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ANATOMIA HUMANA Prezado(a) aluno(a), O osso é considerado um tecido vivo, em processo de desenvolvimento, sofre alterações nas proporções de osso e cartilagem, mesmo então o movimento funcional e as forças mecânicas destes influenciam sistema de remodelação óssea. Já as articulações contribuem significativamente para a homeostase do corpo humano, pois, além de manterem os ossos unidos, também permitem o movimento e a flexibilidade. Embora as articulações sinoviais sejam mais comuns em nosso organismo, existem vários tipos de articulações, classificadas de acordo com a quantidade de movimento permitido, tipo e tamanho do osso, forma de contato entre as superfícies articulares e planos e eixos de movimento. Nesta aula, você aprenderá como explanar a origem de suas células dos sistemas esquelético, articulares, conhecer a formação histológica dos tecidos cartilaginoso e ósseo e saber reconhecer processos ossificação intramembranosa e endocondral. Bons estudos! AULA 4 – SISTEMAS ÓSSEO E ARTICULAR 4 SISTEMAS ÓSSEOS E ARTICULAR Fonte: https://bit.ly/41lCGAh Os ossos possuem materiais orgânicos e inorgânicos em sua composição. Nesse sentido, os orgânicos conferem elasticidade aos ossos, enquanto os inorgânicos conferem rigidez e força (LIPPERT, 2018). Como tecido, podem ser considerados como um tipo de tecido conjuntivo mais vivo, rígido e especializado. Logo é o tecido de sustentação do corpo. Os ossos de um esqueleto adulto fornecem e representam uma série de funções como sustentar o corpo e suas cavidades vitais; proteção para estruturas importantes (por exemplo, coração, pulmões); serve como base mecânica do movimento, proporcionando alavancagem; tem características de armazenamento e sais (por exemplo, cálcio) (TORTORA; DERRICKSON, 2018); e um fornecimento constante de novas células sanguíneas, produzidas por medula óssea na cavidade medular de muitos ossos (MOORE; DALLEY; AGUR, 2014). Durante os estágios do desenvolvimento humano, as proporções do osso e cartilagem em seu esqueleto mudam à medida que seu corpo cresce, portanto, quanto mais jovem o indivíduo, mais cartilagem ele possui. Consequentemente, os ossos de um bebê são macios e flexíveis, porque são feitos principalmente de cartilagem (MOORE; DALLEY; AGUR, 2014). Os ossos com maior afinidade pela cinesiologia estrutural são os ossos endocondrais, que se desenvolvem a partir de cartilagem hialina. No caminho do desenvolvimento humano, desde a infância, a massa desta cartilagem cresce rapidamente, resultando na formação de estruturas semelhantes aos ossos. Esse processo é conhecido como ossificação ou ossificação endocondral, onde células especializadas chamadas osteoblastos depositam camadas de tecido ósseo sobre a cartilagem, conferindo-lhe maior resistência e função estrutural. Esse processo de formação óssea é crucial para o desenvolvimento e crescimento do esqueleto durante a infância e adolescência, esse crescimento continua e, gradativamente, sofre alterações para seu crescimento e se transformam em ossos (FLOYD, 2016). Os ossos continuam a crescer longitudinalmente em humanos desde que as placas epifisárias não tenham sido consolidadas ou abertas, que são constituídas ou encerradas até aos 18 anos, podem, por vezes, permanecer o mesmo por 25 anos. O diâmetro ósseo continua a se desenvolver ao longo da vida, graças à formação contínua de camadas concêntricas pelo periósteo, uma camada interna do osso. Ao mesmo tempo, ocorre a reabsorção óssea na cavidade medular, permitindo o aumento do diâmetro do osso. Esse processo de remodelação óssea ocorre de forma contínua para manter a integridade e a força dos ossos. Então, existem células especializadas que constituem o osso e aqueles que o reabsorvem, denominadas osteoclastos e osteoblastos, respectivamente. Essas ações de escultura óssea são essenciais para continuar crescimento, ajustar a forma dos ossos, ajustá-los às tensões e repará-los. Os processos de formação óssea são essenciais para a continuidade do crescimento, auxiliando no ajuste da forma dos ossos, de modo que fiquem adaptados às tensões para, posteriormente, serem reparados (FLOYD, 2016). Portanto, a matriz óssea mineralizada passa por um processo cíclico de produção e reabsorção óssea, este ciclo varia ao longo da vida devido a isso, por exemplo, na infância e adolescência, a formação predomina sobre a reabsorção óssea, nos quais os osteoblastos são mais ativos que os osteoclastos. Já na idade adulta, os dois processos ainda equilibram entre a produção e reabsorção de massa óssea; entre 45 e 50 anos, principalmente em mulheres, a reabsorção óssea predomina sobre a formação óssea, portanto, os osteoclastos são mais ativos que os osteoblastos (PESSOA et al., 1997). 