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Ortopedia/Fisioterapia/Coluna/T.O.

Saiba mais sobre o tecido ósseo

11/04/2006

 

O osso é um tecido conjuntivo especializado, cuja matriz extracelular é calcificada, aprisionando as células que a secretaram. Embora seja uma das substâncias mais duras do corpo, o osso é um tecido dinâmico, que muda de forma, constantemente, dependendo da força a ele aplicada. Por exemplo, as pressões aplicadas ao osso levam à sua reabsorção, enquanto a tração aplicada a ele resulta no desenvolvimento de osso novo.

O osso é a estrutura básica de sustentação e proteção dos órgãos do corpo, incluindo o cérebro e a medula, e das estruturas no interior da cavidade torácica, principalmente os pulmões e o coração. Os ossos servem, também, como alavancas para os músculos que estão aderidos a eles, multiplicando a força dos músculos para realizar os movimentos. O osso é um reservatório para muitos minerais do corpo, por exemplo, ele armazena cerca de 99% do cálcio do organismo. Possui uma cavidade central, a cavidade medular, que abriga a medula óssea, um órgão hematopoiético.

         Exceto nas articulações sinoviais, o osso é recoberto, na sua face externa, pelo periósteo (Oss 01, Oss 02), que consiste em uma camada externa de tecido conjuntivo denso e de uma camada interna, que contém células osteoprogenitoras (osteogênicas). A cavidade central do osso é revestida por endósteo, um tecido conjuntivo delgado, constituído de uma única camada de células osteoprogenitoras e de osteoblastos.

O osso é constituído de células situadas numa matriz extracelular que se tornou calcificada. A matriz calcificada é constituída de fibras e de substância fundamental. As fibras que constituem o osso são, principalmente, de colágeno tipo I. A substância fundamental é rica em proteoglicanas, estando presentes também glicoproteínas adesivas.

As células do osso incluem as células osteogênicas, os osteoblastos, os osteócitos e os osteoclastos. As células osteogênicas se diferenciam em osteoblastos. Os osteoblastos são responsáveis pela secreção da matriz óssea. Uma vez que os osteoblastos estejam circundados pela matriz, eles diminuem a atividade de síntese e passam a ser conhecidas como osteócitos. Os espaços que os osteócitos ocupam são chamados lacunas. Os osteoclastos, células gigantes multinucleadas originadas de precursores da medula óssea fundidos, são responsáveis pela reabsorção e remodelação ósseas.

 

MATRIZ ÓSSEA

         A matriz óssea possui constituintes inorgânicos e orgânicos.

 

Componente Inorgânico

         A porção inorgânica do osso, com cerca de 65% de seu peso seco, é constituída, principalmente, de cálcio e fósforo, junto com outros componentes, incluindo bicarbonato, citrato, magnésio, sódio e potássio. O cálcio e o fósforo existem, basicamente, na forma de cristais de hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2]. Os cristais de hidroxiapatita estão arrumados num padrão organizado ao longo de fibras de colágeno tipo I.

         O osso é um dos componentes mais duros e fortes do corpo. Sua força e dureza estão relacionadas com a associação dos cristais de hidroxiapatita com o colágeno. Se o osso for descalcificado, isto é, todos os minerais retirados do osso, ele ainda mantém sua forma original, mas se torna tão flexível que pode ser dobrado como um pedaço de borracha. Se o componente orgânico for retirado do osso, o esqueleto mineralizado ainda mantém sua forma original, mas ele se torna extremamente quebradiço e pode ser fraturado com facilidade.

 

Componente Orgânico

         O componente orgânico da matriz óssea, que constitui aproximadamente 35% do peso seco do osso, inclui fibras que são quase exclusivamente de colágeno tipo I, cerca de 90% do componente orgânico do osso. A substância fundamental possui glicosaminoglicanas sulfatadas, principalmente condroitino-sulfato e queratan-sulfato que formam pequenas moléculas de proteoglicanas, com pequenos eixos de proteína, aos quais as glicosaminoglicanas se ligam covalentemente. Muitas glicoproteínas adesivas também estão presentes na matriz óssea. Estas parecem estar restritas ao osso, incluindo a osteocalcina, que se liga à hidroxiapatita, e a osteopontina, que também se liga à hidroxiapatita, mas que possui sítios para osteoblastos e osteoclastos. A sialoproteína do osso, outra proteína da matriz, também possui sítios de ligação para os componentes da matriz e para osteoblastos e osteócitos, sugerindo seu envolvimento na aderência destas células à matriz óssea.

