial inteligente y evolucionado
Así que, basándonos en estas mediciones, podemos decir que nuestro esqueleto se asemeja mucho a nuestro cerebro, porque contiene una cantidad similar de células interconectadas, en un espacio de dimensiones similares. Pero, ¿por qué nuestro esqueleto necesita una red tan compleja? No sabemos exactamente por qué, pero sabemos que estas células intercambian información, al igual que las neuronas.

Los túneles ocupados por los osteocitos son todavía visibles en huesos viejos, incluyendo fósiles de dinosaurios. Podemos usar esta información para entender cómo los huesos han evolucionado para convertirse en el biomaterial auto-regulable y auto-regulador que hoy es nuestro. Esto es algo que no podemos hacer con los cerebros fosilizados.

Los osteocitos se comunican entre sí acerca de los lugares frágiles de los huesos que necesitan ser reforzados o sobre el daño que necesita ser reparado. Estos mensajes se transmiten a las células en la superficie del hueso, que son capaces de quitar el hueso dañado (osteoclastos) y formar el hueso nuevo (osteoblastos).

Sabemos muy poco acerca de cómo estas células se comunican. Pero si lo supiéramos, podríamos reunir nuevos tratamientos para los trastornos óseos como la osteoporosis o la osteogénesis imperfecta y encontrar maneras de devolver más rápido y con más seguridad a los jugadores de fútbol al  campo, después de una fractura.

Mientras tanto, la próxima vez que te levantes, des un paseo o levantes pesas, piensa en “cómo” la red de osteocitos en tus huesos responde a las tensiones y los esfuerzos a que te sometes. Y agradece a tus osteocitos por mantener tu esqueleto fuerte (e inteligente), de modo que pueda apoyarte.

Traducido del artículo inglés Brainy Bones de Michael Dorausch, por Hortensia Prieto

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