En biología, el sistema esquelético o esqueleto es el sistema biológico que proporciona soporte, apoyo y protección a los tejidos blandos y músculos en los organismos vivos. El sistema esquelético tiene funciones de locomoción, sostén y protección. Los vertebrados presentan un esqueleto interno o endoesqueleto, constituido por huesos, que se unen entre sí por las articulaciones. La ciencia que se encarga de estudiar los huesos se denomina osteología.
Los huesos están formados por unas células denominadas osteocitos, que se forman a partir de la diferenciación de los osteoblastos. Entre las sales minerales que componen los huesos destacan sales de calcio, carbonatos y fosfatos. La deficiencia de estos minerales en los huesos puede dar lugar a que sean menos resistentes.
El esqueleto (del griego σκελετός skeletós = (de)secado) es la parte del cuerpo que forma la estructura de soporte de un organismo.
Los sistemas esqueléticos se clasifican comúnmente en tres tipos:
Además, existen otros tipos que no son capaces de soportar estructuras importantes.[cita requerida]
Los sistemas externos soportan proporcionalmente menos peso que los endoesqueletos del mismo tamaño; por esta razón los animales más grandes, como los vertebrados, tienen sistemas esqueléticos internos.
Los principales ejemplos de exoesqueleto se encuentran entre los artrópodos y algunos invertebrados, en los que el exoesqueleto forma un caparazón o estructura externa que protege a los órganos internos.
Teniendo en cuenta que los exoesqueletos limitan el crecimiento del animal, las especies con esta característica han desarrollado evolutivamente variadas soluciones. La mayoría de los moluscos tienen conchas calcáreas que acompañan al crecimiento del animal mediante crecimiento en el diámetro manteniendo su morfología. Otros animales, tales como los artrópodos abandonan el viejo exoesqueleto al crecer, proceso que se conoce como "muda". El nuevo exoesqueleto se endurece mediante procesos de calcificación y esclerotización.
El exoesqueleto de un artrópodo presenta frecuentemente extensiones internas, que se conocen como endoesqueléticas, aunque no constituyan verdaderamente un endoesqueleto.
Un esqueleto interno consiste en estructuras rígidas o semirrígidas dentro del cuerpo, que se mueven gracias al sistema muscular. Si tales estructuras están mineralizadas u osificadas, como en los humanos y otros mamíferos, se les llama huesos. Otro componente del sistema esquelético son los cartílagos, que complementan su estructura. En los seres humanos, por ejemplo, la nariz y orejas están sustentadas por cartílago. Algunos organismos tienen un esqueleto interno compuesto enteramente de cartílago, sin huesos calcificados, como en el caso de los tiburones. Los huesos y otras estructuras rígidas están conectadas por ligamentos y unidas al sistema muscular a través de tendones.
El esqueleto del hombre es interno, por lo tanto se denomina endoesqueleto, y es una estructura que está unida por huesos, los cuales forman un armazón resistente, el que también tiene articulaciones.
El hidroesqueleto consiste en una cavidad llena de fluido, celomática o pseudocelomática, rodeada de músculos. La presión del fluido y la acción de los músculos que la rodean, sirven para cambiar la forma del cuerpo y producir un movimiento como cavar o nadar. La sucesiva contracción de diversos metámeros, que están provistos de haces de fibras musculares circulares y longitudinales, estirando y engrosando partes del cuerpo, le permiten desplazarse en horizontal. Los esqueletos hidrostáticos tienen un rol en la locomoción de los equinodermos (estrellas de mar, erizos de mar), anélidos, nemátodos y otros invertebrados. El hidroesqueleto tiene similitudes con los músculos hidrostáticos.
Es característico de organismos celomados como los anélidos. Estos animales pueden moverse contrayendo los músculos que rodean la bolsa de fluidos, creando una presión dentro de la misma que genera movimiento. Algunos gusanos de tierra usan su esqueleto hidrostático para cambiar de forma mientras avanzan, contrayendo y dilatando su cuerpo.