 

Células do Osso (Oss 03, Oss 04, Oss 05, Oss 06)

Células Osteoprogenitoras

         As células osteoprogenitoras estão localizadas na camada celular interna do periósteo, revestindo canais de Havers, e no endósteo. Estas células, derivadas do mesênquima embrionário, podem sofrer divisão mitótica e possuem a potencialidade de se diferenciar em osteoblastos. Além disto, sob condições, de pouca oxigenação, estas células podem se diferenciar em células condrogênicas. As células osteoprogenitoras são fusiformes e possuem um núcleo oval, pouco corado. Seu escasso e pálido citoplasma apresenta RER esparso e um complexo de Golgi pouco desenvolvido, mas abundância de ribossomas livres. Estas células são mais ativas durante o período de intenso crescimento ósseo.

 

Osteoblastos

         Os osteoblastos, derivados de células osteoprogenitoras, são responsáveis pela síntese dos componentes orgânicos da matriz óssea, incluindo o colágeno, proteoglicanas e glicoproteínas adesivas, participando também da mineralização da matriz. Os osteoblastos estão localizados na superfície do osso, possuindo RER abundante, um complexo de Golgi bem desenvolvido, e numerosas vesículas secretoras. Eles emitem expansões citoplasmáticas que entram em contato com os dos osteoblastos vizinhos, formando junções.

         Uma zona clara observada entre os osteoblastos e o osso é denominada osteóide, a matriz óssea que ainda não se calcificou. Durante a calcificação, os sais de cálcio são depositados no osteóide, e à medida que a matriz se acumula, cada osteoblasto fica rodeado pela matriz, que quando se calcifica, a célula é chamada osteócito e o espaço que ela ocupa é conhecido como lacuna.

         Os osteoblastos possuem receptores para o hormônio da paratireóide nas suas membranas celulares. Quando o hormônio da paratireóide se liga a estes receptores, ele estimula os osteoblastos a secretar o fator estimulador do osteoclasto, que ativa o osteoclasto a reabsorver osso.

 

Osteócitos

         Os osteócitos são as células maduras do osso, derivadas dos osteoblastos, que ficam situadas em lacunas no interior da matriz óssea calcificada. Partindo das lacunas e se irradiando em todas as direções, existem estreitos espaços em forma de túneis, chamados canalículos, onde se situam prolongamentos citoplasmáticos do osteócito. Estes prolongamentos entram em contato com prolongamentos semelhantes dos osteócitos vizinhos, formando junções comunicantes, através das quais os íons e as pequenas moléculas podem se mover entre as células. Os canalículos contêm também nutrientes e metabólitos, que nutrem os osteócitos. Os osteócitos tomam a forma de sua lacuna. Seu núcleo é achatado, e seu citoplasma é pobre em organelas, apresentando RER escasso e um complexo de Golgi muito reduzido. Embora os osteócitos pareçam ser células inativas, eles secretam substâncias necessárias para a manutenção do osso.

 

Osteoclastos

         Os osteoclastos são células grandes, móveis, multinucleadas (mais de 50 núcleos). Acredita-se que os osteoclastos sejam derivados da fusão de muitos monócitos do sangue, mas evidências recentes mostram que eles possuem um precursor na medula óssea, comum com os monócitos. Os osteoclastos ocupam depressões rasas, chamadas lacunas de Howship, que caracterizam regiões de reabsorção óssea.

 

Mecanismos de Reabsorção Óssea (Oss 07)

         No interior dos osteoclastos, a enzima anidrase carbônica catalisa a formação intracelular de ácido carbônico (H2CO3), a partir do dióxido de carbono e da água. O ácido carbônico é instável e dissocia-se no interior das células em íons H+ e íons bicarbonato, HCO-. Os íons bicarbonato, acompanhados dos íons Na+, atravessam a membrana plasmática e entram nos capilares vizinhos. A bomba de prótons localizada na membrana dos osteoclastos transporta ativamente íons H+ para o ambiente extracelular, reduzindo o pH. O componente inorgânico da matriz é dissolvido à medida que o ambiente se torna ácido. Os minerais liberados são absorvidos pelos capilares vizinhos.

