Osso é um tipo especializado de tecido conjuntivo. Tem um aspecto histológico único, que lhe permite desempenhar as suas numerosas funções:
- Hematopoiese – formação de células sanguíneas a partir de células estaminais hematopoiéticas encontradas na medula óssea.
- Armazenamento de lípidos e minerais – o osso é um reservatório que contém tecido adiposo dentro da medula óssea e cálcio dentro dos cristais de hidroxiapatite.
- Suporte – os ossos formam a estrutura e forma do corpo.
- Protecção – especialmente o esqueleto axial que envolve os principais órgãos do corpo.
Neste artigo, vamos olhar para a ultraestrutura do osso – os seus componentes, estrutura e desenvolvimento. Também examinaremos como a doença pode afectar a sua estrutura.
Componentes do osso
Osso é uma forma especializada de tecido conjuntivo. Como qualquer tecido conjuntivo, os seus componentes podem ser divididos em componentes celulares e a matriz extracelular.
Componentes Celulares
Fig 1.0 – Componentes celulares do osso e suas funções.Existem três tipos de células no osso:
- Osteoblastos – Sintetiza a matriz extracelular não calcificada/unmineralizada chamada osteóide. Posteriormente, esta será calcificada/mineralizada para formar osso.
- Osteócitos – À medida que os osteoblastos mineralizam, os osteoblastos ficam enterrados entre as lamelas nas lacunas onde amadurecem em osteócitos. Em seguida, monitoram os minerais e proteínas para regular a massa óssea.
- Osteoclastos – Derivados dos monócitos e reabsorvem o osso através da liberação de íons H+ e enzimas lisossômicas. São células grandes e multinucleadas.
O equilíbrio da atividade osteoblasta com a osteoclasta é crucial na manutenção da integridade estrutural do tecido. Também desempenha um papel em condições como a osteoporose.
Matriz extracelular
A matriz extracelular (ECM) refere-se às moléculas que fornecem suporte bioquímico e estrutural às células.
O ECM do osso é altamente especializado. Além do colágeno e das proteínas associadas normalmente encontradas no tecido conjuntivo, o osso é impregnado com sais minerais, em particular cristais de hidroxiapatita de cálcio. Estes cristais associam-se com as fibras de colagénio, tornando o osso duro e forte. Esta matriz está organizada em numerosas camadas finas, conhecidas como lamelas.
Estrutura do osso
O microscópio, o osso pode ser dividido em dois tipos:
- Osso tecido (osso primário) – Aparece em desenvolvimento embrionário e reparação da fractura, uma vez que pode ser colocado rapidamente. É constituído por osteóide (ECM não mineralizado), com as fibras de colagénio dispostas aleatoriamente. É uma estrutura temporária, logo substituída por osso lamelar maduro.
- Osso lamelar (osso secundário) – O osso do esqueleto adulto. É constituído por folhas de osteóide mineralizado altamente organizado. Esta estrutura organizada torna-o muito mais forte do que o osso tecido. O próprio osso lamelar pode ser dividido em dois tipos – compacto e esponjoso.
Em ambos os tipos de osso, a superfície externa é coberta por uma camada de tecido conjuntivo, conhecido como periósteo. Uma camada semelhante, o endósteo alinha as cavidades dentro do osso (como o canal medular, o canal de Volkmann e os espaços ósseos esponjosos).
Osso lamelar pode ser dividido em dois tipos. O exterior é conhecido como osso compacto – este é denso e rígido. As camadas internas do osso são marcadas por muitas cavidades interligadas e é chamado de osso esponjoso.
Fig 1.1 – Micrografia do osso compacto. Observe a disposição em torno de um único canal de Haversian.Osso compacto
Osso compacto forma a ‘concha’ externa do osso. Neste tipo de osso, as lamelas estão organizadas em círculos concêntricos, que circundam um canal vertical de Haversian (que transmite pequenos vasos neurovasculares e linfáticos). Toda esta estrutura é chamada de osteon e é a unidade funcional do osso.
Os canais de Haversian são conectados pelos canais horizontais de Volkmann – estes contêm pequenos vasos que anastomose (unem-se) com as artérias dos canais de Haversian. Os canais de Volkmann também transmitem vasos sanguíneos a partir do periósteo.
Osteócitos estão localizados entre as lamelas, dentro de pequenas cavidades (conhecidas como lacunas). As lacunas estão interligadas por uma série de túneis interligados, chamados canaliculi.
Osso esponjoso
Osso esponjoso compõe o interior da maioria dos ossos e está localizado profundamente até ao osso compacto. Ele contém muitos espaços grandes – o que lhe dá uma aparência de favo de mel.
