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Características Gerais *Origina-se a partir do mesênquima embrionário, especificamente das células mesenquimais indiferenciadas → em locais específicos, essas células dão origem a OSTEOBLASTOS (principais células do tecido ósseo), responsáveis pela síntese dos componentes da matriz extracelular do tecido ósseo *Forma especializada de tecido conjuntivo constituída por células e matriz extracelular mineralizada → matriz extracelular se apresenta de forma diferente: o fosfato de cálcio se encontra na forma de cristais de hidroxiapatita, o que configura rigidez ao tecido *Tecido extremamente rígido, capaz de fornecer suporte e proteção a determinados órgãos (ex: coração e pulmões são protegidos pelas costelas; cérebro é protegido pelos ossos da caixa craniana) *Função fisiológica: servir como local de armazenamento para o cálcio e o fosfato, que podem ser mobilizados a partir da matriz óssea e captados pelo sangue → papel na regulação homeostática dos níveis sanguíneos de cálcio (tecido é o maior reservatório de cálcio do organismo) Composição da matriz óssea *Principal componente estrutural: colágeno I (forma fibras) → em menor extensão, o colágeno V matriz óssea é formada basicamente por fibras colágenas calcificadas *Quantidades residuais de colágeno II, XI e XIII *Todas as moléculas de colágeno constituem cerca de 90% do peso total da matriz óssea *Também contém outras proteínas que constituem a substância fundamental (10%) – essenciais para o desenvolvimento, crescimento, remodelação e reparo ósseo *4 grupos principais de proteínas não colagenosas formam a matriz → MACROMOLÉCULAS DE PROTEOGLICANAS: com um eixo proteico principal associado a cadeias colaterais de glicosaminoglicanas (hialurona, sulfato de condroitina e sulfato de queratina) ligadas de forma covalente contribuem para a força compressiva do osso e são responsáveis por ligar os fatores de crescimento; podem inibir a mineralização quando necessário → GLICOPROTEÍNAS MULTIADESIVAS: responsáveis pela ligação das células ósseas e fibras de colágeno à substância fundamental mineralizada OSTEONECTINA: liga o colágeno aos cristais de hidroxiapatita (contribui para a mineralização da matriz óssea) OSTEOPONTINA: medeia a ligação das células ósseas com a matriz extracelular SIALOPROTEÍNAS I e II: medeiam a fixação da célula e iniciam a formação de fosfato de cálcio na mineralização → PROTEÍNAS K DEPENDENTES ESPECÍFICAS DO OSSO OSTEOCALCINA: captura o cálcio da circulação sanguínea e atrai e estimula osteoclastos na remodelação óssea → FATORES DE CRESCIMENTO E CITOCINAS (pequenas proteínas reguladoras) PROTEÍNAS MORFOGÊNICAS ÓSSEAS (BMP): induzem a diferenciação das células mesenquimais em osteoblastos BMP7 humana recombinante (proteína osteogênica) é atualmente utilizada clinicamente para induzir o crescimento ósseo após cirurgias ósseas *Na matriz óssea existem espaços chamados LACUNAS contendo células ósseas denominadas OSTEÓCITOS → apresentam muitos prolongamentos para dentro de pequenos túneis chamados CANALÍCULOS – fazem trajeto através da matriz mineralizada, conectando lacunas adjacentes e permitindo o contato entre os prolongamentos celulares de osteócitos vizinhos → forma-se uma rede contínua de canalículos e lacunas, que possibilita troca de substâncias entre os osteócitos no interior da matriz Tecido Ósseo *Outros tipos celulares → CÉLULAS OSTEOPROGENITORAS: derivadas de células tronco mesenquimais, originam osteoblastos → OSTEOBLASTOS: células jovens de forma cúbica que segregam matriz extracelular do osso; quando ficam circundados totalmente por sua matriz, passam a ser chamados de osteócitos osteoblastos e osteócitos são um mesmo tipo celular em fases diferentes de desenvolvimento → CÉLULAS DE REVESTIMENTO ÓSSEO: localizadas na superfície óssea quando não existe crescimento ativo do osso; derivadas de osteoblastos que permanecem depois que cessa a deposição de matriz óssea → OSTEOCLASTOS: células multinucleadas de reabsorção óssea nas superfícies, onde o osso está sendo removido, remodelado ou após lesão óssea originam-se na medula óssea vermelha a partir de monócitos responsáveis pela degradação óssea Ossos e tecido ósseo *Ossos são órgãos do sistema esquelético → tecido ósseo é o componente estrutural principal dos ossos → demais componentes: tecido hematopoiético (presente na medula óssea), tecido adiposo, tecido conjuntivo denso, vasos sanguíneos, nervos e tecido cartilaginoso Classificação dos Ossos Quanto à estrutura *OSSO COMPACTO → densa camada compacta que forma o exterior do osso *OSSO ESPONJOSO → rede esponjosa constituída de trabéculas (finas espículas de tecido ósseo) forma o interior do osso → espaços dentro da rede são contínuos e, em um osso vivo, são ocupados pela medula e pelos vasos sanguíneos *Quantidade de cada tipo de osso varia de acordo com a forma OSSO COMPACTO OSSO ESPONJOSO Quanto ao formato *OSSOS LONGOS → mais longos em uma dimensão que em outros ossos → consistem em uma DIÁFISE (parte central) e duas extremidades/EPÍFISES (ex: tíbia e metacarpiais) → superfície articular da epífise é coberta por cartilagem hialina → porção do osso entre a diáfise e a epífise é chamada de METÁFISE – estende-se desde a diáfise até a linha epifisária → diáfise: grande quantidade osso compacto, menor quantidade de osso esponjoso - maior parte é composta por medula óssea vermelha → epífises: maior parte do osso é esponjoso, menor quantidade de osso compacto → presença de uma grande cavidade cheia de medula óssea chamada de MEDULA ou CAVIDADE MEDULAR, que forma a porção interna do osso (responsável pela formação das células sanguíneas) *OSSOS CURTOS → quase iguais em comprimento e diâmetro (ex: ossos carpais da mão) → possuem uma casca de osso compacto e apresentam osso esponjoso e um espaço medular no interior → em geral, formam as articulações móveis com seus vizinhos *OSSOS PLANOS → finos e semelhantes a placas (ex: ossos do capuz craniano e esterno) → consistem em duas camadas de osso compacto relativamente espesso com uma camada interveniente de osso esponjoso *OSSOS IRREGULARES → possuem formato complexo (ex: vértebras) Estrutura Histológica dos Ossos Superfície externa dos ossos *Ossos são recobertos por PERIÓSTEO (exceto nas áreas onde articulam com outro osso, em que há tecido cartilaginoso hialino) *Periósteo ativo consiste de uma camada fibrosa externa de tecido conjuntivo denso (rico em fibras colágenas) e uma camada interna mais celular, que contém CÉLULAS OSTEOPROGENITORAS (parecidas com fibroblastos) *Em geral, as fibras de colágeno estão dispostas em paralelo à superfície do osso na forma de uma cápsula *Caráter do periósteo é diferente onde os ligamentos e os tendões (formados por tecido conjuntivo denso) se inserem nos ossos → a partir destas estruturas, fibras de colágeno se estendem diretamente em ângulo para dentro do tecido ósseo, onde são contínuas com as fibras de colágeno da matriz do tecido ósseo → região onde o periósteo apresenta uma direção diferente: presença das FIBRAS DE SHARPEY (fazem parte do tendão, não do periósteo) *A partir do periósteo, também entram vasos sanguíneos que nutrem a matriz óssea Cavidades ósseas * ENDÓSTEO: tecido de revestimento do osso compacto que se confronta com a cavidade medular e com as trabéculas de osso esponjoso dentro da cavidade *Camada unicelular espessa, consiste em células osteoprogenitoras que podem se diferenciarem osteoblastos e em células de revestimento ósseo *Células osteoprogenitoras e células de revestimento ósseo são difíceis de serem diferenciadas → achatadas no formato, com núcleos alongados e aspectos citoplasmáticos indistinguíveis – podem ser chamadas de CÉLULAS ENDOSTEAIS Medula óssea vermelha *Consiste em células sanguíneas em desenvolvimento nos diferentes estágios e numa rede de células e fibras reticulares que servem como plataforma de sustentação para vasos e células *À medida que um indivíduo cresce, a quantidade de medula não aumenta proporcionalmente ao crescimento ósseo *Nos estágios tardios do crescimento e no adulto, quando diminui a formação de células sanguíneas pela medula óssea, o tecido na cavidade medular consiste na sua maior parte de adipócitos → medula passa a ser chamada de amarela → em resposta a estímulos adequados (ex: hemorragia), pode haver uma reversão para medula óssea vermelha *No adulto, a medula vermelha está normalmente restrita aos espaços de osso esponjoso e em algumas localizações (como o esterno e a crista ilíaca) Classificação do Tecido Ósseo *Ocorre em função da organização da matriz extracelular → sem organização definida: TECIDO ÓSSEO