4.1 Constituição do sistema ósseo. Os ossos do esqueleto humano são formados, principalmente, a partir dos carbonatos de cálcio, fosfato de cálcio, colágeno e água. Nesse sentido, o colágeno promove flexibilidade e força de resistência à sobrecarga. Deve-se notar que o envelhecimento causa sua perda gradual e amplia a fragilidade dos ossos, levando a uma maior probabilidade de fratura (FLOYD, 2016). Os ossos possuem propriedades de remodelação, que consistem em respostas às tensões mecânicas que sofre, modificando seu volume, formato e estrutura segundo a lei de Wolff (RASCH, 1991). Essa lei estabelece que os ossos de uma pessoa saudável se adaptam às cargas às quais são submetidos. Ao longo do tempo, eles passam por remodelação, tornando-se mais fortes para suportar essas cargas específicas. Nesse processo, a porção cortical do osso se torna mais espessa. No entanto, o oposto também é verdadeiro. Quando a carga sobre o osso diminui, ele sofre prejuízos estruturais. (FLOYD, 2016). A remodelação acontece quando os minerais são depositados nas áreas necessários para, posteriormente, serem reabsorvidos quando cumprem seu papel, não apenas levando em conta a lei de Wolff, além de aspectos como genética, nutrição, fatores e perfis bioquímicos e hormonais, bem como possíveis processos de doença (RASH, 1991). O movimento humano é um elemento importante no processo deformação e adaptação do osso, pelo que se sabe, o seu desenvolvimento em cultura do tecido in vitro se adequa às forças artificiais impostas a essa cultura. A reparação óssea e o seu crescimento após a fratura adaptam-se a restrições (FLOYD, 2016). Nesse sentido, constantes pressões desagradáveis, como deformidades posturais, causam atrofias ósseas, mas atividades dos músculos que produzem forças transversais são significativamente expandidas, permite que os ossos recebam uma carga maior e absorvam mais energia antes que ocasione a fratura (RASCH, 1991). A teoria de Wolff pode ser provada na ausência de esforços, ou em ossos atrofiados que param de crescer, como quando as forças do músculo e da função são inibidas devido à paralisia neuromuscular-tendinosa. Outro exemplo que certifica essa regra e a atrofia óssea são os processos procedimentos de imobilização temporária, como o uso de gesso após uma fratura (RASH, 1991). O aumento da massa óssea é um processo que requer suporte total de certos fatores, como proteínas (constituição osteoide); cálcio e fósforo; atividade muscular; exercício físico; e fatores hormonais (hormônios de hipófise, tireoide, paratireoide, gônadas e fatores de crescimento (PESSOA et al., 1997). Portanto, o treinamento físico atua como um fator exógeno (ambiental) para fazer uma contribuição significativa no desenvolvimento dos ossos, principalmente em crianças e adolescentes (SILVA FILHO et al., 2015). Quanto maior a massa óssea adquirida durante a infância eadolescência ou pico de massa acumulada na idade adulta, mais difícil é atingir o limiar da fratura, tanto precoce quanto em idades avançadas, ou em mulheres na pós-menopausa (OCARINO; SERAKIDES, 2006; PESSOA et al., 1997). Consequentemente, o treinamento físico é um bom motivo para propiciar o incremento sobre o sistema esquelético, devido às consequências decorrentes das imobilizações de segmentos do corpo que proporcionam à ausência de tensões, cria deformidades ósseas e enfraquece os ossos (CARVALHO; FONSECA; PEDROSA, 2004). No entanto, nem todos os tipos de exercícios propiciam efeitos benéficos no sistema esquelético. Por exemplo, estudos com mulheres na pós-menopausa provam que o exercício reduz a carga de peso moderadamente, como caminhar e correr proporcionam o aumento do conteúdo mineral em seus ossos. O oposto foi observado em mulheres na pós-menopausa, submetidas aos exercícios de baixa carga de peso, como natação, demonstrou aumentar a aptidão cardiovascular, mas não o conteúdo mineral do esqueleto (OCARINO; SERAKIDES, 2006). Foi observado em estudos que o exercício físico promove alterações no metabolismo ósseo por efeitos diretos e indiretos, sendo o primeiro deles a força mecânica e o segundo devido a fatores hormonais. Força mecânica, quando aplicada ao osso, formam sinais endógenos que interferem remodelação óssea, registrada por um sistema mecanossensorial, em que os osteócitos são responsáveis por traduzi-la em sinais bioquímicos e regular o turnover ósseo. O exercício também promove, ainda, um aumento nas conexões dos osteócitos, aumentando a viabilidade da matriz óssea (OCARINO; SERAKIDES, 2006). A atividade física afeta a cartilagem de crescimento dos ossos, que o estresse mecânico regula a homeostase da cartilagem não apenas durante o crescimento endocondral, mas também no reparo das fraturas. O mecanismo pelo qual a força mecânica regula esse crescimento interfere na proliferação, maturação, hipertrofia e morte programada dos condrócitos, não foi completamente elucidado, mas há estudos que sugerem que esta força suporta a deformação da matriz da cartilagem, efeitos eletrocinéticos, alterações na pressão hidrostática e aumento do fluxo de líquido intersticial. Alguns estudos relacionados à cartilagem de crescimento dos ossos incluem: ➢ Estudo da ossificação endocondral: A ossificação endocondral é o processo pelo qual a cartilagem hialina é gradualmente substituída por tecido ósseo durante o crescimento ósseo. Os estudos nessa área buscam compreender os mecanismos moleculares e celulares envolvidos nesse processo, bem como os fatores que influenciam a proliferação e diferenciação das células cartilaginosas. ➢ Estudo da placa de crescimento: A placa de crescimento, também conhecida como disco epifisário, é uma área de cartilagem de crescimento presente nas extremidades dos ossos longos em crescimento. Essa região desempenha um papel crucial no crescimento ósseo longitudinal. Os estudos nessa área investigam os processos regulatórios e os fatores de crescimento envolvidos na atividade da placa de crescimento. ➢ Pesquisa sobre distúrbios do crescimento ósseo: Alguns distúrbios, como a displasia esquelética e a acondroplasia, estão relacionados a alterações na cartilagem de crescimento e resultam em um crescimento ósseo anormal. Estudos nessa área buscam entender as bases genéticas e moleculares desses distúrbios, bem como desenvolver estratégias terapêuticas para corrigir ou mitigar os efeitos dessas condições. ➢ Estudo do crescimento ósseo em condições patológicas: Algumas condições patológicas, como tumores ósseos e infecções, podem afetar o crescimento ósseo e a cartilagem de crescimento. Pesquisas nessa área visam entender os mecanismos pelos quais essas condições interferem no processo de crescimento ósseo e desenvolver abordagens terapêuticas para restaurar o crescimento normal em pacientes afetados. Ainda há estudos que apoiam a ideia de que os canais iônicos, especialmente os de cálcio, responsáveis pela transmissão de sinais mecânicos aos condrócitos, promovem sua proliferação, maturação e hipertrofia (OCARINO; SERAKIDES, 2006). O exercício físico tem um efeito positivo na manutenção e/ou melhoria massa óssea, mostrando seus efeitos benéficos nos tecidos tanto em sujeitos normais como com sinais de osteoporose (SILVA; FERREIRA; VIRTUOSO JÚNIOR, 2008; OCARINO; SERAKIDES, 2006). Embora não haja consenso na literatura científica sobre exercícios e seus parâmetros para essa finalidade, como intensidade, frequência e volume, entre seus tipos mais indicados para a osteogênese, são os exercícios resistidos, graças a um programa que promove a sobrecarga gradual e controlada (SILVA; FERREIRA; VIRTUOSO JÚNIOR, 2008). Então, quando está bem regulado, após avaliar a função cinética, o exercício beneficia o sistema esquelético, especialmente a mineralização óssea, tanto em pessoas saudáveis quanto em pessoas com osteoporose, nesse aspecto, é um importante adjuvante no seu tratamento. Esses exercícios também contribuem no fortalecimento das articulações responsáveis pela união de dois ou mais ossos em sua superfície da junção. As células do sistema articular também se desenvolvem mediante as células mesenquimatosas. Um aglomerado de células mesenquimatosas dão origem a cartilagem. Essas células formam um aglomerado celular e começa a se alongar. As células adquirem uma forma arredondada desenvolvem os condroblastos e tem função de produção da matriz de cartilagem (GARCIA; GARCÍA FERNANDEZ, 2012). 