osteoide
(matriz ainda não mineralizada), que logo
se mineraliza, englobando alguns osteoblastos que se transformam em osteócitos (Figura 8.12 ).
Como vários desses grupos surgem quase simultaneamente no centro de ossificação, há confluência
das traves ósseas formadas, conferindo ao osso um aspecto esponjoso. Entre as traves formam-se
cavidades que são penetradas por vasos sanguíneos e células mesenquimatosas indiferenciadas, que
darão origem à medula óssea.
Os vários centros de ossificação crescem radialmente, acabando por substituir a membrana
conjuntiva preexistente. A palpação do crânio dos recém-nascidos revela áreas moles – as fontanelas
– onde as membranas conjuntivas ainda não foram substituídas por tecido ósseo.
Figura 8.12
Início da ossificação intramembranosa. Células do mesênquima se tornam arredondadas e formam um blastema no qual, por diferenciação,
originam-se osteoblastos que produzem tecido ósseo primário.
Nos ossos chatos do crânio, principalmente após o nascimento, verifica-se um predomínio
acentuado da formação sobre a reabsorção de tecido ósseo nas superfícies interna e externa. Assim,
formam-se as duas tábuas de osso compacto, enquanto o centro permanece esponjoso (díploe).
A parte da membrana conjuntiva que não sofre ossificação passa a constituir o endósteo e o
periósteo.
Ossificação endocondral
A
ossificação endocondral
tem início sobre uma peça de cartilagem hialina, de forma parecida à
do osso que se vai formar, porém de tamanho menor. Esse tipo de ossificação é o principal
responsável pela formação dos ossos curtos e longos (Figura 8.13 ). A ossificação endocondral
consiste essencialmente em dois processos. Primeiro, a cartilagem hialina sofre modificações,
havendo hipertrofia dos condrócitos, redução da matriz cartilaginosa a finos tabiques, sua
mineralização e a morte dos condrócitos por apoptose. Segundo, as cavidades previamente ocupadas
pelos condrócitos são invadidas por capilares sanguíneos e células osteogênicas vindas do
conjuntivo adjacente. Essas células diferenciam-se em osteoblastos, que depositarão matriz óssea
sobre os tabiques de cartilagem calcificada (Figura 8.14 ). Desse modo, aparece tecido ósseo onde
antes havia tecido cartilaginoso, sem que ocorra a transformação deste tecido naquele; os tabiques de
matriz calcificada da cartilagem servem apenas de ponto de apoio à ossificação (Figura 8.15 ).
A formação dos ossos longos é um processo complexo. O molde cartilaginoso apresenta uma parte
média estreitada e as extremidades dilatadas, correspondendo, respectivamente, à diáfise e às
epífises do futuro osso. O primeiro tecido ósseo a aparecer no osso longo é formado por ossificação
intramembranosa do pericôndrio que recobre a parte média da diáfise (Figura 8.13 ), formando um
cilindro, o
colar ósseo
.
Enquanto se forma o colar ósseo , as células cartilaginosas envolvidas pelo mesmo hipertrofiam
(aumentam de volume), morrem por apoptose e a matriz da cartilagem se mineraliza. Vasos
sanguíneos, partindo do periósteo, atravessam o cilindro ósseo e penetram a cartilagem calcificada,
levando consigo células osteoprogenitoras originárias do periósteo, que proliferam e se diferenciam
em osteoblastos, os quais formam camadas contínuas nas superfícies dos tabiques cartilaginosos
calcificados e iniciam a síntese da matriz óssea que logo se mineraliza. Forma-se, assim, tecido
ósseo primário sobre os restos da cartilagem calcificada. Nos cortes histológicos, distingue-se a
cartilagem calcificada por ser basófila, enquanto o tecido ósseo depositado sobre ela é acidófilo.
O centro de ossificação descrito, que aparece na parte média da diáfise, é chamado de
centro
primário
. Seu crescimento rápido, em sentido longitudinal, ocupa toda a diáfise, que fica, assim,
formada por tecido ósseo (Figura 8.13 ). Esse alastramento do centro primário é acompanhado pelo
crescimento do cilindro ósseo que se formou a partir do pericôndrio e que cresce também na direção
das epífises.
