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Tecido ósseo Greg Kitten Introdução • A classificação dos tecidos conjuntivos reflete o componente predominante ou a organização estrutural do tecido: • Tecidos Conjuntivos Propriamente Ditos • Tecidos Conjuntivos Especializados • Tecidos Conjuntivos de sustentação Frouxo Denso Modelado / Ordenado Não modelado / Desordenado Elástico Reticular Mucoso Embrionário/ Mesenquimático Sangue / Hemocitopoiético Adiposo Unilocular Multilocular Cartilagem Osso • Forma especializada de tecido conjuntivo rígido, com matriz mineralizada (calcificada); - porém apresenta plasticidade • Altamente vascularizado; • Com inervação • Formação do esqueleto - suporte para as partes moles - proteção de órgãos vitais (ex, caixa craniana, toráxica e canal medular- medula óssea); • Formação de células sanguíneas; •Apóia os músculos esqueléticos e funciona como um sistema de alavancas; locomoção •Reservatório de minerais (cálcio, fosfato, magnésio e outros íons). Tecido ósseo Componentes Matriz Óssea Parte orgânica: 25-35% do peso - colágeno tipo I (90-95%), ligações cruzadas - proteoglicanas e glicoproteínas (As glicoproteínas presentes na parte orgânica da Matriz Óssea têm participação fundamental na mineralização da matriz, pois outros tecidos ricos em colágeno tipo I mas que não contêm essas glicoproteínas NÃO se calcificam). Parte inorgânica: 65-75% do peso - principalmente cálcio e fósforo na forma de cristais de hidroxiapatita - outros minerais: Mg, Na, K O colágeno confere resistência e os cristais a dureza do tecido ósseo Osteóide: Matriz óssea recém formada, adjacente aos osteoblastos ativos e que não está ainda calcificada Componentes Matriz Óssea Componentes Células 1 - Células osteogênicas ou osteoprogenitoras (mesenquimais) - se diferenciam em osteoblastos 2 - Osteoblastos - síntese da parte orgânica da matriz (RER, núcleo vesiculoso) - localizadas na superfície do osso - apresentam-se cúbicas ou cilíndricas, monocamada - originam os osteócitos Células osteogênicas Osteoblastos Osteócitos Lacunas Matriz mineralizada Osteoblastos Osteóide Componentes Células 3 - Osteócitos (células maduras) - osteoblastos envoltos pela matriz, aprisionados em lacunas - baixa síntese, mas essenciais na manutenção da matriz óssea - célula alongada ... - apresenta prolongamentos dentro dos canalículos (nutrição/comunicação); Osteócitos se comunicam (junções comunicantes) Células do Tecido ósseo osteócitos Prolongamentos dentro dos canalículos osteócitos Células osteogênicas e Osteoblastos osteócitos Células osteogênicas e Osteoblastos Componentes Células 4 - Osteoclastos - células gigantes, multinucleadas (5-50), móveis - encontrados nas superfícies ósseas - derivadas de precursores mononucleados - (Sistema mononuclear fagocitário (SMF): ) - reabsorção da matriz, Lacunas de Howship - (= Área de reabsorção de tecido ósseo; depressões escavadas da matriz pela ação enzimática dos osteoclastos) - secretam ácido (H+), colagenases, hidrolases, liberando cálcio Osteoclasto Lacuna de Howship (Zona Pregueada) OSTEOCLASTOS GARTNER Fig 4 Pág 80 * = Osteócito Ob = Osteoblasto Ot = Osteóide Ocl = Osteoclasto Ca++ Zona Pregueada Enzimas - colagenases, hidrolases Video: Osteoclast and bone resorption http://www.youtube.com/watch?v=6Cn4uusbGk8&feature=related Componentes Bainhas Envoltórias Periósteo - externa - tecido conjuntivo denso - contém fibroblastos, células osteogênicas e osteoblastos - fibras de Sharpey Endósteo - interna - tecido conjuntivo frouxo - contém uma camada de células osteogênicas e osteoblastos que revestem as cavidades dos ossos. Função: nutrição e fornecimento de osteoblastos... vasos Endósteo osteócitos Células osteogênicas e Osteoblastos Periósteo osteócitos Endósteo: (Bainha Envoltória interna) Células osteogênicas e Osteoblastos Estrutura do Osso Variedades anatômicas: - esponjoso - compacto Variedades histológicas: - primário - secundário Variedades Anatômicas Esponjoso: poroso - Trabéculas, arranjo paralelo das lamelas - Reveste a cavidade medular - Encontrado nos centros das epífises, dos ossos curtos e chatos Compacto: sem cavidades visíveis - Arranjo lamelar concêntrico - Encontrado nas diáfises de ossos longos, na periferia dos ossos curtos e nas tábuas dos ossos chatos Endósteo Osso compacto osso esponjoso Variedades ANATÔMICAS do tecido ósseo Osso Esponjoso Endósteo Osso compacto Osso Compacto Sistemas Lamelares do Osso Compacto O osso compacto maduro possui 4 sistemas lamelares: - Sistema lamelar circunferencial externo (fibras de Sharpey) - Sistema lamelar circunferencial interno - Sistema de Havers (ósteon ou osteônio) - Canais de Havers - Canais de Volkmann - Sistema intermediário ou intersticial Sistema lamelar circunferencial externo Sistema lamelar circunferencial externo Canal de Volkmann Canal de Havers Osso Esponjoso Osso Compacto Sistema de Havers Canal de Volkmann Identifique: Estrutura do Osso Variedades anatômicas: - esponjoso - compacto Variedades histológicas: - primário (ou imaturo) - secundário (ou maduro ou lamelar) Sistema lamelar circunferencial externo Sistema lamelar circunferencial externo Canal de Volkmann Canal de Havers Estrutura do Osso Variedades anatômicas: - esponjoso - compacto Variedades histológicas: - primário (ou imaturo) - secundário (ou lamelar ou maduro) Variedades Histológicas Osso primário ou imaturo Primeiro osso a se formar no feto e na reparação óssea!!!! Ausência de lamelas, menos mineralizado que o tecido ósseo secundário No adulto é pouco freqüente, persistindo nas suturas dos ossos do crânio, alvéolos dentários e em alguns pontos de inserção dos tendões Fibras colágenas dispostas em várias direções sem organização definida, menor quantidade de minerais e maior quantidade de osteócitos Osso primário (ou imaturo) Variedades Histológicas Osso secundário ou maduro Presença de lamelas paralelas ou concêntricas, matriz mais resistente Fibras colágenas organizadas paralelamente dentro de uma lamela Sistema lamelar circunferencial externo Sistema lamelar circunferencial externo Canal de Volkmann Canal de Havers Osso secundário ou maduro Histogênese do Osso proxima aula - quinta feira Histogênese do Osso Formação do osso pode ocorrer de duas formas: – Ossificação Intramembranosa: tecido mesenquimal osteogênicas osteoblastos osteócitos – Ossificação Endocondral: ocorre a partir de um molde de cartilagem hialina 1. Cartilagem sofre modificações 2. Cavidades são invadidas por capilares e células osteogênicas vindas do conjuntivoOrigem embrionária de células do Tecido Conjuntivo: mesênquima Ossificação Intramembranosa Coloração: Van Gieson Colágeno: alaranjado a vermelho Núcleo: Azul-escuro a preto Citoplasma: amarelo a pardo Ossificação intramembranosa (Osso primário) Histogênese do Osso Ossos Chatos: crescimento intramembranoso – Fontanelas- centros de ossificação não fundidos – Tábuas e díploe Identifique: Surge no interior de membranas de tecido conjuntivo. Processo