SISTEMA ESQUELÉTICO E MUSCULAR

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SISTEMA ESQUELÉTICO E MUSCULAR | Embriologia | Prof. Alessandra Danzinger
Yala Figueiredo | Medicina UNIFENAS XXXIV
SISTEMA ESQUELÉTICO
De acordo com a origem, existem dois tipos de ossos: ossificação endocondral e ossificação intramembranosa.
OSSIFICAÇÃO ENDOCONDRAL: caracteriza-se pela formação de um modelo cartilagionoso que serve como um molde para a formação seguida do ossos. Origina o esqueleto axial (costela e vértebras), membros (exceto clavícula), base do crânio, capsulas sensitivas e cartilagens dos ossos faríngeos.
	Três tipos celulares estão envolvidos no processo: CONDRÓCITOS formam cartilagem, OSTEBLASTOS formam o tecido ósseo e OSTEOCLASTOS realizam a reabsorção do tecido ósseo.
	Os condrócitos são derivados de 3 tipos de tecidos: mesoderma paraxial, que se diferencia nos somitos e somitômeros que darão origem aos ossos do esqueleto axial. Para isso, os somitos devem sofrer uma transformação: os que se formam na parede externa do tubo neural se diferenciam em epiteliais, se transformando em miótomos e dermátomos que formarão, mais tarde, o tecido muscular. Já os somitos epiteliais que sofrem uma transformação mesenquimal, se transformam em esclerótomos, dando origem a todo o esqueleto axial. O mesoderma da placa lateral, por sua vez, contribui para formar os membros e o esterno; o da crista neural forma elementos da cartilagem da face e do pescoço.
	A ossificação endocondrial propriamente dita tem início no mesênquima, que se condensa e se diferencia em condroblastos e em seguida se diferenciarão em condrócitos para dar origem à cartilagem, que é o molde do osso. Assim, para ocorrer a formação óssea, é necessária a infiltração de osteoblastos, levados pelo sangue. A infiltração de vasos no tecido cartilaginoso começa inicialmente no centro do osso (diáfise). A partir daí, conforme a penetração, os condrócitos são empurrados para a periferia desse molde (epífises), sofrendo hipertrofia e apoptose, conforme a matriz circunjacente se mineraliza (caracterizando o centro de ossificação primário). Mais à frente, tem inicio o centro secundário de ossificação, que se difere devido aos vasos sanguíneos invadir a região da epífise, sucedendo o mesmo processo.
Osteoblastos originam células tronco mesenquimais. Osteoclastos originam células do sistema hematopoético.
OSSIFICAÇÃO INTRAMEMBRANOSA: ao final da 4ª semana, as células do esclerótomo formam um tecido frouxo (tecido conjuntivo embrionário) denominado mesênquima, que tem capacidade de formar ossos. Aqueles que são diretamente derivados do mesênquima são denominados de intramembranosos e podem se subdividir em dérmicos (ossos da face e do crânio) e membranosos, que possuem duas origens: a partir das células da crista neural (ossos da face e osso frontal do crânio) e diretamente do mesoderma paraxial não segmentado da cabeça (osso parietal do crânio).
	Esse processo de ossificação ocorre na bainha membranosa. Mesênquima condensa-se e se torna altamente vascularizado e, então, células mesenquimais se diferenciam em osteoblastos.
	Os osteoblastos, por sua vez, são células formadoras de ossos e iniciam o processo de depósito de matriz não-mineralizada, formando o osteóide. O fosfato de cálcio é depositado no tecido osteóide à medida que este é organizado em osso. Osteoblastos são aprisionados na matriz, tornando-se osteócitos.
	Espículas ósseas se organizam e formam lamelas (camadas). Lamelas concêntricas desenvolvem-se ao redor de vasos sanguíneos, formando os ósteons. Alguns osteoblastos permanecem na periferia óssea em desenvolvimento e continuam a fixar lamelas, formando camada de osso compacto na superfície. Osso interposto permanece espiculado ou esponjoso, característica acentuada pela ação de osteoclastos.
	No interstício do osso esponjoso, mesênquima se diferencia em medula óssea. Hormônios e citocinas regulam o remodelamento ósseo por meio da ação coordenada de osteoclastos e osteoblastos.