Desde o início da formação do centro primário surgem osteoclastos e ocorre absorção do tecido
ósseo formado no centro da cartilagem, aparecendo, assim, o
canal medular
, o qual também cresce
longitudinalmente à medida que a ossificação progride. À medida que se forma o canal medular,
células sanguíneas, originadas de células hematógenas multipotentes (células-tronco) trazidas pelo
sangue dão origem à medula óssea. As células-tronco hematógenas se fixam no microambiente do
interior dos ossos, onde vão produzir todos os tipos de células do sangue, tanto na vida intrauterina
como após o nascimento (Capítulo 13).
Figura 8.13
Formação de um osso longo a partir de um modelo cartilaginoso. Cartilagem hialina, em roxo; cartilagem calcificada, em vinho e pontilhado; tecido
ósseo, em amarelo. As cinco figuras da fileira horizontal do centro representam cortes transversais da parte média das figuras da fileira superior. Note a formação
do cilindro (ou colar) ósseo na parte média do modelo de cartilagem hialina, onde se inicia o processo de ossificação. O desenho mostra que a fusão da diáfise com
as epífises, que determina a parada do crescimento do osso, ocorre em momentos diferentes, no mesmo osso. (Adaptada e reproduzida, com autorização, de
Bloom W, Fawcett DW: A Textbook of Histology, 9
th
ed. Saunders, 1968.)
Figura 8.14
Fotomicrografia de ossificação endocondral. Note os restos de matriz cartilaginosa calcificada (roxo-escuro) envoltos por tecido ósseo que aparece
com uma coloração clara. O tecido ósseo recém-formado está circundado por osteoblastos. Na matriz do tecido ósseo podem ser observados diversos osteócitos
(setas). (Pararrosanilina e azul de toluidina. Médio aumento.)
Mais tarde, formam-se os
centros secundários de ossificação
(Figura 8.13 ), um em cada epífise,
porém não simultaneamente. Esses centros são semelhantes ao centro primário da diáfise, mas seu
crescimento é radial em vez de longitudinal. A porção central do osso formado nos centros
secundários (nas epífises) também contém medula óssea.
Quando o tecido ósseo formado nos centros secundários ocupa as epífises, o tecido cartilaginoso
torna-se reduzido a dois locais: a cartilagem articular, que persistirá por toda a vida e não contribui
para a formação de tecido ósseo (Figura 8.15 ), e a cartilagem de conjugação ou disco epifisário
(Figuras 8.15 e 8.16 ). Esta é constituída por um disco cartilaginoso que não foi penetrado pelo osso
em expansão e que será responsável, de agora em diante, pelo crescimento longitudinal do osso. A
cartilagem de conjugação fica entre o tecido ósseo das epífises e o da diáfise. Seu desaparecimento
por ossificação, aproximadamente aos 20 anos de idade, determina a parada do crescimento
longitudinal dos ossos.
Figura 8.15
Desenho esquemático que mostra a estrutura tridimensional das espículas ósseas do disco epifisário que, na realidade, são paredes, aparecendo
como espículas nos cortes histológicos (desenho de cima). Cartilagem hialina, em roxo; cartilagem calcificada, em vinho; tecido ósseo, em amarelo. No desenho de cima
está indicada a localização da região representada em três dimensões no destaque. (Adaptada e reproduzida, com autorização, de Ham AW: Histology, 6
th
ed.
Lippincott, 1969.)
