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Tecido ósseo UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro Bases Morfofuncionais e Bioquímicas Aplicadas a Farmácia I - Histologia Dra. Cristiane dos Santos Vergilio Tecido ósseo Funções ? Tecido ósseo Principal constituinte do esqueleto Funções: -Serve de suporte para as partes moles: Protege os órgãos vitais como os contidos nas caixas cranianas e torácica. -Aloja e protege a medula óssea formadora de células do sangue. -Proporciona apoio aos músculos esqueléticos, transformando suas contrações em movimentos úteis. -Funcionam como depósito de cálcio, fosfato e outros íons, armazenando-os ou liberando-os de maneira controlada, para manter constantes as concentrações desses íons nos líquidos corporais. Tecido ósseo - Tipo especializado de tecido conjuntivo Células + material extracelular calcificada (matriz óssea) TECIDOS: Células + Matriz Tecido ósseo Tecido ósseo – Problema para o seu estudo A matriz mineralizada torna o tecido ósseo difícil de ser cortado no micrótomo Técnicas especiais são utilizadas para seu estudo: 1) Não preserva as células, mas permite o estudo da matriz com lacunas e canalículos : consiste na obtenção de fatias finas de tecido ósseo por desgaste. 2) Descalcificação do tecido ósseo, após sua fixação- Técnica muito utilizada pois permite o estudo das células. A remoção da parte mineral da matriz é realizada em solução ácida diluída (ac nitrico 5%) ou solução contendo substância quelante (pe. EDTA) Matriz óssea Parte inorgânica Parte Orgânica 50% do peso seco da matriz óssea Íons mais encontrados: fosfato, cálcio. Bicabornato, magnésio, potássio, sódio e citrato em pequenas quantidades fibras colágenas (95%) colágeno tipo I Pequena quantidade de proteoglicanas e glicoproteínas Matriz óssea Cálcio e fósforo formam cristais de hidroxiapatita Os íons da superfície do cristal de hidroxiapatita são hidratados, existindo, uma camada de água e íons em volta do cristal (capa de hidratação). Essa capa facilita a troca de íons entre o cristal e o liquido intersticial Papel metabólico do tecido ósseo Esqueleto : 99% do cálcio do organismo Funciona como uma reserva desse íon Há um intercâmbio entre o cálcio do plasma e o cálcio dos ossos O cálcio absorvido da dieta e que faria aumentar a concentração sanguínea desse íon é depositado rapidamente no tecido ósseo e inversamente, o cálcio dos ossos é mobilizado quando diminui a sua concentração no sangue. Por que o cálcio deve ser mantido em baixos níveis no organismo ? Células Osteócitos Osteoblastos Osteoclastos Se situam em cavidades ou lacunas no interior da matriz Produtores da parte orgânica da matriz células gigantes, móveis e multinucleadas que reabsorvem o tecido ósseo, participando dos processos de remodelação dos ossos Células do tecido ósseo - osteócitos Células encontradas no interior da matriz óssea, ocupando as lacunas das quais partem canalículos São essenciais para a manutenção da matriz óssea - Sua morte é seguida de reabsorção da matriz - Cada lacuna contém apenas um osteócito - Um sistema de canalículos estabelecem contatos entre osteócitos Células do tecido ósseo - osteoblastos Células que sintetizam a parte orgânica (colágeno tipo I, proteoglicanas, glicoproteínas) da matriz óssea São capazes de concentrar fosfato de cálcio, participando da mineralização da matriz Dispõem-se sempre nas superfícies ósseas lado a lado (lembra epitélio simples) Células do tecido ósseo - osteoblastos Uma vez aprisionado pela matriz óssea recém sintetizada o osteoblasto passa a ser chamado de osteócito A matriz óssea recém formada, adjacente aos osteoblastos ativos e que ainda não está calcificada recebe o nome de osteóide. Células do tecido ósseo - osteoclastos São móveis, grandes e extensamente ramificadas, com partes dilatadas que