FMRP-USP ============================================================= CONCEITO E FUNÇÕES DO ESQUELETO

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1 OSTEOLOGIA - GENERALIDADES Prof. José A. Thomazini FMRP-USP ============================================================= CONCEITO E FUNÇÕES DO ESQUELETO Os ossos articulados constituem o esqueleto do corpo. Pôr este conceito, o esqueleto compreende os ossos e suas articulações, as cartilagens costais e o osso hióide que não se articula com nenhum outro osso. O esqueleto adulto e maduro possui aproximadamente 206 ossos, não incluindo os inconstantes, distribuídos em Esqueleto Axial que engloba os ossos e articulações da cabeça, coluna vertebral e do tórax (Fig. V-1) e Esqueleto Apendicular representado pelos ossos e articulações dos membros superior e inferior. (Fig.V-2). (Figura V-1. Ossos do esqueleto axial). (Figura V-2. Ossos do esqueleto Apendicular). O esqueleto cumpre uma série de funções como: participar da sustentação do corpo; permitir movimentos articulados de segmentos do corpo ou de parte deles; dar inserção aos músculos, funcionando como alavancas que ampliam a ação muscular; dar proteção a órgãos como o encéfalo na caixa craniana e a medula na coluna vertebral; produzir células sangüíneas na medula óssea; funcionar como reserva de cálcio e fósforo para o organismo. 1

2 Neste capítulo estudaremos os ossos de uma maneira geral. Cada osso e articulação, em particular, serão estudados com o segmento a que pertencem, tanto no seu aspecto anatômico como funcional. ESTUDO DOS OSSOS O estudo dos ossos é feito em ossos de cadáveres e no indivíduo vivo. Os ossos de cadáveres apresentados para estudo (Fig. V-3) são submetidos a tratamentos diversos e pôr isto são chamados de macerados nos quais o tratamento remove as partes moles (periósteo, cartilagens articulares e restos de inserção muscular). No osso macerado inteiro estuda-se sua conformação externa e no osso macerado e serrado estuda-se sua arquitetura. Os esqueletos são montados com ossos macerados que são artificialmente articulados; de fixados, que são ossos retirados de cadáveres previamente fixados e que conservam suas partes moles; e de descalcificados que são ossos submetidos a um tratamento (geralmente um ácido forte), que remove os sais minerais tornando-os maleáveis e flexiveis. O exame dos ossos no vivo é feito pela palpação e pela radiologia. A palpação, naturalmente, restringe-se aos ossos que estão próximos à superfície corporal como a tíbia, a clavícula, a extremidade distal do antebraço e outros tantos mais. (Figura V-3. Ossos para estudo: A- macerado; B- fixado; C- descalcificado). A radiologia constitui o melhor método de exploração dos ossos em indivíduos vivos. Usando um esqueleto ou osso serrado como modelo, o estudante pode estudar, em uma radiografia, toda a arquitetura de um osso. Radiografias de determinadas partes do esqueleto permitem inferir sobre a idade, sexo, saúde, doença, carências alimentares e postura de um indivíduo. OSSO COMO ÓRGÃO VIVO O estudo dos ossos, através das técnicas referidas, reflete apenas um aspecto estático dos mesmos, isto é, do osso morto e tratado do cadáver ou em um instantâneo do osso vivo quando 2

3 da tomada da radiografia. Como outros órgãos, o osso é um órgão vivo que possui uma vascularização e inervação próprias, além de um metabolismo extremamente ativo. O osso vivo está em constante remodelação, adaptando-se às condições de seu crescimento, da solicitação mecânica dos músculos e da postura, além de remodelar-se após uma fratura. O osso responde a muitos fatores como nutrição, doença, hormônios e alterações bioquímicas do meio interno. Só o fato de participar do mecanismo de manutenção dos níveis de cálcio e fósforo sangüíneo, realizado pôr hormônios que depositam e retiram estes íons do osso, reflete a grande atividade do