Na cartilagem de conjugação, começando ao lado da epífise, distinguem-se as cinco zonas (Figura
8.16 ):
Zona de repouso
: na qual existe cartilagem hialina sem qualquer alteração morfológica
Zona de cartilagem seriada ou de proliferação
: na qual os condrócitos dividem-se rapidamente e
formam fileiras ou colunas paralelas de células achatadas e empilhadas no sentido longitudinal do
osso
Zona de cartilagem hipertrófica
: zona que apresenta condrócitos muito volumosos, com depósitos
citoplasmáticos de glicogênio e lipídios. A matriz fica reduzida a tabiques delgados, entre as
células hipertróficas. Os condrócitos entram em apoptose
Zona de cartilagem calcificada
: zona em que ocorre a mineralização dos delgados tabiques de
matriz cartilaginosa e termina a apoptose dos condrócitos
Zona de ossificação
: zona em que aparece tecido ósseo. Capilares sanguíneos e células
osteoprogenitoras originadas do periósteo invadem as cavidades deixadas pelos condrócitos
mortos. As células osteoprogenitoras se diferenciam em osteoblastos, que formam uma camada
contínua sobre os restos da matriz cartilaginosa calcificada. Sobre esses restos de matriz
cartilaginosa, os osteoblastos depositam a matriz óssea (Figuras 8.17 a 8.19 ).
Figura 8.16
Fotomicrografia do disco epifisário, que mostra as cinco zonas, as alterações que têm lugar na cartilagem e a formação de tecido ósseo.
(Pararrosanilina e azul de toluidina. Pequeno aumento.)
A matriz óssea calcifica-se e aprisiona osteoblastos, que se transformam em osteócitos. Desse
modo, formam-se as espículas ósseas, com uma parte central de cartilagem calcificada e uma parte
superficial de tecido ósseo primário (Figura 8.14 ). As espículas receberam esse nome em razão do
seu aspecto nos cortes histológicos. Na verdade, elas representam cortes de paredes delimitando
cavidades alongadas, conforme mostra a Figura 8.15 .
Não existe ainda uma hipótese para o mecanismo de calcificação que seja universalmente aceita.
Sabe-se que a calcificação começa pela deposição de sais de cálcio sobre as fibrilas colágenas, um
processo que parece ser induzido por proteoglicanos e glicoproteínas da matriz. A deposição dos
sais de cálcio é também influenciada pela concentração desses minerais em vesículas do citoplasma
dos osteoblastos. Essas vesículas são expelidas para a matriz (
vesículas da matriz
). Além disso,
existe ainda a participação da enzima fosfatase alcalina, sintetizada pelos osteoblastos.
Figura 8.17
Fotomicrografia de uma parte do disco epifisário, que mostra alguns detalhes da ossificação endocondral. A matriz da cartilagem rica em colágeno
tipo II cora-se em roxo e está recoberta por tecido ósseo neoformado, contendo colágeno tipo I (vermelho). Células da medula óssea hematógena e células
adiposas preenchem o espaço entre as traves ósseas. (Picrosirius-hematoxilina. Médio aumento.)
Para saber mais
Crescimento dos ossos
O crescimento dos ossos consiste na formação de tecido ósseo novo, associada à reabsorção parcial de tecido já
formado; deste modo, os ossos conseguem manter sua forma enquanto crescem.
Os ossos chatos crescem por formação do tecido ósseo pelo periósteo situado entre as suturas e na face externa do
osso, enquanto ocorre reabsorção na face interna. Sendo extremamente plástico, o tecido ósseo responde, por exemplo,
ao crescimento do encéfalo, formando uma caixa craniana do tamanho adequado. Havendo deficiência no crescimento
do encéfalo, a caixa craniana será pequena. Em contrapartida, nas crianças com hidrocefalia, por exemplo, cujo encéfalo
é muito volumoso, a caixa craniana é também muito maior do que o normal.
Nos adultos também existe remodelação dos ossos, um processo fisiológico que ocorre simultaneamente em
diversas partes do esqueleto. Nesse caso a remodelação não está relacionada com o crescimento e é muito mais lenta.
Estima-se que a remodelação nas crianças pequenas seja 200 vezes mais rápida do que nos adultos.
