Sistema Esquelético: Tejido Óseo

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Capitulo 6
El Sistema Esquelético: Tejido Óseo
Lecture Outline
Principles of Human Anatomy and Physiology, 11e
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Principles of Human Anatomy and Physiology, 11e
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INTRODUCCION	 
El hueso esta formado por diferentes tejidos que trabajan juntos: hueso, cartílago, tejido conectivo denso, epitelio, varias células que forman la sangre, tejido adiposo y tejido nervioso
Cada hueso individualmente es un órgano; el hueso, únicamente con sus cartílagos, constituyen el sostén del esqueleto.
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Sistema Esquelético: Tejido Óseo
Dinámico y cambiante durante toda la vida.
El esqueleto esta formado por diferentes tejidos.
Cartílago, óseo, epitelial, nervioso, tejidos que están formando la sangre, adiposo y conectivo denso.
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Función del hueso
Da soporte y protege el tejido laxo
Junto a ellos están los músculos que hacen posible el movimiento.
Almacenan minerales, calcio y fósforo el mineral de la homeostasis
La producción de células sanguíneas ocurre en la medula ósea roja de los huesos (hemopoyesis) 
La energía se almacena en la medula ósea amarilla de los huesos
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Anatomía Del Hueso Largo
Diafisis = cuerpo
Epífisis = extremos del hueso 
Metafisis = diafisis se une a la epífisis, incluye la placa epifisiaria de los huesos en crecimiento
El cartílago articular = actúa en las superficies articulares para reducir la fricción y absorber el choque
Cavidad medular = cavidad de la medula ósea
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Anatomía Del Hueso Largo
Endostio = recubrimiento de la cavidad medular
Periostio = membrana resistente que cubre el hueso pero no el cartílago
Capa fibrosa = TC denso e irregular
Capa osteogenica = osteocitos y trombocitos que nutren o ayudan con reparaciones
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Histología del hueso
Tejido conectivo separado en sus espacios intercelulares por matriz
Matriz formada por: 25% agua, 25% fibras proteicas y 50% sales minerales cristalizadas
4 tipos de células en el tejido óseo
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HISTOLOGIA DEL TEJIDO ÒSEO
Hueso (osseous) tejido que consiste en células circundantes ampliamente separadas por grandes cantidades de matriz
La matriz del hueso contiene sales inorgánicas, principalmente hidroxiapatita (fosfato de calcio) y carbonato de calcio, y fibras de colágeno.
Estas y algunas otras sales son depositadas en estructuras de fibras de colágeno, proceso llamado calcificación o mineralización.
El proceso de calcificación ocurre solo en la presencia de fibras de colágeno
Las sales minerales confieren dureza en el hueso mientras que la flexibilidad la proporcionan las fibras de colágeno
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CÉLULAS DEL HUESO. (Figura 6.2)
Osteógenas, células sometidas a división, las células hijas se desarrollan en osteoblastos.
2. Osteoblastos, células constructoras del hueso, secretan matriz.
3. Osteocitos, células óseas maduras, constituyen el tipo celular principal del tejido óseo.
4. Osteoclastos, derivados de la fusión de monocitos y sirven para la síntesis del tejido óseo
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Cells of Bone
Célula osteógena---- células diferenciadoras
- Pueden dividirse para remplazarse a ellas mismas y convertirse en osteoblastos
Se encuentran en la capa interna del periostio y en el endostio 
Osteoblastos--- secretan matriz y fibras de colágena, no se pueden dividir
Osteocitos---- células maduras que no secretan materiales de la matriz
Osteoclastos- células enormes, se derivan de la fusión de monocitos (WBC) 
- Función en el hueso de reabsorción en superficies tal como endostio
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Células del hueso
Osteoblastos	 Osteocitos		Osteoclastos
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Matriz del Hueso
Sales minerales inorgánicas proporcionan dureza al hueso
Hidroxiapatita (fosfato de calcio) y carbonato de calcio
Fibras de colágena orgánicas proporcionan flexibilidad al hueso
La tensión, oposición al estiramiento y a la ruptura
Si se remueven los minerales con ácido, resulta una estructura flexible.