contêm 6 – 50 núcleos. Células que realizam a reabsorção da matriz óssea Os osteoclastos se originam de precursores mononucleados da medula óssea que ao contato com o tecido ósseo unem-se para formar osteoclastos multinucleados. Células do tecido ósseo - osteoclastos -A superfície ativa dos osteoclastos, voltada para matriz óssea apresenta prolongamentos vilosos irregulares -A zona clara é um local de adesão do osteoclasto a matriz óssea e cria um microambiente fechado, onde tem lugar a reabsorção óssea Os osteoclastos secretam para dentro desse ambiente ácido (H+), colagenase e outras hidrolases que atuam localmente digerindo a matriz orgânica e dissolvendo os cristais de cálcio Células do tecido ósseo - osteoclastos A atividade dos osteoclastos é coordenada por citocinas e por hormônios como a calcitonina (tireóide) e o paratormômio (paratireóide) Nutrição Não existe difusão de substâncias através da matriz calcificada do osso A nutrição dos osteócitos depende de canalículos que existem na matriz Esses canalículos possibilitam as trocas de moléculas e íons entre os capilares sanguíneos e os osteócitos Nutrição Todos os ossos são revestidos em suas superfícies interna como na externa por camadas de tecido contendo células osteogênicas (membranas conjuntivas) Endósteo: superfície internas Periósteo: superfície externas Periósteo e Endósteo Os ossos são recobertos por células osteogênicas e tecido conjuntivo que constituem o periósteo e o endósteo. Função: Nutrição do tecido ósseo e fornecimento de novos osteoblastos para o crescimento e manutenção do osso. Periósteo Periósteo: camada mais superficial Contém principalmente fibras colágenas e fibroblastos - Algumas fibras colágenas do periósteo que penetram no tecido ósseo e prendem firmemente o periósteo ao osso (fibras de Sharpey). O periósteo apresenta células osteoprogenitoras, As células osteoprogênitoras se multiplicam por mitose e se diferenciam em osteoblastos, desempenhando um importante papel no crescimento dos ossos e na reparação de fraturas Periósteo Periósteo e Endósteo O endósteo é geralmente constituído por uma camada de células osteogênicas achatadas revestindo as cavidades do osso esponjoso, o canal medular, os canais de Havers, e os canais de Volkmann. Tipos de tecido ósseo 1) Osso compacto 2) Osso esponjoso sem cavidades visíveis com cavidades intercomunicantes Essa classificação é macroscópica e não histológica pois o tecido compacto e os tabiques que separam as cavidades do esponjoso tem a mesma estrutura básica. Com base no aspecto macroscópico: Tipos de tecido ósseo (Extremidades) Ossos curtos: têm o aspecto esponjoso, sendo recobertos em toda sua periferia por uma camada compacta. Epífises: formadas por osso esponjoso com uma delgada camada superficial compacta. Diáfises: é quase totalmente compacta com pequena quantidade de osso esponjoso na sua parte profunda, delimitando o canal medular (Parte cilíndrica) Nos ossos longos: Osso esponjoso Osso compacto Tipos de tecido ósseo As cavidades do osso esponjoso e o canal medular da diáfise dos ossos longos são ocupados pela medula óssea. No recém nascido: cor vermelha devido ao alto teor de hemácias e é ativa a produção de sangue (medula óssea hematógena). Com a idade vai sendo infiltrada por todo tecido adiposo, com a diminuição da atividade hematógena (medula óssea amarela) Tipos de tecido ósseoHistologicamente existem 2 tipos de tecido ósseo: Imaturo ou primário Maduro ou secundário ou lamelar Os dois tipos possuem as mesmas células e os mesmos constituintes da matriz Tipos de tecido ósseo Imaturo ou primário Maduro ou secundário ou lamelar Observado no osso em desenvolvimento Aparece tanto no desenvolvimento embrionário, como na reparação de fraturas, sendo temporário e substituído por tecido secundário. No tecido ósseo primário as fibras