PRIMÁRIO → com organização definida: TECIDO ÓSSEO SECUNDÁRIO Tecido ósseo secundário (maduro) *Composto de unidades estruturais cilíndricas chamadas de ÓSTEONS ou SISTEMAS DE HAVERS → consistem em lamelas concêntricas de matriz óssea, circundando um canal central (CANAL DE HAVERS) que contém o suprimento vascular e nervoso do ósteon → os nutrientes e o oxigênio advêm do vaso sanguíneo, passam através dos canalículos dos osteócitos da primeira lamela em diante, até chegarem aos osteócitos mais distantes (razão para a disposição circular dos osteócitos e das fibras colágenas sintetizadas por eles) → melhor visualizados a partir de corte transversal em ossos longos desgastados *Canalículos que contêm os prolongamentos dos osteócitos estão dispostos em um padrão radial em relação ao canal → o sistema de canalículos que desemboca no canal osteonal também serve para a passagem de substâncias entre os osteócitos e os vasos sanguíneos *Entre os ósteons estão resquícios das lamelas concêntricas prévias chamadas LAMELAS INTERSTICIAIS → devido à constante remodelação do tecido ósseo *Eixo longitudinal de um ósteon geralmente é paralelo ao eixo longitudinal do osso *As fibras de colágeno nas lamelas concêntricas em um ósteon são depositadas em paralelo entre si em uma determinada lamela qualquer, porém em direções diferentes nas lamelas adjacentes → este arranjo confere à superfície de corte do osso lamelar a aparência de madeira compensada *Osso lamelar é encontrado também em locais diferentes do ósteon para formar as lamelas circunferenciais → LAMELAS CIRCUNFERENCIAIS seguem todas as circunferências interna (próxima ao endósteo) e externa (próxima ao periósteo) da diáfise de um osso longo *Os CANAIS PERFURANTES (VOLKMANN) são canais no osso lamelar através dos quais os vasos sanguíneos e nervos fazem o trajeto a partir das superfícies perióstea e endóstea até atingir o canal osteonal e conectam os canais osteonais entre si → vasos sanguíneos no periósteo penetram para o interior da matriz óssea, comunicando-se com vasos do canal de Havers → canais perfurantes comunicam vasos sanguíneos provenientes de diferentes canais de Havers, além de comunicarem esses vasos àqueles originários do endósteo (especificamente da medula óssea vermelha) OBS: • o osso esponjoso maduro é similar em estrutura ao tecido ósseo maduro, exceto pelo fato de que o tecido é arranjado como trabéculas ou espículas • existem inúmeros espaços medulares interconectantes de vários tamanhos entre o tecido ósseo – quando as trabéculas são suficientemente espessas, passam a conter os ósteons Tecido ósseo primário (imaturo) *Tecido ósseo inicialmente formado no esqueleto de um feto em desenvolvimento *Não exibe lamelas organizadas – há um arranjo entrelaçado das fibras de colágeno, formando trabéculas *Contém um número relativamente maior de células por unidade de área (principalmente osteoblastos) *Células tendem a estar dispostas ao acaso → diferentemente das células no osso maduro, que tendem a ser arranjadas com seus eixos longitudinais na mesma direção que as lamelas (têm uma organização definida) * Matriz apresenta mais substância fundamental *Osso imaturo forma-se mais rapidamente que o osso maduro *Áreas de osso imaturo estão presentes em adultos quando o osso está sendo remodelado Células do Tecido Ósseo Células osteoprogenitoras *Derivadas de células tronco mesenquimais na medula óssea, que possuem potencial para se diferenciar em tipos celulares distintos → são receptivas a estímulos moleculares, os quais os transforma em células formadoras de osso (osteoblastos) *Fatores que promovem a diferenciação → fator de transcrição alfa 1 de ligação central (CBFA1): leva à imediata expressão de genes característicos do fenótipo do osteoblasto → proteína osteogênica: induz a transformação de células em osteoblastos *Encontradas nas superfícies externa e interna dos ossos e também na vasculatura que supre os ossos → células periosteais na camada mais interna do periósteo e células endosteais → reveste as cavidades medulares, os canais de Havers e os canais perfurantes *Nos ossos em crescimento, aparecem como células achatadas ou pavimentosas com núcleos ovoides ou alongados → ossos longos crescem em espessura por diferenciação de células a partir do periósteo *Citoplasma ligeiramente