Bioquimica Metabolismo OSSÉO

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METABOLISMO ÓSSEO .  
 
 Objetivos:  
● Discutir a função óssea   
● Matriz óssea organica e inorganica   
● Componentes orgânicos   
● Componentes Inorgânicos   
● Regulação do metabolismo Ósseo   
 
● Tecido Ósseo 
É um tecido metabolicamente ativo, sua atividade metabólica estar relacionado aos 
processos de renovação e remodelamento, temos várias células que vão estar relacionadas a 
esse processo, cada um com papel metabólico diferenciado 
Osteoblastos 
Osteoclastos 
Osteócitos 
 
Os processos que concretizam a atividade metabólica específica desse tecido 
relacionada a renovação e remodelamento são processos antagônicos e acoplados, então 
formação e reabsorção estarão acontecendo simultaneamente. E é necessários que esses 
processos aconteçam de forma equilibrada para que você não tenha nem um excesso de 
calcificação nos ossos ou um osso fraco. Logo, esse equilíbrio é fundamental para garantir a 
homeostasia desse tecido 
 
Para manter esse equilíbrio de processo de formação e de reabsorção óssea, nos temos 
um complexo sistema de controle que estar relacionado aos hormônios, aos fatores físicos e a 
fatores humorais, a fatores imunológicos locais. E alguns outros fatores externos como:Idade, 
doenças ósteo-metabólicas, mobilidade diminuída, ação de algumas moléculas como fármacos 
(glicocorticóides) 
 
⇒ Diáfise: Corpo dos ossos 
⇒ Epífise: Extremos dos Ossos (como vimos na aula passada, com a atuação do GH, 
Onde temos a linha de crescimento, a capacidade de absorção) 
⇒Metáfise: Área que converge da diáfise para a epífise 
 
● O osso pode ser de tipos diferentes: 
⇒Osso trabecular : Homeostase Mineral 
⇒Osso Cortical: Sustentação Estrutural 
 
● Células Ósseas: 
➤ Osteoclastos: Localizam as enzimas desmineralizantes 
➤Osteoblastos: Que vão formar os tipo diferentes de ossos (Trabecular e Cortical) 
➤Osteócitos: São células indiferenciadas; Osso mais maduro, matriz óssea 
➤Condrócitos: Componentes da cartilagem que vão ser a parte onde há um estímulo 
para a parte proteituada, que vão estar acima das estruturas ósseas. 
 
Processos antagônicos e Acoplados 
 
● 
Temos aqui um osteoblasto e um osteoclasto, então temos uma célula que é mais 
diferenciada e outro que é mais precursora, então existe uma relação entre elas na reabsorção 
que é mediada pelos Osteoclastos e a formação dos tecidos ósseos que é mediada pelos 
Osteoblastos. Então os osteoblastos que são as células mais indiferenciada é que sofrem a 
ação do Paratormônio e da Vitamina D, que vai estimular essa célula a produzir fatores de 
diferenciação -fatores de crescimento- que vão fazer então com que o osteoclasto fazer a 
sua atividade de reabsorção, e ao passo que ela vai fazendo essa reabsorção ele secreta 
moléculas que também vai regular atividades dos osteoblastos. Então os osteoblastos 
são as linhagens precursoras de célula, essas células precursoras são quem vão produzir 
moléculas que vão fornecer atividades para os osteoclastos. 
 
Então, ao mesmo tempo que estou produzindo células para a formação do tecido ósseos, 
que são os osteoblastos, que fazem a diferenciação, eu to ativando a célula que vai controlar 
esse processo. 
Se só tivéssemos os osteoblastos se diferenciando a matriz óssea seria maciça, o osso 
seria compacto. Não teríamos a capacidade desse tecido de trocar íons, minerais, de contribuir 
com a regulação. Então quando o osteoclasto consegue fazer esse mecanismo de reabsorção e 
ao mesmo tempo controlar esse processo dos osteoblastos, temos esse processo que são 
antagônicos e acoplados, enquanto um estimula o outro, o outro controla a atividade do 
seguinte 
 
O Igf vai agir nos osteoblastos 
 
 
 
 
● A matriz Óssea tem componentes 
orgânicos e inorgânicos 
 
● A Matriz Inorgânica é formada por 
vários tipos de complexações iônicas de 
cálcio e de fosfato, sendo a principal a 
hidroxiapatita 
 
● Sempre que falamos de matriz 
inorgânica o componente que vai 
prevalecer acima de 90% é o fosfato de 
cálcio, e ele pode estar ligado de várias 
maneiras diferentes, sendo que a 
hidroxiapatita, que é a hidroxilação do 
fosfato de cálcio, é o principal 
componente da matriz inorgânica 
● Há vários íons e esses íons como 
os de: bicarbonato, citrato, magnésio, 
sódio, potássio, vão dar capacidade 
metabólica para estes íons tanto para eles 
continuarem a serem absorvidos, quanto 
eles serem doados para o plasma, para a 
matriz extracelular 
 