Todos os ossos são derivados do mesênquima, porém, a diferença entre eles é que a endocondral precisa do molde de cartilagem antes e a intramembranosa tem ossificação direta. 
CRÂNIO: possui duas divisões de acordo com sua origem. NEUROCRÂNIO: ossos chatos do crânio, da calota craniana, que está em contado direto com o SNC e possui origem intramembranosa. VISCEROCRÂNIO: ossos da face e da mandíbula.
A base do neurocrânio em condrocrânio pré-cordal (cartilagens derivadas da crista neural, localizadas até o limite da hipófise) e corda, é cartilaginosa e chamada de condrocrânio; e os ossos da calota que cercam o cérebro são membranosos, derivados do mesoderma paraxial não-segmentado da cabeça. A ossificação dos ossos paraxiais decorre após o depósito de camadas de mesênquima na região onde se formará a calota craniana, recobrindo o cérebro. Essas células mesenquimais se diferenciam em osteoblastos, que se diferenciarão em osteócitos, levando ao deposito de matriz não-mineralizada; depósito de cálcio. Inicialmente são formados em forma de agulhas chamadas de espículas ósseas, que crescerão e se fusionarão, formando uma camada de osso compacta, que na verdade são os ossos da calota craniana.
No recém-nascido, esses ossos são separados inicialmente, apresentando espaços (lacunas) que são formados por tecido conjuntivo, também derivado do mesênquima. Os ossos acompanharão o crescimento do feto e após o nascimento, durante toda a infância, a partir do depósito de novas camadas de mesênquima na face externa da calota, ocorrendo também reabsorção óssea através dos osteoclastos na face interna da calota. Esses espaços são chamados de fontanelas. Onde elas são mais largas, espessas, são chamadas de suturas – atenção pra sutura frontal e anterior (moleira). Esses espaços existem porque o esperado é o parto vaginal e elas facilitam a passagem do feto pelo canal vaginal porque passam por um processo de modelagem, saindo de sua posição original e se fecham.
Em determinando momento, ocorre o fechamento dessas suturas. Se não se fecharem, levam a anomalias. Durante a puerilcultura (avaliação do bebê durante o ano), o médico irá palpar a sutura anterior porque ela dá indícios do processo de ossificação e da pressão intracraniana. A primeira que se fecha é a posterior, entre o 1º e 2º mês. A anterior se fecha até aos 18 meses de idade. 
O viscerocrânio forma os ossos da face. O primeiro par de arco faríngeo contribui para a formação de uma parte do osso temporal e dá origem à porção dorsal do processos maxilar (maxila e osso zigomático). O processo mandibular tem origem com a cartilagem de Meckel, que tem tecido mesenquimal ao seu redor e se diferenciará em mesênquima e sofre ossificação intramembranosa, dando origem ao osso da mandíbula. Essa cartilagem desaparece e persiste apenas no ligamento esfeno-mandibular. O seguindo par de arco faríngeo se diferencia nos ossos restante – bigorna, materno e estribo. 
A partir da 5ª semana ocorre a formação das cartilagens, derivadas do mesênquima. O mesênquima se condensa formando centros de condrificação, ou seja, ele se diferencia em condroblastos e pré condrócitos, que produzem fibrilas de colagem e matriz extracelular. Em seguida, ocorre a deposição de fibras de colágeno e/ou elásticas na matriz que se formou. Dependendo da constituição da matriz extracelular depositada, vai haver diferentes tipos de cartilagem, podendo ocorrer formação da CARTILAGEM HIALINA, amplamente distribuída (por ex, articulações), FIBROCARTILAGEM (discos invertebrais) e CARTILAGEM ELÁSTICA (orelhas).