basófilo *ME: perfis do RER e ribossomos livres e pequeno aparelho de Golgi e outras organelas Osteoblastos *Células secretoras que têm capacidade de se dividir *Segregam tanto colágeno I (90% das proteínas do osso) quanto as outras proteínas da matriz óssea que constituem o osso desmineralizado inicial → a matriz óssea recém-sintetizada, ainda não mineralizada/calcificada, é chamada de OSTEOIDE (coloração mais clara) *Proteínas produzidas: proteínas de ligação do cálcio (osteocalcina e osteonectina), glicoproteínas multiadesivas (sialoproteinas I e II, osteopontina e trombospondina), proteoglicanas e fosfatase alcalina (importante no processo de mineralização da matriz óssea) *Níveis circulantes de fosfatase alcalina e osteocalcina são empregados clinicamente como marcadores da atividade osteoblástica *Responsável pela calcificação da matriz óssea → iniciada pelo osteoblasto através da secreção para dentro da matriz de pequenas vesículas ricas em fosfatase alcalina, que são ativamente segregadas apenas durante o período em que a célula produz matriz óssea *Possuem forma cuboide ou poligonal e estão alinhados em uma única camada de células, situada em aposição ao osso em formação *Citoplasma acentuadamente basófilo; o aparelho de Golgi é observado como uma área clara adjacente ao núcleo devido ao seu tamanho *Pequenos grânulos PAS positivos são observados no citoplasma, com forte reação de fosfatase alcalina associada à membrana celular, podendo ser detectada por coloração histoquímica *Osteoblastos inativos são células achatadas que cobrem a superfície óssea – assemelham-se às células osteoprogenitoras *Respondem a estímulos mecânicos para mediar as alterações no crescimento ósseo e na remodelação óssea *À medida que ocorre a deposição de osteoide, oosteoblasto é circundado por matriz de osteoide e se transforma em osteócito Osteócitos *Quando totalmente circundado por osteóide ou por matriz óssea, o osteoblasto passa a ser denominado osteócito *Células responsáveis por manter a matriz óssea *Têm papel de mecanotransdução, na qual o osteócito responde aos estímulos mecânicos aplicadas ao osso (ex: ausência de peso ou carga mecânica aumentada) → alteram a expressão genética e o mecanismo apoptótico da célula (possibilitando o aumento da síntese ou da apoptose na matriz) *Podem tanto sintetizar como degradar a matriz → atividades ajudam a manter a homeostasia do cálcio *Morte dos osteócitos por trauma, senescência celular ou apoptose resulta em reabsorção da matriz óssea por atividade osteoclástica seguida por reparo ou remodelação do tecido ósseo por atividade osteoblástica *Presentes em lacunas que se adaptam ao formato das células *Estendem prolongamentos citoplasmáticos através de canalículos que se comunicam com osteócitos e células de revestimento ósseo através de junções comunicantes *São menores que os osteoblastos devido ao seu citoplasma perinuclear reduzido *Nos preparados histológicos, a célula aparece altamente distorcida pelo enrugamento e outros artefatos que resultam da descalcificação da matriz – núcleo é o único aspecto proeminente → em amostras bem preservadas, osteócitos exibem menos basofilia citoplasmática que os osteoblastos Esquema da ossificação intramembranosa. Osteoblastos originados das células do mesênquima sintetizam a matriz orgânica (principalmente colágeno 1) que forma uma faixa (osteoide). Logo em seguida, o osteoide se mineraliza, aprisionando alguns osteoblastos que se diferenciam em osteócitos. A parte inferior do desenho mostra um osteoblasto sendo envolvido pela matriz recém-formada *Tipos de osteócitos → OSTEÓCITOS QUIESCIENTES: pobres em RER e aparelho de Golgi diminuído lâmina osmiofílica representando a matriz calcificada madura é observada em íntima associação com a membrana celular não estão em processo de síntese → OSTEÓCITOS FORMADORES: RER e aparelho de Golgi abundante mostram evidências de deposição de matriz e exibem características similares aos osteoblastos evidências de osteoide no espaço pericelular da lacuna há formação de matriz óssea → OSTEÓCITOS DE REABSORÇÃO: numerosos perfis de RER e aparelho de Golgi desenvolvido, lisossomos evidentes função não está bem definida espaço pericelular é desprovido de fibrilas de colágeno e contém material flocoso sugestivo de um produto de clivagem ocorre