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APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 1 APG 10 –Reconstrução 1) COMPREENDER AS CARACTERÍSTICAS E FUNÇÕES DO TECIDO ÓSSEO O tecido ósseo é um tipo especializado de tecido conjuntivo, formado por células e por material extracelular calcificado, a matriz óssea, formando um tecido rígido, que tem por FUNÇÕES: Suporte para os tecidos moles, medula óssea (formadora das células do sangue) e apoio para os músculos esqueléticos, transformando as suas contrações em movimentos úteis; Proteção para os órgãos vitais, como na caixa torácica e craniana; Depósito de cálcio e fosfato e outros íons armazenando-os e liberando-os de maneira controlada conforme as necessidade do organismo. COMPONENTES DO TECIDO ÓSSEO As células integrantes do tecido ósseo são: as CÉLULAS OSTEOPROGENITORAS, as quais se diferenciam em: OSTEOBLASTOS, responsáveis pela síntese da parte orgânica da matriz e localizadas perifericamente; OSTEÓCITOS, que se situam em cavidades ou lacunas no interior da matriz; OSTEOCLASTOS, células gigantes, móveis e multinucleadas que reabsorvem o tecido ósseo, participando dos processos de remodelação dos ossos. O tecido ósseo tem uma matriz extracelular calcificada: a matriz óssea; E também, o revestimento de tecido conjuntivo: o periósteo e endósteo (interno). CÉLULAS OSTEOPROGENITORAS São derivadas de células tronco mesenquimatosas, sendo assim, tem o potencial de se diferenciar em vários tipos de células, em geral elas dão origem aos osteoblastos, pelo estimulo de IGF-1 e IGF-2, que vão levar a proliferação das células osteoprogenitoras e diferenciação em osteoblasto. Células planas e com núcleo alongado. Aparecem nas superfícies externas e internas dos ossos, próximo da microvasculatura. Essas são células de repouso, ou seja, elas estão basicamente aguardando algum estímulo que levem a sua diferenciação, como os osteoblastos. São importantes para o remodelamento e na regeneração óssea. OSTEOBLASTOS = células jovens, que tem atividade Dispõem-se sempre nas superfícies ósseas, lado a lado. (em ossos em formação, crescimento ou renovação) São derivados das células osteoprogenitoras. Participam da mineralização da matriz e sintetizam a parte orgânica da matriz óssea: colágeno tipo I e as proteínas não- colágenas: Osteonectina (glicoproteína multiadesiva) = ligação do colágeno com o cálcio. Osteocalcina (proteína dependente de vitamina K) = é específica do osso, absorve o cálcio na circulação e estimula os osteoblastos na remodelação óssea. Os esteoblastos tem uma atividade sintética que pode estar em dois momentos: Intensa: vai se manifestar como células cuboides com citoplasma basófilo Reduzida: vai se manifestar como células achatadas com menor basofilia no citoplasma (célula de repouso). Uma vez que os próprios osteoblastos são recobertos por matriz extracelular, tornam-se aprisionados em suas secreções e transformam-se em osteócitos. OSTEÓCITOS = osteoblastos amadurecidos e atividade Os osteócitos são células achatadas encontradas no interior da matriz óssea e ocupam espaços denominados lacunas. Conectando uma lacuna a outra, tem-se pequenos túneis, os canalículos, onde vão passar prolongamentos dos osteócitos, os quais fazem contato com prolongamentos dos osteócitos adjacentes por meio de junções comunicantes, que permite a nutrição dos osteócitos. APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 2 Células ósseas maduras derivadas dos osteoblastos, são as principais células do tecido ósseo, responsáveis pelo metabolismo ósseo diário (manter a matriz óssea), como a troca de nutrientes e resíduos com o sangue. Elas respondem às forças mecânicas que são aplicadas no osso, assim, quando há uma força que eleva a produção