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Histologia do tecido ósseo MATRIZ: O osso é um tecido conjuntivo caracterizado por matriz extracelular mineralizada. O mineral é o fosfato de cálcio na forma de cristais de hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2]. Em virtude de seu conteúdo mineral, o osso também serve de local de armazenamento para o cálcio e fosfato. O principal componente estrutural da matriz óssea é o colágeno do tipo I. matriz também contém outras proteínas (não colágenas) que constituem a substância fundamental do osso. CÉLULAS: 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. Originam-se dos osteoblastos que permanecem no tecido mesmo após a cessação da deposição óssea Os osteoclastos são células de reabsorção óssea encontradas nas superfícies ósseas onde o osso está sendo removido ou remodelado (reorganizado) ou onde o osso foi danificado; pertencem ao sistema fagocitário monuclear. PARTES DO OSSO: Diáfese Epífase Metáfise Cartilagem articular Periósteo: O periósteo que cobre um osso em crescimento ativo consiste em uma camada fibrosa externa, que se assemelha a outros tecidos conjuntivo densos, e em uma camada interna mais celularizada, que contém as células osteoprogenitoras. Cavidade medular Endósteo: Com frequência, 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 osteoteoblastos e células de revestimento ósseo. Osso maduro x osso imaturo O osso maduro é formado por estruturas cilíndricas chamadas de ósteon ou canais de Havers. o osso maduro é também denominado osso lamelar. OSSO IMATURO: O osso imaturo não tem uma organização lamelar. Com base no arranjo das fibras colágenas, este osso é designado como não lamelar. O osso não lamelar também é denominado osso primário ou osso trabecular, em virtude do arranjo não bem organizado das fibras colágenas O osso imaturo contém um número relativamente maior de células por unidade de área do que o osso maduro. As células no osso imaturo tendem a apresentar disposição aleatória, enquanto as células do osso maduro estão geralmente dispostas com seus eixos longitudinais na mesma direção das lamelas A matriz do osso imaturo tem mais substância fundamental que a matriz do osso maduro. Osso compacto x Osso esponjoso: Osso compacto: O tecido ósseo compacto apresenta poucos espaços e é a forma de tecido ósseo mais resistente. O tecido ósseo compacto é composto por unidades estruturais repetidas – os ósteons ou sistemas de Havers. Cada ósteon é constituído por lamelas concêntricas distribuídas ao redor de um canal central ou canal de Havers. Lembrando os anéis de crescimento de uma árvore, as lamelas concêntricas são lâminas circulares de matriz extracelular mineralizada. Entre as lamelas concêntricas, são encontrados pequenos espaços chamados lacunas, contendo osteócitos. Irradiando para todas as direções a partir das lacunas, observamos canalículos cheios de líquido extracelular. Os vasos sanguíneos e nervos do periósteo penetram no osso compacto através de canais perfurantes transversos ou canais de Volkmann As linhas de tensão em um osso não são estáticas. Elas mudam conforme a pessoa aprende a andar e em resposta à atividade física extrema repetitiva como treinamento com peso. As linhas de tensão em um osso também podem mudar por conta de fraturas ou deformidades físicas. Dessa forma, a organização dos ósteons não é estática e muda ao longo do tempo em resposta às demandas físicas aplicadas ao esqueleto. Osso Esponjoso: não contém ósteons. O tecido ósseo esponjoso consiste em lamelas dispostas em um padrão irregular de finas colunas chamadas trabéculas. Entre as trabéculas, é possível observar espaços a olho nu. Esses espaços macroscópicos são preenchidos por medula óssea vermelha nos ossos que produzem células sanguíneas e por medula óssea amarela (tecido adiposo) em outros ossos. estão precisamente orientadas ao longo das linhas de tensão, uma característica que ajuda os ossos a resistir a estresses e transferir forças sem quebrar. Vascularização e inervação dos ossos: As artérias periosteais, pequenas artérias acompanhadas por nervos, penetram na diáfise através de muitos canais perfurantes (Volkmann) e suprem o periósteo e a parte externa do osso compacto Próximo ao centro da diáfise, uma grande artéria nutrícia passa através de um orifício no osso compacto chamado forame nutrício. Ao entrar na cavidade medular, a artéria nutrícia se divide em ramo distal e ramo proximal, os quais vão cursar no sentido de cada extremidade do osso. Os