El hueso no es complemente sólido, deja pequeños espacios para vasos y médula ósea roja
El hueso esponjoso tiene muchos espacios 
El hueso compacto tiene muy pocos espacios
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HUESO COMPACTO	
 
Hueso compacto esta ordenado en unidades llamadas osteonas o sistema de Havers (Fig. 6.3a)
Osteonas contienen vasos sanguíneos, linfocitos, nervios y a lo largo osteocitos con matriz calcificada 
Osteonas, están alineadas en la misma dirección a lo largo de las líneas de tensión. Las líneas de tensión cambian lentamente con en el cambio de esfuerzo en el hueso.	 
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Hueso compacto o denso
Se observa como una capa sólida y dura del hueso
Forma gran parte de la diáfisis de los huesos largos y la capa externa de todos los huesos
Resistencia a los esfuerzos producidos por el peso y el movimiento
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Histología del Hueso Compacto
Osteonas, circulo concéntrico (laminillas) rodeado de matriz calcificada orienta los vasos sanguíneos.
Osteocitos, se encuentran en espacios llamados lagunas
Osteocitos, comunicación a través de canales llenos con fluido extracelular que conectan una célula con las células cercanas
Laminillas intersticial, representan osteonas viejas que tienen parcial eliminación durante la remodelación del tejido
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Hueso Esponjoso
Hueso esponjoso (cancellous), no contiene osteonas. Este consiste en trabeculas, deja espacios, rodean la mayoría de la médula ósea roja (figura 6.3b)
Forma la mayor parte de la estructura de los huesos cortos, planos e irregulares
El tejido del hueso esponjoso es ligero, soporta y protege la medula ósea roja del hueso.
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Trabeculas del Hueso Esponjoso 
Enrejaduras de pilares delgados del hueso llamadas trabeculas orientados a lo largo de la línea de tensión
Los espacios entre las trabeculas están llenados con medula roja donde se producen los eritrocitos 
Encontradas en el final del hueso largo y dentro del hueso plano como esternón, costillas y huesos del cráneo (parietales) 
 Osteonas falsas.
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Sangre y Fuente del Nervio del Hueso
Arterias periósticas
- Fuente periosteal 
Arterias nutricias
Salen a través del agujero nutricio 
Necesaria en el hueso compacto en la diafisis y medula roja
Arterias metafisarias y epífisiarias
- Distribuyen la sangre en la medula ósea roja y tejido óseo de la epífisis
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FORMACION DEL HUESO
Todo el tejido conectivo embriológico comienza como mesenquima
La formación del hueso se llama osteogenesis u osificación y comienza cuando las células mesenquimatosas proporcionan la base para la subsiguiente osificación
Ocurren dos tipos de osificación
Osificación intramembranosa es la formación del hueso directamente o dentro de las fibras de las membranas de tejido conectivo 
Osificación endocondral es la formación de hueso de los modelos hialinos del cartílago
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Intramembranosa 
Osificación intramembrenosa, forma los huesos planos del cráneo y la mandíbula (figura 6.5) 
una osificación central formado por células mesenquimatosas que convierten los osteoblastos y colocan la matriz osteonica 
La matriz rodea la células y después se calcifica mientras los osteoblastos se convierten en osteocitos
Los centros de calcificación de la matriz ensamblan a los puentes como trabeculas que constituyen el hueso esponjoso con medula roja entre ellas
En laperiferia la mesenquima se condensa y se convierte en el periostio	 
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 Formacion intramembranosa
FORMACION INTAMEMBRANOSA DEL HUESO
células mesenquimatosas llegan a ser osteoprogenitores celulares después osetoblastos
Osteoblastos se rodean con la matriz para convertirse en osteocitos
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La matiz calcifica en trabeculas con espacios que sostienen la medula roja
La mesenquima condensa en periostio en la superficie del hueso
Las capas superficiales del hueso esponjoso son remplazadas con hueso compacto
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 Formación intramembranosa 
del hueso
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Endocondral
Osificación endocondral implica el reemplazamiento del cartílago por hueso y forma la mayor parte de los huesos del cuerpo (Figura 6.6)
El primer paso en la osificación endocondral, es el desarrollo del modelo cartilaginoso
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FORMACIÓN ENDOCONDRAL DEL HUESO
Desarrollo del modelo cartilaginoso
Células mesenquimatosas forman el modelo cartilaginoso del hueso durante el desarrollo.