dessa célula, elas vão passar a ter mais R.E.R, Complexo de Golgi e mais lisossomos. Assim como os osteoblastos, os osteócitos não sofrem divisão celular. OSTEOCLASTOS = absorvem o tecido ósseo velho e recompõem com tecido ósseo novo São células gigantes, multinucleadas, ramificadas e móveis. O citoplasma é granuloso com vacúolos, quando essa célula é jovem o citoplasma é basófilo (mais roxo) e quando é mais madura o citoplasma é acidófilo (mais pro rosa). Os osteoclastos derivam de precursores mononucleados, então, eles originam da fusão de células hematopoiéticas mononucleares, portanto, eles pertencem ao sistema fagocitário mononuclear, eles vão chegar no tecido ósseo e vão se unir para formar o osteoclasto, por isso multinucleadas. Além disso, a célula libera poderosos ácidos (descalcificar a matriz) e enzimas lisossômicas que digerem os componentes minerais e proteicos da matriz extracelular óssea subjacente. Essa degeneração da matriz extracelular óssea, chamada REABSORÇÃO, é parte do desenvolvimento, da manutenção e do reparo ósseos. É a ação dos osteoclastos que permite a remodelação óssea. Depois que os osteoclastos acabam o papel de remodelação sofrem apoptose (morrem). Nas áreas de reabsorção de tecido ósseo, os osteoclastos são encontrados frequentemente ocupando pequenas depressões da matriz escavadas pela atividade dessas células e conhecidas como cavidade de reabsorção ou lacunas de Howship (parte branca). A ZONA BASAL, localizada mais distante da lacuna de Howship, contém a maior parte das organelas, incluindo os múltiplos núcleos e seus aparelhos de Golgi associados e centríolos. Mitocôndrias, REG e polissomas estão distribuídos por toda a célula, mas são mais numerosos perto da borda pregueada. A BORDA PREGUEADA é a parte da célula diretamente envolvida na reabsorção de matriz óssea, aumenta a superfície de contato com a matriz, para facilitar tanto a exocitose das enzimas hidrodolíticas como a endocitose dos produtos de degradação extracelular que aconteceu pelas enzimas. A ZONA CLARA é a região da célula que se dispõe imediatamente ao redor da periferia da borda pregueada. Região que tem muito R.E.R, Golgi e lisossomos que tem o papel de degradar tudo o que foi reabsorvido. A ZONA VESICULAR do osteoclasto é constituída por numerosas vesículas de endocitose e de exocitose que transportam enzimas lisossômicas e metaloproteinases para o compartimento subosteoclástico e os produtos da degradação óssea para dentro da célula. A zona vesicular fica entre a zona basal e a borda pregueada MATRIZ ÓSSEA A matriz óssea é constituída de uma parte orgânica e de uma parte inorgânica. PARTE ORGÂNICA A parte orgânica da matriz é formada por fibras colágenas constituídas principalmente por colágeno do tipo I, e o restante, por proteínas não-colágenas: proteoglicanos e glicoproteínas, que vão constituir em substâncias fundamentais do osso para o crescimento, remodelação e reparação: APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 3 Osteonectina (glicoproteína multiadesiva) = ligação do colágeno com o cálcio. Osteocalcina (proteína dependente de vitamina K) = é específica do osso, absorve o cálcio na circulação e estimula os osteoblastos na remodelação óssea. PARTE INORGÂNICA Os íons mais encontrados são o FOSFATO e o CÁLCIO. Há também bicarbonato, magnésio, potássio, sódio e citrato em pequenas quantidades. Estudos de difração de raios X mostraram que os cristais que se formam pelo cálcio e pelo fosfato têm a estrutura do mineral hidroxiapatita, que garante a dureza do osso, com a seguinte composição: Ca10(PO4)6(OH)2. Os íons da superfície do cristal de hidroxiapatita são hidratados, existindo, portanto, uma camada de água e íons em volta dele, a qual é denominada capade hidratação, que