         As hidrolases lisossômicas e as colagenases, que são sintetizadas pelos osteoclastos degradam os componentes orgânicos da matriz óssea. Os produtos de degradação são depois liberados nos capilares vizinhos. A atividade de reabsorção óssea dos osteoclastos é regulada por dois hormônios: paratormônio e calcitonina, produzidos pelas glândulas paratireóide e tireóide, respectivamente.

 

Estrutura do Osso

Estrutura Macroscópica do Osso (Oss 08, Oss 09, Oss 10, Oss 11)

         As observações do fêmur (um osso longo) a olho nu, em corte longitudinal, revelam dois tipos diferentes de estrutura óssea. O osso muito denso na superfície externa é o osso compacto, enquanto a porção porosa que reveste a cavidade medular é o osso esponjoso. Uma observação mais de perto do osso esponjoso mostra trabéculas e espículas ósseas ramificadas. Não existem sistemas de Havers no osso esponjoso mas contêm lacunas que abrigam osteócitos que são nutridos por difusão a partir da cavidade medular, que é preenchida por medula óssea. O cilindro do osso é chamado diáfise e as extremidades articulares são chamadas epífises. Numa pessoa que ainda está em crescimento, a diáfise é separada de cada epífise pelo disco epifisário de cartilagem. A extremidade articular do osso é alargada e modelada para se articular com o outro osso da mesma articulação. A superfície da extremidade articular é revestida por somente uma camada fina de osso compacto, que recobre o osso esponjoso. Logo acima está a cartilagem articular, altamente polida, que reduz o atrito à medida que se move contra a cartilagem articular do osso oposto daquela articulação.

         A diáfise é coberta por um periósteo, exceto onde os tendões e os músculos se inserem no osso. Além disso, não há periósteo nas superfícies do osso cobertas pela cartilagem articular. O periósteo está ausente, também, dos ossos sesamóides (por exemplo, a patela), que são formados no interior de tendões. O periósteo é um tecido conjuntivo denso não-modelado, não calcificado, que se insere nele e recobre o osso na sua superfície externa. O periósteo é constituído de duas camadas: a camada externa fibrosa, cuja função principal é distribuir o suprimento sangüíneo e nervoso para o osso, e a camada interna celular, que possui células osteoprogenitoras.

         Os ossos chatos do crânio se desenvolvem por um método diferente do que o da maioria dos ossos longos do corpo. As superfícies interna e externa da abóbada craniana possuem duas camadas relativamente espessas de osso compacto, chamadas placas (ou tábuas) interna e externa, que circundam o osso esponjoso, denominado díploe, interposto entre elas. A placa externa possui um periósteo, denominado pericrânio. A placa interna é revestida por dura-máter, que serve como um periósteo e como uma camada protetora para o cérebro.

 

Estrutura Microscópica do Osso (Oss 12, Oss 13, Oss 14, Oss 15)

         As observações microscópicas revelam dois tipos de ossos: osso primário, conhecido também como osso imaturo ou osso trabecular, e osso secundário, conhecido também, como osso maduro ou lamelar.

         O osso primário é uma forma imatura de osso, visto que é o primeiro osso a se formar durante o desenvolvimento fetal, o crescimento e a reparação óssea. Ele possui abundantes osteócitos e feixes irregulares de colágeno, que são posteriormente substituídos e organizados como osso secundário, exceto em certas áreas (por exemplo, nas suturas da abóbada, locais de inserção dos tendões e alvéolos dos dentes). O conteúdo mineral do osso primário é também muito menor do que o do osso secundário.

         O osso secundário é um osso maduro, constituído de lamelas concêntricas ou paralelas. Os osteócitos, no interior de suas lacunas, estão espalhados a intervalos regulares geralmente entre as lamelas. Os canalículos, que abrigam os prolongamentos dos osteócitos, conectam lacunas vizinhas uma com a outra, formando uma rede de canais intercomunicantes, que facilitam o fluxo de nutrientes, hormônios e produtos de excreção entre os osteócitos. Além disso, os prolongamentos dos osteócitos, no interior destes canalículos, entram em contato com prolongamentos semelhantes de osteócitos vizinhos e formam junções comunicantes, permitindo que as células se comuniquem umas com as outras. Além de ser mais calcificada, a matriz do osso secundário possui as fibras colágenas arrumadas de tal forma que ficam paralelas no interior de uma mesma lamela.