A matriz óssea consiste de uma rede 3D de colunas finas, que se cruzam para formar trabéculas irregulares. Isto produz um osso leve, poroso, que é forte contra linhas multidirecionais de força. A leveza proporcionada ao osso esponjoso é crucial para permitir o movimento do corpo. Se o único tipo de osso fosse compacto, seria demasiado pesado para se mobilizar.
Os espaços entre trabéculas são frequentemente preenchidos com medula óssea. A medula amarela contém adipócitos e a medula vermelha é constituída por células estaminais hematopoiéticas.
Este tipo de osso não contém nenhum canal de Volkmann ou Haversian.
Fig 1.2 – Estrutura do osso maduro. Observe a diferente estrutura dos tipos de osso compacto e esponjoso.Ossificação e Remodelação
Ossificação é o processo de produção de osso novo. Ocorre através de um de dois mecanismos:
- Ossificação endocondral – onde a cartilagem hialina é substituída por osteoblastos secretores de osteóide. O fémur é um exemplo de um osso que sofre ossificação endocondral.
- Ossificação intramembranosa – Onde o tecido mesenquimal (embrionário) é condensado em osso. Este tipo de ossificação forma ossos planos, como o osso temporal e a escápula.
Em ambos os mecanismos, o osso primário é inicialmente produzido. Posteriormente é substituído pelo osso secundário maduro.
Remodelação
Osso é um tecido vivo e, como tal, é constantemente remodelado. Este é o processo pelo qual o tecido ósseo maduro é reabsorvido, e um novo tecido ósseo é formado. É realizado pelo componente celular do osso.
Osteoclastos quebram o osso através de um cone de corte. Os nutrientes são reabsorvidos, e os osteoblastos estabelecem um novo osteóide. A remodelação ocorre principalmente em locais de stress e danos, fortalecendo as áreas afectadas.
Pertinência Clínica – Distúrbios do Osso
Osso tem uma estrutura histológica única, que é necessária para o desempenho das suas funções. Alterações desta estrutura, secundárias à doença, podem dar origem a várias condições clínicas.
Osteogénese imperfeita é uma condição em que existe uma síntese anormal de colagénio a partir dos osteoblastos. As características clínicas incluem ossos frágeis, deformidades ósseas e esclerose azul. É uma doença rara e genética em etiologia, com um padrão de herança autossômico dominante. A fragilidade dos ossos predispõe à fractura, o que tem uma importância médico-legal, pois em crianças pode ser confundido com lesão deliberada.
Osteoporose refere-se a uma diminuição da densidade óssea, reduzindo a sua integridade estrutural. Isto é produzido pela atividade osteoclasta (reabsorção óssea) que supera a atividade osteoblasta (produção óssea). Os ossos são frágeis e com um risco aumentado de fractura. Existem três tipos:
- Type 1: Osteoporose pós-menopausa – Desenvolve-se nas mulheres após a menopausa, devido à diminuição da produção de estrogénios. O estrogênio protege contra a osteoporose, aumentando o osteoblasto e diminuindo a atividade osteoclasta.
- Tipo 2: Osteoporose senil – Geralmente ocorre acima dos 70 anos de idade.
- Tipo 3: Osteoporose secundária – Onde a osteoporose ocorre devido a doença coexistente (por exemplo, insuficiência renal crônica).
Os fatores de risco incluem idade, sexo, dieta (vitamina D e cálcio), etnia, tabagismo e imobilidade. É geralmente gerido por bisfosfonatos que são tomados por osteoclastos, fazendo com que fiquem inactivos e sofram apoptose. Isto limita a degradação dos ossos.
Fig 1.3 – Radiografia de uma criança afetada por raquitismo.Rickets é deficiência de vitamina D ou de cálcio em crianças com ossos em crescimento. Isto significa que o osteoide mineraliza mal e permanece maleável. As placas epifisárias de crescimento podem então ficar distorcidas sob o peso do corpo, podendo levar a deformidades esqueléticas.
Osteomalácia é uma deficiência de vitamina D ou cálcio em adultos com ossos remodelados. Aqui a osteoide estabelecida pelos osteoblastos é pouco mineralizada, levando a ossos cada vez mais fracos, aumentando sua susceptibilidade à fratura.
Nota: A deficiência de vitamina D pode ser devida a uma dieta pobre, falta de luz solar ou um distúrbio metabólico. Por exemplo, a insuficiência renal pode interferir com a segunda hidroxilação da vitamina D ou um distúrbio intestinal pode impedir uma absorção suficiente. A deficiência de cálcio pode ser causada por uma dieta ou por um baixo teor de vitamina D. D.