Nos ossos longos, as epífises aumentam de tamanho em razão do crescimento radial da cartilagem, acompanhado
por ossificação endocondral. A diáfise cresce em extensão pela atividade dos discos epifisários e, em espessura, pela
formação de tecido ósseo na superfície externa da diáfise, com reabsorção na superfície interna. Esta reabsorção
interna aumenta o diâmetro do canal medular.
Apesar da sua resistência às pressões e da sua rigidez, o tecido ósseo é muito plástico, sendo capaz de remodelar
sua estrutura interna em resposta a modificações nas forças a que está submetido.
Figura 8.18
Ossificação endocondral. Na região superior da trabécula é possível observar uma fileira de osteoblastos com citoplasma fortemente basófilo, o
que está de acordo com a atividade dessas células produtoras de proteínas, principalmente colágeno tipo I. A seta aponta um osteoblasto recentemente capturado
pela matriz. Entre a camada de osteoblastos e a matriz mineralizada existe uma faixa clara de matriz ainda não mineralizada, denominada osteoide.
(Pararrosanilina e azul de toluidina. Médio aumento.)
Figura 8.19
Corte da extremidade de um osso longo, mostrando a epífise, o disco epifisário e o tecido ósseo recentemente formado. (Coloração pelo picrosirius.
Fotomicrografia com luz polarizada. Pequeno aumento.)
Figura 8.20
Os desenhos esquemáticos mostram o processo de reparação da fratura, por formação de novo tecido ósseo a partir do endósteo e do periósteo.
Histologia aplicada
Plasticidade do tecido ósseo alveolar
A posição dos dentes na arcada dentária pode ser modificada por pressões laterais exercidas por aparelhos
ortodônticos. Ocorrem reabsorção óssea no lado em que a pressão da raiz do dente atua sobre o osso alveolar e
neoformação óssea no lado oposto, que está sujeito a uma tração por meio do ligamento periodontal (ver Capítulo 15).
Desse modo, o dente é deslocado na arcada dentária, à medida que o osso alveolar é remodelado. Este é um exemplo
da plasticidade do tecido ósseo, apesar das características de rigidez desse tecido.
Outro exemplo são as fraturas nos ossos longos de crianças. Quando os dois pedaços do osso não são ajustados
perfeitamente, o defeito é corrigido durante o crescimento da criança, pela remodelação do tecido ósseo com
neoformação e reabsorção coordenadas de tal modo que a forma do osso é reconstituída com sucesso.
Consolidação das fraturas
Nos locais de fratura óssea, ocorre hemorragia, pela lesão dos vasos sanguíneos, destruição de matriz e morte de
células ósseas.
Para que a reparação se inicie, o coágulo sanguíneo e os restos celulares e da matriz devem ser removidos pelos
macrófagos. O periósteo e o endósteo próximos à área fraturada respondem com intensa proliferação, formando um
tecido muito rico em células osteoprogenitoras que constitui um colar em torno da fratura e penetra entre as
extremidades ósseas rompidas (Figura 8.20 A e B). Nesse anel ou colar conjuntivo, bem como no conjuntivo que se
localiza entre as extremidades ósseas fraturadas, surge tecido ósseo primário ou imaturo, tanto pela ossificação
endocondral de pequenos pedaços de cartilagem que aí se formam, como também por ossificação intramembranosa.
Podem, pois, ser encontradas no local de reparação, ao mesmo tempo, áreas de cartilagem, áreas de ossificação
intramembranosa e áreas de ossificação endocondral. Esse processo evolui de modo a aparecer, após algum tempo,
um
calo ósseo
que envolve a extremidade dos ossos fraturados. O calo ósseo é constituído por tecido ósseo imaturo
que une provisoriamente as extremidades do osso fraturado (Figura 8.20 C).
As trações e pressões exercidas sobre o osso durante a reparação da fratura, e após o retorno do paciente a suas
atividades normais, causam a remodelação do calo ósseo e sua completa substituição por tecido ósseo secundário ou
lamelar (Figura 8.20 D). Se essas trações e pressões forem idênticas às exercidas sobre o osso antes da fratura, a
estrutura do osso voltará a ser a mesma que existia anteriormente. Ao contrário dos outros tecidos conjuntivos, o tecido
ósseo, apesar de ser rígido, consolida-se sem a formação de cicatriz.