 

Estrutura Microscópica do Osso Compacto (Oss 16, Oss 17)

         O osso compacto é constituído de lamelas arrumadas em quatro sistemas lamelares, que se tornam especialmente evidentes nas diáfises dos ossos longos. Estes sistemas lamelares são: circunferenciais externos, circunferenciais internos, sistemas de Havers (ósteons) e intersticiais.

         O sistema circunferencial externo situa-se logo abaixo do periósteo e forma a região mais externa da diáfise que liga o periósteo ao osso.

         O sistema circunferencial interno, análogo ao externo, mas não tão extenso quanto ele, circunda completamente a cavidade medular. Trabéculas de osso esponjoso se estendem do sistema circunferencial interno até a cavidade medular, interrompendo o revestimento de endósteo.

         A maior parte do osso compacto é constituída de muitos sistemas de Havers (ósteons). Cada sistema é formado de cilindros de lamelas, concentricamente arrumadas, ao redor de um espaço vascular chamado canal de Havers. Freqüentemente, o ósteon se bifurca ao longo de seu extenso comprimento. Feixes de fibras colágenas são paralelos uns aos outros, no interior de uma lamela, mas estão orientados quase perpendicularmente aos das lamelas adjacentes. Cada canal de Havers, revestido por uma camada de osteoblastos e células osteoprogenitoras, abriga um feixe neurovascular. Canais de Havers de ósteons adjacentes estão conectados um ao outro por canais de Volkmann que também possuem feixe neurovascular e estão orientados perpendicularmente aos canais de Havers. Em razão dos nutrientes dos vasos sangüíneos do canal de Havers terem que atravessar os canalículos para alcançar os osteócitos, um processo pouco eficiente, a maioria dos ósteons possui somente de quatro a 20 lamelas.

         À medida que um osso está sendo remodelado, os osteoclastos reabsorvem ósteons e os osteoblastos os substituem. Resquícios de ósteons permanecem como arcos irregulares de fragmentos lamelares, conhecidos como lamelas intersticiais, rodeadas por ósteons.

 

Formação do Osso

         A formação do osso durante o desenvolvimento embrionário pode ocorrer de duas maneiras: ossificação intramembranosa e ossificação endocondral. O osso formado por qualquer destes dois processos é idêntico histologicamente. O primeiro osso formado é o osso primário, que é depois reabsorvido e substituído por osso secundário, que continua a ser reabsorvido ao longo da vida, embora num ritmo mais lento.

 

Ossificação Intramembranosa (Oss 18, Oss 19, Oss 20, Oss 21, Oss 22, Oss 23, Oss 24, Oss 25)

         A maioria dos ossos chatos é formada por ossificação intramembranosa que ocorre num tecido mesenquimal ricamente vascularizado, cujas células entram em contato uma com a outra. As células mesenquimais se diferenciam em osteoblastos, que secretam a matriz óssea, formando uma rede de espículas e trabéculas, que passam a ser envolvidas pelos osteoblastos recém formados. Esta região de osteogênese inicial é conhecida como centro primário de ossificação. As fibras colágenas destas espículas e trabéculas em desenvolvimento estão aleatoriamente orientadas, como se espera num osso primário. A calcificação ocorre rapidamente após a formação do osteóide, e os osteoblastos aprisionados nas suas matrizes se transformam em osteócitos. Os prolongamentos destes osteócitos também originam um sistema de canalículos. A atividade mitótica contínua das células mesenquimais proporciona um suprimento de células osteoprogenitoras indiferenciadas, que formam osteoblastos. Ossos maiores, tais como o osso occipital da base do crânio, possuem muitos centros de ossificação, que se fundem um ao outro para formar um osso único. As fontanelas (moleiras) nos ossos frontal e parietal de um recém-nascido representam centros de ossificação que não se fundiram antes do nascimento.

         Regiões dos tecidos mesenquimais que não se calcificaram diferenciam-se no periósteo e endósteo do osso em desenvolvimento. Além disso, o osso abaixo do periósteo é transformado em osso compacto, formando as tábuas interna e externa com o díploe interposto. Um tecido conjuntivo vascular ocupa as pequenas cavidades do osso esponjoso originando a medula óssea.