ARTICULAÇÕES: tem inicio entre a 6ª e a 7ª semana. Irão se formar a partir do mesênquima que se condensará entre os ossos em desenvolvimento (mesênquima interzonal) e, de acordo com o tipo de mesênquima interzonal, ele se “diferenciará diferentemente”: quando tecido fibroso denso, articulações fibrosas do crânio. Quando em cartilagem hialina (fibrocartilagem), ocorre a formação das articulações cartilaginosas. Quando em sinóvia, forma as articulações sinoviais que se originamquando o mesênquima se condensa e forma interzonal; na periferia se forma a cápsula articular; no centro, o mesênquima desaparece, formando uma cavidade denovimada de articular ou sinovial; as regiões onde há conexão entre a cápsula e as superfícies articulares formam a membrana sinovial, responsável pela síntese do líquido sinovial. 
COSTELAS E VÉRTEBRAS: derivadas do esclerótomo, que se diferencia em epitélio e depois volta a ser mesênquima. Na 4ª semana, ao redor da medula espinal, ocorre migração dos esclerótomos, circundando toda a medula espinal em sentido oposto ao tubo neural, formando o corpo vertebral, espinha vertebral, arco e processo transverso.em sentido oposto ao tubo neural, levando à formação da espinha vertebral. A partir daí, ocorre o processo de segmentação para formar todas as vertebras. O esclerótomo se divide em parte cefálica e caudal. Cada vértebra é resultante da junção da porção caudal + porção cefálica do esclerótomo vizinho, formando várias vértebras. Inicialmente, a notocorda era o eixo central do embrião. Sabe-se que na região onde houve a divisão do esclerótomo, existem células mesenquimais que persistem ali e não se proliferam, formando os discos intervertebrais. Isso faz com que a notocorda se desintegre e desapareça. Ela persiste e aumenta na região dos discos, formando o núcleo pulposo do disco vertebral.
Durante a formação das vertebras, são estabelecidas 2 curvaturas primárias, torácica e sacral, e mais tarde 2 secundárias, lombar e cervical. Existem 7 vertebras cervicais, 12 torácicas, 5 lombares e 5 sacrais. A fusão de duas vértebras sucessivas ou ausência da metade de uma vertebra leva à escoliose congênita.
As costelas se formam a partir da 5ª semana, através do processo costal que cresce, ficando pronta até a 6ª semana. Elas se separam das vétebras pelas articulações. As costelas acessórias são uni ou bilaterais. Costela lombar: mais comum, geralmente não causa problema. Costela cervical: mais rara. Costelas fundidas: associadas a uma hemivértebra. Quando tem costelas acessórias pode ter paralisia ou anestesia de membros.
Esterno: derivado do mesênquima, que se condensa entre as costelas e forma 2 barras esternais. Essas barras sofrem transformação cartilaginosa e se fusionam, formando o esterno.
DEFEITOS CRANIAIS: células da crista neural e mesoderma paraxial (ossos intramembranosos) são sensíveis à ação de teratógenos, afetando a formação do esqueleto facial e parte do crânio. ACRANIA é incompatível com a vida e não tem formação da calota craniana. Um cisto em volta do encéfalo, com ausência de crânio, é a holoacrania. Normalmente, más formações não ocorrem separadamente. Caso do bebe com ACRANIA, MEROENCEFALIA, RAQUISQUISE, acometendo 1:1000 nascimentos. CRANIOSSINOSTOSE é um conjunto de más formações, correspondendo ao fechamento prematuro de uma ou mais suturas. A escalocefalia é o fechamento precoce da sutura sagital (57% dos casos), levando à expansão frontal e occipital, resultando em crânio longo e estreito (assimétrico) – compatível com a vida. Braquicefalia é o fechamento prematuro das suturas coronais, resultando em crânio curto, com formato alto com regiões frontal e occipital achatadas. A plagiocefalia é o fechamento da coronal, porém, apenas de um lado, resultando em achatamento assimétrico do crânio. A trigonocefalia é o fechamento prematuro da sutura frontal, resultando em deformidade do osso frontal (pontiagudo) e outras anomalias. Existem também DISPLASIAS ESQUELÉTICAS que comumente ocorrem de forma aleatória e esporádica, decorrente de novas mutações. A acondroplasia (ACH) é a mais frequente e afeta primeiramente os ossos longos, resultando em indivíduos com cabeça grande, dedos das mãos curtos e abdome protuso. A