órgão. A solicitação mecânica do osso é essencial para mantê-lo vivo e hígido. As cargas mecânicas estimulam a deposição e reabsorção de tecido ósseo. Ossos quando imobilizados, para tratamento, pôr paralisia de segmentos, pôr vida sedentária ou pôr velhice tendem a atrofiar-se e o processo chama-se osteoporose. CONSTITUIÇÃO DOS OSSOS Os ossos são constituídos de tecido ósseo, periósteo, endósteo, cartilagens articulares, medula óssea, cavidade medular e cartilagem de conjugação, estas duas últimas só existentes nos ossos longos. TECIDO ÓSSEO. O tecido ósseo possui células (osteoblastos e osteoclastos) que, apesar de representarem uma minúscula fração do peso total do osso, mantém o tecido vivo e realizam o trabalho de remodelação, reabsorvendo e sintetizando tecido ósseo. Entre as células existe uma matriz óssea que possui uma parte orgânica representada pôr fibras colágenas (95%), uma substância fundamental amorfa muco-proteica (5%) e uma parte inorgânica que representa 50 a 60% do peso do osso. Esta parte inorgânica da matriz é composta de íons, principalmente cálcio e fósforo, com uma estrutura cristalina semelhante à da hidroxiapatita. Em torno destes cristais existe uma camada de água (capa de hidratação) que permite a troca de íons com a substância fundamental. (Figura V-4. Linhas de fenda do fêmur). Os cristais de cálcio depositam-se na orientação das fibras colágenas e conferem dureza e rigidez ao osso, tornando-o capaz de superar as forças mecânicas que sobre ele atuam. As fibras colágenas da matriz óssea respondem pela elasticidade do osso que é a capacidade do órgão de absorver os esforços de pressão, desenvolvendo tensões internas como se fosse uma 3

4 mola. Pôr isto as fibras colágenas não se dispõem ao acaso, mas de acordo com a direção das forças que têm que suportar. A direção geral destas fibras em um osso pode ser demonstrada macroscopicamente descalcificando-o, e com um instrumento cônico e rombo injetar tinta da china (nankim) na matriz óssea. Como na pele, a perfuração do osso descalcificado aparece não como um círculo e sim como uma fenda pelo espalhamento do corante absorvido pelas fibras regularmente orientadas. O conjunto de fendas forma linhas que indicam a direção geral das fibras colágenas e pôr isto são chamadas de linhas de fenda ou de tensão do osso (Fig. V-4). Embora o tecido ósseo tenha sempre a mesma estrutura histológica, ele se apresenta de duas maneiras distintas que constituem macroscopicamente as duas variedades de ossos: compacto (cortical) e esponjoso (trabecular). O osso compacto tem uma textura densa como marfim, sem solução de continuidade. Sua localização é sempre periférica envolvendo o osso esponjoso (trabecular ou areolar) que se dispõe em trabéculas entrelaçadas que deixam espaços ou aréolas entre si que lembram uma esponja. Esta disposição das variedades de tecido ósseo é facilmente comprovada quando se examina um osso serrado ou uma radiografia óssea. O osso compacto da periferia é o que recebe o primeiro impacto dos esforços mecânicos da ação muscular e dos traumatismos. As trabéculas do osso esponjoso dispõem-se de tal maneira que formam traves ósseas (traves de direção) que funcionam como vigas de suporte para distribuir convenientemente os esforços pelas paredes do osso e conferir maior leveza ao mesmo. A espessura do osso compacto e a arquitetura do osso esponjoso variam nos diferentes tipos de ossos dependendo da carga mecânica que tem que suportar. PERIÓSTEO: É uma membrana conjuntiva de espessura variável que envolve a superfície externa do osso, com exceção da superfície articular, que está revestida pôr cartilagem. A face externa (superficial) do periósteo é fibrosa e resistente e a interna (profunda) é celular, vascularizada e tem capacidade osteogênica. As células do periósteo respondem pelo crescimento ósseo em largura e espessura e pelo