Tecido ósseo: características, estrutura, formação e crescimento

O tecido ósseo é um que consiste ossos. Osso, juntamente com esmalte e dentina, são as substâncias mais difíceis no corpo dos animais. Os ossos formam as estruturas que protegem os órgãos vitais: o cérebro é protegido pelo crânio, a medula espinhal pela espinha e o coração e os pulmões pela caixa torácica.

Os ossos também servem como “alavancas” para os músculos que são inseridos neles, multiplicando a força que esses músculos geram durante a execução dos movimentos. A rigidez proporcionada pelo osso permite a locomoção e o suporte das cargas contra a gravidade.

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Células do tecido ósseo (Fonte: OpenStax College [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

O osso é um tecido vivo dinâmico que muda constantemente e essas mudanças são estimuladas pela pressão e tensões às quais esse tecido está sujeito. Por exemplo, a pressão estimula a reabsorção (destruição) e a tensão pode estimular a formação de novo osso.

Os ossos constituem o principal depósito de cálcio e fósforo no organismo: quase 99% do cálcio total no corpo humano é armazenado no tecido ósseo.A massa óssea total varia ao longo da vida de um animal. Durante a fase de crescimento, a formação óssea supera a reabsorção (destruição) e o esqueleto cresce e se desenvolve.

Inicialmente, aumenta seu comprimento e depois sua espessura, atingindo seu máximo entre 20 e 30 anos em humanos. Em adultos (até 50 anos de idade), há um equilíbrio entre a formação óssea e a reabsorção.

Esse equilíbrio é dado por um processo de substituição conhecido como “remodelação óssea” e que afeta 10% a 12% da massa óssea total por ano. Posteriormente, inicia-se um processo degenerativo no qual a reabsorção excede a formação e a massa óssea diminui lentamente.

Características e estrutura

O osso possui uma cavidade central chamada cavidade medular, que abriga a medula óssea, um tecido hematopoiético, ou seja, um tecido formador de células sanguíneas. Essas estruturas são cobertas pelo periósteo, exceto pelas áreas correspondentes às articulações sinoviais.

O periósteo possui uma camada externa de tecido conjuntivo fibroso denso e uma camada interna com células osteogênicas, que são células formadoras de ossos ou células osteoprogenitoras.

A parte central do osso é estofada por uma monocamada de células finas e especializadas do tecido conjuntivo, denominada endostium. O endostium possui células osteoprogenitoras e osteoblastos. O osso assim estofado tem suas células integradas em uma matriz extracelular calcificada [F1] [F2].

As células osteoprogenitoras diferem nos osteoblastos e são responsáveis ​​pela secreção da matriz óssea. Quando cercadas por matriz, essas células são inativadas e são chamadas osteócitos.

Os espaços ocupados pelos osteócitos na matriz são chamados lagoas.

90% da matriz orgânica é formada por fibras de colágeno tipo I, uma proteína estrutural também presente nos tendões e na pele, e o restante é uma substância gelatinosa homogênea chamada substância fundamental.

Osso compacto e esponjoso

As fibras de colágeno da matriz estão dispostas em grandes feixes e, no osso compacto, formam fibras concêntricas em torno dos canais através dos quais fluem vasos sanguíneos e fibras nervosas (canais de Havers). Essas camadas formam cilindros conhecidos como “osteonas” .

Cada osteona é delimitada por uma linha de cimentação formada por uma substância fundamental calcificada com escassas fibras de colágeno e é nutrida pelos vasos que estão nos canais de Havers.

No osso esponjoso, grandes placas ou espículas são formadas e as células são nutridas pela difusão do fluido extracelular do osso para as trabéculas.

Os componentes inorgânicos da matriz constituem cerca de 65% do peso seco do osso e são formados principalmente por cálcio e fósforo, além de alguns elementos como sódio, potássio, magnésio, citrato e bicarbonato, entre outros.

Cálcio e fósforo são encontrados formando cristais de hidroxiapatita [Ca10 (PO4) 6 (OH) 2]. O fosfato de cálcio também é encontrado na forma amorfa.

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Os cristais de hidroxiapatita são dispostos ordenadamente ao longo das fibras de colágeno tipo I, que se sobrepõem concentricamente, o que também faz com que os cristais se sobreponham como tijolos em uma parede.

Formação e crescimento ósseo

Os ossos do crânio são formados por um processo conhecido como “ossificação intramembranosa”. Por outro lado, os ossos longos são modelados primeiro em cartilagem e depois transformados em osso pela ossificação, que começa na diáfise do osso e é chamada de “ossificação endocondral”.

A maioria dos ossos planos se desenvolve e cresce por formação e ossificação intramembranar do osso. Esse processo ocorre no tecido mesenquimal altamente vascularizado, no qual as células mesenquimais diferem nos osteoblastos que começam a produzir matriz óssea.