colágenas se dispõem irregularmente, sem orientação definida. NÃO E LAMELAR As fibras colágenas apresentam alinhamento regular (lamelas) É o típico osso maduro Tipos de tecido ósseo Imaturo ou primário Maduro ou secundário ou lamelar Tecido ósseo primário Em cada osso: O primeiro tecido ósseo que aparece é do tipo primário (não lamelar) , sendo substituído gradativamente por tecido ósseo lamelar ou secundário. No adulto: o tecido primário é muito pouco frequente persistindo apenas próximo às suturas dos ossos do crânio, nos alvéolos dentários e em alguns pontos de inserção nos tendões. Tecido ósseo secundário (lamelar) Formado quando as fibras colágenas estão organizadas em lamelas constituídas de matriz óssea que se dispõem em camadas concêntricas em torno de canais com vasos Formam os canais de Havers ou ósteons Tecido ósseo secundário (lamelar) Nas lamela óssea as fibras colágenas paralelas são pressionada até ela se dobrar inteiramente formando um túnel em que as fibras colágenas são paralelas e correm todas na mesma direção Canal de Havers Osteócitos Tecido ósseo secundário (lamelar) As lamelas se organizam em um arranjo típico constituindo tipos de sistemas: 1) Sistemas de Havers 2) Lamelas circunferenciais internas (acima endósteo) 3) Lamelas circunferenciais externas (abaixo periósteo) 4) Lamelas intermediárias Tecido ósseo secundário (lamelar) Os canais vasculares no osso compacto possuem 2 orientações em relação às estruturas lamelares: Canais de Havers (longitudinais) Canais de Volkman (transversais) Canais revestido de endósteo que se comunicam com vasos e nervos Canais que contém vasos sanguíneos derivados da medula óssea e alguns do periósteo Todos os canais vasculares no tecido ósseo aparecem quando a matriz óssea se forma ao redor dos vasos preexistentes. Tecido ósseo secundário (lamelar) Circunferenciais interno e externo Formado por faixas de lamelas ósseas paralelas entre si Interno: situada na parte interna do osso, em volta do canal medular. Externo: na parte mais externa próximo ao periósteo. - Alternância de lamelas claras nos canais de Havers Esse aspecto de lamelas claras e escuras alternadas é devido ao arranjo das fibras colágenas nas lamelas ósseas. Como cada sistema é constituído por deposição sucessiva de lamelas ósseas a partir da periferia para o interior, os sistemas mais jovens tem canais mais largos e as lamelas internas são as mais recentes. Osteogênese Histogênese Ossificação intramembranosa Ossificação endocondral Ocorre no interior de uma membrana conjuntiva Se inicia sobre um molde de cartilagem hialina que gradualmente é destruído e substituído por tecido ósseo - Tanto na ossificação intramembranosa, como na endocondral o primeiro tecido ósseo formado é do tipo primário. - O tecido primário é pouco a pouco substituído por tecido ósseo lamelar ou secundário. Ossificação intramembranosa Ocorre no interior das membranas de tecido conjuntivo O local da membrana conjuntiva onde a ossificação começa chama-se centro de ossificação primária. 1) células mesenquimatosas que se transformam em grupos de osteoblastos 2) Estes sintetizam o osteóide (matriz ainda não mineralizada) que logo se mineraliza, englobando alguns osteoblastos que se transformam em osteócitos 3) A parte da membrana conjuntiva que não sofre ossificação passa a constituir o endósteo e o periósteo Ossificação intramembranosa Ossificação endocondral Tem início a partir de uma peça de cartilagem hialina, de forma parecida à do osso que vai se formar É o principal responsável pela formação dos ossos curtos e longos Formação dos ossos longos 1) O molde cartilaginoso possui uma parte média estreitada e as extremidades dilatadas, correspondendo as diáfises e epífises. 