Formação do osso

Prévia do material em texto

A Formação do Osso 
O desenvolvimento de um osso é tradicionalmente classificado em endocondral e intramembranoso. 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 (p. ex., vértebras) desenvolvem-se por ossificação endocondral. Os 
ossos planos do crânio e da face, a mandíbula e a clavícula desenvolvem-se por ossificação intramembranosa. 
O fato de haver dois tipos distintos de ossificação não implica que o osso existente seja um osso membranoso 
ou endocondral. Esses termos referem-se apenas ao mecanismo pelo qual o osso é inicialmente formado. 
Devido à remodelação que ocorre posteriormente, o tecido ósseo inicialmente depositado por ossificação 
endocondral ou por ossificação intramembranosa é posteriormente substituído. O osso de reposição é 
formado sobre o osso preexistente por crescimento aposicional e é estruturalmente idêntico em ambos os 
casos. Embora os ossos longos sejam classificados como ossos formados por ossificação endocondral, seu 
crescimento continuado envolve a histogênese do osso tanto pelo modo endocondral quanto 
intramembranoso, ocorrendo este último por meio da atividade da membrana periosteal ou periósteo. 
Ossificação Intramembranosa 
É o processo que ocorre na maioria dos ossos chatos (ossos frontais, parietal, partes do occipital e do 
temporal), maxilares, além de contribuir para o crescimento dos ossos curtos e para o crescimento em 
espessura dos ossos longos. Acontece por volta da 8° semana do desenvolvimento embrionário. 
Na ossificação intramembranosa, a formação do osso é iniciada pela condensação de células mesenquimais 
(ou mesenquimatosas) que se diferenciam em osteoblastos. 
Esse processo ocorre dentro do tecido mesenquimatoso, que é ricamente vascularizado. As células 
mesenquimatosas se diferenciam em osteoblastos e estes passam a secretar matriz óssea formando uma 
malha de espículas entreabertas. Esta região de osteogênese é denominada centro primário de ossificação. 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
A calcificação segue-se rapidamente após a formação do osteóide. Os osteoblastos presos em sua matriz 
tornam-se osteócitos. 
Tecido mesenquimal diferenciado células osteoprogenitoras osteoblastos espículas, trabéculas 
osteócito 
A continuidade da atividade mitótica das células mesenquimatosas dá origem as células osteoprogenitoras 
indiferenciadas que dão origem aos osteoblastos. 
Com o estabelecimento da rede de trabéculas, o tecido conjuntivo vascularizado situado nos interstícios 
transforma-se em medula óssea. 
A parte da membrana conjuntiva que não sofre ossificação passa a constituir o endósteo e o periósteo. 
A. Inicialmente, há o surgimento de um centro de ossificação no tecido conjuntivo mesenquimatoso. Tal centro é formado por células 
osteoprogenitoras derivadas do mesênquima, que irão se diferenciar em células secretoras da matriz do tecido ósseo, os osteoblastos. Os 
osteoblastos começam a secretar uma matriz óssea ainda não mineralizada, o osteóide. B. Os osteoblastos acumulam-se na periferia do
centro de ossificação e continuam secretando osteóide em direção ao centro de ossificação. À medida que o processo continua, o osteóide
sobre mineralização, e os osteoblastos no interior dessa matriz (osteóide) diferenciam-se em osteócitos. Estes exibem prolongamentos
citoplasmáticos que se comunicam com outros osteócitos e com os osteoblastos. C. O tecido recém-formado tem uma estrutura 
microscópica de osso imaturo (não lamelar) com trabéculas espessas e revestidas por osteoblastos e células endosteais. D. O crescimento
adicional e a remodelação do osso resultam na substituição do osso imaturo não lamelar por um osso maduro, compacto e lamelar.
Entre as lamelas de osso compacto há trabéculas de osso esponjoso. Os espaços entre as trabéculas são ocupados por células da medula
Osteoblasto 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
óssea, conduzidas por vasos sanguíneos. Observe que um espaço está revestido por células endosteais inativas, enquanto o outro está 
revestido por osteoblastos, osteoclastos e células endosteais, uma indicação na ocorrência de processo ativo de remodelação. 
a. Agrupamento e diferenciação de células mesenquimatosas em osteoprogenitoras (centros de ossificação) e estas em osteoblastos 
(osteóide).
b. Secreção de osteóide em direção ao centro, progressão e mineralização da matriz e diferenciação em osteócitos (prolongamentos
citoplasmáticos). 
c. Osso imaturo/não lamelar com trabéculas/espículas ósseas irregulares revestidas por osteoblastos e células endosteais (endósteo),
aumento das espículas por crescimento aposicional.
d. Substituição do osso imaturo por maduro/lamelar na periferia da peça óssea (osso compacto) por crescimento e remodelação óssea,
vascularização dos espaços trabeculares ocupados por células da medula óssea.