nervos acompanham os vasos sanguíneos que suprem os ossos. O periósteo é rico em nervos sensitivos, alguns deles transmitindo sensações de dor. Formação do osso: ossificação/ osteogênese. Na formação inicial dos ossos no embrião e feto. No crescimento dos ossos durante a infância e adolescência até chegar ao tamanho adulto. Na remodelação do osso (substituição de tecido ósseo velho por novo ao longo da vida). No reparo de fraturas que acontecem ao longo da vida. a formação óssea inicial no embrião e no feto ocorrem durante a sexta semana do desenvolvimento embrionário. A formação óssea segue um de dois padrões: ossificação intramembranosa e ossificação endocondral. OSSIFICAÇÃO INTRAMEMBRANOSA: 1. Mensagens químicas específicas fazem com que as células do mesênquima se agrupem e se diferenciem, primeiramente em células osteogênicas e, depois, em osteoblastos. 2. Em poucos dias, cálcio e outros sais minerais são depositados e a matriz extracelular endurece ou calcifica (calcificação). 3. Conforme a matriz extracelular óssea vai se formando, ela se desenvolve em trabéculas que se fundem umas com as outras para formar osso esponjoso 4. O mesênquima se condensa na periferia do osso e se transforma em periósteo. OSSIFICAÇÃO ENDOCONDRAL: substituição da cartilagem por osso é chamada ossificação endocondral 1. Atração química convertem mesenquima em condroblastos que secretam cartilagem formando o modelo inicial. 2. Divisão continua dos condrócitos aumenta o osso em comprimento : crescimento intersticial (endógeno).Deposição de matriz por condroblastos da superfície (pericôndrio) aumenta osso em espessura: crescimento por aposição (exógeno). 3. Ossificação ocorre de dentro para fora. A artéria nutrícia passa pelo pericôndrio ate modelo de cartilagem estimulando as células osteoprogenitoras do pericôndrio a se tornarem osteoblastos. Uma vez que o pericôndrio começa a formar osso, passa a ser chamado periósteo. 4. Enquanto o centro de ossificação primário cresce em sentido às extremidades ósseas, os osteoclastos degradam parte das recémformadas trabéculas de osso esponjoso. 5. Quando ramos da artéria epifisial penetram na epífise, são desenvolvidos centros de ossificação secundários, em geral próximo ao momento do nascimento. 6. Formação da cartilagem articular e da lâmina epifisial (de crescimento) Mineralização e desmineralização dos ossos: A mineralização: consiste na deposição de íons inorgânicos, principalmente fosfato de cálcio. O cálcio dos ossos está em constante troca com o cálcio dos líquidos extracelulares. Osteoblastos: são responsáveis por produzir a parte orgânica da matriz óssea (colágeno, proteoglicanas e glicoproteínas adesivas). Concentram fosfato de cálcio, e participamda mineralização da matriz. Desmineralização: É a perda de massa mineral óssea, ou seja, os ossos estão perdendo componentes que influenciam na sua formação e densidade. Pode surgir diagnóstico de osteopenia em casos mais leves de desmineralização óssea ou até mesmo osteoporose em casos de maior perda de massa mineral óssea. Crescimento ósseo: Tem como partida a lâmina epifisial (de crescimento) é uma camada de cartilagem hialina na metáfise de um osso em crescimento. Nela há 4 zonas: Zona de cartilagem em repouso: Não há crescimento, tem papel de aderência. Zona de cartilagem em proliferação: condrócitos sofrem crescimento intersticial conforme vão se dividindo e secretando matriz extracelular. Zona de cartilagem hipertrófica. Essa camada consiste em condrócitos grandes em amadurecimento distribuídos em colunas. Zona de cartilagem calcificada: Os osteoclastos dissolvem a cartilagem calcificada e os osteoblastos e capilares da diáfise invadem a área. Os osteoblastos formam matriz extracelular óssea, substituindo a cartilagem calcificada por meio do processo de ossificação endocondral. A espessura da lâmina epifisial permanece relativamente constante, porém o osso no lado diafisário cresce em comprimento. Se uma fratura óssea danifica a lâmina epifisial, o osso fraturado pode ficar mais curto que o normal ao chegar à estatura adulta. Isso porque o dano à cartilagem, que é avascular, acelera a ossificação da lâmina epifisial devido à interrupção da divisão das células de cartilagem, inibindo, desse modo, o crescimento em comprimento do osso. A lâmina epifisial desaparece, deixando uma estrutura óssea chamada linha epifisial. Com o surgimento da linha epifisial, o crescimento ósseo em comprimento cessa por completo. Remodelação óssea: Remodelação óssea é a substituição