En algunos animales invertebrados que poseen un cuerpo blando, como el pulpo, la rigidez corporal se consigue mediante una cavidad llena de un líquido, el esqueleto hidrostático.
Los huesos son órganos rígidos que forman parte del endoesqueleto de vertebrados. Su función es permitir mover, dar soporte, y proteger los distintos órganos del cuerpo, producir eritrocitos y leucocitos y almacenar minerales. El tejido óseo es un tipo de tejido conectivo denso. Los huesos tienen varias formas con una estructura compleja tanto interna como externa y sin embargo son también ligeros, pero fuertes y duros. Uno de los tipos de tejido que forma parte del tejido óseo es el tejido mineralizado y esto le da su rigidez y una estructura tridimensional interna de geometría tipo panal de abeja. Otros tipos de tejido que se encuentra en los huesos son la [[médula ósea], el endostio y el periostio, nervios, vasos sanguíneos y cartílago.
Estos huesos, formados sobre todo de manera separada en tejidos subcutáneos, incluye cornamentas (como la parte nuclear ósea de cuernos, astas, y osiconos), osteodermo, y hueso del pene/hueso del clítoris.
Durante el desarrollo embrionario el precursor del desarrollo del hueso es cartílago que, en su mayor parte, acaba siendo reemplazado por hueso, después de que se hayan formado otros componentes alrededor de él como el músculo. El cartílago es un tejido conectivo rígido e inflexible que aparece en muchas áreas, como por ejemplo, las articulaciones entre los huesos, la caja torácica, la oreja, la nariz, el codo, la rodilla, el tobillo, los bronquios y los discos intervertebrales. No es tan duro y rígido como el hueso, pero es más rígido y menos flexible que el músculo.
El cartílago está compouesto de células especializadas llamadas condrocitos que producen una gran cantidad de matriz extracelular compuesta por colágeno tipo II (excepto el fibrocartílago, que contiene también fibras de colágeno tipo I), abundante sustancia fundamental rica en proteoglicanos, y fibras de elastina. El cartílago se clasifica en tres tipos: cartílago elástico, cartílago hialino y fibrocartílago, que difieren entre sí en las cantidades relativas de estos tres componentes principales.
En contraste con otros tejidos conectivos, el cartílago no contiene vasos sanguíneos. Se alimenta a los condrocitos por difusión, ayudados por la acción bombeadora generada por la compresión en el caso del cartílago articular o por la flexión en el caso del cartílago elástico. Por esta razón, en comparación con otros tejidos conectivos, el cartílago crece y se repara más lentamente.
Un ligamento es una pieza de tejido parecido a goma que conecta un hueso con otro hueso. Se le confunde a veces con un tendón, una estructura similar que conecta un músculo con un hueso.
Un tendón es un tejido parecido a una banda de goma que conecta músculo con hueso. No se debe confundir con el ligamento, un tejido similar que conecta hueso con hueso.
Imágenes de más de una veintena de vertebrados.
Los endoesqueletos de los equinodermos y algunos de los otros invertebrados de cuerpo blando como las medusas y las lombrices de tierra se llaman hidrostáticos; una cavidad corporal, el celoma, esta rellena de un fluido celómico y la presión ejercida por este fluido actúa junto con los músculos de alrededor para cambiar la forma del organismo y producir movimiento.
El esqueleto de las esponjas consiste en espículas microscópicas calcreas o silícicas. Las demosponjas comprenden el 90% de las especies de esponjas. Sus "esqueletos" están compuestos de espículas que consisten en fibras de la proteína espongina, el mineral sílice, o ambos. Cuando hay espículas de sílice, las esponjas tienen una forma diferente de la de las esponjas Hexactinellida.
El esqueleto de los equinodermos, que incluye, entre otras especies, a la estrella de mar, está compuesto por calcita y una pequeña cantidad de óxido de magnesio. Se encuentra por debajo de la epidermis en el mesodermo y está en cúmulos de células formadoras de marcos. Esta estrcutura es porosa y firme y al mismo tiempo ligera. Esta estructura coalesce en pequeñas osículas calcáreas (placas óseas), que pueden crecer en todas direcciones y de esa manera pueden reemplazar la pérdida de una parte del cuerpo. Las partes del esqueleto están conectadas por articulaciones y se mueven mediante músculos.