Ossificação Endocondral 
A maioria dos ossos longos e curtos forma-se por este tipo de ossificação, que ocorre em duas etapas: 
 Forma-se um molde de cartilagem hialina em miniatura: a cartilagem hialina sofre modificações, 
havendo hipertrofia dos condrócitos, redução da matriz cartilaginosa a finos tabiques, sua mineralização e 
a morte dos condrócitos por apoptose. 
 O molde de cartilagem cresce e serve de esqueleto estrutural para o desenvolvimento do osso, sendo 
reabsorvida e substituída por este osso: as cavidades previamente ocupadas pelos condrócitos são invadidas 
por capilares sanguíneos e células osteogênicas vindas do conjuntivo adjacente. Essas células diferenciam-se 
em osteoblastos, que depositarão matriz óssea sobre os tabiques de cartilagem calcificada. Desse modo, 
aparece tecido ósseo onde antes havia tecido cartilaginoso sem que ocorra transformação deste tecido 
naquele, os tabiques de matriz calcificada da cartilagem servem apenas de ponto de apoio à ossificação. 
Acontecimentos na formação óssea endocondral 
1) Na região em que haverá formação óssea no embrião, desenvolve-se a cartilagem hialina, podendo
esta desenvolver-se pelo crescimento intersticial ou pelo crescimento por aposição. Os condrócitos da 
cartilagem se hipertrofiam, acumulam glicogênio em seu citoplasma, dilatando suas colunas. 
2) Concomitantemente, a região media da diáfise da cartilagem torna-se vascularizada. Quando isto
ocorre, o pericôndrio transforma-se em periósteo e as células condrogênicas em osteoprogenitoras. 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
3) Sobre a superfície do molde cartilaginoso, osteoblastos secretam matriz óssea formando um colar
ósseo subperiósteo por ossificação intramembranosa. 
4) Esse colar ósseo impede a difusão de nutrientes para os condrócitos hiperatrofiados, causando sua
morte. Este processo é responsável pela presença de lacunas, formando varias cavidades (como a futura 
cavidade da medula óssea). 
5) Os osteoblastos escavam furos no colar ósseo, permitindo que um botão periósteo, composto por
células osteoprogenitoras, células hemaopoiéticas e vasos sanguíneos penetrem nas cavidades dentro do 
molde da cartilagem. 
6) As células osteoprogenitoras diferenciam-se em osteoblastos, que passam a secretar matriz óssea
formando um complexo cartilagem calcificada/osso calcificado. 
7) Os osteoclastos começam a reabsorver o complexo dilatando a cavidade da medula. Com a
continuação desse processo, a diáfise da cartilagem é substituída por osso, exceto nas placas epifisárias. 
Acontecimentos que ocorrem no centro secundário de ossificação 
Os centros secundários de ossificação começam a formarem-se nas epífises em ambas as extremidades do 
osso. Células osteoprogenitoras invadem a cartilagem da epífise, diferenciam-se em osteoblastos e começama secretar matriz óssea sobre o esqueleto cartilaginoso. Estes acontecimentos ocorrem, e a cartilagem é 
substituída por osso, exceto na cartilagem articular e na placa epifisária. 
Crescimento do osso em comprimento 
Os condrócitos da placa epifisária proliferam e participam do processo de formação óssea endocondral. Essa 
proliferação ocorre no lado epifisário e a substituição por osso se dá do lado diafisário da placa. 
A placa epifisária (que fica entre a epífise e a diáfise) é dividida em cinco zonas: 
 Zona de repouso (cartilagem de reserva): onde existe cartilagem hialina sem qualquer alteração 
morfológica. Os condrócitos na matriz possuem alto potencial em atividade mitótica. 
Ausência de proliferação celular e produção de matriz, condrócitos pequenos não agrupados. 
 Zona de proliferação: condrócitos em proliferação rápida formando grupos isogênicos em fileiras ou 
colunas paralelas no sentido longitudinal do osso. 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
Divisão, proliferação e organização dos condrócitos em colunas (maiores e ativos na síntese de proteína). 