degradação enzimática do colágeno pelas metaloproteínas da matriz segregadas pelo osteócito, o que auxilia a manter os níveis de Ca sanguíneo Células de revestimento ósseo *Nos locais onde a remodelação não está acontecendo, a superfície óssea é coberta por uma camada de células achatadas com citoplasma atenuado e muito pobres em organelas na região perinuclear *Sobre as superfícies ósseas externas: Células Periosteais *Sobre as superfícies ósseas internas: Células Endosteais *Fazem contato entre si através de prolongamentos citoplasmáticos *Representam uma população de células que derivam de osteoblastos *Funcionam na manutenção e no suporte nutricional dos osteócitos e regulam o movimento do cálcio e fosfato para dentro e fora do osso (prolongamentos se estendem para a matriz) Osteoclastos *Grandes células multinucleadas encontradas em locais onde o osso está sendo removido *Originam-se na medula óssea vermelha, a partir de monócitos (que, no tecido ósseo, têm a capacidade de se fundir e formar os osteoclastos) *Repousam diretamente sobre o tecido ósseo onde a reabsorção está acontecendo *Em consequência de sua atividade, uma baía de reabsorção (LACUNA DE HOWSHIP) pode ser observada no osso diretamente sob o osteoclasto (entre o osteoclasto e a matriz a ser degradada) → local onde o conteúdo dos lisossomos é liberado para realizar a degradação da parte orgânica da matriz *Apresenta acentuada acidofilia citoplasmática e forte reação histoquímica para a fosfatase alcalina devido aos inúmeros lisossomos *Fosfatase ácida tartarato-resistente é utilizada clinicamente como marcador da atividade osteoclástica 3 *Surgimento → derivam da fusão de células progenitoras hematopoiéticas mononucleares (CFU-GM) → formação ocorre em associação com as células do estroma da medula óssea – estas células segregam citocinas essenciais para a diferenciação de osteoclastos e macrófagos a partir das células CFU-GM → células comprometidas em se transformar em osteoclastos expressam 2 fatores de transcrição importantes (c-fos e NFkB) → mais adiante, uma molécula receptora chamada RANK (receptor ativador do fator nuclear k e B) é expressa em sua superfície → receptor RANK interage com a molécula ligante do RANK (RANKL) produzida e expressa na superfície da célula → o mecanismo de sinalização RANK-RANKL é essencial para diferenciação e maturação dos osteoclastos → via pode ser bloqueada pela Osteoprotegerina (OPG), que serve como receptor chamariz para RANKL → falta de ligante disponível afeta via de sinalização RANK-RANKL e age como potente inibidor da formação de osteoclastos → OPG e RANKL são detectadas em uma forma livre no sangue e suas concentrações podem ser medidas para fins diagnósticos e para monitorar a terapia de doenças ósseas → o osteoclasto recém formado precisa ser ativado para se transformar em célula de reabsorção óssea – durante o processo, torna-se altamente polarizado *Apresentam três regiões especializadas → BORDA FRANZIDA: parte da célula em contato direto com o osso contém pregas profundas da membrana citoplasmática, formando estruturas do tipo microvilosidades, responsáveis por aumentar a área de superfície para exocitose de enzimas hidrolíticas e para a secreção de prótons, bem como para a endocitose de produtos da degradação e resíduos borda cora-se menos intensamente e, com frequência, aparece como uma faixa clara adjacente ao osso no local da reabsorção cristais de hidroxiapatita da matriz óssea são observados entre os prolongamentos da borda franzida presença de muitos lisossomos e mitocôndrias internos à borda franzida núcleos localizados na parte da célula mais afastada da superfície óssea presença de perfis de RER, aparelho de Golgi muito desenvolvido e muitas vesículas → ZONA CLARA (zona de vedação): perímetro anelar de citoplasma adjacente à borda franzida que demarca a área óssea a ser reabsorvida compartimento no sítio da borda franzida, onde ocorre a reabsorção e degradação da matriz presença de abundantes filamentos de actina e escassez de outras organelas membrana plasmática no sítio da zona clara contém as moléculas de adesão entre a célula e a matriz extracelular, as quais são responsáveis por proporcionar uma vedação firme entre a membrana plasmática e a matriz mineralizada do osso → REGIÃO BASOLATERAL: funciona na exocitose