2) O primeiro tecido ósseo a aparecer no osso longo é formado a partir de ossificação intramembranosa do pericôndrio que recobre a parte média da diáfise, formando um cilindro, o colar ósseo. Enquanto se forma o colar ósseo: Formação dos ossos longos 3) Células cartilaginosas envolvidas pelo mesmo se hipertrofiam, morrem por apoptose e a matriz da cartilagem se mineraliza 4) Vasos sanguíneos partindo do periósteo, atravessam o cilindro ósseo e penetram na cartilagem calcificada. • Osteoblastos: iniciam a síntese de matriz óssea que logo se mineraliza. • Formam-se assim o tecido ósseo primário sobre os restos da cartilagem calcificada Formação dos ossos longos A penetração dos vasos sanguíneos: Levando células osteoprogenitoras originárias do periósteo Vão se proliferar e se diferenciar em osteoblastos Formação dos ossos longos Surgem osteoclastos e ocorre absorção do tecido ósseo formado no centro da cartilagem Aparecendo assim o canal medular que cresce à medida que a ossificação progride. - À medida que se forma o canal medular células sanguíneas , originárias de células hematógenas se fixam no microambente no interior dos ossos dando origem à medula ossea Formação dos ossos longos Então, formam-se os centros de ossificação secundária, um em cada epífise Nesse momento o tecido cartilaginoso fica reduzido a 2 locais: 1) Cartilagem articular que persistirá por toda vida e não contribui para formação de tecido ósseo 2) Cartilagem de conjugação ou disco epifisário Formação dos ossos longos Cartilagem de conjugação ou disco epifisário - Fica entre o tecido ósseo da diáfise e o da epífise Será responsável por agora em diante pelo crescimento do osso Seu desaparecimento por ossificação ocorre aproximadamente aos 20 anos de idade, determina a parada do crescimento longitudinal dos ossos Formação dos ossos longos Formação dos ossos longos Na cartilagem de conjugação começando ao lado da epífise, distingue-se as 5 zonas: 1) Zona de repouso 2) Zona de proliferação 3) Zona de cartilagem hipertrófica 4) Zona de cartilágem calcificada 5) Zona de ossificação 1) Zona de repouso: com cartilagem hialina 2) Zona de proliferação: os condrócitos se dividem rapidamente e formam fileiras de células 3) Zona de cartilagem hipertrófica: apresenta condrócitos muito volumosos. A matriz fica reduzida entre as células hipertróficas 5) Zona de ossificação: zona que aparece o tecido ósseo 4) Zona de cartilagem calcificada: ocorre a mineralização da matriz cartilaginosa e apoptose dos condrócitos 1) Zona de repouso 2) Zona de proliferação 3) Zona de cartilagem hipertrófica 4) Zona de cartilagem calcificada 5) Zona de ossificação Efeitos das deficiências nutricionais Deficiência de cálcio Calcificação incompleta Deficiência nutricional Falta de Vitamina D Em adultos – Osteomalacia: calcificação deficiente da matriz óssea edescalcificação parcial da matriz já formada Como não tem mais cartilagem de conjugação: não ocorrem deformações nos ossos longos nem atrasos no crescimento como no raquitismo Em crianças – Raquitismo: Matriz óssea não se calcifica normalmente Efeitos das deficiências nutricionais Em adultos – Osteomalacia: calcificação deficiente da matriz óssea e descalcificação parcial da matriz já formada Como não tem mais cartilagem de conjugação: não ocorrem deformações nos ossos longos nem atrasos no crescimento como no raquitismo Em crianças – Raquitismo: Matriz óssea não se calcifica normalmente Efeitos das deficiências nutricionais Efeitos das deficiências nutricionais Osteoporose Também causa fragilidade óssea Não é a deficiência de cálcio nem de vitamina D A concentração de cálcio na matriz orgânica é normal, mas a quantidade de tecido ósseo é menor, apresentando os ossos amplos canais de reabsorção Decorre de um desequilíbrio na remodelação dos ossos, com predomínio de reabsorção sobre a neoformação de tecido ósseo
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