4.2 Composições das articulações Todas as articulações são de origem mesenquimal. Existem dois tipos de articulações: sinartroses, com pouco ou nenhum movimento, e diartroses, com movimentação livre. As sinartroses são encontradas na sínfise pubiana, nas suturas do crânio e na linha epifisária. As diartroses são encontradas nas articulações do joelho, por exemplo. No desenvolvimento das diartroses, pode identificar inicialmente a região pré- cartilaginosa evoluindo para um mesênquima menos condensado: o disco intercondral. os tendões são oriundos de um fragmento distinto do somito, denominada sindétomo (GARCIA; GARCÍA FERNANDEZ, 2012). Existem vários locais no corpo humano que promovem esses mecanismos, como: quadril (coxofemoral), joelho, cotovelo, ombro (glenoumeral), esternoclavicular, intervertebrais e temporomandibular. Temporomandibular: Nesta articulação multiaxial, o processo condilar da mandíbula articula a fossa mandibular do osso temporal. Um disco de fibrocartilagem situa-se entre os ossos que formam a ATM, dividindo a articulação em espaços articulares superior e inferior (VANPUTTE; REGAN; RUSSO, 2016). O resultado da articulação temporomandibular relata, na verdade, são duas articulações sinoviais, uma entre a fossa mandibular do osso temporal e o disco articular, e a segunda entre o disco articular e processo condilar da mandíbula. Além disso, essas articulações estão envolvidas pela cápsula reforçada pelos ligamentos laterais e acessórios. A articulação temporomandibular é, acima de tudo, um gínglimo, mas a cápsula articular frouxa e a superfície articular é relativamente plana, pois permite pequenos movimentos de deslizamento e rotação. Esses movimentos secundários são significativas para a posição dos alimentos para que os dentes possam triturar (MARTINI; TIMMONS; TALLITSCH, 2009). Intervertebrais: as articulações que ocorrem entre os processos articulares superior e inferior das vértebras são classificadas como articulações planas porque há um pequeno deslizamento entre corpos vertebrais adjacentes. Além do mais, permite pequenos movimentos envolvidos, como a flexão anterior (inclinação para a frente), extensão (inclinação para trás), flexão lateral (inclinação para o lado), e rotação da coluna vertebral. Do axis ao sacro,os corpos vertebrais são separados e revestidos com cartilagem fibrosa chamada discos intervertebrais. Esternoclavicular: É uma articulação que fica entre a extremidade do esterno da clavícula e a manúbrio do esterno. Considerado um ingrediente funcional da articulação do ombro, que serve como ponto de ancoragem entre a escápula e o esqueleto axial. Como na ATM, o disco articular divide a cavidade articular em dois compartimentos diversos. A articulação esternoclavicular é, essencialmente, uma articulação plana, mas as fibras capsulares permitem uma rápida rotação e circundação da clavícula (MARTINI; TIMMONS; TALLITSCH, 2009). Ombro ou glenoumeral: É uma articulação rasa e frouxa associada à maior amplitude de movimento encontrada em uma articulação do corpo. Esta articulação é classificada como esferoide, formada pela articulação da cabeça do úmero com a cavidade glenoidal da escápula. Os movimentos de flexões, extensões, abduções, adução, rotações e circundação podem acontecer na articulação ombro. A cápsula desta articulação estende-se desde o colo da escápula até o colo anatômico do úmero, contribuindo para a extensão da amplitude de movimento dessa articulação que é representada por dois sacos sinoviais, a subescapular e a subacromial. Além disso, os ossos do cíngulo do membro superior promovem certa estabilidade, pois o acrômio e o processo coracoide se projetam lateralmente acima da cabeça do úmero. Todavia, as estruturas responsáveis pela maior estabilidade são os ligamentos (glenoumeral, umeral transverso, coracoumeral e coracoacromial), músculos esqueléticos (manguito rotador) e tendões associados (VANPUTTE; REGAN; RUSSO, 2016). Cotovelo: É uma articulação classificada como gínglimo, que inclui a articulação umeroulnar, entre o úmero e a ulna, e a articulação umerorradial, entre o úmero e o rádio. Estas juntas permitem dobrar e estender o cotovelo. Esses movimentos se combinam com as