Prévia do material em texto
Mecanismos de ossificação Processo de ossificação: A partir da 8ª semana; Por ação do fator de transcrição CBFA1 Células osteoprogenitoras se diferenciam em osteoblasto (responsável pela deposição da matriz, importante na homeostasia sanguínea) Tipos: Endocondral: um modelo de cartilagem serve de precursor do osso Intramembranoso: formação de osso de modo mais simples, sem a intervenção de um precursor cartilaginoso 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. Ossificação intramembranosa Células mesenquimatosas Osteoblastos Osteócito Dentro do mesênquima, tecido conjuntivo embrionário Ocorre nos ossos planos do crânio e da face, mandíbula e clavícula A ossificação começa em centros de ossificação primária que pela ação do fator de transcrição Cbfa1 diferenciam as células mesenquimatosas em osteoblastos – células osteoprogenitoras Os osteoblastos começam a sintetizar o osteóide, matriz que logo se mineraliza, englobando alguns osteoblastos e formando os osteócitos Os vários centros de ossificação crescem radialmente, substituindo a membrana conjuntiva pré-existente A membrana conjuntiva que não sofre ossificação forma o endósteo e o periósteo Fontanelas: membranas conjuntivas ainda não foram substituídas por tecido ósseo Victoria Z. Brondani – Medicina UFSM/ Turma 113 Ossificação intramembranosa. 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 matriz óssea ainda não mineralizada, o osteoide. B. Os osteoblastos acumulam-se na periferia do centro de ossificação e continuam secretando osteoide em direção ao centro de ossificação. O osteoide sofre mineralização, e os osteoblastos nessa matriz (osteoide) diferenciam-se em osteócitos. C. O tecido recém-formado tem estrutura microscópica de osso. 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 óssea, conduzidas por vasos sanguíneos. Ossificação endocondral Células mesenquimatosas Condroblastos Colágeno tipo II e matriz cartilaginosa Desenvolve-se, por crescimento intersticial e aposicional, um modelo de cartilagem que é como uma versão miniatura do osso definitivo As células do pericôndrio começam a produzir osteoblastos, sendo agora chamado de periósteo, é possível identificar uma camada osteogênica dentro dele No caso dos ossos longos, esse mecanismo forma um colar ósseo na porção diafisária do osso em desenvolvimento A matriz cartilaginosa começa a sofrer calcificação (não confundir com a mineralização que acontece no tecido ósseo) o que faz os condrócitos morrerem e vasos sanguíneos penetrarem a cavidade, juntamente com células osteogênicas As células osteogênicas diferenciam-se em osteoblastos que produziram matriz óssea Aparece matriz óssea onde antes havia tecido cartilaginoso sem que ocorra a transformação desse naquele Esse é o chamado centro primário, que está na parte média da diáfise e cresce em sentido longitudinal Osteoclastros: absorção do tecido ósseo – formação do canal medular – células hematógenas pluripotentes são trazidas pelos vasos sanguíneos para originar a medula óssea Depois se formam os centros secundários – primeiro na epífise proximal – que tem crescimento radial e ao ocuparem todas as epífises, o tecido cartilaginoso fica reduzido a cartilagem articular e aos disco epifisários que permitirão o crescimento do osso 1)Formação do modelo de cartilagem; 2) formação do colar periosteal ao redor do modelo de cartilagem; 3) início da calcificação da matriz cartilaginosa; 4) vasos sanguíneos e células do tec. Conjuntivo invadem a cartilagem, criando uma cavidade primitiva; 5) osso periosteal continua se formando por ossificação intramembranosa; 6) Os vasos sanguíneos e as células perivasculares invadem a cartilagem epifisária proximal; 7) estabelecimento de um centro de ossificação secundário; 8) formação do centro de ossificação epifisário e formação de cartilagem epifisária entre cada epífise (proximal e distal) e a diáfise; 9) desaparecimento da cartilagem epifisária distal e cessação do crescimento; 10) desaparecimento da cartilagem epifisário proximal. No fim do processo, a metáfise torna-se contínua com a epífise, e apenas as linhas epifisárias permanecem no local onde existia o disco epifisário. Crescimento do osso endocondral: Zonas de: 1. Repouso: cartilagem hialina sem qualquer modificação 2. Proliferação ou seriada: condrócitos se dividem rapidamente e formam fileiras em sentido longitudinal 3. Hipertrofia: condrócitos entram em apoptose (lacunas vazias) 4. Calcificação: calcificação da matriz cartilaginosa e termina a morte dos condrócitos 5. Ossificação: aparece o tecido ósseo – capilares sanguíneos e células progenitoras originadas do periósteo invadem