Crecimiento del modelo cartilaginoso
En longitud por división de condrocitos y formación de matriz (crecimiento intersticial)
En ancho por formación de nueva matriz en la periferia por nuevos condroblastos de pericondrio (crecimiento aposicional) 
Células hipertròficas estallan y cambian el pH que activan la calcificación y muerte del condrocito
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Formación Endocondral del Hueso
Desarrollo de la osificación central primaria
Arteria nutricia penetra el pericondrio y modelo de cartílago
Bajo el pericodrio se coloca el collar de matriz ósea.
El brote periostial atrae osteoblastos y osteoclastos al centro del modelo de cartílago
Los osteoblastos depositan matriz ósea sobre el cartílago calcificado formando las trabeculas del hueso esponjoso 
Osteoclastos forman la cavidad medular
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Formación Endocondral del Hueso
Formación del centro secundario de osificación 
Los vasos sanguíneos entran a la epífisis hacia la época del nacimiento
Se forma hueso esponjoso pero no la cavidad medular
Formación del cartílago articular
- El cartílago del extremo del hueso permanece como cartílago articular
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Exploración del Hueso
Pequeñas dosis de compuesto radiactivo se inyectan vía intravenosa
La cantidad de muestra se relaciona con la cantidad de flujo de sangre al hueso
“Puntos calientes”, son áreas donde se incrementa la actividad metabólica que es el principal indicador de cáncer, curación anormal de fracturas o anomalías en crecimiento
“Puntos fríos”, indican metabolismo descendido que se refleja en huesos descalcificados, fracturas o infecciones de huesos
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HUESOS EN CRECIMIENTO
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Crecimiento Longitudinal
Para entender como un hueso crece longitudinalmente, necesitamos saber los detalles de la epífisis o placa del crecimiento (figura 6.7)
La placa epifisiaria consiste en 4 zonas: ( Figura 6.7b)
Zona de cartílago en reposo,
Zona proliferativa del cartílago,
Zona hipertrófica del cartílago 
Zona calcificada de cartílago.
 La actividad de la placa epifisiaria es el único medio por el cual la diáfisis puede aumentar longitudinalmente
Cuando la placa epifisiaria se cierra, es remplazada por hueso, aparece la línea epifisiaria e indica que el hueso ha completado su crecimiento longitudinal
 
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Crecimiento Longitudinal del Hueso
Placa epifisiaria o placa del cartílago en crecimiento
Condrocitos, son producidos por mitosis en la parte epifisiaria de la placa
Los condrocitos son destruidos y reemplazados por hueso en la parte diafisiaria de la placa
Entre los 18 a 25 años, la placa epifisiaria se cierra
Los condrocitos paran sus divisiones y el hueso remplaza el cartílago (línea epifisiaria)
El crecimiento longitudinal se detiene a los 25 años
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Zonas de Crecimiento en la Placa Epifisiaria 
Zona de cartílago en reposo
Se ancla a la placa del hueso en crecimiento
Zona proliferativa del cartílago
División celular rápida (monedas apiladas)
Zona hipertrófica del cartílago 
Células extendidas y permanecen en columnas
Zona calcificada de cartílago
zona delgada, la mayoría de las células muere desde que la matriz se calcifica 
Los osteoclastos remueven matriz
Los osteoblastos y capilares se mueven dentro para crear hueso sobre el cartílago calcificado
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Aumento del grosor 
El hueso puede crecer en ancho o diámetro solo por crecimiento aposicional (figura 6.8)
Los pasos en este proceso son:
Las células del periostio se distinguen en osteoblastos que secretan fibras de colágeno y moléculas orgánicas que forman la matriz
La fusión de la cresta y el periostio se convierte en endostio 
Se forman nuevas laminillas concéntricas 
El osteoblasto debajo del periostio forma nuevas laminillas circunferenciales
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Crecimiento a lo ancho del hueso
Solo por crecimiento apocisional de la superficie del hueso
Células del periostio se diferencian en osteoblastos y forman crestas óseas y después un túnel alrededor de los vasos sanguíneos del periostio
Las laminillas concéntricas completan el túnel para formar el osteon
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Factores que Afectan el Crecimiento del Hueso
Nutrición
Niveles adecuados de minerales y vitaminas
Calcio y fósforo para crecimiento del hueso
