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UFAL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS FAMED - FACULDADE DE MEDICINA DE ALAGOAS @tahnamed - MEDICINA 81B AULA 01 - HISTOLOGIA Prof Jamylle Ferro SISTEMA LOCOMOTOR TECIDO ÓSSEO O osso é uma forma especializada de tecido conjuntivo que consiste em células e em matriz extracelular. A característica que distingue o tecido ósseo de outros tecidos conjuntivos é a mineralização de sua matriz, que produz um tecido extremamente rígido, capaz de proporcionar suporte e proteção. O mineral é o fosfato de cálcio na forma de cristais de hidroxiapatita. FUNÇÕES ● Local de armazenamento para o cálcio e o fosfato. ● Suporte e proteção. ● Atua na regulação homeostática dos níveis sanguíneos de cálcio. O principal componente estrutural da matriz óssea é o colágeno do tipo I e, em menor grau, o colágeno do tipo V. A matriz também contém outras proteínas (não colágenas) que constituem a substância fundamental do osso. Tanto o colágeno quanto a substância fundamental tornam-se mineralizados para formar o tecido ósseo. GRUPOS DE PROTEÍNAS NÃO COLÁGENAS As macromoléculas de proteoglicanos contêm uma proteína central, à qual estão ligadas aos glicosaminoglicanos. As glicoproteínas multiadesivas são responsáveis pela fixação das células ósseas e das fibras colágenas à substância fundamental mineralizada. As proteínas dependentes de vitamina K específicas do osso, incluindo a osteocalcina, que captura o cálcio da circulação e atrai e estimula os osteoclastos na remodelação do osso. As proteínas morfogênicas do osso, a esclerostina (antagonista das BMP) e as interleucinas (IL1, IL6). Os membros mais singulares deste grupo são formados pelas BMPs, visto que induzem a diferenciação das células mesenquimatosas em osteoblastos, as células produtoras do osso. Dentro da matriz óssea há espaços denominados lacunas, que contêm, cada uma, uma célula óssea ou osteócito. Os canalículos são prolongamentos destas células que percorrem a matriz mineralizada, conectando as lacunas adjacentes e possibilitando o contato entre os prolongamentos celulares de osteócitos vizinhos. O tecido ósseo depende dos osteócitos para manter a sua viabilidade. Além dos osteócitos, quatro outros tipos de células estão associados ao osso. ● As células osteoprogenitoras são células derivadas das célulastronco mesenquimatosas; dão origem aos osteoblastos. ● Os osteoblastos são células que secretam a matriz extracelular do osso; quando a célula é circundada pela sua matriz secretada, é denominada osteócito. ● As células de revestimento ósseo são células que permanecem na superfície óssea quando não há crescimento ativo. ● Os osteoclastos são células de reabsorção óssea encontradas nas superfícies ósseas onde o osso está sendo removido ou remodelado ou onde o osso foi danificado. UFAL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS FAMED - FACULDADE DE MEDICINA DE ALAGOAS ESTRUTURA GERAL DOS OSSOS O tecido ósseo é classificado em compacto (uma camada densa e compacta forma a parte externa do osso) e esponjoso, que consiste em trabéculas que forma o interior do osso (osso esponjoso). Os espaços dentro da rede são contínuos e, no osso vivo, são ocupados pela medula óssea e por vasos sanguíneos. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO FORMATO Os ossos longos são mais longos em uma dimensão em comparação com os outros ossos, e consistem em uma diáfise e duas extremidades denominadas epífises. Os ossos longos apresentam um corpo, denominado diáfise, e duas extremidades expandidas, cada uma denominada epífise. A superfície articular da epífise é coberta com cartilagem hialina. A porção alargada do osso entre a diáfise e a epífise é denominada metáfise. A porção interna do osso é constituída por uma grande cavidade ocupada pela medula óssea, denominada medula óssea ou