¿Qué son las fibras de Sharpey?
Las fibras de Sharpey son haces de colágeno que forman una fuerte red, poco mineralizada, que une firmemente los huesos a músculos y ligamentos. También se encuentran en la superficie externa ósea, donde se encargan de unir el hueso al periostio.
Estas fibras han sido motivo de estudio durante años, ya que no se entendía bien su función y su mecanismo de adaptación al medio óseo. A partir de experimentos en roedores se ha podido conocer mejor su estructura, su función y su desarrollo.
En los dientes, las fibras de Sharpey son las ramas terminales del ligamento periodontal, el cual se abre paso a través del cemento dental para unir el diente con el periostio del hueso alveolar de los maxilares.
Durante mucho tiempo se pensó que las fibras de Sharpey eran inertes y no tenían ningún cambio durante las etapas de reabsorción y renovación ósea, pero hay evidencia actual de que son capaces de variar su tamaño y diámetro para adaptarse al metabolismo óseo.
Ubicación de las fibras de Sharpey
Las fibras de Sharpey son filamentos de colágeno y otros elementos que sirven de sostén para el sistema óseo, con el periostio y los músculos y ligamentos.
Los huesos cuentan con una superficie externa, cubierta por una lámina fibrosa denominada periostio. Esta membrana es rica en vasos sanguíneos y terminaciones neurológicas; aporta buena parte de la vascularización externa del hueso.
En la edición de 1867 de Elementos de anatomía, el doctor William Sharpey describió la existencia de una compleja red fibro-elástica de colágeno, que perforaba el hueso y llegaba hasta el periostio, uniendo fuertemente esas estructuras. Estas mismas fibras estaban presentes en la unión de los huesos a los músculos y los ligamentos.
Para 1923, estas ramas de colágeno ya eran conocidas como fibras de Sharpey. Ese mismo año se observó su presencia en la superficie ósea de los dientes.
En 1972, el doctor Cohn estudió la composición interna del diente con énfasis en las fibras de Sharpey, describiendo su recorrido desde el cemento dental hasta el hueso alveolar del maxilar.
Las fibras de Sharpey están presentes también entre los huesos del cráneo, formando separaciones firmes pero elásticas.
La mayoría de las investigaciones que se conocen sobre las fibras de Sharpey se han enfocado en las que forman parte de la organización dento-alveolar.
Estructura de las fibras de Sharpey
Anteriormente, se pensaba que estas fibras perforantes eran una red de suspensión formada solo por colágeno, sin embargo, esta teoría está descartada, ya que estudios inmunohistoquímicos comprobaron que su estructura es mucho más compleja.
Además, llamaba la atención la forma en la que esta matriz mantenía su consistencia fibrosa, escapando a la calcificación que provocan los elementos minerales óseos.
Actualmente se sabe que las fibras de Sharpey están compuestas por colágeno tipo III y VI, elastina y las glucoproteínas tenascina y fibronectina.
La asociación de colágeno tipo III con colágeno tipo VI aporta gran estabilidad a la red de fibras de Sharpey, por lo que se explica su firmeza durante las etapas de remodelación ósea.
Los estudios realizados en las fibras ubicadas en los dientes han podido diferenciar entre dos tipos de fibras, dependiendo de su espesor: gruesas y finas. Las gruesas miden entre 8-25 µm y las delgadas menos de 8 µm.
Funciones de las fibras de Sharpey
- Fijar el periostio al hueso. Las fibras de Sharpey anclan firmemente el periostio (la capa externa del hueso) al tejido óseo subyacente, evitando que se desprenda. Esto es esencial para mantener la integridad estructural del hueso, especialmente cuando se aplican fuerzas mecánicas o tracciones.
- Unir tendones y ligamentos al hueso. Estas fibras penetran profundamente en el hueso desde los tendones y ligamentos, asegurando su fuerte fijación. Gracias a ellas, cuando un músculo se contrae y tira del tendón, la fuerza se transmite eficazmente al hueso, permitiendo el movimiento sin que el tendón se desprenda.
- Distribuir tensiones mecánicas. Las fibras de Sharpey ayudan a distribuir las fuerzas que se generan durante la actividad física o el movimiento, evitando daños en las zonas de inserción. Actúan como un sistema de amortiguación que reparte la carga entre el tendón/ligamento y el hueso.
- Participar en el crecimiento y reparación ósea. Durante el crecimiento o la reparación de fracturas, las fibras de Sharpey contribuyen a la formación del nuevo hueso y a la reorganización del periostio, ayudando a restablecer las conexiones estructurales normales.
Cambios fisiológicos de las fibras de Sharpey
- Etapa fetal. En el momento de la formación de los huesos, durante la gestación, se forma la red de fibras de Sharpey alrededor de los huesos primitivos. Las fibras de colágeno, con la elastina y las gluproteínas tenascina y fibronectina, se organizan emitiendo señales para la migración celular y la diferenciación de las células óseas. Cuando hay problemas en la estructura de las fibras de Sharpey, se observan patologías de la formación ósea como la displasia fibrosa, en la cual los huesos primitivos no terminan de calcificarse adecuadamente.
- Menopausia. En pacientes menopáusicas ocurre una disminución de la mineralización ósea que resulta en pérdida de calcio y osteoporosis. En cuanto a las fibras de Sharpey, su organización se ve afectada por la disminución hormonal, ocasionando su disminución en algunas áreas del hueso. Esta situación hace que estas zonas se vuelvan más susceptibles a la pérdida de mineral y, en consecuencia, a la osteoporosis. Igualmente, se cree que la atrofia muscular progresiva que se observa en este tipo de pacientes es en parte debida al descenso de la población de fibras de Sharpey que mantienen adherido el hueso con el músculo.
- Fracturas/daño fisiológico. Las señales hormonales que se disparan cuando hay daño del hueso, y que accionan las vías para la reparación a partir de las células óseas, activan también un mecanismo de adaptación en las fibras de Sharpey. El daño en el periostio elonga el colágeno de las fibras, lo que hace que comiencen a aumentar su diámetro y tamaño para prepararse para la etapa de formación de nuevo tejido óseo. Una vez que la remodelación del hueso se completa, las fibras vuelven a su tamaño y disposición original.
- Deportistas. Se ha observado que la cantidad de fibras de Sharpey está aumentada hasta un 7% más en personas que realizan actividad física, como correr, en comparación con aquellas que son sedentarias. Este incremento tiene beneficios en cuanto a la resistencia del hueso y al buen funcionamiento de las articulaciones.
- Vejez. A medida que pasa el tiempo, las fibras de Sharpey, al igual que otros elementos, cambian su estructura proteica sustituyendo colágeno tipo III por colágeno tipo I. La unión del colágeno tipo I con el colágeno tipo VI no tiene el mismo efecto de resistencia que la alianza original, por lo que comienza un proceso de desgaste que termina en la calcificación de algunas de las fibras de la red proteica. Estas calcificaciones hacen que las uniones no sean tan firmes como deberían. En el caso de los dientes, puede haber movimiento de los mismos e incluso caerse al no tener una forma de soporte estable.
Referencias
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- Johnson, R.B. Synthesis of alveolar bone Sharpey’s fibers during experimental tooth movement in the rat. Anat. Rec. A Discov. Mol. Cell Evol. Biol. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
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- Johnson, R.B., Martinez, R.H. Synthesis of Sharpey’s fiber proteins within rodent alveolar bone. Recuperado de ecmjournal.org.
- Severson, J.A., Moffett, B.C., Kokich, V., Selipsky, H. A histologic study of age changes in the adult human periodontal joint (ligament). Journal of Periodontology. Recuperado de europepmc.org.