 Zona de maturação e hipertrofia: os condrócitos amadurecem, hipertrofiam e acumulam glicogênio 
e lipídios no citoplasma. Os condrócitos entram em apoptose. 
Condrócitos hipertróficos, maiores, organizados colunas e metabolicamente ativos. 
 Zona de calcificação: ocorre a mineralização dos delgados tabiques de matriz cartilaginosa e termina 
a apoptose dos condrócitos. 
Degeneração dos condrócitos hipertróficos e impregnação da matriz por sais de cálcio (cartilagem calcificada 
como arcabouço para o novo osso), apoptose de condrócitos. 
 Zona de ossificação: esta é a zona em que aparece tecido ósseo. Capilares sanguíneos e células 
osteoprogenitoras originadas do periósteo invadem as cavidades deixadas pelos condrócitos mortos. As 
células osteoprogenitoras se diferenciam em osteoblastos, que formam uma camada contínua sobre os restos 
da matriz cartilaginosa calcificada. Sobre esses restos de matriz cartilaginosa, os osteoblastos depositam a 
matriz óssea. A matriz óssea calcifica-se e aprisiona os osteoblastos, que se transformam em osteócitos. Desse 
modo, formam-se as espículas ósseas, com uma parte central de cartilagem e uma parte superficial de tecido 
ósseo primário. 
Cartilagem calcificada em contato com tecido conjuntivo da cavidade medular, vasos sanguíneos e células 
osteoprogenitoras nos espaços da apoptose, formação de finas trabéculas ósseas em torno das epífises 
cartilaginosas. 
Crescimento do osso em largura 
O crescimento da diáfise em circunferência se dá por crescimento por aposição. As células osteoprogenitoras 
da camada osteogênica do periósteo proliferam e se diferenciam em osteoblastos, que começam a depositar 
matriz óssea sobre a superfície subperiosteal do osso 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
As ilustrações 1 a 10 mostram cortes longitudinais através do osso longo. O processo começa com a formação de um modelo de cartilagem 
(1); em seguida, um colar periosteal (pericondral) de osso forma-se ao redor da diáfise (corpo) do modelo de cartilagem (2); em seguida, a 
matriz cartilaginosa na diáfise começa a se calcificar (3). Os vasos sanguíneos e as células do tecido conjuntivo sofrem erosão e invadem a 
cartilagem calcificada (4), criando uma cavidade medular primitiva na qual as espículas remanescentes de cartilagem calcificada 
permanecem nas duas extremidades da cavidade. À medida que o centro primário de ossificação se desenvolve, ocorre formação de osso de 
origem endocondral sobre as espículas da cartilagem calcificada. As metáfises são as regiões do osso formadas nas extremidades da cavidade 
medular em desenvolvimento. Ao mesmo tempo, o osso periosteal continua se formando (5) por ossificação intramembranosa. A formação 
do osso por ossificação intramembranosa pode ser reconhecida histologicamente, uma vez que não existe o molde cartilaginoso nesses locais 
e, portanto, não ocorre deposição de osso sobre as espículas da cartilagem calcificada. Os vasos sanguíneos e as células peri vasculares 
invadem a cartilagem epifisária proximal (6), e um centro secundário de ossificação é estabelecido na epífise proximal (7). Forma-se um 
centro de ossificação epifisário (secundário) semelhante na extremidade distal do osso (8) e, assim, ocorre formação de cartilagem epifisária 
entre cada epífise (proximal e distal) e a diáfise. Com o crescimento continuado do osso longo, a cartilagem epifisária dista l desaparece (9) 
e, por fim, com a cessação do crescimento, a cartilagem epifisária proximal também desaparece (10). No final do processo, a metáfise torna-
se contínua com a epífise, e apenas as linhas epifisárias permanecem no local onde existia o disco epifisário. 
• Molde cartilaginoso estabelecido,
• Colar ósseo periosteal ao redor do molde (porção mediana da diáfise em desenvolvimento)
• Hipertrofia dos condrócitos (redor da matriz cartilaginosa calcificada) e apoptose
• Vascularização da cavidade medular primitiva pelo colar ósseo (crescimento e penetração dos vasos sanguíneos)
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
Centro de ossificação primário 
• Crescimento do centro de ossificação (endocondral) sobre as espículas de cartilagem calcificada, crescimento do osso periosteal 
(intramembranoso)
• Ao nascimento: centros de ossificação formados nas epífises (proximal e distal) e entremeando com a diáfise forma-se o disco 
epifisário.