reparo ósseo nas fraturas. Nas cirurgias ósseas todo cuidado deve ser tomado com o períosteo, pois, áreas de osso sem periósteo sofrem reabsorção. A vascularização do periósteo está em comunicação com os vasos do tecido ósseo e da medula óssea. O períosteo é que dá inserção aos músculos e, pôr isto, suas fibras enviam prolongamentos para o interior do osso compacto que se conectam às fibras colágenas deste, como se fossem pequenas raízes que garantem a aderência do periósteo ao osso. CARTILAGENS ARTICULARES: São cartilagens, geralmente do tipo hialino, que revestem as superfícies articulares dos ossos. Estas estruturas serão estudadas com as articulações. CAVIDADE MEDULAR: Está presente na diáfise dos ossos longos. É revestida pelo endósteo e contém a medula óssea. O diâmetro do canal medular fornece um dado importante que é o índice medular. Este índice é obtido mediante uma secção transversal de um osso longo, dividindo-se o diâmetro mínimo do canal medular, pelo diâmetro mínimo da diáfise. Este índice tem interesse médico legal, pois permite diferenciar osso humano de ossos de animais. (Figura V-5. Constituintes e arquitetura de um osso longo. 1- osso compacto; 2- osso esponjoso; 3- períosteo; 4- cartilagem articular; 5- cavidade medular; 6- endósteo). 4

5 O índice medular varia com o desenvolvimento (0.10 no 6º mês de vida intra-uterina; 0.34 no feto a termo e aumenta até 0.50 no adulto) e pode ajudar a definir a idade de um indivíduo. ENDÓSTEO: Tem estrutura e função semelhante ao periósteo embora mais delicada. Reveste a cavidade medular dos ossos longos e as trabéculas ósseas do osso esponjoso de todos os ossos e continua revestindo pequenos canais existentes que permeiam o osso compacto (canais de Volkman), por onde correm os vasos sangüíneos. CARTILAGEM DE CONJUGAÇÃO: Existe nos ossos longos de jovens. É responsável pelo crescimento longitudinal destes ossos e desaparece na idade adulta. SINONÍMIA: cartilagem de crescimento, disco ou placa epifisária. MEDULA ÓSSEA: Ao nascimento o canal medular dos ossos longos e as aréolas do tecido esponjoso de todos os ossos estão ocupados pôr um tecido hematopoético, a medula vermelha. Na puberdade esta medula vermelha só existe nas aréolas do osso esponjoso sendo substituída no canal medular pela medula amarela, rica em gordura À medida que a idade avança a substituição também aumenta chegando na idade adulta jovem a existir medula vermelha apenas nas costelas, ossos do crânio, vértebras, osso ilíaco, extremidades dos ossos longos e principalmente no osso esterno, local de eleição para punção medular. CLASSIFICAÇÃO DOS OSSOS. O critério mais usado para classificar os ossos baseia-se em suas dimensões. Assim podemos distinguir ossos longos, alongados, curtos e chatos. Como nem todos os ossos se enquadram nesta divisão, outros critérios são usados para agrupar os ossos. Os ossos agrupados pôr qualquer critério vão constituir os tipos de ossos (Fig.V-6). (Figura V-6. Tipos de ossos: A- longo; B- alongado; C- irregular; D- arqueado; E- chato; F- curto) 5

6 OSSOS LONGOS E ALONGADOS: Nestes ossos o comprimento predomina sobre a largura e espessura. Estes ossos encontram-se nos membros e apresentam uma barra central chamada diáfise ou corpo e duas extremidades chamadas epífises sendo uma distal e outra proximal. A região de transição entre a diáfise e a epífises é chamada metáfise. O corpo é um tubo de osso compacto recoberto externamente pelo periósteo e internamente pelo endósteo. A cavidade central é chamada de cavidade medular, pois contém a medula óssea. (Figura V-7. Constituintes de um osso longo: 1- osso compacto; 2- osso esponjoso; 3- cartilagem de crescimento; 4- cartilagem articular; 5- cavidade medular com medula óssea. Centros de ossificação complementar; 6 e 7- artérias; 8- nutrícia; 9- periostais) A parede interna da diáfise apresenta superfície