 Matriz Orgânica 
Ela tem alguns componentes básicos: Proteínas fibrosas, colágeno, proteoglicano, 
proteínas de adesão. Vão formar o tecido conjuntivo e vão dar uma capacidades sobre essas 
células do tecido ósseo, de que haja tanto ancoragem do tecido osses sobre os nossos outros 
tecidos, quanto também com a capacidade de filtração, de absorção de moléculas. 
A principal proteína que compõe esse tecido é colágeno 
 
Colágeno 
É uma proteína chamada de super alpha hélice 
que tem na sua composição poucos aminoácidos que 
vão se repetindo, em geral, os diferentes tipo de 
colágeno tem 3 aminoácidos que se repetem: Glicina, 
Prolina e Lisina . A prolina e a lisina podem ou não ser 
hidroxilados 
Então é uma proteína quaternária, que formam 
uma estrutura quase linear, são 3 ou 4 alpha helices 
Ponte Cruzada: Uma cadeia faz ponte de 
Hidrogênio, ela só é possível por conta da repetição 
sequencial desses aminoácidos (Glicina, Lisina e 
Prolina). Sendo que Lisina e Prolina precisam ser hidroxilados, porque a hidroxilação vai garantir 
a formação das pontes cruzadas (se não tem ponto cruzada o colágeno será frouxo) 
A hidroxilação dos aminoácidos será feita pela Vitamina C 
A hidroxila combinando com a outra hidroxila que vai fazer as pontes de hidrogênio, isso 
garante a estabilidade das diferentes moléculas de colágeno 
Então, a vitamina C é tão importante quando os aminoácidos para a síntese endógena do 
colágeno 
 
Elastina 
 
Encontrada em fibras elásticas, estar no tecido conjuntivo de células endoteliais, nos 
condrócitos. 
Os Condrócitos serão o maior sítio para a síntese dessas proteínas, por isso a ação do 
GH é tão importante sobre os condrócitos 
A elastina tem uma capacidade de formar ligações covalentes entre suas próprias 
moléculas e essas ligações, dão a capacidade de distensão(compressão) e relaxamento 
dessa proteína, por isso ela é tão importante nas relações dos vasos sanguíneos, nos tendões. 
 
Laminina 
 
Depois do colágeno, é a proteína mais abundante 
Compõe a lâmina basal, 
Fornecem suporte estrutural adicional 
Tem atividade de estruturar essa ligação tanto com outros proteínas, como colágeno e a 
elastina, quanto com as células 
Possui domínios diferentes na mesma proteína. Então ela tem 3 cadeias, e cada uma das 
cadeias tem uma parte mais linear, mais estrutural e uma parte globular, que é mais ativa. Então 
é uma importante proteína de associação, ela vai se associar a outras proteínas. Também pode 
se associar com outra elastina, colágeno, integrinas (que são outros tipos de proteína na 
superfície celular 
 
Glicosaminoglicanos 
Também pode ser chamado de GAG 
Rica de moléculas dissacarídeos de aminoaçúcares , açúcar que tem nitrogênio, então 
são longuíssimas cadeias repetidas de dissacarídeos, com ligações entre esses dissacarídeos 
intermediada pela eletronegatividade do nitrogênio, essa eletronegatividade do nitrogênio faz 
com que haja uma capacidade de essas moléculas comprimem e expulsarem a água ou então 
se expandirem e associarem a água nas suas moléculas. Essas moléculas não estão sozinhas 
na nossa matriz extracelular, elas estão associadas a pequenas porções de proteínas (por isso 
não chama de glicoproteína, pois só pode ser chamada de glicoproteína quando tiver 
concentrações iguais da parte glicídica e da parte proteica, aqui temos infinitas cadeias, 
moleculares a mais em relação a uma pequena porção proteica, mas são essa cadeias 
dissacarídicas que dão a capacidade de atrair ou expulsar a agua, tão importantes para a matriz 
extracelular) 
 
Proteoglicanos 
É a associação dos Glicosaminoglicanos (unidade dissacarídicas repetitivas) + Proteína 
Central que vai agregar. 
Isso vai formar um gel, principalmente na composição da matriz óssea. Esse gel, além de 
ter atividade lubrificante nos nossos espaços interarticulares, tem também a capacidade de 
promover uma difusão de íons cálcio. Isto é fundamental para que haja um mecanismo de 
absorção óssea, que é a absorção de cálcio do plasma para o tecido ósseo. E por outro lado 
esse gel não vai favorecer a saída de cálcio 
 