displasia tanatofórica é incompatível com a vida e se caracteriza pela calota craniana em forma de trevo, ocorrendo de 1 a 40 mil nascidos vivos. Tipo 1: fêmures pequenos e curvados com mou sem crânio em folha de trevo. Tipo 2: fêmures retos e longos e crânio em folha de trevo – é mais grave. A hipocondroplasia é uma forma mais branda de acondroplasia, ocorrendo mutações de FGR3, desencadeando formação óssea endocondral anormal que afeta o crescimento dos ossos longos e base do crânio. A disostose cleidocraniana é a mais grave, pois ocorre displasia esquelética generalizada com protuberância dos ossos frontal, parietal e occipital e ausência de clavícula. Afeta tecidos ossos e dentais decorrente de fechamento tardio das fontanelas e diminuição de mineralização das suturas cranianas. A acromegalia é o gigantismo, onde os ossos crescem desproporcionalmente e exageradamente (ossos da face, mãos e pés). Hiperpituitarismo congênito (hiperfunção da hipófise), produção excessiva de hormônio de crescimento. A microcefalia é uma atrofia cerebral. Quando o cérebro não cresce e o crânio não se expande, causando retardo mental grave. Caracteriza-se pelo defeito no desenvolvimento do encéfalo. Hoje esta em evidencia a microcefalia causada pelo zika (ele ativa apoptose). A síndrome de Marfan (aracnodactinia) é uma doença do tecido conjuntivo, decorrente da mutação do gene Fibrilina-1 (FBN1) no cromossomo 15q21.1. Ela tem os membros e dedos muito longos. Defeitos no sistema esquelético levam a araracnodactilia, pectus excavatum, hiperflexibilidade das articulações. Defeitos no sistema circulatório, levando a dilatação e/ou dissecação da aorta ascendente. 
SISTEMA MUSCULAR
Músculos são derivados do mesoderma paraxial, a partir dos somitos epiteliais e somitômeros. Eles se diferenciam em dermatomiótomos, que se dividem em dermátomo, dando origem à pele, e os miótomos, que dão origem aos músculos. Somitômeros darão origem aos músculos da cabeça e os somitos, que serão o esqueleto axial, parede corporal e membros. 
As células precursoras dos músculos são os dermatomiótomos que se diferenciam em miótomos. Somitos estão presentes circundando o tubo neural na posição ventrolateral e dorsomedial. Devido a essa localização, eles formam uma fronteira somítica lateral que separa dois domínios mesodérmicos do embrião:
Domínio primaxial são somitos que estão envolta do tubo neural e são células do mesoderma paraxial.
Domínio abaxial é camada parietal do mesoderma da placa lateral em combinação com as células derivadas dos somitos que migram pela fronteira somítica, contribuindo com a formação dos músculos dessa região.
O músculo liso, tanto do tubo digestivo, cardíaco ou dos vasos sanguíneos (folículos vilosos), é derivado do mesoderma esplâncnico (cardiogênico). O fator de transcrição FRS (fator de resposta sérica) é importante para a formação dos músculos lisos.
O que acontece com o mesoderma para se diferenciar nesse músculo? Células do mesoderma paraxial se diferenciam em mioblastos, que se diferenciam em miócitos que são células que já expressam proteínas contrateis (actina e miosina). Elas se organizam e formam uma fibra muscular (também chamada de miofibrila ou sincício, tecido com células multinucleadas), que é um grupo de miócitos.
Os músculos da língua e extraoculares expressam proteínas crontráteis específicas (cadeias pesadas e específicas de miosinas) que possibilitam o movimento da mandíbula e dos músculos oculares. Essa miogênese é possui três fases: a miogênise primária ocorre no período embrionário, a secundária continua acontecendo durante o desenvolvimento fetal e a terciária, que é o crescimento pós-natal, envolve outro tipo celular, que são as células satélites. Essas possuem esse nome por serem diferentes – são pequenas, piecentes (repouso), presentes subjacentes (acima) à membrana basal da fibra muscular. Elas estão ali porque estão em repouso e são ativadas no momento de uma lesão muscular ou esforço físico, dando inicio à miogênese, renovando o tecido muscular.
Há também a formação de tecido muscular a partir do ectoderma, derivando os músculos da pupila, glândulas mamárias e glândulas sudoríparas.
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