cavidade medular. SUPERFÍCIE EXTERNA DOS OSSOS Os ossos são cobertos por um periósteo, exceto nas áreas onde se articulam com outro osso. Neste último caso, a superfície de articulação é coberta por cartilagem. O periósteo que cobre um osso em crescimento ativo consiste em uma camada fibrosa externa, que se assemelha a outros tecidos conjuntivos densos, e em uma camada interna mais celularizada, que contém as células osteoprogenitoras. As fibras colágenas do periósteo estão dispostas paralelamente à superfície do osso na forma de uma cápsula. Essas fibras são denominadas fibras perfurantes ou de Sharpey. Estendem-se nas lamelas circunferenciais externas e intermediárias, mas não costumam entrar nos ósteons. CAVIDADES ÓSSEAS O tecido de revestimento tanto do osso compacto voltado para a cavidade medular quanto das trabéculas do osso esponjoso dentro da cavidade é denominado endósteo. O endósteo é composto por apenas uma camada celular e consiste em células osteoprogenitoras, que podem se diferenciar em células secretoras de matriz óssea, os osteoblastos, e em células de revestimento ósseo. A medula óssea vermelha consiste em células sanguíneas em desenvolvimento e em uma rede de células reticulares e fibras que servem de estrutura de suporte para as células sanguíneas e os vasos em desenvolvimento. Durante o crescimento do indivíduo, a quantidade de medula óssea não aumenta proporcionalmente ao crescimento do osso. Nos estágios avançados do crescimento e em adultos, quando a velocidade de formação das células sanguíneas diminui, o tecido na cavidade medular consiste principalmente em na cavidade medular consiste principalmente em células adiposas, sendo então denominado medula amarela. UFAL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS FAMED - FACULDADE DE MEDICINA DE ALAGOAS TIPOS DE TECIDO ÓSSEO OSSO MADURO O osso maduro é composto, em grande parte, de unidades cilíndricas, denominadas ósteons ou sistemas de Havers. Os ósteons consistem em lamelas concêntricas de matriz óssea que circundam um canal central, o canal de Havers que contém o suprimento vascular e nervoso do ósteon. O sistema de canalículos que se abrem no canal de Havers também serve de passagem para as substâncias entre os osteócitos e os vasos sanguíneos. Entre os ósteons encontram-se remanescentes de lamelas concêntricas prévias, denominadas lamelas intermediárias. Em virtude dessa organização, o osso maduro é também denominado osso lamelar. O osso lamelar também éencontrado em outros locais além do ósteon. As lamelas circunferenciais acompanham todas as circunferências internas e externas da diáfise de um osso longo. Os canais de Volkmann (perfurantes) localizam-se no osso lamelar. Além disso, conectam os canais de Havers entre si. Os canais de Volkmann não são circundados por lamelas concêntricas. Os canais de Volkmann fornecem a principal via de entrada para os vasos que atravessam o osso compacto. Os vasos sanguíneos menores entram nos canais de Havers, que contêm uma arteríola, uma vênula e um capilar. CÉLULAS DO TECIDO ÓSSEO CÉLULAS PROGENITORAS As células osteoprogenitoras derivam das células-tronco mesenquimatosas na medula óssea, que têm o potencial de se diferenciar em muitos tipos celulares diferentes, incluindo fibroblastos, osteoblastos, adipócitos, condrócitos e células musculares. A osteogênese, isto é, o processo de formação de osso, é essencial para a função óssea normal. OSTEOBLASTO O osteoblasto é uma célula secretora tanto colágeno do tipo I quanto proteínas da matriz óssea, que constituem a matriz não mineralizada do osso imaturo ou osteóide. Os osteoblastos são reconhecidos ao microscópio óptico pelo seu formato cuboide ou poligonal e pela sua agregação em uma única camada de células situada sobre o osso em formação. OSTEÓCITOS Quando totalmente circundado por osteóide ou matriz óssea, o