En la mayoría de los vertebrados, se suele referir al componente principal del esqueleto como huesos. Estos huesos componen un sistema esqueletal único para cada tipo de animal. Otro elemento importante es el cartílago, que en el caso de los mamíferos, se encuentra principalmente en las articulaciones. En otros animales, como por ejemplo los peces cartilaginosos (tipo los tiburones), el esqueleto está compuesto completamente por cartílago. El patrón del esqueleto de segmentos con unidades elementales que se repiten, está presente en todos los vertebrados, tanto en mamíferos, como aves, peces, reptiles y anfibios. Este patrón de segmentos es particularmente evidente en la columna vertebral y en la caja torácica.
Los huesos, además de para soportar el cuerpo, sirven, a nivel celular, como almacén de calcio y fosfato.
El esqueleto, que forma la estructura de soporte dentro del pez, está hecho o bien de cartílago, en el caso de los peces condrictios, o bien de huesos, en el caso de los peces osteíctios. El elemento principal del esqueleto es la columna vertebral, compuesta por vértebras que se articulan que son ligeras y sin embargo fuertes. Las costillas se anclan en la espina y no hay miembros o anillos. Solamente están soportadas por los músculos. Las características externas de los peces, las aletas, están compuestas o bien de espinas óseas o blandas llamadas radios, las cuales, a excepción de la aleta caudal (aleta de cola), no tienen conexión directa con la espina. Estas espinas están soportadas por los músculos que componen la parte principal del tronco.
El esqueleto de las aves esta altamente adaptado para el vuelo. Es extremadamente ligero, y sin embargo suficientemente fuerte para soportar los esfuerzos del despegue, el vuelo y el posado. Una adaptación clave es la fusión de huesos en osificaciones únicas, como el pigóstilo. A causa de esto, las aves tienen en general un menor número de huesos que otros vertebrados terrestres. Las aves tampoco tienen dientes y tampoco una verdadera mandíbula, que ha evolucionado a un pico, mucho más ligero. Los picos de muchos polluelos de aves tienen una proyección llamada diente de huevo, que facilita su salida del huevo amniótico.
Para facilitar el movimiento de los mamíferos marinos en el agua, las extremidades posteriores o bien se han perdido completamente, como en el caso de las ballenas y los manatís, o bien se han unido en una aleta de cola única como en el caso de los pinnípedos (focas). En la ballena, las vértebras cervicales se han fusionado, una adaptación que ha cambiado pérdida de flexibilidad por estabilidad durante la natación.
El esqueleto de un humano adulto está formado por cerca de 206 huesos. Se puede tener una vértebra de más y el número de huesos del pie es variable; durante el desarrollo los huesos cambian de número, evolucionando y haciéndose más frágiles después de los 45 años.
El esqueleto humano está formado por dos partes:
Las conexiones entre el esqueleto axial y el apendicular toman el nombre de cinturas:
Las diferentes clasificaciones científicas de especies han utilizado históricamente las particularidades diferentes de los esqueletos para clasificar las especies.
Los huesos del esqueleto son uno de los únicos tejidos que tienen una larga conservación en un amplio rango de condiciones físicas y químicas.
En el pasado se utilizaron los esqueletos para enseñar anatomía, pero en la actualidad los esqueletos humanos no se pueden utilizar en las universidades y centros de investigación. La India era no de los más prolíficos proveedores de esqueletos antes de que su gobierno prohibiese la exportación en 1985. Como en otros campos, hay un mercado negro que las autoridades de varios países intentan parar. Grupos bien organizados gestionan redes internacionales. A pesar de un desmantelamiento muy grande en 2001, parece que este tipo de comercio muy lucrativo todavía existe.
En la cultura occidental, el esqueleto se considera a menudo como símbolo de miedo, de la muerte y lo paranormal. Es un motivo popular en la fiesta de Halloween, así como el Día de los Muertos.
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