Vitamina C para formación de colágena
Vitamina K y B12 para síntesis de proteínas
Niveles suficientes de hormonas especificas
- Durante la infancia necesita insulina para que se de el 
 factor del crecimiento 
Promotores de división celular en la placa epifisiaria
Necesita HC (crecimiento), tiroides (T3 y T4) e insulina
Esteroideas sexuales en la pubertad 
En la pubertad las hormonas sexuales, estrógeno y andrógeno, estimulan el crecimiento repentino y modificaciones del esqueleto para crear formas masculinas y femeninas
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Anormalidades Hormonales
Elevada producción de HC durante la infancia produce gigantismo
Baja producción de HC u hormona tiroidea durante la infancia produce estatura corta
Tanto los hombre como las mujeres que carecen de receptores de estrógeno en las células del crecimiento son mas altos de lo normal
- estrógeno, responsable cerrar la placa del crecimiento
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HUESOS Y HOMEOSTASIS
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Remodelación del Hueso
La remodelación es el curso de reemplazamiento del tejido óseo viejo por nuevo
Los huesos viejos son constantemente destruidos por osteoclastos, mientras el nuevo es construido por osteoblastos
En la ortodoncia los dientes son movidos por brraces. Esto pone tensión en el hueso en las conexiones que causan los osteoclastos y osteoblastos para remodelar las conexiones y poder alinear correctamente los dientes (figura 6.2)
Varias hormonas y el calcitrol controlan el crecimiento del hueso y su remodelación (figura 6.11)
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Remodelación del Hueso
Puesto que los osteoclastos tallan fuera pequeños túneles y los osteoblastos reconstruyen osteonas 
Osteoclastos, forman el sello hermético alrededor de los bordes de la célula
Secretan enzimas y ácidos debajo de sí mismos 
Lanzan el calcio y fosfato al líquido intersticial 
Osteoblastos, asumen el control de la remodelación del hueso
La redistribución de la matriz en el hueso continua a lo largo de laslíneas de tensión mecánica
 - El fémur distal es remodelado completamente cada 4 meses
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Fractura y Reparación del Hueso
Una fractura es cualquier rotura en un hueso
 Reparación de fractura (figura 6.10) implica la formación de un coagulo llamado hematoma de la fractura, la organización del hematoma de la fractura en un tejido granular se llama procallo (transformado posteriormente en callo fibrocartilaginoso [suave] ), la conversión del callo fibrocartilaginoso en el hueso esponjoso de un callo óseo (duro), y, finalmente, remodelación del callo a la forma mas cercana a la forma original 
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Fractura y Reparación del Hueso
La curación es mas rápida en huesos que en cartílagos, debido a la carencia de vasos sanguíneos en los cartílagos
La curación del hueso sigue siendo lento debido al daño de los vasos
Tratamiento clínico
Reducción cerrada = juntar las piezas a la posición normal por manipulación
Reducción abierta = realineación durante cirugía
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Fracturas
Se nombran por forma o posición de la línea de fractura
Tipos de fracturas comunes
En tallo verde --- fractura parcial
Impactada ---un lado de la fractura conducido al interior del otro lado
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Fracturas
Nombradas por la forma o posición de la línea de la fractura
Tipos de fracturas comunes
Cerradas -- no perforan la piel
Abiertas – sobresalen por la piel
Conminuta – el hueso se astilla en el sitio de impacto, quedando pequeños fragmentos óseos entre los dos principales
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Fracturas
Nombrado por quien observo y describió la fractura
Tipos de fracturas comunes
Pott -- lesión distal del peroné
Colles – fractura distal del radio 
Por esfuerzo – fisuras microscópicas por actividades vigorosas repetidas 
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Reparación de una Fractura
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Reparación de una Fractura
Formación del hematoma por fractura
Los vasos sanguíneos dañados producen el coagulo en 6 u 8 horas, muerte de los osteocitos
La inflamación atrae células fagocíticas para la limpieza 
Crecen nuevos capilares dentro del área dañada
Se forma el callo fibrocartilaginoso
Fibroblastos invaden el procallo y colocan fibras de colágena
Condroblastos producen fibrocartílago que a atraviesa los extremos quebrados del hueso