 

Ossificação Endocondral (Oss 26, Oss 27, Oss 28, Oss 29, Oss 30, Oss 31, Oss 32, Oss 33, Oss 34, Oss 35, Oss 36, Oss 37)

         A maioria dos ossos longos e curtos do corpo se desenvolve por ossificação endocondral. Este tipo de ossificação ocorre em duas etapas: (1) forma-se um pequeno molde de cartilagem hialina; (2) o molde de cartilagem continua a crescer, serve como base para o desenvolvimento do osso, é reabsorvido e substituído por osso.

         Na região em que está para se formar osso no embrião, desenvolve-se um molde de cartilagem hialina a partir do mesênquima da mesma maneira que a cartilagem hialina se forma em qualquer local, como já descrito. Durante certo tempo, este molde cresce tanto aposicional quanto intersticialmente. Eventualmente, os condrócitos, no centro do molde da cartilagem se multiplicam, acumulam glicogênio em seu citoplasma e se tornam hipertrofiados. A hipertrofia dos condrócitos resulta no crescimento de suas lacunas e na redução de matriz cartilaginosa, que se torna calcificada.

         Simultaneamente, o pericôndrio na metade da diáfise da cartilagem se torna muito vascularizado. Quando isso ocorre, as células condrogênicas se tornam células oeteoprogenitoras, formando osteoblastos, e o pericôndrio desta região se transforma em periósteo formando o centro primário de ossificação no meio da diáfise. Os recém-formados osteoblastos secretam matriz óssea, formando um colar ósseo subperiósteo, na superfície do molde de cartilagem, por ossificação intramembranosa. O colar ósseo evita a difusão de nutrientes para os condrócitos hipertrofiados, no interior do centro do molde de cartilagem, causando a sua morte. Este processo é responsável pela presença de lacunas vazias, a futura cavidade medular no centro do molde de cartilagem. Cavidades formadas no colar ósseo, pelos osteoclastos, facilitam a passagem de células osteoprogenitoras, células hematopoiéticas e vasos sangüíneos para o interior do molde de cartilagem.

         As células osteoprogenitoras se dividem e formam osteoblastos que elaboram matriz óssea na superfície da cartilagem calcificada. A matriz óssea se torna calcificada e forma o complexo cartilagem calcificada/osso calcificado.

         O osso subperiósteo se torna mais espesso e cresce a partir do meio da diáfise em direção às epífises. Os osteoclastos começam a reabsorver o complexo cartilagem calcificada/osso calcificado, alargando a cavidade medular. À proporção que este processo continua, a cartilagem da diáfise é substituída por osso, exceto nos discos epifisários, que são responsáveis pela continuação do crescimento do osso até aproximadamente a idade de 20 anos.

         Os centros secundários de ossificação começam a se formar na epífise de cada extremidade do osso, por um processo semelhante ao da diáfise, exceto pelo fato de que o colar ósseo não se forma. As células osteoprogenitoras invadem a cartilagem da epífise, diferenciam-se em osteoblastos e começam a secretar matriz óssea no esqueleto de cartilagem. Estas etapas ocorrem e progridem como na diáfise e, desta forma a cartilagem da epífise é substituída por osso, exceto na superfície articular e no disco epifisário. A superfície articular do osso permanece cartilaginosa ao longo de toda a vida, mas a cartilagem do disco epifisário desaparece quando se encerra a fase de crescimento.

         Estes eventos são dinâmicos e contínuos, que se completam depois de alguns anos, à medida que o crescimento e o desenvolvimento do osso progridem, em direção às epífises em cada extremidade do osso. Ao mesmo tempo, o osso está sendo constantemente remodelado, de forma a acompanhar as modificações necessárias que nele ocorrem.

 

Crescimento do Osso em Extensão (Oss 38, Oss 39, Oss 40, Oss 41, Oss 42, Oss 43)

         O contínuo crescimento do osso no seu comprimento depende do disco epifisário, cujos condrócitos proliferam e participam do processo e ossificação endocondral. A proliferação dos condrócitos ocorre do lado epifisário e a substituição por osso ocorre do lado da diáfise do disco epifisiário. Histologicamente, o disco epifisário é dividido em cinco zonas identificáveis. Estas zonas, começando do lado epifisário são:

- Zona de repouso da cartilagem (zona de cartilagem normal): os condrócitos, distribuídos aleatoriamente através da matriz.