do material digerido pelo osteoclasto vesículas de transporte contendo material ósseo na borda franzida fundem-se com a membrana celular para liberar seu conteúdo *Maioria das vesículas nos osteoclastos são lisossomos, seu conteúdo é liberado para o espaço extracelular nas fendas entre os prolongamentos da borda franzida → enzimas hidrolíticas catepsina k e metaloproteínas da matriz degradam colágeno e outras proteínas da matriz *Antes da digestão, a matriz deve ser descalcificada através da acidificação da superfície óssea → citoplasmado osteoclasto com anidrase carbônica II, que produz ácido carbônico (H2CO3) a partir do dióxido de carbono e água → ácido carbônico dissocia-se em bicarbonato (HCO3) e um próton (H+) → com ajuda das bombas de próton ATP dependentes, os prótons são transportados através da borda franzida, gerando um pH baixo (4 a 5) no microambiente (baía) de reabsorção → o ambiente ácido local criado no espaço extracelular entre o osso e o osteoclasto é protegido pela zona clara → canais de cloreto acoplados com as bombas de próton facilitam a eletroneutralidade da membrana da borda franzida → excesso de bicarbonato é removido pela troca passiva com íons cloreto através de proteínas permutadoras de cloreto-carbonato na membrana basolateral → ambiente ácido inicia degradação do componente mineral do osso → quando a reabsorção do tecido ósseo é completada, os osteoclastos sofrem apoptose *Osteoclasto digere a parte orgânica e descalcifica a matriz ao mesmo tempo OBS: • nos demais tipos de tecido conjuntivo, enzimas produzidas pelas próprias células degradam a matriz extracelular envelhecida • a diferença no tecido ósseo é o caráter calcificado da matriz extracelular, razão pela qual é necessário haver uma célula especializada no processo de degradação e descalcificação (osteoclastos) Mineralização Biológica e Vesicular da Matriz *Acontece nas matrizes extracelulares do osso e da cartilagem, na dentina, cimento e esmalte dos dentes *Mineralização biológica é um evento regulado pela célula *Nos locais onde a mineralização é iniciada, a concentração local dos íons Ca2+ e PO4- na matriz deve superar o nível de limiar normal *Eventos responsáveis pela mineralização → ligação do Ca2+ por osteoclacina e sialoproteínas cria alta concentração local deste íon → alta concentração de Ca2+ estimula osteoblastos a segregar fosfatase alcalina, que aumenta a concentração local de PO4-, estimulando aumentos adicionais de Ca2+ → liberação de vesículas da matriz pelos osteoblastos – contém fosfatase alcalina e pirofosfatase que clivam os íons PO4- de outras moléculas da matriz → as vesículas da matriz que acumulam Ca2+ e clivam íons PO4- fazem com que o ponto isoelétrico local aumente, o que resulta em cristalização do CaPO4 nas vesículas da matriz circunvizinha → os cristais de CaPO4 iniciam a mineralização da matriz através da formação e da deposição de cristais de hidroxiapatita na matriz que circunda os osteoblastos Aspectos Fisiológicos do Osso *Manutenção dos níveis normais de cálcio no sangue é primordial para a saúde e a vida → ex: funcionamento das ligações entre as células epiteliais, contração muscular, comunicação entre neurônios *Cálcio pode ser liberado da matriz óssea para o sangue quando os níveis circulantes estão abaixo do ponto crítico → excesso de cálcio no sangue é depositado no osso *PTH (paratormônio): normaliza os níveis sanguíneos baixos de Ca2+ → promove a reabsorção óssea e possui efeito estimulante da ação osteoclástica *CALCITONINA: normaliza os níveis sanguíneos elevados de Ca2+ → promove inibição da atividade osteoclástica e estímulo da atividade osteoblástica *Catepsina K, anidrase carbônica II e proteínas codificadoras da bomba de próton: deficiência destas ocasiona a OSTEOPETROSE, que é caracterizada por densidade óssea aumentada e função defeituosa do osteoclasto → osteoclastos não funcionam adequadamente, tornando os ossos frágeis e quebradiços Regulação Hormonal do Crescimento Ósseo *GH (somatotropina): produzido pela hipófise, estimula o crescimento em geral e, principalmente, o crescimento da cartilagem epifisária do osso → age diretamente sobre células osteoprogenitoras, estimulando-as a se dividir e a se diferenciar (fazendo com que os ossos apresentem maior comprimento e maior largura) → secreção excessiva