● Os agregados de Proteoglicanos, a 
gente tem várias moléculas que podem se agregar e 
formar estruturas semelhantes a representação 
gráfica. 
● Essas estruturas vão favorecer a 
capacidade de lubrificação e uma rede que favorece 
a absorção de cátion e dificulta a saída 
● Proteoglicano são muitas moléculas 
de glicosaminoglicanas ligados a uma pequena 
cadeia de proteina, a proteina vai fazer uma 
estrutura central, assim temos várias cadeias 
 
Tipos de glicosaminoglicanos: 
 
➤Ácido Hialurônico :Vai ficar na composição do líquido sinovial 
➤ Sulfato de Condroitina : Importante componente das cartilagens e dos tendões quando 
estar ligado ao colágeno 
A parte proteica só tem função de dar estrutura a essa molécula, quem vai ter ação, vai 
ser funcional, vai ser os dissacarídeos 
 
● Controle da Síntese Proteica nos Osteoblastos 
 
 
Onde temos o estímulo para a síntese proteica? 
-O próprio hormônio PTH, hormônio da paratireóide. Temos então o estímulo da síntese 
proteica vinda do GH, indiretamente, no osteoblastos, porque ai quem vai ter receptores nos 
osteoblastos é o IGF. O PTH também vai fazer essa atividade de estimular a síntese proteica 
geral. A vitamina D3 tem a capacidade de regular principalmente a expressão gênica de uma 
proteína que é a Osteocalcina, a qual é uma proteína que vai ter afinidade pela hidroxiapatita 
Temos uma enzima que é super importante que é a Fosfatase alcalina . 
- fica aderida a membrana das células. E a Fosfatase Alcalina vai fazer com que haja 
uma relação de transporte de aminoácidos, então é uma enzima da superfície que vai estar 
sempre ativa quando o osteoblasto estiver em atividade formulando a síntese proteica. Essa 
enzima além de estar presente no tecido ósseo, também estar presente no fígado, no intestino. 
Ela é usada como um exame bioquímico muito mais utilizados para avaliar as doenças hepáticas 
do que as doenças ósseas (porém também pode ser usado) 
Fosfatase alcalina ou ALP. Ela auxilia no transporte dos aminoácidos para os 
osteoclastos, então ela vai estar ativa sempre que tiver síntese proteica, ela não é exclusiva dos 
osteoclastos. 
Q ue proteínas são essas que o Paratormônio, IGF e o próprio GH de maneira 
indireta vai agir sobre os osteoblastos? 
-Proteínas como o colágeno, osteocalrinas, osteonectina, osteoporina e várias outras 
moléculas proteicas, inclusive fatores de crescimento. 
 
 
 
 
 
MINERALIZAÇÃO DA MATRIZ ÓSSEA   
 
 
 
O Cálcio e o fosfato da matriz precisam se ligar a proteínas ( osteocalcinas e 
Sialoproteínas ) , então os Osteoblastos vão secretar ,através de vesículas, a 
fosfatase alcalina que vai fazer a reação de desfosforilação que vai ser 
importante para f ormação dos cristais de Hidroxiapatita .  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
homeostase do cálcio 
 vai depender do: 
paratormônio que vai ser liberado sempre 
que tiver cálcio plasmático baixo, vai 
estimular a reabsorção óssea e vai estimular 
a síntese da vitamina D 
a vitamina D vai passar por hidroxilações ( 
no carbono 25 no fígado)e no carbono 
carbono 1 no rim ), age também como fator 
de transcrição da calbindina , uma proteína 
que se liga ao cálcio que o ajuda a ser 
melhor absorvido pelo intestino. 
( PHT e VIT D atuam em sinergismo) 
calcitonina que vai atuar com um efeito 
antagônico , o resultado de sua ação é do 
declínio do cálcio e fosfato do plasma, (PHT 
e Vit D, (que tira CA+ do osso e joga no 
plasma, aumentando o nível no plasma ) . 
 
 
● Alto cálcio na circulação liberação PTH e ativa Vit D, a ação destas sobre os 
osteoblastos vai fazer que haja liberação de Ca++ para sangue. Vit D no intestino haje 
com a produção da proteína Calbindina e o PTH age no RIM impedindo a liberação de 
cálcio na Urina e ativa no rim a 1,25-Di-hidroxicolecalciferol . 
● Baixo cálcio na circulação Não tem liberação de PTH, Calcitoninainibe a saída de 
cálcio do tecido Ósseo para o sangue. e estimula a saída de cálcio na urina . 
 
● Alta Vitamina D Não há conservação renal ,pois não terá PTH suficiente . 
● Baixa Vitamina D Ação isolada do PTH , porém para garantir os níveis plasmáticos de 
cálcio ele vai retirar muito cálcio do tec ósseo, pois os mecanismos de conservação da 
vit D n vai existir pela baixa da mesma. acaba deteriorando o tec ósseo . 
 
 
a conscentração de Cálcio plasmatico é chamado de Calcemia .