Tecido ósseo

Tecido ósseo

1. Células

   • Osteoprogenitoras/Osteoblastos/Osteócitos/Osteoclastos

2. Ossificação

   • Intramembranosa
     • Ocorre no interior de uma membrana conjuntiva
     • Sem precursor cartilaginos
     • iniciada pela condensação de células mesenquimais que se diferenciam em osteoblastos
       • É observada em torno da oitava semana de gestação dentro do tecido conjuntivo embrionário, o mesênquima. Algumas das células mesenquimatosas fusiformes, de coloração pálida, migram e agregam-se em áreas específicas formando centros de ossificação
         • Essa condensação de células dentro do tecido mesenquimal dá início ao processo de ossificação intramembranosa. As células mesenquimais nesses centros de ossificação alongam-se e diferenciam-se em células osteoprogenitoras. Estas expressam o fator de transcrição CBFA1, que é essencial para diferenciação dos osteoblastos e para a expressão dos genes necessários para a ossificação tanto intramembranosa quanto endocondral
           • O citoplasma das células osteoprogenitoras modifica-se, passando de eosinófilo para basófilo, e uma área de Golgi de coloração clara torna-se evidente. Essas alterações citológicas resultam na formação do osteoblasto que, em seguida, secreta moléculas colágenas (principalmente de colágeno do tipo I), sialoproteínas ósseas, osteocalcina e osteoide
             • Os osteoblastos acumulam-se na periferia do centro de ossificação e continuam secretando osteoide. À medida que o processo continua, o osteoide sofre mineralização, e os osteoblastos imersos na matriz óssea diferenciamse em osteócitos. Na matriz óssea, os osteócitos afastam-se cada vez mais uns dos outros à medida que ocorre produção de mais matriz, mas permanecem unidos por prolongamentos citoplasmáticos muito delgados.
               • Com o passar do tempo, a matriz torna-se mineralizada, e os prolongamentos citoplasmáticosinterconectados dos osteócitos ficam alojados dentro de canalículos
                 • As espículas aumentam em número e em espessura e se unem em uma rede trabecular que vai construindo o formato do osso em desenvolvimento. Por meio de uma atividade mitótica continuada, as células osteoprogenitoras se constituem em uma fonte de osteoblastos para o crescimento das espículas ósseas. Por sua vez, os novos osteoblastos depositam a matriz óssea em camadas sucessivas, dando origem ao tecido ósseo imaturo do osso não lamelar
                   • Esse osso imaturo, caracteriza-se, pela existência, em seu interior, de uma rede de espaços interconectados ocupados por tecido conjuntivo e por vasos sanguíneos. O crescimento adicional e a remodelação resultam em substituição do osso não lamelar por osso compacto na periferia da peça óssea e por osso esponjoso no centro do osso recém-formado
                     • Esse osso imaturo, caracteriza-se, pela existência, em seu interior, de uma rede de espaços interconectados ocupados por tecido conjuntivo e por vasos sanguíneos. O crescimento adicional e a remodelação resultam em substituição do osso não lamelar por osso compacto na periferia da peça óssea e por osso esponjoso no centro do osso recém-formado
                       • Os espaços entre as trabéculas ficam ocupados por células da medula óssea transportadas por vasos sanguíneos. O tecido ósseo formado pelo processo descrito é denominado osso membranoso ou osso intramembranoso
   • Endocondral
     • Molde cartilaginoso (cartilagem hialina)
       • Uma vez estabelecido, o modelo de cartilagem (uma versão em miniatura do futuro osso definitivo) desenvolves-se por crescimento intersticial e aposicional. O aumento no comprimento do modelo de cartilagem é atribuído ao crescimento intersticial. O aumento em sua largura resulta, em grande parte, da adição de matriz cartilaginosa produzida pelos novos condrócitos que se diferenciam a partir da camada condrogênica do pericôndrio que circunda amassa cartilaginosa.
         • O primeiro sinal de ossificação consiste no aparecimento de um colar ósseo ao redor do modelo de cartilagem.