- Zona de proliferação (zona de cartilagem seriada): os condrócitos, em rápida proliferação, formam fileiras de células, paralelas à direção do crescimento do osso.

- Zona de maturação e hipertrofia (zona de cartilagem hipertófrica): os condrócitos amadurecem, hipertrofiam e acumulam glicogênio em seu citoplasma. A matriz entre suas lacunas se estreita, com o crescimento correspondente da lacuna.

- Zona de calcificação: (zona de cartlagem calcificada): os condrócitos hipertrofiados morrem e a matriz da cartilagem se torna calcificada.

- Zona de ossificação: as células osteoprogenitoras invadem a área e se diferenciam em osteoblastos, que produzem matriz, que se torna calcificada na superfície da cartilagem calcificada. Segue-se a reabsorção do complexo cartilagem calcificada/osso calcificado.

         No momento em que o grau de atividade mitótica na zona de proliferação iguala o grau de reabsorção na zona de ossificação, o disco epifisário permanece da mesma largura, e o osso continua a crescer em comprimento. Aos cerca de 20 anos de idade, o ritmo de mitose diminui na zona de proliferação e toda a cartilagem do disco epifisário é substituída por um disco do complexo cartilagem calcificada/osso calcificado, que é reabsorvido pela atividade dos osteoclastos. A cavidade medular da diáfise se comunica com a cavidade medular da epífise. Assim que o disco epifisário é reabsorvido, o crescimento em comprimento não é mais possível.

 

Crescimento do Osso na Largura (Oss 44)

         Os eventos que acabam de ser descritos explicam como o comprimento do osso é atingido. Entretanto, o crescimento da diáfise, na sua circunferência, ocorre por crescimento aposicional. A camada de células osteogênicas do periósteo prolifera e se diferencia em osteoblastos, que começam a elaborar matriz óssea na superfície óssea subjacente ao periósteo. Este processo ocorre continuamente por todo o período de crescimento e desenvolvimento do osso, de modo que num osso longo maduro ocrescimento em diâmetro ocorre através de ossificação intramembranosa subperióstea. Deve ser lembrado que durante o crescimento e o desenvolvimento do osso, a reabsorção óssea é tão importante quanto a deposição óssea. A formação de osso do lado de fora do cilindro deve ser acompanhada pela atividade osteoclástica interna, de modo que a cavidade da medula possa ser alargada a medida que o osso cresce.

 

Remodelação Óssea

         Nos jovens, o desenvolvimento do osso é maior do que a reabsorção óssea, já que novos sistemas de Havers estão se desenvolvendo muito mais rápido do que os mais velhos, que estão sendo reabsorvidos. Mais tarde, na idade adulta, quando os discos epifisários se fecham e o crescimento ósseo é atingido, o desenvolvimento de osso novo é equilibrado com a reabsorção óssea.

         Os ossos em crescimento mantêm, em grande parte, asua forma. Isto é acompanhado pela remodelação de superfície, um processo que envolve a deposição óssea e reabsorção óssea concomitante. Os ossos do crânio vão sendo remodelados de maneira semelhante, de forma a acomodar o cérebro em crescimento. A estrutura interna do osso adulto está sendo continuamente remodelada, à medida que novo osso vai sendo formado e osso morto ou morrendo vai sendo reabsorvido. Os osteoclastos são mobilizados para uma área, de modo a reabsorver a matriz óssea, formando cavidades de absorção. A atividade osteoclástica contínua aumenta o diâmetro e o comprimento destas cavidades, que são invadidas por vasos sangüíneos. Neste momento, cessa a reabsorção óssea e os osteoblastos depositam novas lamelas concêntricas ao redor dos vasos sangüíneos, formando novos sistemas de Havers. A remodelação continua através da vida fortalecendo o osso através da ordenação do alinhamento do colágeno ao redor do sistema de Havers.