na infância, provocada por defeito no mecanismo regulador da secreção de GH ou por tumor secretor de GH na hipófise leva ao GIGANTISMO (aumento anormal no comprimento dos ossos) → ausência ou redução na secreção de GH na infância leva ao NANISMO HIPOFISIÁRIO → secreção excessiva de GH em adultos leva à ACROMEGALIA – ossos não crescem no comprimento devido ao fechamento epifisiário e, como consequência, acontece o espessamento anormal e o crescimento excessivo seletivo de mãos, pés, mandíbula, nariz e ossos intramembranosos do crânio Regeneração do Tecido Ósseo ou Reparação do Osso em Fraturas *Resposta inicial à fratura: destruição tecidual e hemorragia (matriz óssea e osso são ricamente vascularizados) → neutrófilos e macrófagos chegam ao local *Ocorre proliferação de fibroblastos e capilares, que crescem para dentro do sítio da lesão *Forma-se tecido conjuntivo frouxo (tecido de granulação), que vai se tornando denso com formação de cartilagem dentro dele *Tecido conjuntivo denso e cartilagem crescem, cobrindo o osso no local da fratura e produzindo o calo → ajuda a estabilizar e a unir o osso fraturado *Células osteoprogenitoras do periósteo se dividem e se diferenciam em osteoblastos, que começam a depositar novo osso sobre o local da fratura → formação progride no sentido do local da fratura até que o novo osso forme uma bainha óssea sobre o calo fibrocartilaginoso *Brotamentos osteogênicos invadem o calo e começam a depositar novo osso dentro dele, substituindo gradualmente o calo fibrocartilaginoso por um calo ósseo → cartilagem no calo calcifica e é substituída por osso *Também ocorre diferenciação e proliferação endosteal *Primeiramente, forma-se osso esponjoso, que é gradualmente substituído por osso maduro *Calo ósseo vai sendo removido por atividade osteoclástica → a remodelação gradual restaura a forma do osso *Em indivíduos saudáveis, o processo leva de 6 a 12 semanas, dependendo da gravidade da ruptura e do osso em questão Ossificação Diferenças entre as ossificações *Conceito → mecanismo pelo qual o osso começa a se formar – após a formação, é substituído por crescimento aposicional (a partir de células osteoprogenitoras localizadas no periósteo) *INTRAMEMBRANOSA → ocorre a partir do mesênquima (células mesenquimais se diferenciam em osteoblastos) → ossos chatos do crânio, face, mandíbula e clavícula → rápida formação → pressão de órgãos molda os ossos *ENDOCONDRAL → ocorre a partir de modelo de cartilagem hialina (células mesenquimais originam condrócitos, que formam tecido cartilaginoso a ser, posteriormente, substituído por tecido ósseo) → ossos das extremidades e partes do esqueleto axial (vértebras) → lenta → gradual Ossificação Intramembranosa *Ocorre por diferenciação de células mesenquimais em osteoblastos *Começa na oitava semana de gestação → migração de células mesenquimais para áreas específicas, formando uma condensação → formação de uma membrana *Aumenta a vascularização e as células se modificam, tornando-se maiores e arredondadas → formam-se os osteoblastos, que iniciam o processo de síntese de colágeno e de proteoglicanas da matriz óssea (osteoide) *Osteoblastos separam-se à medida que a matriz vai sendo produzida → matriz óssea recém sintetizada aparece como trabéculas irregulares *Matriz torna-se calcificada → prolongamentos citoplasmáticos intercomunicantes das células (osteócitos) ficam contidos em canalículos *Células primitivas circundantes situadas na membrana proliferam e dão origem a células osteoprogenitoras → estas entram em contato com as espículas e passam a osteoblastos → espículas crescem e se unem em uma rede trabecular (formageral do osso em desenvolvimento) *Células Osteoprogenitoras mantêm seu número por mitose e são fonte constante de novos osteoblastos *OSSO TRABECULADO: osso imaturo caracterizado por espaços que se interligam, ocupados por tecido conjuntivo e vasos sanguíneos CÉLULAS MESENQUIMAIS FORMA ARREDONDADA OSTEOBLASTOS OSTEOIDE + CALCIFICAÇÃO OSTEÓCITOS VASCULARIZAÇÃO MATRIZ ÓSSEA OSSO IMATURO *Em lâminas histológicas que apresentem ossificação intramembranosa, inexiste tecido cartilaginoso, apenas tecido ósseo Ossificação Endocondral *Proliferação e agregação de células mesenquimais no local do futuro osso, que se diferenciam em condroblastos (células do tecido cartilaginoso