Reparo Ósseo 
A. Osso sadio antes da ocorrência de fratura. B. A resposta inicial à lesão produz um hematoma de fratura que circunda as extremidades do
osso fraturado. As extremidades dos fragmentos ósseos sofrem necrose. Ocorre uma reação inflamatória aguda, que se manifesta por 
infiltração de neutrófilos e macrófagos, ativação dos fibroblastos e proliferação de capilares. O hematoma da fratura é subst ituído 
gradualmente por tecido de granulação. C. À medida que o tecido de granulação se torna mais velho, ocorre deposição de matriz 
fibrocartilaginosa. A fibrocartilagem recém-formada preenche a lacuna no local da fratura, produzindo um calo mole. Isso estabiliza e une
as extremidades fraturadas do osso. D. As células osteoprogenitoras do periósteo diferenciam-se em osteoblastos e começam a depositar
novo osso sobre a superfície externa do calo (processo intramembranoso), até que o novo osso forme uma bainha óssea sobre o calo mole
fibrocartilaginoso. A cartilagem no calo mole calcifica e é substituída gradualmente por osso, como na ossificação endocondral. O osso não
lamelar recém-depositado forma um calo ósseo. E. A remodelação óssea do calo ósseo transforma o osso não lamelar na estrutura madura
lamelar com uma cavidade medular central. O calo ósseo é gradualmente substituído pela ação dos osteoclastos e osteoblastos, restaurando
o formato original do osso.
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
Remodelação Óssea 
 Mecanismo de substituição/reconstrução de áreas de tecido ósseo (10%/ano) 
 Preservar a integridade, otimizar a função e prevenir a degradação óssea 
 Atividades opostas, porem complementares 
▪ Formação e reabsorção do tecido ósseo a cargo das células
➢ Elimina porção de osso velho, substituindo-o por osso novo (com pouca ou nenhuma
alteração da massa óssea)
➢ Assegura a substituição de osso imaturo/não lamelar por osso maduro/lamelar
 Reabsorção (3 semanas) e substituição (3 meses) 
 Osteoclastos: maior responsabilidade na dinâmica dos processos de remodelação óssea 
 Reabsorção e formação são fenômenos intimamente acoplados 
▪ O início da primeira estimula a atividade reparadora da segunda (reabsorção de certa
quantidade é substituído pela mesma quantidade)
 Perspectivas diferentes 
▪ Mecânica dirigida para a reparação e adaptação da estrutura óssea
▪ Metabólica relacionada com a homeostasia do cálcio plasmático
 Regulada por moléculas reguladoras normais, hormônios da paratireoide(paratormônio) e da 
tireoide (calcitonina), esteroides sexuais, vit D3 
Ciclo de remodelação óssea 
 Diferenciação e maturação dos osteoclastos sob influencia de fatores de diferenciação e a ativação 
(sistema de citocinas) produzidos pelos osteoblastos: ativação 
Osteoblástica 
Osteoclástica 
CICLO CELULAR 
Converte uma superfície em repouso numa zona em remodelação 
seguindo uma sequência imutável de ativação-reabsorção-formação 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina
 Osteoclastos funcionais geram ambiente acido segregado (canal de reabsorção /lacuna de howship) 
capaz de dissolver e degradar os componentes inorgânicos e orgânicos da matriz óssea: reabsorção 
 Células oriundas dos monócitos previnem erosão óssea adicional (linha cimentada) e atraem pré-
osteoblastos para o canal de reabsorção: inversão/reversão 
 Osteoblasto diferenciado (fatores hormonais e crescimento) preenchem a cavidade do novo osso 
sintetizando e controlando a mineralização do osteóide: formação 
Hematoma de fratura: resposta inicial à lesão; necrose das extremidades; reação inflamatória aguda, 
infiltração de neutrófilos e macrófagos, ativação de fibroblastos e proliferação de capilares 
Tecido de granulação: (TCF com colágeno III e II) substituindo o hematoma 
Calo mole: deposição de matriz fibrocartilaginosa preenchendo a lacuna do local da fratura (estabilização e 
união das extremidades fraturadas) 
Bainha óssea: (superfície externa do calo mole), diferenciação das células osteoprogenitoras do periósteo em 
osteoblastos (ossificação intramembranosa) 
Calo duro: (ossificação endocondral), calcificação do calo mole e substituição por osso imaturo 
Remodelação óssea: osso imaturo em maduro e cavidade medular central, calo ósseo gradualmente 
substituído (ação dos osteoclastos e osteoblastos), restaurando o formato original do osso 
A Formação do Osso - Cricia Daniely 
@diadia.medicina