É assim que se forma uma rede de espículas e trabéculas, cujas superfícies são preenchidas por osteoblastos. Essas regiões da osteogênese inicial são chamadas de centro de ossificação primário. Assim, o osso primário é formado com fibras de colágeno orientadas aleatoriamente.

Então ocorre a calcificação e os osteoblastos presos na matriz se tornam osteócitos, cujas extensões dão origem a canalículos. Como as redes trabeculares são formadas como uma esponja, o tecido conjuntivo vascular está dando origem à medula óssea.

A adição de trabéculas periféricas aumenta o tamanho do osso. No osso occipital (um osso craniano na área posterior) existem vários centros de ossificação que se fundem para formar um único osso.

Nos recém-nascidos, as fontanelas entre os ossos frontal e parietal são áreas de ossificação que ainda não se fundiram.

Formação óssea compacta

As regiões do tecido mesenquimal que permanecem não classificadas nas porções interna e externa formarão o periósteo e o endóstio. As áreas do osso esponjoso imediatas ao periósteo e à dura-máter se tornarão ossos compactos e formarão a prancha interna e externa do osso plano.

Durante o crescimento, nos ossos longos, áreas especializadas nas epífises são separadas da diáfise por uma placa de cartilagem muito ativa chamada placa epifisária.

O comprimento do osso aumenta à medida que esta placa deposita um novo osso em cada extremidade do eixo. O tamanho da placa epifisária é proporcional à taxa de crescimento e é afetado por vários hormônios.

Regulamento

Entre os hormônios que modulam essa placa está o hormônio do crescimento (GH) liberado pela glândula pituitária anterior e regulado pelo hormônio liberador do hormônio do crescimento (GRH), produzido pelo hipotálamo e por uma somatomedina, que é um fator de crescimento tipo insulina tipo I (IGF-I) produzido pelo fígado.

Enquanto a taxa de atividade mitótica na zona de proliferação é semelhante à taxa de reabsorção óssea da área, o tamanho da placa epifisária permanece constante e o osso continua a crescer.

Após os 20 anos de idade, a atividade mitótica diminui e a zona de ossificação atinge a área da cartilagem, unindo as cavidades medulares da haste e as epífises.

O crescimento longitudinal do osso termina quando ocorre o fechamento epifisário, ou seja, quando a diáfise se junta à epífise. O fechamento epifisário segue uma sequência temporal ordenada que termina com o último fechamento após a puberdade.

O crescimento da largura do osso longo é produzido pelo crescimento posicional, que é o produto da diferenciação das células osteoprogenitoras da camada interna do periósteo nos osteoblastos que secretam a matriz óssea em direção às áreas subperiosteais da diáfise.

Remodelação óssea

Ao longo da vida de um ser humano, o osso está constantemente mudando através dos processos de formação e reabsorção, ou seja, a destruição do osso antigo e a formação de osso novo.

Nos lactentes, o cálcio sofre uma rotatividade anual de 100%, enquanto nos adultos é de apenas 18% ao ano. Esses processos de reabsorção e formação ou substituição são chamados de remodelação óssea.

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A remodelação começa com a ação dos osteoclastos que destroem o osso e deixam fendas que são então invadidas pelos osteoblastos. Esses osteoblastos secretam a matriz que ossificará e dará origem ao novo osso. Esse ciclo requer, em média, mais de 100 dias.

Em um determinado momento, cerca de 5% de toda a massa óssea esquelética está em remodelação. Isso implica a participação de cerca de dois milhões de unidades de reforma.

Diferenças na remodelação do osso compacto e esponjoso

A taxa anual de remodelação do osso compacto é de 4% e a do osso esponjoso é de 20%.

A diferença entre as taxas de remodelação dos dois tipos de osso é, provavelmente, porque o osso esponjoso está em contato com a medula óssea e é diretamente influenciado pelas células com atividade parácrina da medula óssea.

As células osteoprogenitoras dos ossos compactos, por outro lado, são encontradas nos canais haversianos e nas camadas internas do periósteo, distantes das células da medula óssea e dependem, para o início da remodelação, dos hormônios que chegam pelo sangue.

Muitos são os fatores hormonais e proteínas envolvidos na atividade dos osteoblastos e osteoclastos na remodelação óssea, no entanto, a função de cada um não foi claramente elucidada.

Células ósseas

-Tipos de células ósseas e suas características

As células ósseas são células osteoprogenitoras, osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. Cada uma dessas células tem funções particulares na fisiologia óssea e possui características histológicas distintas.

Osteoblastos, osteócitos e osteoclastos, juntos, formam a unidade de modelagem óssea.

Células osteoprogenitoras ou osteogênicas

Essas células são encontradas na camada interna do periósteo e no endostium. Derivam do mesênquima embrionário e podem dar origem, por diferenciação, a osteoblastos. Sob certas condições de estresse, eles também podem se diferenciar em células condrogênicas.