jovem) → início do processo de formação da matriz cartilaginosa → cartilagem hialina adquire a forma e aparência do osso a ser formado *Primeiro modelo cartilaginoso cresce em longitude por crescimento intersticial; o crescimento em largura se dá por crescimento aposicional devido à ação do pericôndrio *Primeiro sinal de ossificação: mudança na atividade do pericôndrio → suas células não dão mais origem a condrócitos → formação de células osteoprogenitoras → tecido conjuntivo que envolve a cartilagem (pericôndrio) torna-se periósteo, com uma camada osteogênica bem definida (forma-se o CENTRO DE OSSIFICAÇÃO PRIMÁRIO / COLAR ÓSSEO) *Formação de uma fina camada de osso em torno do modelo cartilaginoso → formação da diáfise do futuro osso longo *Com estabelecimento do periósteo, condrócitos da região abaixo tornam-se hipertróficos (uma vez que não ocorre mais a nutrição a partir do pericôndrio) → matriz cartilaginosa fica comprimida – formação de placas cartilaginosas finas e irregulares entre o periósteo e a matriz cartilaginosa, cujas células hipertróficas sintetizam fosfatase alcalina matriz cartilaginosa sofre calcificação *Matriz calcificada impede difusão de nutrientes, causando morte dos condrócitos → grande parte da matriz se decompõe, ficando cavidades crescentes entre a matriz restante e o periósteo *Vasos sanguíneos do periósteo crescem através do colar ósseo da diáfise para vascularizar estas cavidades → à medida que os vasos penetram e crescem na cavidade, células do periósteo (osteoprogenitoras) migram e formam osteoblastos ou novos vasos sanguíneos *À medida que a cartilagem calcificada se decompõe e é parcialmente removida, uma parte permanece como delgadas e irregulares espículas → quando células osteoprogenitoras entram em contato com estas espículas, passam a osteoblastos e começam a depositar matriz óssea (osteoide) em cima da matriz cartilaginosa calcificada CRESCIMENTO DO OSSO ENDOCONDRAL *Processo que se estende por toda vida fetal e continua por um período de mais ou menos 16 anos de vida → cartilagem se divide em zonas (uma em cada extremidade) *Divisão em zonas epifisárias → cartilagem da região mais distal aparece como cartilagem hialina típica – ZONA DE CARTILAGEM EM REPOUSO cartilagem de reserva (enquanto ela estiver presente, o osso continua a crescer) → adjacente, em direção à diáfise, condrócitos sofrem divisão e passam a organizar-se em colunas distintas – ZONA DE PROLIFERAÇÃO → condrócitos se tornam muito grandes, citoplasma fica claro (glicogênio acumulado) e matriz comprimida em faixas lineares entre colunas de condrócitos – ZONA DE HIPERTROFIA → condrócitos começam a degenerar e a matriz torna-se calcificada (pela liberação da fosfatase alcalina pelos condrócitos) – ZONA DE CALCIFICAÇÃO *Cartilagem fica em contato com tecido conjuntivo da cavidade medular → pequenos vasos e tecido conjuntivo invadem local ocupado pelos condrócitos → ocorre migração de células osteoprogenitoras, que entram em contato com a matriz cartilaginosa calcificada e se transformam em osteoblastos, promovendo a síntese de osteoide sobre a matriz cartilaginosa *A ossificação endocondral promove o crescimento em comprimento dos ossos longos *Logo após o nascimento, desenvolve-se um CENTRO DE OSSIFICAÇÃO SECUNDÁRIO na epífise superior → condrócitos hipertrofiam-se e degeneram → calcificação da matriz e vasos sanguíneos e células osteoprogenitoras invadem a região criando uma nova cavidade medular *Mais tarde, forma-se centro epifisário de ossificação na extremidade inferior do osso *As únicas porções remanescentes de modelo cartilaginoso original são a cartilagem articular nas extremidades do osso e um disco transversal (DISCO EPIFISÁRIO ou PLACA EPIFISÁRIA), que separa as cavidades epifisária e diafisiária → esse disco é responsável pela manutenção do processo de crescimento em comprimento do osso – a zona de proliferação dá origem à cartilagem sobre a qual o osso se depositará INTERRUPÇÃO DO CRESCIMENTO *Quando indivíduo atinge o crescimento máximo, cessa a proliferação de cartilagem no interior dos ossos *Cartilagem já produzida continua a sofrer alterações, que levam à deposição de novo osso e, finalmente, deixa de haver nova cartilagem a linha epifisária é o resquício do disco epifisário
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