facilita a troca de íons entre o cristal e o líquido intersticial. A associação de cristais de hidroxiapatita (de cálcio) à superfície das fibras colágenas é responsável pela RIGIDEZ E PELA RESISTÊNCIA mecânica do tecido ósseo. Após a remoção do cálcio, os ossos mantêm sua forma intacta e tornam-se tão flexíveis quanto os tendões. Por outro lado, a destruição da parte orgânica, que é principalmente colágeno, pode ser realizada por incineração e também deixa o osso com sua forma intacta, porém tão quebradiço (menos resistência) que dificilmente pode ser manipulado sem se partir. REVESTIMENTO DE TECIDO CONJUNTIVO – CÉLULAS DE REVESTIMENTO As células de revestimento, geralmente, são células achatadas com pouco citoplasma. Elas são derivadas dos osteoblastos São chamadas de CÉLULAS ENDOSTEAIS, quando elas revestem a superfície interna do osso e CÉLULAS PERIOSTEAIS quando elas revestem a superfície externa do osso. ENDÓSTEO Superfície interna Há células osteoprogenitoras! PERIÓSTEO Superfície externa Há também células osteoprogenitoras! Tecido conjuntivo denso fibroso = contém principalmente fibras colágenas (região paralela ao osso) e fibroblastos. Fibras de Sharpey = são feixes de fibras colágenas do periósteo que penetram o tecido ósseo e prendem firmemente o periósteo ao osso. Esses revestimentos tem como função a nutrição do tecido ósseo e fornecimento de novos osteoblastos (para o crescimento e a recuperação do osso.). TIPOS DE TECIDO ÓSSEO O tecido ósseo pode ser classificado de acordo com o seu aspecto estrutural macroscópico (osso serrado): osso esponjoso e osso compacto. OSSO ESPONJOSO: osso trabecular, se forma com cavidades que são intercomunicantes, são formadas pro trabéculas de matriz óssea, nas pessoas vivas, há a medula óssea e vasos sanguíneos. OSSO COMPACTO: mais na periferia, osso cortical, sem cavidades visíveis, basicamente recobre todos os ossos do corpo. APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 4 Formato: Nos ossos longos, as extremidades ou epífises são formadas por osso esponjoso revestido por uma delgada camada superficial de osso compacto. A diáfise (parte cilíndrica) é quase totalmente formada por osso compacto, com pequena quantidade de osso esponjoso na sua superfície interna, delimitando o canal medular. Os ossos curtos têm o centro esponjoso e possuem em toda a sua periferia uma camada de osso compacto. Nos ossos chatos (plano) que constituem a abóbada craniana, existem duas camadas de osso compacto, as tábuas interna e externa, separadas por osso esponjoso que, nessa localização, recebe o nome de díploe. Constituição histológica: Do ponto de vista histológico, existem dois tipos de tecido ósseo: o imaturo, primário ou não lamelar; e o maduro, secundário ou lamelar. Ambos contêm os mesmos tipos celulares, e os constituintes da matriz são muito semelhantes. TECIDO ÓSSEO PRIMÁRIO, IMATURO OU NÃO LAMELAR O tecido primário é sempre o primeiro a ser formado, tanto no desenvolvimento embrionário como na reparação das fraturas. É um tecido temporário e substituído por tecido secundário. No adulto é muito pouco encontrado, persistindo apenas próximo às suturas dos ossos do crânio, nos alvéolos dentários e em alguns pontos de inserção de tendões. No tecido ósseo primário, AS FIBRAS COLÁGENAS SE DISPÕEM IRREGULARMENTE, SEM ORIENTAÇÃO DEFINIDA, tem menor quantidade de minerais (mais facilmente penetrado pelos raios X). Tem uma maior proporção de osteócitos. TECIDO ÓSSEO SECUNDÁRIO, MADURO OU LAMELAR O tecido ósseo secundário é a variedade mais encontrada no adulto. Maior deposição mineral. Sua principal característica é SER FORMADO POR FIBRAS COLÁGENAS ORGANIZADAS EM LAMELAS, no SISTEMA DE HAVERS (sistema cilíndrico) ou ósteons. O ósteon é um cilindro que contém de 4 a 20 lamelas concêntricas de matriz óssea, e que circundam um canal central, o canal de Havers, que é revestido por endósteo (interno). Em cada lamela tem-se fibras colágenas que estão orientadas de forma perpendicular em relação às fibras da lamela seguinte. Os osteócitos estão presos dentro da matriz, nas lacunas, entre as lamelas e se comunicam por meio dos canalículos (prolongamentos). 