Para saber mais
Papel metabólico do tecido ósseo
O esqueleto contém 99% do cálcio do organismo e funciona como uma reserva desse íon, cuja concentração no
sangue (calcemia) deve ser mantida constante, para o funcionamento normal do organismo.
Há um intercâmbio contínuo entre o cálcio do plasma sanguíneo e o dos ossos. O cálcio absorvido da alimentação e
que faria aumentar a concentração sanguínea desse íon é depositado rapidamente no tecido ósseo, e, inversamente, o
cálcio dos ossos é mobilizado quando sua concentração diminui no sangue.
Existem dois mecanismos de mobilização do cálcio depositado nos ossos. O primeiro é a simples transferência dos
íons dos cristais de hidroxiapatita para o líquido intersticial, do qual o cálcio passa para o sangue. Esse mecanismo,
puramente físico, é favorecido pela grande superfície dos cristais de hidroxiapatita e ocorre principalmente no osso
esponjoso. As lamelas ósseas mais jovens pouco calcificadas, que existem mesmo no osso adulto, devido à
remodelação contínua, são as que recebem e cedem Ca
2+
com maior facilidade. Essas lamelas são mais importantes
na manutenção da calcemia do que as lamelas antigas, muito calcificadas e cujos papéis principais são de suporte e
proteção.
O segundo mecanismo da mobilização do cálcio é de ação mais lenta e se deve a ação do hormônio da paratireoide,
ou
paratormônio
, sobre o tecido ósseo. Este hormônio causa um aumento no número de osteoclastos e reabsorção da
matriz óssea, com liberação de fosfato de cálcio e aumento da calcemia. A concentração de (PO
4
)
3–
não aumenta no
sangue, porque o próprio paratormônio acelera a excreção renal de íons fosfato. O paratormônio atua sobre receptores
localizados nos osteoblastos. Em resposta a esse sinal, os osteoblastos deixam de sintetizar colágeno e iniciam a
secreção do
fator estimulador dos osteoclastos
.
Outro hormônio, a
calcitonina
, produzido pelas células parafoliculares da tireoide, inibe a reabsorção da matriz e,
portanto, a mobilização do cálcio. A calcitonina tem um efeito inibidor sobre os osteoclastos.
Histologia aplicada
Importância do cálcio na alimentação
Como a concentração de cálcio no sangue e nos tecidos deve ser mantida constante, a carência alimentar deste
mineral causa descalcificação dos ossos, que se tornam mais transparentes aos raios X e predispostos a fraturas. A
descalcificação óssea pode também ser devida a uma produção excessiva de paratormônio (hiperparatireoidismo), o
que provoca intensa reabsorção óssea, aumento de Ca
2+
e (PO
4
)
3–
no sangue, bem como deposição anormal de sais
de cálcio em vários órgãos, principalmente nos rins e na parede das artérias.
O oposto ocorre na
osteopetrose
, doença causada por defeito nas funções dos osteoclastos, com superprodução de
tecido ósseo muito compactado e rígido. A osteopetrose causa obliteração das cavidades que contêm medula óssea
formadora de células do sangue, resultando em anemia e deficiência em leucócitos (glóbulos brancos), o que reduz a
resistência dos pacientes às infecções.
Efeitos de deficiências nutricionais
O tecido ósseo é sensível a diversos fatores nutricionais, principalmente durante a fase de crescimento.
A deficiência de cálcio leva a uma calcificação incompleta da matriz orgânica produzida. A deficiência de cálcio pode
decorrer da carência desse mineral nos alimentos ou da falta do pró-hormônio vitamina D, que é importante para a
absorção dos íons Ca
2+
e (PO
4
)
3–
pelo intestino delgado.