formador de ossos chatos do crânio (frontal, parietal, partes do occipital, temporal) e parte da mandíbula maxilares superior e inferior). Contribui ainda para o crescimento dos ossos curtos e para o crescimento em espessura dos ossos longos. Centro de ossificação primária Ossificação intramembranosa Epífise Diáfise Epífise Ossos longosOssos chatos Ossos curtos Histogênese do Osso Formação do osso pode ocorrer de duas formas: – Ossificação Intramembranosa: tecido mesenquimal osteogênicas osteoblastos osteócitos – Ossificação Endocondral: ocorre a partir de um molde de cartilagem hialina 1. Cartilagem sofre modificações 2. Cavidades são invadidas por capilares e células osteogênicas vindas do conjuntivo Ossificação Endocondral: ocorre a partir de um molde de cartilagem hialina 1. Cartilagem sofre modificações 2. Cavidades são invadidas por capilares e células osteogênicas vindas do conjuntivo Ossificação endocondral - Inicia-se sobre um tecido cartilaginoso - Centro de Ossificação primário: ocorre na diáfise. Cartilagem hialina Cartilagem calcificada Cartilagem calcificada Histogênese do Osso Ossos Longos Diáfise: - crescimento em espessura (intramembranosa); - crescimento em comprimento (endocondral) - Centro primário Epífise: endocondral - Cartilagem epifisária: Centros secundários - crescimento longitudinal do osso Ossificação Endocondral Disco epifisário Disco epifisário Zona de repouso: cartilagem hialina sem alterações morfólogas Zona de cartilagem seriada (ou de multiplicação): formação de fileiras de condrócitos Zona de cartilagem hipertrófica: condrócitos volumosos; acúmulo de glicogênio e lípides Zona de cartilagem calcificada: mineralização dos tabiques de matriz cartilaginosa e morte dos condrócitos Zona de ossificação: invasão de capilares sanguíneos trazendo células osteogênicas; células se diferenciam em osteoblastos; osteoblastos depositam matriz óssea sobre a matriz cartilaginosa calcificada Placa epifisária 1) Cartilagem hialina s/ alteração morfológica 2) Divisão rápida dos condrócitos 3) Apresenta condrócitos volumosos. Condrócitos entram em apoptose. 4) Mineralização da matriz cartilaginosa. Cessa a apoptose dos condrócitos. 5) Zona onde aparece o tecido ósseo. Invasão por células osteoprogenitoras e geração dos osteoblastos = deposição da matriz óssea. Disco epifisário Disco epifisário Disco epifisário Disco Epifisário Welsch (1999) Remodelação e reparo Remodelação Formação de tecido ósseo (osteoblasto), associada à reabsorção parcial de tecido já formado (osteoclasto) Reparo Reestruturação da matriz óssea após fratura Coágulo é removido por macrófagos; proliferação de endósteo e periósteo; formação de cartilagem dando lugar à ossificações tanto endocondral quanto intramembranosa; formação do calo ósseo (imaturo), que é posteriormente substituído por osso lamelar Histofisiologia Importância do cálcio – Turnover osso-sangue – Mobilização a partir de osteônios jovens Hormônios – Paratormônio: inibe osteoblastos e ativa osteoclastos (aumenta calcemia) – Calcitonina: inibe osteoclastos (diminui calcemia) – Somatotrofina: através da somatomedina estimula crescimento dos discos epifisários Ca++ Histofisiologia Nanismo: retardo do crescimento em crianças com deficiência de Hormônio de Crescimento (HC). Gigantismo: crescimento exagerado dos ossos em crianças que produzem HC em excesso. Acromegalia: ocorre nos adultos que sintetizam HC em excesso, espessamento dos ossos. Osteoporose: diminuição da massa óssea devido