contínua do tecido ósseo antigo por tecido ósseo novo. Esse processo envolve reabsorção óssea, que consiste na remoção de minerais e fibras de colágeno do osso pelos osteoclastos, e deposição óssea, que é a adição de minerais e fibras de colágeno ao osso pelos osteoblastos. O osteoclasto recém formado precisa ser ativado para se transformar em uma célula de reabsorção óssea. A célula exibe algumas áreas específicas: borda pragueada: Microvilosidade para aumentar superfície de contato. Internamente à borda pregueada e em estreita proximidade, encontramse numerosas mitocôndrias e lisossomos zona de vedação: rica em fibras que fixa a célula a região do osso a ser reabsorvida. Há acidificação do meio para que haja a desmineralização. Citoplasma da célula produz H2C03 a partir de H2O e CO2. Fatores que regulam a reabsorção óssea: Paratormônio: osteoclastos não contêm receptores para PTH, o hormônio só exerce um efeito indireto sobre essas células. a exposição contínua e prolongada ao PTH leva a hiperatividade osteoclastica e assim a osteoporose. A calcitonina, que é secretada pelas células parafoliculares da glândula tireoide, tem o efeito singular de reduzir a atividade osteoclástica. Hormonios sexuais: Esses hormônios são responsáveis pela intensificação da atividade dos osteoblastos, pela síntese de matriz extracelular óssea e pelo “estirão de crescimento” que ocorre durante a adolescência. Durante a idade adulta, os hormônios sexuais contribuem para a remodelação óssea retardando a reabsorção de osso antigo e promovendo o depósito de osso novo. A apoptose (morte programada) dos osteoclastos é uma maneira pela qual os estrogênios retardam a reabsorção. O estrógeno atua sobre a via RANK/RANKL/OPG (Receptor ativador de fator nuclear-κB/ligante de RANK/ Osteoprotegerina), relacionada à formação de osteoclastos. - Ao agir sobre células mesenquimais osteoprogenitoras/ osteoblastos, o estrógeno promove redução dos níveis de RANKL e aumento da produção de OPG – competidor de RANK39. O exercício e a função óssea: O tecido ósseo possui a capacidade de alterar sua resistência em resposta a alterações de estresse mecânico. Os principais estresses mecânicos aplicados ao osso são aqueles que resultam da contração dos músculos esqueléticos e da gravidade. Quando submetido à tensão, o tecido ósseo se torna mais forte pelo aumento da deposição de sais minerais e da produção de fibras de colágeno pelos osteoblastos Pesquisas mostram que tensões intermitentes de alto impacto influenciam mais fortemente a deposição óssea do que tensões constantes de baixo impacto. Portanto, correr e saltar estimula mais a remodelação óssea do que andar. Adolescentes e adultos jovens devem praticar exercícios regulares de sustentação do peso antes do fechamento das lâminas epifisiais para ajudar na formação da massa total antes da redução inevitável com o envelhecimento. Reconhecimento de estimulos mecânicos pelas células: Atividades de alto impacto Aumento da osteogênese Diminuição de perda óssea Imobilização prolongada Redução na gravidade Movimento e tensão causa modificação na pressão do líquido que passa pelos espaços pericelular Esse local é onde se encontra a prolongação dos osteócitos Embora ainda não exista nenhuma comprovação científica definitiva, é amplamente divulgado que os osteócitos são as células que orquestram a remodelação óssea. Os osteócitos produzem prostaglandinas – mediadores da atividade dos osteoblastos e osteoclastos – mais rápido do que os osteoblastos após estímulo mecânico. Piezoeletricidade: O efeito piezoelétrico não é a mecanotransdução; ele é apenas um marcador do fluxo do fluido. Este provoca a ativação de canais iônicos mecanossensíveis, principalmente os de potássio e de cálcio, induzindo fluxo iônico na célula óssea. Hiperpolarização está associada à osteogênese, enquanto a despolarização, com a reabsorção óssea. Mecanotransdução: A mecanotransdução pode ser interpretada como o processo de produção de uma reação bioquímica a partir de um estímulo mecânico A Lei de Wolff: Foi descrita por Julius Wolff em 1892, e pretendia descrever a forma como o osso se adapta à carga que lhe é imposta. Esta tem dois pressupostos base: 1. Os organismos vivem têm a capacidade de se adaptar às condições em que vivem. 2. As células ósseas conseguem responder à imposição de stress mecânico local matriz extracelular (MEC) espaço pericelular existe uma matriz orgânica pericelular (PEM) Perda da massa óssea
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