           • Nesse estágio, as células pericondrais na região mediana do modelo de cartilagem não mais originam condrócitos. Em vez disso, são produzidas células formadoras de osso ou osteoblastos. Por conseguinte, o tecido conjuntivo que circunda essa porção da cartilagem não é mais funcionalmente um pericôndrio; na verdade, devido à aquisição dessa nova função, ele agora é denominado periósteo
             • Além disso, como as células que compõem essa camada estão se diferenciando em osteoblastos, é agora possível identificar uma camada osteogênica dentro do periósteo. Em virtude dessas modificações, forma-se uma camada de osso em torno do modelo de cartilagem . Esse osso pode ser classificado como osso periosteal (devido à sua localização) ou como osso intramembranoso (devido ao seu processo de desenvolvimento).
               • No caso de um osso longo, um envoltório de osso periosteal, denominado colar ósseo, é formado ao redor do modelo de cartilagem na porção diafisária do osso em desenvolvimento. O colar ósseo é mostrado na ilustração
                 • Com o estabelecimento do colar ósseo periosteal, os condrócitos na região média do modelo de cartilagem tornam-se hipertróficos. À medida que os condrócitos aumentam de tamanho, ocorre reabsorção de sua matriz cartilaginosa circundante, formando placas cartilaginosas irregulares e finas entre as células hipertróficas.
                   • As células hipertróficas começam a sintetizar fosfatase alcalina ao mesmo tempo que a matriz cartilaginosa circundante sofre calcificação . A calcificação da matriz cartilaginosa não deve ser confundida com a mineralização que ocorre no tecido ósseo.
                     • A matriz cartilaginosa calcificada inibe a difusão de nutrientes, causando morte dos condrócitos no modelo de cartilagem.
                       • Com a morte dos condrócitos, grande parte da matriz se decompõe, e as lacunas vizinhas tornam-se confluentes, produzindo uma cavidade cada vez maior. Enquanto esses eventos estão ocorrendo, um ou vários vasos sanguíneos crescem e penetram o delgado colar ósseo diafisário para vascularizar a cavidade
                         • As células tronco mesenquimatosas migram para o interior da cavidade, juntamente com vasos sanguíneos em crescimento.
                           • As célulastronco mesenquimatosas que residem no periósteo migram ao longo dos vasos sanguíneos e diferenciam-se em células osteoprogenitoras na cavidade da medula óssea. As célulastronco hemocitopoéticas também ganham aceso à cavidade por meio da nova vascularização, deixando a circulação para dar origem à medula óssea que constituirá a fonte de todas as linhagens de células sanguíneas.
                             • A maioria da massa de cartilagem calcificada sofre degradação e é parcialmente removida; certa quantidade, no entanto, permanece na forma de espículas irregulares. Quando as células osteoprogenitoras entram em aposição com as espículas de cartilagem calcificada remanescentes, diferenciam-se em osteoblastos e começam a depositar matriz óssea (osteoide) sobre a estrutura da espícula. Por conseguinte, o osso formado dessa maneira pode ser descrito como osso endocondral
                               • Esse primeiro local onde o osso começa a se formar na diáfise de um osso longo é denominado centro de ossificação primário. A combinação do tecido ósseo, que inicialmente consiste apenas em uma camada fina, e da cartilagem calcificada subjacente é descrita como espícula mista. Histologicamente, as espículas mistas podem ser reconhecidas por suas características de coloração. A cartilagem calcificada tende a ser basófila, enquanto o osso é claramente eosinófilo.
                                 • Além disso, a cartilagem calcificada já não contém células, enquanto o osso recém produzido contém osteócitos inseridos na matriz óssea. Essas espículas persistem por um curto período até que o componente cartilaginoso calcificado seja removido. O componente ósseo remanescente da espícula pode continuar a se desenvolver por crescimento aposicional, tornando-se assim cada vez mais ampla e espessa, ou pode sofrer reabsorção concomitantemente com a formação de novas espículas