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Reparación de una Fractura
Formación del callo óseo
Osteoblastos secretan hueso esponjoso que ensamblan 2 extremos del hueso quebrado 
Tarda de 3 a 4 meses
Remodelación del hueso
El hueso compacto remplaza al esponjoso en el callo óseo
La superficie se remodela de nuevo a la forma normal
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Homeostasis del Calcio y Tejido óseo 
El esqueleto es un deposito de calcio y fosfato 
Los iones de calcio están implicados con muchos sistemas del cuerpo
Nervioso y función celular del músculo
Coagulación de la sangre
Función enzimática en varias reacciones bioquímicas
Pequeños cambios en los niveles de la sangre de Ca+2 pueden ser mortales ( nivel plasmático mantenido 9-11 mg/100mL) 
Paro cardiaco si es muy alto
Paro respiratorio si es demasiado baja
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Influencias Hormonales
Hormona paratiroidea (PTH) es secretada si caen los niveles de Ca+2
El gen PTH es estimulado y se secreta más PTH por la glándula
Aumenta la actividad de los osteoclastos, el riñón retiene Ca+2 y produce calcitriol
La hormona calcitrol es secretada por células parafoliculares en la tiroides si el nivel Ca+2 es muy elevado en la sangre
Inhibe la actividad de los osteoclastos
Incrementa la formación del hueso por los osteoblastos
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EJERCICIO Y TEJIDO ÓSEO
Dentro de ciertos limites, el hueso tiene la habilidad de alterar su fuerza en respuesta a la tención mecánica debido al incremento en el deposito de sales minerales y la producción de fibras de colágena 
La falta de esfuerzos mecánicos debilita los huesos por efecto de la desmineralización (pérdida de minerales óseos) y la reducción del número de fibras de colágena
 Reducción de actividad mientras esta en vendajes de yeso
Astronautas en ambiente de microgravedad 
Personas postradas en cama
Actividades que conllevan apoyo de peso, tales como caminata o levantamiento de pesas moderado, ayudan a conservar y aumentar la masa ósea
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Desarrollo del Tejido Óseo
Ambos tipos de formaciones del hueso comienzan con células mesenquimatosas
Células mesenquimatosas se transforman en condroblastos que forman cartílago o
Células mesenquimatosas que se convierten en osteoblastos que forman hueso
Células Mesenquimatosas
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 Anatomía del Desarrollo
5ta semana = aparece el brote del miembro como mesodermo cubierto con ectodermo
6ta semana = la constricción produce la mano o la placa del pie
7ma semana = comienza la osificación endocondral 
8aba semana = miembros superiores e inferiores formados apropiadamente
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ENVEJECIMIENTO Y TEJIDO ÓSEO
Los dos efectos principales del envejecimiento del hueso, el primero es la perdida de calcio y otros minerales que forman la matriz del hueso (desmineralización), que puede dar lugar a la osteoporosis.
Muy rápido en mujeres 50-45 años, descienden los niveles de estrógeno
En hombres, comienza después de los 60 años.
El segundo efecto en el envejecimiento del tejido óseo es un descenso en la síntesis de proteínas
Descenso en la producción de colágena que da al hueso la capacidad de tensión 
Descenso en la hormona del crecimiento
El hueso se vuelve frágil y susceptible a fracturas
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Osteoporosis
La disminución de la masa ósea resulta como poros en los huesos
Las personas en riesgo
Blancos, mujeres posmenopáusicas, fumadores, mujeres que beben y con historial familiar 
Las atletas que no menstrúan debido al descenso en la grasa corporal y en los niveles de estrógeno
Personas intolerantes a la lactosa o con trastornos alimenticios cuya ingesta de calcio es muy baja
Prevención o la disminución de daños
Dieta adecuada, levantamiento de peso, terapias de reemplazamiento de estrógenos (para mujeres menopausicas)
Hábitos adecuados en la juventud pueden ser el factor más importante
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Desordenes en la Osificación del Hueso
Raquitismo
Las sales de calcio no son depositadas apropiadamente
Los huesos en crecimiento de los niños son blandos
Las piernas se tuercen, produce deformidades en el cráneo, caja torácica y la pelvis
Osteomalacia
También llamada “raquitismo del adulto”
Falla la osificación que se produce durante la remodelación del hueso.
Las fracturas de caderas son comunes
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end
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