irregular pela presença de poucas traves de tecido esponjoso que também é revestido pelo endósteo. A secção transversa da diáfise de um osso longo nunca é circular. Sua forma é elipsoide ou preferencialmente triangular com maior concentração de osso compacto nos extremos da elipse ou arestas do triângulo. Essas massas de osso funcionam como pilares de sustentação nas regiões de maior esforço. O corpo da tíbia, pôr exemplo, apresenta uma secção triangular, pois recebe maior carga que o úmero que apresenta secção elíptica. As diáfises nunca são retilíneas, mas apresentam certo grau de curvatura que as torna mais resistentes, pois as permite funcionar como mola e assim absorver os impactos dos esforços longitudinais. Quanto maior a carga a que está submetido, maior será a curvatura do osso longo. As epífises são alargadas apresentando uma fina camada de osso compacto na periferia e a parte central totalmente preenchida por osso esponjoso em cujas lacunas, revestidas pôr endósteo, se aloja a medula óssea. Nas epífises dos ossos longos encontram-se as cartilagens articulares, pois estes ossos, em geral, articulam-se pelas suas extremidades. Osso alongado: é uma miniatura de osso longo. Estes ossos estão representados pelas clavículas, pelos metacarpianos e metatarsianos que podem apresentar cavidade medular e pelas falanges que geralmente têm arquitetura de osso curto. 6

7 Ossos curtos: nestes casos nenhuma das suas dimensões sobressai sobre as outras. A forma geral é cubóide, sendo algumas faces recobertas pôr periósteo pôr onde penetram os vasos e nervos e onde inserem os tendões dos músculos. As outras faces são recobertas pôr cartilagem articular, pois em geral, os ossos curtos articulam-se pelas suas faces. A arquitetura dos ossos curtos (Fig. V-8) é semelhante à da epífise dos ossos longos, ou seja, osso esponjoso cercado pôr uma fina camada de osso compacto. Estes ossos encontram-se no tarso e no carpo. (Figura V-8. Constituintes e arquitetura de um osso curto: 1- osso compacto; 2- osso esponjoso; 3- periósteo; 4- cartilagem articular). OSSOS PLANOS OU CHATOS: Nestes ossos a espessura é sensivelmente menor que as outras dimensões. A arquitetura é bem típica, constando de duas lâminas ou tábuas de osso compacto com osso esponjoso entre elas (Fig. V-9). (Figura V-9. Constituintes e arquitetura de um osso chato: 1- osso compacto; 2- osso esponjoso; 3- periósteo). Quase todos apresentam uma certa curvatura e são representados pelos ossos da abóbada craniana, costelas, esterno, escápula e ilíaco. A expressão diploe define este tipo de arquitetura óssea, mas é, em geral, usada apenas para os ossos do crânio. Neste tipo de osso a medula óssea persiste até a idade adulta. Os ossos planos do crânio e o esterno se articulam pelas suas margens e as costelas pelas suas extremidades. Os ossos que não se enquadram na classificação anterior podem ser: Ossos Irregulares: São ossos que apresentam uma forma típica como as vértebras, que possuem um corpo com arquitetura de osso curto de onde se projetam expansões (processos) com arquitetura variável. Ossos Arqueados: Apresentam forma de ferradura como a mandíbula e o hióide. Osso Papiráceo: Sua estrutura é representada pôr uma delgada lâmina de osso compacto. O osso lacrimal e boa parte da escápula apresentam este tipo de estrutura. Ossos Pneumáticos: São ossos que apresentam cavidades ou seios preenchidos por ar. Estes ossos estão na cabeça e entre eles estão o esfenóide, o frontal, o maxilar, o etmóide e o temporal. Ossos Sesamóides: (semelhante à semente de sésamo ou gergelim). São ossos que se desenvolvem no interior dos tendões de músculos e apresentam arquitetura de osso curto. A 7