2) ENTENDER O PROCESSO DE REMODELAÇÃO A remodelação óssea pode ser definida como um processo de justaposição no qual há remoção (osteoclastos) localizada do osso antigo (reabsorção) e substituição (osteoblastos) por osso recentemente formado. Esse evento se verifica no tecido ósseo por toda a vida adulta do indivíduo, promovendo a manutenção da integridade anatômica do osso e a renovação do esqueleto, sendo regulada por diversos fatores, como mecanismos regulatórios intracelulares, influência hormonal, fatores locais e externos. APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 5 O tecido ósseo compacto e o tecido ósseo esponjoso não são remodelados da mesma maneira, provavelmente porque os osteoblastos e as células osteoprogenitoras do tecido ósseo esponjoso estão contidos dentro dos limites da medula óssea e, por isso, estão sob a influência parácrina direta das células da medula óssea próxima. Acontece de uma forma chamada de remodelação interna, a formação de novos ósteons ou sistema de Havers. Para acontecer, é necessário a ação dos OSTEOCLASTOS, eles vão “cavar” um túnel dentro do osso compacto = cavidade de reabsorção. Esse túnel tem as dimensões de um novo ósteo, ocupando nesse túnel os vasos sanguíneos e tecido conjuntivo. Vão surgir os OSTEOBLASTOS que vão realizar a deposição da matriz osteóide (orgânica) nas superfícies ósseas e os sais de cálcio cristalizam-se dentro desse osteóide. Esse processo de calcificação leva cerca de uma semana. Acontece em lamelas da periferia para o centro, por isso as lamelas bem definidas. Após tem a mineralização dessa matriz orgânica dando origem à matriz óssea. (O ósteo mais claro é mais mineralizado) No adulto, a deposição de matriz osteóide está em equilíbrio com a reabsorção. Já no idoso, tem-se mais reabsorção de matriz óssea do que a deposição nova, por isso a osteoporose. RECUPERAÇÃO DE FRATURAS ÓSSEAS Fratura é qualquer perda da continuidade óssea. As fraturas são nomeadas de acordo com a gravidade, formato, posição da linha de fratura. O reparo de uma fratura óssea envolve as seguintes fases: 1) Formação de hematoma: A fratura é geralmente acompanhada por hemorragia. Vasos sanguíneos rompem-se no periósteo e no interior do osso, liberando sangue que se coagula e forma um hematoma. Essa massa de sangue, chamada hematoma de fratura, em geral se forma 6 a 8h depois da lesão. Visto que a circulação sanguínea no local onde o hematoma de fratura se desenvolve é interrompida, as células ósseas circunvizinhas morrem. O edema e a inflamação que ocorrem em resposta às células ósseas mortas produzem mais resíduos celulares. Os fagócitos (neutrófilos e macrófagos) e osteoclastos começam a remover o tecido morto ou danificado dentro e ao redor do hematoma de fratura. Este estágio pode durar até algumas semanas. 2) Formação de calo fibrocartilagíneo: Vasos sanguíneos começam a crescer no hematoma da fratura e fagócitos começam a limpar as células ósseas mortas. Os fibroblastos do periósteo invadem o local da fratura e produzem fibras de colágeno. Além disso, as células do periósteo se desenvolvem em condroblastos e começam a produzir fibrocartilagem nessa região. Esses eventos promovem o desenvolvimento de um calo fibrocartilaginoso (mole), que consiste em massa de tecido de reparação compostapor fibras de colágeno e cartilagem que une as extremidades do osso. A formação do calo fibrocartilaginoso leva cerca de 3 semanas. 