 

Reparação Óssea ( Oss 48, Oss 49)

1. Formação do hematoma de fratura. Como resultado da fratura, vasos sanguíneos que passam pela linha da fratura se rompem. Entre os vasos, incluem-se os situados no periósteo, nos ósteons (sistemas de Havers) e na cavidade medular. Ao extravasar das extremidades seccionadas dos vasos, o sangue forma um coágulo em torno do sítio da fratura. Este coágulo, chamado hematoma de fratura, geralmente se forma de 6 a 8 horas após a lesão. Como a circulação sanguínea é interrompida quando o hematoma de fratura se forma, células ósseas, no sítio da fratura, morrem. Inchaço e inflamação ocorrem em resposta a células ósseas mortas, o que produz restos celulares adicionais. Capilares sanguíneos crescem para dentro do coágulo sanguíneo, e fagócitos (neutrófilos e macrófagos) e osteoclastos iniciam a remoção do tecido morto ou lesado, dentro e em torno do hematoma de fratura. Este estágio pode durar várias semanas.

2. Formação do calo cartilaginoso. Dentro de 48 horas após o ferimento ocorre aumento da atividade mitótica da camada osteogênica do periósteo, do endósteo e das células indiferenciadas da medula óssea. O coágulo que enche o local da fratura é invadido por capilares e as cavidades medulares são também invadidas por células osteogênicas do endósteo. A camada mais profunda do periósteo formada por células osteogênicas em proliferação (aquelas próximas ao osso), que estão na vizinhança de capilares, diferenciam-se em osteoblastos e começam a elaborar um colar ósseo ao redor do local do ferimento (ossificação intramembranosa). Embora os capilares estejam crescendo, seu ritmo de proliferação é muito mais lento do que o das células osteogênicas. Assim, as células osteogênicas, no meio da massa em proliferação, estão agora sem um leito capilar abundante. Isto resulta numa baixa oxigenação, e estas células transformam-se em células condrogênicas, originando condroblastos que formam cartilagem. A camada mais externa das células osteogênicas em proliferação (aquelas adjacentes à camada fibrosa do periósteo), que têm alguns capilares próximos, continua a proliferar como células osteogênicas. Os calos formados nas extremidades de cada fragmento se fundem, garantindo, assim, a união dos fragmentos. O estágio de calo cartilaginoso dura, aproximadamente, três semanas.

3. Formação do calo ósseo. Nas áreas mais próximas de tecido ósseo saudável e bem vascularizado, células osteogênicas se desenvolvem em osteoblastos, que começam a produzir tecido ósseo primário. Com o tempo, toda cartilagem é convertida em osso primário pela ossificação endocondral, e o calo é, então, denominado calo ósseo. O estágio de calo ósseo dura entre 3 e 4 meses.

4. Remodelamento do osso. O osso primário formado será remodelado e então substituído por osso secundário, ao mesmo tempo em que o calo é reabsorvido. Matrizes do osso morto são reabsorvidas e os espaços preenchidos por osso novo. Todo o osso morto é reabsorvido e substituído por osso novo formado pelos osteoblastos que invadem a região. Estes eventos são simultâneos, resultando na reparação da fratura. É interessante que a reparação óssea envolve a formação da cartilagem, ossificação intramembranosa e a ossificação endocondral.

         Se os segmentos ósseos são perdidos ou lesados seriamente, a ponto de terem que ser removidos, a soldadura do osso não é possível, isto é, o processo de reparação óssea não pode ocorrer porque não se formará um calo ósseo. Em casos deste tipo, um enxerto ósseo será necessário.

 

HISTOFISIOLOGIA DO OSSO

         O osso sustenta os tecidos moles do corpo, protege o sistema nervoso central e o tecido hematopoiético. Ele proporciona, também, a inserção de tendões e músculos que usam o osso como alavanca para aumentar a vantagem mecânica necessária para a locomoção. Importante, também, é que o osso serve como reservatório de cálcio e fosfato essencial para a manutenção dos níveis adequados destes íons no sangue e em outros tecidos do corpo.

 

Manutenção de Níveis de Cálcio Sangüíneo

         O cálcio é vital para a atividade de muitas enzimas e funciona, também, na permeabilidade da membrana, adesão celular, coagulação sangüínea, contração muscular, condução do impulso nervoso entre outros processos orgânicos. Para desempenhar os requisitos funcionais necessários para os quais o cálcio é responsável, uma concentração de 9 a 11 mg por 100 ml, rigorosamente controlada, deve ser mantida no plasma sangüíneo. Os íons cálcio retirados do osso para manter os níveis de cálcio no sangue provêm de ósteons novos e jovens, onde a mineralização é incompleta. Em razão da remodelação óssea ser constante, novos ósteons estão sempre se formando, onde os íons cálcio estão disponíveis para este objetivo. Parece que ósteons mais velhos são mais intensamente mineralizados e por causa disto, seus íons cálcio estão menos disponíveis.