osteoblasto é denominado osteócito. O processo de maturação do osteoblasto em osteócito leva aproximadamente 3 dias. Durante esse período, o osteoblasto produz uma grande quantidade de matriz extracelular. Após a mineralização da matriz óssea, cada osteócito ocupa um espaço ou lacuna, que se adapta ao formato da célula. Os prolongamentos citoplasmáticos dos osteócitos estão alojados no interior de canalículos dentro da matriz. CÉLULAS DE REVESTIMENTO ÓSSEO As células de revestimento ósseo nas superfícies ósseas externas são denominadas células periosteais, internamente células endosteais. UFAL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS FAMED - FACULDADE DE MEDICINA DE ALAGOAS OSTEOCLASTO Os osteoclastos são células grandes e multinucleadas, encontradas em locais onde o osso está sendo removido. Repousam diretamente sobre o tecido ósseo, em que está ocorrendo a reabsorção. Como resultado da atividade osteoclástica, uma cavidade superficial, denominada cavidade de reabsorção (lacuna de Howship), pode ser observada no osso imediatamente subjacente ao osteoclasto. A célula é visível não apenas em razão de seu grande tamanho, mas também devido à sua acentuada acidofilia. O paratormônio que é secretado pelas células principais das glândulas paratireoides, constitui o regulador mais importante dos níveis de cálcio e de fosfato no líquido extracelular. Como os osteoclastos não contêm receptores para PTH, o hormônio só exerce um efeito indireto sobre essas células. Por outro lado, os osteócitos, os osteoblastos e os linfócitos T apresentam receptores de PTH que ativam a adenilciclase, aumentando os níveis intracelulares de cAMP. Uma breve exposição intermitente ao PTH aumenta a massa óssea por meio da via do monofosfato de adenosina cíclico (cAMP; do inglês, cyclic adenosine monophosphate)/IGF1 nos osteócitos e osteoblastos. No entanto, a exposição contínua e prolongada ao PTH aumenta a produção de RANKL pelos linfócitos T (ver Figura 8.15) e pelos osteoblastos, com consequente hiperatividade osteoclástica e, por fim, osteoporose. O estrogênio suprime a produção de RANKL pelos linfócitos T. A calcitonina, que é secretada pelas células parafoliculares da glândula tireoide, tem o efeito singular de reduzir a atividade osteoclástica. FORMAÇÃO ÓSSEA A distinção entre a formação endocondral e intramembranosa depende de um modelo de cartilagem servir de precursor do osso (ossificação endocondral) ou da formação de osso de modo mais simples, sem a intervenção de um precursor cartilaginoso (ossificação intramembranosa). Os ossos dos membros e as partes do esqueleto axial que sustentam o peso desenvolvem-se por ossificação endocondral. OSSIFICAÇÃO ENDOCONDRAL A ossificação endocondral também se inicia com a proliferação e a agregação das células mesenquimatosas no local do futuro osso. Sob a influência de diferentes fatores de crescimento dos fibroblastos, as células mesenquimatosas diferenciam-se em condroblastos, passam a expressar colágeno do tipo II e a produzir matriz cartilaginosa. Inicialmente, há formação de um modelo de cartilagem hialina com o formato geral do osso. Uma vez estabelecido, o modelo de cartilagem desenvolve-se por crescimento intersticial e aposicional. Inicialmente, são produzidas células formadoras de osso ou osteoblastos. Por conseguinte, o tecido conjuntivo que circunda essa porção da cartilagem não é mais funcionalmente um pericôndrio; na verdade, devido à aquisição dessa nova função, ele agora é denominado periósteo. Além disso, como as células que compõem essa camada estão se diferenciando em osteoblastos, é agora possível identificar uma camada osteogênica dentro do periósteo. No caso de um osso longo, um envoltório de osso periosteal, denominado colar ósseo, é formado ao redor do modelo de cartilagem na porção diafisária do osso em