3) Formação do calo ósseo: Nas áreas mais próximas ao tecido ósseo saudável bem vascularizado, células osteogênicas se desenvolvem em osteoblastos, os quais começam a produzir trabéculas de osso esponjoso. As trabéculas unem as porções vivas e mortas dos fragmentos ósseos originais. Por fim, a fibrocartilagem é convertida em osso esponjoso e o calo passa a ser chamado calo ósseo (duro). O calo ósseo persiste por 3 a 4 meses. 4) Fase de remodelação óssea: A fase final do reparo da fratura é a de remodelação óssea do calo. As porções mortas dos fragmentos originais do osso fraturado são gradativamente reabsorvidas pelos osteoclastos. Osso compacto substitui osso esponjoso na periferia da fratura. APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 6 3) ANALISAR A QUESTÃO BIOQUÍMICA ÓSSEA Os ossos são o principal reservatório de cálcio do corpo, armazenando 99% do cálcio corporal total. Uma maneira de manter o nível de cálcio sanguíneo é controlar as taxas de reabsorção de cálcio do osso para o sangue e de depósito de cálcio do sangue no osso. A função do osso na homeostasia do cálcio é ajudar a “tamponar” o nível de Ca2+ sanguíneo, liberando Ca2+ no plasma sanguíneo (usando os osteoclastos) quando o nível diminui e absorvendo Ca2+ (usando os osteoblastos) quando o nível aumenta. A troca de Ca2+ é regulada por hormônios, sendo o paratormônio (PTH), secretado pelas glândulas paratireoides, o mais importante deles. Esse hormônio AUMENTA o nível de Ca2+ sanguíneo. A secreção de PTH opera via sistema de retroalimentação (feedback) negativa. Se algum estímulo faz com que o nível sanguíneo de Ca2+ caia, as células da glândula paratireoide (receptores) detectam essa alteração e intensificam sua produção de uma molécula conhecida como monofosfato de adenosina cíclico (AMP cíclico). O gene para o PTH no núcleo de uma célula da glândula paratireoide (o centro de controle) detecta o aumento intracelular do AMP cíclico. Em consequência disso, a síntese de PTH aumenta e mais PTH é liberado no sangue. A presença de níveis mais elevados de PTH aumenta a quantidade e a atividade dos osteoclastos (efetores), acelerando o ritmo de reabsorção óssea. A liberação resultante de Ca2+ do osso para o sangue traz de volta o nível sanguíneo de Ca2+ ao normal. O PTH também atua nos rins (efetores) para diminuir a perda de Ca2+ pela urina, aumentando a calcemia. Além disso, o PTH estimula a formação de calcitriol (a forma ativa da vitamina D), um hormônio que promove a absorção de cálcio dos alimentos do sistema digestório para o sangue. Essas duas ações também ajudam a elevar o nível de Ca2+ do sangue. Um outro hormônio atua para diminuir o nível de Ca2+ sanguíneo. Quando o Ca2+ do sangue sobe acima do normal, células parafoliculares na glândula tireoide secretam calcitonina (CT). A CT inibe a atividade dos osteoclastos, intensifica a captação de Ca2+ sanguíneo pelo osso e acelera a deposição de Ca2+ nos ossos. O resultado final é que a CT promove a formação óssea e diminui o nível de Ca2+ do sangue. Apesar desses efeitos, a função da CT na homeostasia do cálcio normal é incerta, pois pode estar completamente ausente sem causar sintomas. Todavia, a calcitonina proveniente do salmão é efetiva no tratamento da osteoporose porque retarda a reabsorção óssea. REFERÊNCIAS: JUNQUEIRA, LC; CARNEIRO, J. Histologia básica. 12ª. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. TORTORA, G. J; DERRICKSON, B. Princípios de anatomia humana. 14ª. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. ELAINE N. MARIEB, Patricia Brady Wilhelm e Jon Mallatt. Anatomia humana, 7ª ed. Pearson, 2014
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