Na criança, a deficiência de cálcio causa o
raquitismo
. Nesta doença a matriz óssea não se calcifica normalmente, de
modo que as espículas ósseas formadas pelo disco epifisário se deformam, por não suportarem as pressões normais
exercidas sobre elas pelo peso corporal e pela ação muscular. Em consequência, os ossos não crescem normalmente
e as extremidades dos ossos longos se deformam.
No adulto, a falta de cálcio leva à
osteomalacia
, que se caracteriza pela calcificação deficiente da matriz óssea
neoformada e descalcificação parcial da matriz já calcificada, com a consequente fragilidade óssea. Porém, como no
adulto não mais existem as cartilagens de conjugação, não ocorrem as deformações dos ossos longos nem o atraso do
crescimento, característicos do raquitismo.
Hormônios que atuam nos ossos
Além do hormônio das paratireoides e da calcitonina produzida pela tireoide, ambos já mencionados, diversos outros
hormônios atuam no tecido ósseo.
A parte anterior da hipófise produz o hormônio do crescimento, que estimula o crescimento em geral, tendo efeito
particularmente acentuado sobre a cartilagem epifisária. Todavia, os efeitos desse hormônio não são diretos. Ele
estimula certos órgãos, principalmente o fígado, a sintetizar polipeptídios denominados
somatomedinas
, que têm efeito
sobre o crescimento. A falta desse hormônio durante o crescimento produz o
nanismo hipofisário
. Sua produção
excessiva, como ocorre em alguns tumores da hipófise, causa o
gigantismo
, em crianças, e a
acromegalia
, quando
aparece em adultos. No gigantismo há um desenvolvimento excessivo do comprimento dos ossos longos. No adulto,
como o excesso de hormônio do crescimento atua quando já não existem mais as cartilagens epifisárias, os ossos não
podem crescer em comprimento, mas crescem em espessura (crescimento perióstico), dando origem à acromegalia ,
condição em que os ossos, principalmente os longos, tornam-se muito espessos.
Os hormônios sexuais, tanto masculino (testosterona) como feminino (estrógenos), têm um efeito complexo sobre os
ossos, sendo, de um modo geral, estimuladores da formação de tecido ósseo. Esses hormônios influem sobre o
aparecimento e o desenvolvimento dos centros de ossificação. A maturação sexual precoce, causada por tumores que
secretam hormônios sexuais, retarda o crescimento corporal, pois, nestes casos, a cartilagem epifisária é substituída
precocemente por tecido ósseo. Nos casos de desenvolvimento deficiente das gônadas ou de castração de animais em
crescimento, as cartilagens epifisárias permanecem por período mais longo, de modo que o animal alcança um tamanho
acima do normal.
Baixa concentração de estrógenos é ainda a principal causa da
osteoporose
. Nesta doença os ossos se tornam
menos resistentes, mas a causa não é a deficiência nutricional de cálcio nem de vitamina D. Na osteoporose a
concentração de cálcio na matriz orgânica é normal, mas a quantidade de tecido ósseo é menor, e o osso apresenta
amplos canais de reabsorção. Esta condição, que pode aparecer em pacientes imobilizados e em pessoas idosas,
principalmente mulheres após a menopausa, decorre de um desequilíbrio na remodelação dos ossos, com predomínio
da reabsorção sobre a neoformação de tecido ósseo. Tal condição pode ser revertida com a suplementação de cálcio e
vitamina D e principalmente por meio da reposição de estrógenos.
A deficiência no hormônio da tireoide, em crianças, causa o
cretinismo
, caracterizado por retardamento mental e
nanismo. Na deficiência do hormônio da tireoide ocorre diminuição na produção de hormônio do crescimento pela
hipófise. Além disso, o hormônio da tireoide potencializa os efeitos do hormônio do crescimento sobre os tecidos. Foi
observado, em camundongos adultos, que o sistema nervoso central participa da regulação da remodelação do tecido
ósseo. Esse mecanismo regulador envolve a participação do hormônio
leptina
, produzido pelo tecido adiposo, e pode ser
a explicação para o fato de que os ossos das pessoas obesas têm maior massa e maior concentração de sais de
cálcio.
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