8 patela, no tendão do músculo quadríceps femoral, é um osso sesamóide constante. O osso pisiforme, no tendão do músculo flexor ulnar do carpo é também considerado como osso sesamóide constante. Os outros ossos sesamóides são pequenos, inconstantes e mais freqüentemente localizados nas mãos e nos pés. Ossos Supranumerários: São ossos inconstantes que aparecem quando um centro de ossificação adicional surge em um osso ou quando dois centros de ossificação do mesmo não se soldam. Estes ossos, também chamados de acessórios, são mais freqüentes no tarso e na abóbada craniana. Nesta, eles aparecem junto às suturas, principalmente a lambdóide, daí o nome de ossos suturais; também podem ser chamados de wormianos. No tarso podemos citar a tuberosidade do escafóide que pode aparecer como um osso isolado ou ainda os centros de ossificação do cuboide, ao formarem dois ossos isolados. A importância do conhecimento dos ossos supranumerários é não confundi-los com linhas de fratura. CONFORMAÇÃO EXTERNA DOS OSSOS. A superfície não articular dos ossos não é lisa e homogênea. Ela apresenta saliências, depressões e orifícios, genericamente chamados de acidentes ósseos, produzidos por órgãos ou estruturas relacionados a cada osso. Entre estas estruturas estão os músculos, vasos, nervos e vísceras. Os músculos constituem o principal fator de modelagem da superfície do osso, levando Anthony (1923) a dizer Os músculos modelam os ossos. Embora exagerada, a frase mostra a importância da ação muscular sobre o osso, que pode facilmente ser comprovada quando se compara os ossos de criança com adulto ou de mulher com de homem. A contração muscular provoca uma tração na superfície do osso que deforma a estrutura cristalina de seus componentes minerais. Como conseqüência aparecem cargas elétricas na interface colágeno-hidroxiapatita (efeito piezoelétrico) que promovem a deposição e reabsorção óssea com a finalidade de aumentar a área de contato. Quanto mais forte o músculo maior a deformação e maior a reação do osso, depositando tecido ósseo. Este fato é mais visível nos pontos de inserção dos tendões musculares que concentram as forças de tração em uma área restrita da superfície do osso. Os acidentes da superfície dos ossos recebem nomes variados, baseados em sua forma, extensão e relevo. Estes acidentes ósseos servem como referência (reparo) nas descrições anatômicas e clínico-cirúrgicas. A seguir apresentamos uma série de acidentes ósseos não articulares dando, sempre que possível, a etimologia, descrição e exemplo de cada tipo. Os acidentes das superfícies articulares serão estudados com as articulações. Com o auxílio de um atlas o estudante deve procurar identificar nas peças os acidentes: SALIÊNCIAS ÓSSEAS A - ARREDONDADAS. 1- TUBER - (nódulo) inchação - Daí derivam: a) Tuberosidade: grande eminência óssea, como a tuberosidade isquiática no osso ísquio e tuberosidade da tíbia. b) Tubérculo: pequena eminência óssea como t. púbico no osso pubis e t. calcâneo no osso calcâneo. c) Protuberância: (pro+tuber) como as protuberâncias occipitais interna e externa. 2- TROCANTER - grande elevação romba como os trocânteres maior e menor do fêmur. 3- PROMONTÓRIO - cabo (geográfico) - projeção de osso no osso sacro e na parede medial da orelha média. 4 - MALÉOLO - pequeno martelo - eminência óssea em forma de cabeça de martelo como os maléolos internos e externo na extremidade distal da tíbia e da fíbula. 5 - EMINÊNCIA - saliência - eminência íleo-pectínea no osso coxal e mentoniana na mandíbula. 8