São células fusiformes com núcleo oval, citoplasma pobre, pouco retículo endoplasmático rugoso (RER) e aparelho de Golgi pouco desenvolvido. Eles possuem ribossomos abundantes e são muito ativos durante o período de crescimento ósseo.

Osteoblastos

Osteoclastos são células derivadas de células osteogênicas. Eles são responsáveis ​​por sintetizar a matriz orgânica do osso, ou seja, colágeno, proteoglicanos e glicoproteínas. Eles estão dispostos em camadas sobrepostas na superfície do osso.

Seu núcleo está localizado no lado oposto da porção secretora, rica em vesículas. Eles têm RER abundante e um aparelho de Golgi bem desenvolvido. Eles têm projeções ou extensões curtas que fazem contato com outros osteoblastos vizinhos. Outras extensões longas os conectam aos osteócitos.

À medida que os osteoblastos secretam a matriz, ela os circunda e, quando os osteoblastos são completamente incluídos na matriz, ou seja, cercados por ela, tornam-se inativos e se tornam osteócitos.

Embora a maioria da matriz óssea seja calcificada, em torno de cada osteoblasto e até de cada osteócito, uma fina camada de matriz óssea não calcificada permanece denominada osteóide e separa essas células da matriz calcificada.

Existem diferentes tipos de receptores na membrana celular dos osteoblastos. Desses receptores, o mais importante é o receptor do hormônio da paratireóide (PTH), que estimula a secreção de um fator estimulador dos osteoclastos que promove a reabsorção óssea.

Os osteoblastos também podem secretar enzimas capazes de remover osteóides e, assim, colocar osteoclastos em contato com a superfície óssea calcificada para iniciar a reabsorção.

Osteócitos

Estas são células derivadas de osteoblastos inativos e são chamadas células ósseas maduras. Eles estão alojados nas lagoas mencionadas da matriz óssea calcificada. Existem entre 20.000 a 30.000 osteócitos por milímetro cúbico de osso.

Das lagoas, os osteócitos irradiam extensões citoplasmáticas que as unem, formando junções intersticiais através das quais íons e pequenas moléculas podem ser trocadas entre as células.

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Osteócitos são células achatadas, com núcleos planos e poucas organelas citoplasmáticas. Eles são capazes de secretar substâncias antes de estímulos mecânicos que causam tensão no osso (mecanismo de transdução).

O espaço ao redor dos osteócitos nas lagoas é chamado de espaço periosteócito e é preenchido com fluido extracelular na matriz não calcificada. Estima-se que a área da superfície das paredes dos periósteócitos seja de cerca de 5000m2 e abrigue um volume de cerca de 1,3 litros de fluido extracelular.

Este líquido é exposto a cerca de 20 g de cálcio trocável que pode ser reabsorvido na corrente sanguínea pelas paredes desses espaços, o que contribui para a manutenção dos níveis de cálcio no sangue.

Osteoclastos

Essas células são derivadas das mesmas células progenitoras que os macrófagos teciduais e monócitos circulantes; estes são encontrados na medula óssea e são células progenitoras de granulócitos e macrófagos (GM-UFC).

A mitose dessas células progenitoras é estimulada pelos fatores estimulantes das colônias de macrófagos e na presença de ossos, os referidos precursores fundem e formam células multinucleadas.

Um osteoclasto é uma célula grande, multinucleada e móvel. Mede cerca de 150μm de diâmetro e pode ter até 50 núcleos. Possui uma área basal onde os núcleos e organelas se encontram, uma borda em contato com o osso calcificado, áreas periféricas limpas à borda da escova e uma área vesicular.

A principal função dessas células é a reabsorção óssea. Quando exercem sua função, sofrem apoptose (morte celular programada) e morrem. Para iniciar o processo de reabsorção óssea, o osteoclasto adere ao osso através de proteínas chamadas integrinas.

Em seguida, as bombas de prótons que são ATPases dependentes de H +, movem-se dos endossomos para a membrana com borda em escova e acidificam o meio até que o pH caia para aproximadamente 4.

A hidroxiapatita se dissolve nesse pH e as fibras de colágeno são degradadas por proteases ácidas também secretadas por essas células. Os produtos finais da digestão da hidroxiapatita e do colágeno são endocitados dentro do osteoclasto e depois liberados no fluido intersticial para serem subsequentemente eliminados na urina.

Tipos de tecido ósseo (tipos de osso)

Como você deve ter notado no texto, existem dois tipos de tecido ósseo, a saber: osso compacto ou cortical e osso trabecular ou esponjoso.

O primeiro constitui 80% da massa óssea total e é encontrado nas diáfises dos ossos longos, que são as partes tubulares dispostas entre as duas extremidades (epífise) dos ossos.

O segundo tipo de osso é característico dos ossos do esqueleto axial, como as vértebras, os ossos do crânio, a pelve e as costelas. Também é encontrado no centro dos ossos longos. Forma 20% da massa óssea total e é de vital importância para a regulação do metabolismo do cálcio.

Referências

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