articulações radioulnares proximal e distal analisadas, permitindo posicionamento das mãos, permitindo uma ampla variedade de atividades, como alimentação, cuidados pessoais ou defesa, modificando a posição da mão em relação ao tronco (MARTINI; TIMMONS; TALLITSCH, 2009). A articulação do cotovelo é cercada por uma cápsula de articulações e são reforçadas por ligamentos (colateral ulnar, colateral radial e anular radial). Uma bolsa olecraniana subcutâneo cobre as superfícies proximal e posterior do olécrano da ulna (VANPUTTE; REGAN; RUSSO, 2016). Quadril ou coxofemoral: Nesta articulação, a cabeça femoral se articula com o acetábulo do osso do quadril. Esta junta é classificada como esferoide, porque a cabeça femoral parece uma esfera completa. O quadril tem uma ampla gama de movimentos, incluindo flexão, extensão, abdução, adução, rotação e circundução. Uma cápsula articular muito poderosa, reforçada por diversos ligamentos, estende-se desde a borda do acetábulo ao colo do fêmur. Porém, a luxação do quadril pode ocorrer quando o fêmur é empurrado para trás enquanto o quadril é flexionado, como ocorre quando uma pessoa sentada em um veículo se envolve em um acidente. Normalmente, a cabeça fêmur move-se posteriormente ao acetábulo, rompendo o lábio do acetábulo (borda de fibrocartilagem), cápsula fibrosa e ligamento. As fraturas do fêmur e do osso coaxial são frequentemente associadas a deslocamento do quadril (VANPUTTE; REGAN; RUSSO, 2016). Uma cápsula articular extremamente forte, reforçada por múltiplos ligamentos (acetábulo transverso, iliofemoral, pubofemoral, isquiofemoral e da cabeça do fêmur), estende-se desde a borda do acetábulo até o colo do fêmur. Além disso, o lábio do acetábulo, os ligamentos do quadril e os músculos circundantes fazendo articulação do quadril ter mais estabilidade, mas menos mobilidade do que articulação do ombro (VANPUTTE; REGAN; RUSSO, 2016). Joelho: trata-se de uma articulação tradicionalmente classificada como articulação em gínglimo modificada, localizada entre o fêmur e a tíbia. Todavia, é uma junta elíptica complexa que permite flexão, extensão e uma pequena rotação da perna. A extremidade distal do fêmur articulado com a extremidade proximal da tíbia, as margens da tíbia consiste em discos articulares espessos de fibrocartilagem, conceituadas de meniscos. Durante este tempo, a fíbula só se articula com a lateral da tíbia, sem contato com o fêmur. Os principais ligamentos que fornecem estabilidade à articulação do joelho são os ligamentos cruzados (anterior e posterior) e colaterais (lateral e medial). Além disso, as bolsas suprapatelar, infrapatelar profunda, subcutânea pré-patelar, poplítea, subcutânea infrapatelar e gastrocnêmica que revestem o joelho, facilitando a movimentação e amortece os impactos (VANPUTTE; REGAN; RUSSO, 2016). Os meniscos articulares são discos de fibrocartilagem que podem dividir a cavidade articular, direcionar o fluxo do líquido sinovial, possibilitar variações na forma das faces da junta ou restringir a movimentação na articulação. Além disso, melhoram o encaixe entre as pontas dos ossos que se articulam, tornando a junta mais estável e também minimizando o desgaste nas superfícies articulares. Existem discos articulares no joelho, mandíbula e algumas outras articulações. Quando ocorre a ruptura de uma dessas estruturas, a cirurgia artroscópica, pode ser efetuada, permitindo que o cirurgião veja dentro da articulação, reparar ligamentos ou remover pedaços de cartilagem mediante uma, ou mais pequenas fendas, minimizando assim o dano tecidual (MARIEB; HOEHN, 2009). O sistema ósseo e o articular são muito importantes tanto para sustentação e também a homeostasia, flexibilidade e movimentação do organismo humano, sendo um dos componentes básicos na formação de todo o corpo. No próximo módulo retrataremos sobre o sistema muscular e circulatório que possuem também funções muito significativas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CARVALHO, C. M. R. G.; FONSECA, C. C. C.; PEDROSA, J. I. Educação para a saúde em osteoporose com idosos de um programa universitário: repercussões. Cadernos de Saúde Pública, Rio de Janeiro, v. 20, n. 3, p. 719–726, 2004. FLOYD, R. T. Manual de cinesiologia estrutural. 19. ed. Barueri: Manole, 2016. p. 448. GARCIA, S. M. 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