3. Remodelação óssea

   • 5% da massa óssea está sendo remodelada a cada momento
     • Remoção de osso danificado
       • Liberação/deposição de minerais

4. Reparo ósseo

   • Ação coordenada de osteoclastos e osteoblastos
     • consolidação óssea direta (primária) ocorre quando o osso fraturado é cirurgicamente estabilizado com placas de compressão, restringindo assim o movimento por completo entre os fragmentos fraturados de osso. Nesse processo, o osso sofre remodelação interna semelhante àquela do osso maduro. Os cones de corte formados pelos osteoblastos cruzam a linha de fratura e produzem canais de reabsorção longitudinais, que posteriormente são preenchidos por osteoblastos produtores de osso residentes nos cones de fechamento
     • A consolidação óssea indireta (secundária) envolve respostas do periósteo e dos tecidos moles adjacentes, bem como formação óssea endocondral e intramembranosa. Esse tipo de reparo ósseo ocorre em fraturas tratadas com fixação óssea não rígida ou semirrígida (i. e., tratamento com gesso, aparelhos para fratura, fixação externa, pinos intramedulares ou aplicação de placas metálicas sobre a lacuna da fratura)
     • A fratura óssea inicia uma resposta inflamatória aguda que é necessária para a consolidação óssea
       • A resposta inicial a uma fratura óssea assemelhas-se à resposta a qualquer lesão que produza destruição tecidual e hemorragia. Inicialmente, forma-se um hematoma de fratura (coleção de sangue que circunda as extremidades fraturadas dos ossos) e observa-se a ocorrência de necrose óssea nas extremidades dos fragmentos ósseos fraturados.
         • A lesão dos tecidos moles adjacentes e a degranulação das plaquetas do coágulo sanguíneo são responsáveis pela secreção de citocinas e pelo início da resposta inflamatória aguda. Esse processo reflete-se pela infiltração dos neutrófilos, seguida de migração dos macrófagos. Subsequentemente, ocorre proliferação de fibroblastos e capilares, que crescem no local da lesão.
           • Além disso, células tronco mesenquimatosas específicas chegam ao local de lesão provenientes dos tecidos moles circundantes e da medula óssea. O hematoma da fratura, que inicialmente continha eritrócitos retidos dentro de uma rede de fibrina, é gradualmente substituído por tecido de granulação, um tipo de tecido conjuntivo frouxo recém formado contendo colágeno do tipo III e fibras do tipo II. Tantoos fibroblastos quanto as células periosteais participam durante essa fase de granulação.
             • O tecido de granulação transforma-se em um calo mole fibrocartilaginoso, que proporciona à fratura uma estrutura estável e semirrígida
               • À medida que o tecido de granulação se torna mais denso, os condroblastos diferenciam-se do revestimento periosteal, e a matriz cartilaginosa recém produzida invade a periferia do tecido de granulação. O tecido conjuntivo denso e a cartilagem recém formada crescem e cobrem o osso no local de fratura, produzindo um calo mole. O calo ajuda a estabilizar e a unir o osso fraturado
                 • O calo ósseo substitui a fibrocartilagem no local de fratura e possibilita a sustentação de peso.Enquanto o calo está se formando, as células osteoprogenitoras do periósteo dividem-se e diferenciam-se em osteoblastos. Os osteoblastos recém formados começam a depositar osteoide sobre a superfície externa do calo (ossificação intramembranosa) a uma determinada distância da fratura. Essa nova formação de osso progride em direção ao local de fratura até que o novo osso forme uma bainha óssea sobre o calo fibrocartilaginoso.
                   • Os brotamentos osteogênicos do novo osso invadem o calo e começam a depositar osso dentro do calo, substituindo gradualmente o calo fibroso e cartilaginoso original por um calo ósseo. Além disso, há proliferação e diferenciação do endósteo na cavidade medular, e o osso cresce a partir de ambas as extremidades da fratura em direção ao seu centro
                     • A região de junção do osso fraturado, produzida pelos osteoblastos derivados de ambos (periósteo e endósteo), consiste, nesse momento, em osso esponjoso. Do mesmo modo que a formação óssea endocondral normal, esse osso esponjoso é substituído gradualmente por osso lamelar. O calo ósseo tor nase mais sólido e mecanicamente rígido.
                       • O processo de remodelação restaura o formato original do osso.
                         • Embora o calo ósseo seja uma estrutura rígida que confere estabilidade mecânica ao local de fratura, ele não restaura totalmente as propriedades do osso normal. É necessário que ocorra remodelação óssea do calo ósseo para transformar o osso não lamelar recentemente depositado em osso maduro lamelar. Subsequentemente, a cavidade medular óssea precisa ser restaurada. Enquanto o osso compacto está sendo formado, os remanescentes do calo ósseo são removidos pela ação dos osteoclastos, e a remodelação óssea gradual restaura o formato original do osso