 

Efeitos Hormonais

         A atividade osteoclástica é necessária para a manutenção de um suprimento constante de íons cálcio para o organismo. Células das glândulas paratireóides são sensíveis ao nível de cálcio do sangue. Quando cai abaixo do normal, o paratormônio é secretado. Este hormônio suprime a formação da matriz óssea pelos osteoblastos, e estimula a ação dos osteoclastos, levando à reabsorção óssea e à liberação de íons cálcio.

         As células ao lado dos folículos da tireóide também monitorizam os níveis de íons cálcio no plasma. Quando o nível de íons cálcio se torna elevado, estas células secretam calcitonina, um hormônio polipeptídeo que inibe a atividade dos osteoclastos (Oss 50).

         O hormônio de crescimento, somatotrofina (GH), secretado pelas células do lobo anterior da hipófise, atua sobre o desenvolvimento do osso, estimulando, especialmente, o crescimento dos discos epifisários. Crianças com deficiência deste hormônio apresentam nanismo, enquanto os indivíduos que produzem somatotrofina em excesso, durante sua fase de crescimento, mostram gigantismo hipofisário.

         A acromegalia ocorre nos adultos que produzem somatotrofina em excesso, causando aumento anormal da deposição de osso, sem a reabsorção óssea normal. Esta condição cria um espessamento dos ossos, especialmente nos da face.

         A maturação do esqueleto é influenciada, também, pelos hormônios produzidos nas gônadas masculina e feminina. O fechamento dos discos epifisários é, normalmente, estável e constante, e está relacionado com a maturação sexual. Por exemplo, a maturidade sexual precoce ocasiona uma parada no desenvolvimento do esqueleto, porque os discos epifisários são estimulados a se fechar muito cedo. Entretanto, em outros indivíduos, cuja maturidade sexual é retardada, o crescimento do esqueleto continua além do normal, já que os discos epifisários não se fecham.

         A osteoporose afeta algumas mulheres acima de 40 anos e muitas mulheres após a menopausa, que não estejam em terapia estrogênica. A osteoporose está relacionada com a diminuição da massa óssea, que se torna mais grave no momento em que a secreção de estrogênio tem uma queda considerável, após a menopausa. O estrogênio aumenta a atividade dos osteoblastos. Com a diminuição da secreção de estrogênio, a atividade osteoclástica é maior do que a osteoblástica, reduzindo potencialmente a massa óssea até ela não mais suportar tensões e quebrar com facilidade. A terapia com estrogênio pode reduzir ou eliminar esta condição.

 

Efeitos Nutricionais

         O crescimento ósseo normal é sensível e depende de muitos fatores nutricionais. Se os aminoácidos essenciais para a síntese de colágeno pelos osteoblastos forem insuficientes, a formação de colágeno será diminuída. A ingestão reduzida em cálcio ou fósforo leva a um osso pouco calcificado, que está sujeito à fratura. A deficiência de vitamina D impede a absorção de cálcio pelo intestino, causando raquitismo nas crianças.

         O raquitismo é uma doença que acomete crianças com deficiência de vitamina D. Sem a vitamina D, a mucosa intestinal é incapaz de absorver cálcio, mesmo havendo uma ingestão adequada na dieta. Isto resulta em uma matriz óssea pouco calcificada. Crianças com raquitismo apresentam ossos deformados, particularmente os das pernas, simplesmente porque os ossos não conseguem suportar o peso.

         A osteomalácia é o raquitismo adulto, que resulta da deficiência prolongada de vitamina D. Quando isso ocorre, o osso recém-formado pelo processo de remodelação deixa de ser calcificado adequadamente. Esta condição pode se tornar grave durante a gestação, porque o feto necessita de cálcio, que deve ser suprido pelo sistema esquelético da mãe.

         O escorbuto é uma condição resultante da deficiência de vitamina C. Um dos efeitos é a produção deficiente de colágeno, que causa redução da matriz óssea e do desenvolvimento do osso.

 

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