a queda dos níveis de estrógeno, diminuindo a atividade de osteoblastos, reabsorção passa a ser maior. Histofisiologia Nutrição – Ingestão de cálcio e fósforo: importante para a calcificação eficiente da matriz óssea (resistência a fraturas) – Vitamina A: controle do equilíbrio das atividades osteoblástica e osteoclástica, manutenção dos discos epifisários – VitaminaC: produção e manutenção da matriz Escorbuto: deficiência de vitamina C, retardo no crescimento e no reparo. Histofisiologia Vitamina D: absorção de cálcio pela mucosa intestinal Raquitismo: ocorre em crianças com deficiência em vitamina D. Distúrbios na calcificação das cartilagens, ossos deformados. Osteomalácia: deficiência de vitamina D em adultos. periósteo periósteo Matriz óssea mesênquima endósteo matriz osteócitos osteócitos osteoblastos osteoclasto ossificação primária osteoclastos epífise diáfise Disco epifisário Cartilagem articular CENTRO DE OSSIFICAÇÃO PRIMÁRIO CENTRO DE OSSIFICAÇÃO SECUNDÁRIO trabéculas Medula óssea OSSIFICAÇÃO ENDOCONDRAL OSSIFICAÇÃO INTRAMEMBRANOSA 1) ZONA DE CARTILAGE M EM REPOUSO 2) ZONA DE CARTILAGE M SERIADA 3) ZONA DE CARTILAGE M HIPERTRÓFI CA 4) ZONA DE CARTILAGE M CALCIFICA DA 5) ZONA DE EROSÃO E FORMAÇÃO ÓSSEA Fig.84 - Diáfise de osso longo mostrando osso compacto na periferia envolvendo o osso esponjoso (trabecular). Fig.85 - OSSO COMPACTO ao MEV. Observe osteônios, canal de Havers, lacunas, lamelas ósseas e sistemas intermediários. Fig.86 - OSTEÔNIO ao MEV. Observe lacunas, canalículos (Ca) junto ao canal de Havers. Fig.87 -OSTEOBLASTOS ATIVOS (núcleo vesiculoso, RER e Golgi desenvolvidos) acolados ao osteóide (O). Fig.89 - OSTEÓCITO envolvido pela matriz óssea. Fig.90 - Parte de um OSTEOCLASTO. Observe núcleos, numerosas mitocôndrias, borda franjada (RB) em contato com a matriz. THE END http://en.wikipedia.org/wiki/Cancellous_bone Osso esponjoso No osso esponjoso também ocorre tecido ósseo secundário. UFMG 2. Tecido ósseo secundário, lamelar ou maduro - Encontrada no adulto. - Fibras colágenas organizadas em lamelas paralelas ou se dispõem em camadas concêntricas em torno de canais com vasos formando os SISTEMAS DE HAVERS ou ÓSTEONS. Variedades HISTOLÓGICAS do tecido ósseo Formado por 4 a 20 lamelas ósseas, concêntricas a um canal. Canal revestido por endósteo: HAVERS Canais de Volkmann Sistemas de Havers no Osso compacto Sistemas de Havers • Nutrição osteócitos: canalículos. • Técnicas especiais de preparação: -desgaste; -descalcificação com solução ácida; -descalcificação com quelante (EDTA). •Membranas conjuntivas com células osteogênicas: -Endósteo: interna -Periósteo: externa • Adesão • Actina (colagenases e outras hidrolases) Superfície Articular (diartroses)Welsch (1999) Membrana sinovial: Macrófagos (Células A) Fibroblastos (Células B) Líquido sinovial: Ácido hialurônico Glicoproteínas (lubricina) Exsudato plasmático Osteoblasto ativo (cúbico) Osteoblasto pouco ativo (pavimentoso) Periósteo ativo • Células osteoprogenitoras células mesenquimais osteoprogenitoras→ osteoblastos fatores de crescimento e transcrição presentes no endósteo e no periósteo Gene osteoblasto específico: Cbfa1 São mais ativa durante o crescimento ósseo. São reativadas no adulto durante o reparo de fraturas e outras lesões ósseas. • Osteoblastos -Sintetizam a parte orgânica (colágeno I, proteoglicanas e glicoproteínas) da matriz óssea. -Participam da mineralização da matriz – concentrar fosfato de cálcio. -Células secretoras em alta