as cavidades deixadas pelos condrócitos mortos. Sobre os restos de matriz cartilaginosa, os osteoblastos depositam a matriz óssea Matriz óssea aprisiona os osteoblastos e forma os osteócitos, formando as espículas ósseas Ossificação endocondral – Histofisiologia Interruptores angiogênicos – Durante a ossificação um tecido avascular (cartilagem) é gradualmente convertido em um dos tecidos mais altamente vascularizados do corpo dos vertebrados (osso). Esta conversão é dependente da placa de crescimento. Um forte gradiente de fatores angiogênicos é estabelecido, o que é acompanhado por alterações na síntese e remodelação da matriz extracelular. Gens de controle – sinalização através de hedgehog indiana (Ihh), proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs), e fator de crescimento de fibroblastos 18, uma região de condrócitos em repouso alimenta uma zona de proliferação de condrócitos que, em seguida, submetidos a hipertrofia e, subsequentemente, a apoptose. Os efetores e reguladores mais importantes da matriz extracelular são o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e as metaloproteases. Das metaloproteases, as mais importantes são a MMP9, MMP13, MT1 –MMP. Assim, o processo de degradação da matriz é uma característica fundamental da ossificação e a remodelação óssea subsequente. Formação e crescimento ósseo Crescimento em diâmetro (aposicional) 1. Multiplicação de células tronco do tecido ósseo; 2. Diferenciação de células tronco em osteoblastos; 3. Osteoblastos sintetizam e secretam matriz óssea; 4. O osteoide (nova matriz óssea) é mineralizado; 5. Osteoblasto é envolvido pela nova matriz (osteócito); 6. Uma nova camada de osteoblastos é formada e localizada na superfície do osso recém- formado, repetindo o processo. Crescimento em comprimento (intersticial) 1. Centro de ossificação primária e colar ósseo – Intramembranosa 2. Alastramento do centro primário 3. Osteoclastos abrem o canal medular 4. Invasão de células sanguíneas e hematogênicas 5. Centros de ossificação secundários 6. Formação do disco epifisário-endocondral Formação dos ossos longos Remodelação óssea Histofisiologia o Regulação hormonal Hormônio de crescimento hipofisário (GH, somatotropina) ↑ cartilagem epifisária ≠ e ÷ osteoprogenitoras Estimula o fígado a produzir o fatorde crescimento semelhante a Insulina (IGF-I), que regula os condrócitos Níveis↑ levam ao gigantismo e a acromegalia (no adulto) – ↑ osteoblastos, espessamento e supercrescimento seletivo (mãos, pés, mandíbula, nariz, ossos do crânio Níveis↓ ocasionam o nanismo hipofisário o Hormônio Tireoidiano Estimula a ossificação endocondral, o crescimento linear do osso e a maturação dos centros ósseos epifisários Especificamente o T3 pode acelerar o crescimento facilitando a síntese e secreção do GH Baixos níveis levam ao nanismo e cretinismo na infância Correlação clínica | Fatores nutricionais na formação óssea Fatores nutricionais e hormonais afetam o grau de mineralização óssea. A deficiência de cálcio durante o crescimento provoca raquitismo, uma condição em que a matriz óssea não se calcifica normalmente. O raquitismo pode ser causado por quantidades insuficientes de cálcio na dieta ou por uma quantidade insuficiente de vitamina D (um pró-hormônio esteroide), necessária para a absorção do cálcio pelo intestino. Uma radiografia de criança com raquitismo avançado apresenta sintomas radiológicos clássicos: membros inferiores arqueados (curvatura para fora dos ossos longos das pernas e das coxas) e tórax e crânio deformados (o crânio frequentemente exibe uma aparência “quadrada” característica). Se o raquitismo não for tratado enquanto uma criança estiver ainda em fase de crescimento, as deformidades ósseas e a baixa estatura podem se tornar permanentes. Nos adultos, a mesma deficiência nutricional ou de vitaminas leva à osteomalacia. Embora não sejam mais problemas importantes de saúde em populações com nutrição adequada, o raquitismo e a osteomalacia estão entre as doenças infantis mais frequentes em muitos países em desenvolvimento. Além de sua influência sobre a absorção intestinal de cálcio, a vitamina D também é necessária para a calcificação normal. Outras vitaminas que comprovadamente afetam o osso são as vitaminas A e C. A deficiência de vitamina A suprime o crescimento endocondral do osso, enquanto o seu excesso leva a fragilidade e fraturas subsequentes dos ossos longos. A vitamina C é essencial para a síntese de colágeno, e a sua deficiência leva ao escorbuto. A matriz óssea produzida no escorbuto não calcifica. Outra forma de mineralização óssea insuficiente observada com frequência após a menopausa é a osteoporose.