desenvolvimento. UFAL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS FAMED - FACULDADE DE MEDICINA DE ALAGOAS À medida que os condrócitos aumentam de tamanho, ocorre reabsorção de sua matriz cartilaginosa circundante, formando placas cartilaginosas irregulares e finas entre as células hipertróficas. As células hipertróficas começam a sintetizar fosfatase alcalina ao mesmo tempo que a matriz cartilaginosa circundante sofre calcificação. A calcificação da matriz cartilaginosa não deve ser confundida com a mineralização que ocorre no tecido ósseo. Com a morte dos condrócitos, grande parte da matriz se decompõe, e as lacunas vizinhas tornam-se confluentes, produzindo uma cavidade cada vez maior. Enquanto esses eventos estão ocorrendo, um ou vários vasos sanguíneos crescem e penetram o delgado colar ósseo diafisário para vascularizar a cavidade. As células-tronco mesenquimatosas que residem no periósteo migram ao longo dos vasos sanguíneos e diferenciam-se em células osteoprogenitoras na cavidade da medula óssea. CRESCIMENTO DO OSSOENDOCONDRAL À medida que a cavidade medular diafisária se expande, é possível reconhecer uma nítida região ocupada por cartilagem em ambas as extremidades da cavidade. Essa cartilagem remanescente, designada como cartilagem epifisária, exibe zonas distintas. Durante a formação endocondral do osso, a cartilagem avascular é gradualmente substituída por tecido ósseo vascularizado. Essa substituição é iniciada pelo fator de crescimento endotelial vascular e é acompanhada pela expressão de genes responsáveis pela produção do colágeno do tipo X e das metaloproteases da matriz. As zonas na cartilagem epifisária, começando com a zona mais distal ao centro diafisário de ossificação e prosseguindo em direção a esse centro, são as seguintes: A zona de cartilagem de reserva ou em repouso não exibe nenhuma proliferação celular nem produção de matriz; A zona de proliferação é adjacente à zona de cartilagem em repouso na direção da diáfise. Nesta zona, as células cartilaginosas sofrem divisão e organizam-se em colunas. Essas células são maiores que as da zona de reserva e ativas na produção de colágeno (principalmente dos tipos II e XI) e outras proteínas da matriz cartilaginosa; A zona de hipertrofia ou hipertrófica contém células cartilaginosas acentuadamente aumentadas (hipertróficas). O citoplasma dessas células é claro, devido à existência de glicogênio que elas geralmente acumulam (que é perdido durante a preparação tecidual). Nesta zona, os condrócitos permanecem metabolicamente ativos; continuam secretando colágeno do tipo II, enquanto a sua secreção de colágeno do tipo X aumenta. Os condrócitos hipertróficos também secretam VEGF, que induz a invasão vascular. A matriz cartilaginosa é comprimida e forma feixes lineares entre as colunas de células cartilaginosas hipertrofiadas;Na zona de cartilagem calcificada, as células hipertrofiadas começam a degenerar, e a matriz cartilaginosa tornase calcificada. Em seguida, a cartilagem calcificada atua como arcabouço inicial para a deposição de tecido ósseo. Os condrócitos localizados na porção mais proximal dessa zona sofrem apoptose A zona de reabsorção é a zona mais próxima da diáfise. Nessa região, a cartilagem calcificada está em contato direto com o tecido conjuntivo da cavidade medular. Nesta zona, pequenos vasos sanguíneos e células osteoprogenitoras acompanhantes invadem a região previamente ocupada pelos condrócitos que sofreram apoptose, formando nesse local uma série de alças. A cartilagem calcificada se organiza como espículas longitudinais. Os vasos sanguíneos invasores constituem a fonte de células osteoprogenitoras, que irão se diferenciar em osteoblastos, as células produtoras de osso. UFAL - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS FAMED - FACULDADE DE MEDICINA DE ALAGOAS
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