atividade. Osteóide Colágeno I, osteopontina e sialoproteína óssea; Fatores de crescimento Proteínas morfogenéticas ósseas Matriz mineralizada Osteócitos pouco ativos • Osteócitos osteoblastos → osteócitos -células achatadas, forma de amêndoas, ↓ RER, ↓ Golgi, núcleo pequeno e cromatina condensada. -Secretam substâncias para a manutenção da matriz óssea; -lacuna: 1 osteócito; -canalículos: junções comunicantes (pequenas moléculas e íons de um osteócito para outro); -espaço extracelular (prolongamentos / • Osteoclastos -Derivam da linhagem celular progenitora de monócito- macrófago da medula óssea. -Fusão de monócitos – células gigantes multinucleadas. Reabsorção óssea 1- Desmineralização: H+ - ATPase 2- Degradação enzimática dos componentes orgânicos: catepsina K. Disponibilidade de cálcio Esqueleto: 99% do cálcio do organismo Reserva de cálcio Cálcio dos ossos Cálcio no sangue Células parafoliculares da Tireóide Calcitonina: inibe a reabsorção óssea e a liberação de cálcio pelos osteoclastos e estimula a osteogênese. Células principais da Paratireóide Paratormônio: aumenta o número e a atividade dos osteoclastos, promovendo a reabsorção óssea e a Parte orgânica Parte inorgânica RESISTÊNCIA DUREZA Variedades anatômicas -esponjoso -compacto Mesma organização histológica Tipos de tecido ósseo Compacto Esponjoso Ambos possuem a mesma organização histológica Existem duas camadas de osso compacto, tábuas interna e externa, separadas por osso esponjoso (díploe). Variedades histológicas -Primário - imaturo -Secundário – maduro (lamelar) -Primeiro tecido ósseo que aparece em cada osso; -Gradativamente, é substituído pelo tecido ósseo secundário; -Raro no adulto; -Fibras colágenas dispostas em várias direções; -Menos minerais (facilmente penetrado pelos raios X). -Encontrado no adulto; -Fibras colágenas organizadas em lamelas paralelas ou formam os sistemas de Havers Mineralizada com pouco colágeno; Centro de OSSIFICAÇÃO PRIMÁRIA Formado por 4 a 20 lamelas; Vasos e nervos; Resistência No osso esponjoso também ocorre tecido ósseo secundário. -Tipo de formação óssea que ocorre no mesênquima dentro de bainhas membranosas; -É o processo formador dos ossos frontal, parietal, occipital, temporal e maxilares, além de contribuir para o crescimento dos ossos curtos e em espessura dos ossos longos. Centro de ossificação primária -Vários grupos de osteoblastos surgem simultaneamente, há confluência das traves formando o osso esponjoso. -Moleiras nos recém-nascidos: membranas conjuntivas ainda não substituídas por tecido ósseo. -Tipo de formação óssea que têm início sobre uma peça de cartilagem hialina; -É o processo formador dos ossos longos e curtos; -Consiste de dois processos principais: 1) Cartilagem hialina sofre modificações, sendo calcificada; 2) Cavidades antes ocupadas pelos condrócitos são invadidas por capilares e células osteogênicas vindas do conjuntivo. Cartilagem calcificada (cora-se em roxo) Tecido ósseo recém- formado (cora-se em rosa) Cartilagem calcificada (cora-se em roxo) Tecido ósseo recém- formado (cora-se em rosa) Osteoblastos ativos Osteônio Osteócito recém aprisionado • Em ambos os tipos de ossificação, o primeiro tecido a se formar é o tecido ósseo primário • Gradativamente, esse tecido primário vai sendo substituído pelo secundário (lamelar) • Há uma constante dinâmica síntese/ reabsorção do tecido ósseo • Hipertrofia dos condrócitos • Apoptose dos condrócitos • Calcificação da cartilagem • Invasão por vasos sanguíneos do periósteo • Chegada de células osteoprogenitoras • Diferenciação dessas em osteoblastos • Síntese de matriz óssea sobre molde de cartilagem Tecido cartilaginoso fica restrito a dois locais: • cartilagem articular (permanece por toda a vida) • discos epifisários (crescimento longitudinal) Disco epifisário 1) Cartilagem hialina s/ alteração morfológica 2) Divisão rápida dos condrócitos 3) Apresenta condrócitos volumosos. Condrócitos entram em apoptose. 4) Mineralização da matriz cartilaginosa. Cessa a apoptose dos condrócitos. 5) Zona onde aparece o tecido ósseo. Invasão por células osteoprogenitoras e geração dos osteoblastos = deposição da matriz óssea. (zona de cartilagem seriada) (apoptose dos condrócitos) (aparece tecido ósseo) Cartilagem calcificada (cora- se em roxo) Tecido ósseo recém-formado (cora-se em rosa/vermelho) ESPÍCULAS ÓSSEAS Ossificação endocondral Resto de cartilagem Endocondral e intramembranosa Estímulo pelo movimento O tecido ósseo se regenera sem deixar cicatriz. • Articulação: união de ossos • Tipos de articulação – Diartrose -Articulação dotada de grande mobilidade; -Cápsula que liga extremidades ósseas, delimita a cavidade articular; -A cavidade articular é preenchida pelo líquido sinovial. – Sinartrose Articulações dotadas pouca ou nenhuma mobilidade; • Sinostose: ossos unidos por tecido ósseo – nenhuma mobilidade; • Sincondrose: ossos unidos por cartilagem hialina – mobilidade limitada; Remodelação Formação de tecido ósseo (osteoblasto), associada à reabsorção parcial de tecido já formado (osteoclasto). Reparo Reestruturação da matriz óssea após fratura. O coágulo é removido por macrófagos; proliferação de endósteo e periósteo; formação de cartilagem dando lugar a ossificações tanto endocondral quanto intra-membranosa; formação do calo ósseo (imaturo), que é posteriormente substituído por osso lamelar. O tecido ósseo responde a pressões. Aparelhos ortodônticos são um exemplo desse fenômeno. Além disso, indivíduos com hidrocefalia apresentam aumento do tamanho do crânio. Em osso normal: taxa de formação = taxa de reabsorção Ossos em crescimento ou em reparo: taxa de formação > que reabsorção Os ossos ajustam sua densidade e tamanho de acordo com a compressão e uso (pessoas que fazem exercícios possuem ossos mais grossos e fortes do que aquelas que comem batata e assistem tv) Hormônios que atuam sobre os ossos: • Paratormônio e calcitonina • Hormônio do crescimento (efeito acentuado sobre cartilagem epifisária) • Estrógeno e progesterona (estimulação do crescimentoósseo) • osteoporose: menor quantidade de tecido ósseo devido à baixa concentração de estrógeno; a concentração de cálcio na matriz é normal nesse caso • Articulação: união de ossos • Tipos de articulação – Diartrose – Sinartrose • Sinostose • Sincondrose • Sindesmose Diartrose • Articulação dotada de grande mobilidade • Cápsula que liga extremidades ósseas; delimita a cavidade articular • A cavidade articular é preenchida pelo líquido sinovial Sinartrose • Articulações dotadas pouca ou nenhuma mobilidade • Sinostose – Ossos unidos por tecido ósseo. Nenhuma mobilidade. Ex.: ossos do crânio • Sincondrose – Ossos unidos por cartilagem hialina. Pouca mobilidade. Ex.: articulação da costela com o esterno • Sindesmose – Ossos unidos por tecido conjuntivo denso. Ex.: sínfise pubiana Trabécula óssea Endósteo Osso esponjoso Periósteo Trabécula s ósseas Espículas ósseas Espaço medular Periósteo
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