9 6 - BOSSA. Saliência óssea regularmente arredondada e pouco pronunciada como a bossa frontal. B - NÃO ARREDONDADAS 1-APÓFISE ou PROCESSO - Saliência relativamente volumosa que se destaca nitidamente do resto do osso. Os processos não tem forma definida e inclui uma variedade de estruturas ósseas: processo transverso e espinhoso das vértebras; odontóide da segunda vértebra cervical; coracóide da escápula; espinhoso e mastóide do temporal e muitos outros. 2-ESPINHA (Spina) - saliência óssea em forma de ponta: espinhas ilíacas; espinha isquiática. A espinha da escápula é uma lâmina triangular que se projeta posteriormente na face dorsal do osso. 3- CRISTA - elevação longa e retilinea, mais ou menos rugosa: crista femoral (linha áspera de fêmur); crista ilíaca. 4- LINHA - elevação longa e retilinea menos pronunciada que a crista, como a linha arqueada e linha supracondilea no osso ilíaco. DEPRESSÕES ÓSSEAS 1-FOSSA E FOSSETA: São depressões mais ou menos profundas cuja forma segue a da estrutura que o provocou: fossa olecraniana no úmero, fossa pterigóide entre os processos pterigóides do esfenóide; fossetas submaxilar e sublingual da mandíbula. 2-SULCO ou GOTEIRA: depressão alongada como o sulco ou goteira bicipital que aloja o tendão longo do músculo bíceps braquial e sulco do nervo ulnar na extremidade distal do úmero. 3-INCISURA: É um recorte na borda de um osso: incisuras superior e inferior no pedículo de uma vértebra, incisura escapular na borda superior da escápula e incisura mandibular no ramo da mandíbula. ORIFÍCIOS ÓSSEOS Os orifícios ou forames ósseos são de tamanho e forma variáveis dependendo da função, podendo alguns serem inconstantes. Na superfície de um osso existem alguns pequenos orifícios que dão passagem aos vasos e nervos para o próprio osso. O maior deles é sempre chamado de Orifício ou Forame Nutrício e tem uma posição mais ou menos constante nos diferentes indivíduos. Os outros orifícios ou forames dão passagem a estruturas que necessariamente não pertencem ao osso. Quando o orifício possui uma extensão longa no osso, formando um túnel, ele recebe o nome de Canal Ósseo. A maioria dos exemplos está na cabeça: canal do nervo facial no osso temporal; canal dentário inferior na mandíbula; canal naso-lacrimal e outros. Os canais ósseos comunicam duas cavidades ou uma cavidade com o exterior e as aberturas dos canais são chamados de óstio. Quando o orifício não atravessa completamente o osso, recebe o nome de meato; meato acústico interno e externo; meato nasal. A expressão conduto é usada como sinônimo de canal ou de meato. VASCULARIZAÇÃO E INERVAÇÃO DOS OSSOS. Os ossos são profusamente irrigados, recebendo artérias de diferentes origens e cada tipo de osso apresenta uma particularidade na sua irrigação. Os ossos longos possuem sempre uma ou duas artérias nutrícias, que são ramos de artérias vizinhas, além várias artérias periostais (Fig. V-7). As artérias nutrícias penetram sempre obliquamente, em um ponto mais ou menos constante da diáfise do osso, perfuram o osso compacto, atingem a cavidade medular e aí se dividem em dois ramos, um na direção proximal e 9

10 outro distal que caminham em direção às epífises. O ramo que mantém a mesma direção do forame nutrício é sempre mais calibroso. Existe uma regra para memorizar a obliqüidade do orifício nutrício e do ramo arterial mais calibroso nos ossos dos membros: Vai ao cotovelo e foge do joelho. Os dois ramos arteriais ramificam-se amplamente nutrindo a medula óssea e a tábua de osso compacto. O periósteo fornece um grande número de pequenas artérias que penetram no osso compacto anastomosando-se com os ramos das artérias nutrícias. Estes pequenos vasos caminham em canais ósseos microscópicos (canais de Harvers). No osso jovem, em crescimento, a placa epifisária separa a diáfise das epífises que recebem apenas vasos periostais. Com a fusão da diáfise com as epífises parece que os vasos diafisários e epifisários passam a se comunicar amplamente. A drenagem venosa dos ossos longos se faz independentemente das artérias. Embora existam uma ou duas veias que acompanham a artéria nutrícia, a maior parte do sangue venoso é drenado para as epífises onde as veias deixam o osso pôr um grande número de orifícios. Os ossos chatos também possuem duas fontes arteriais. As artérias nutrícias são em geral múltiplas e penetram no osso pôr vários pontos ramificando-se no osso esponjoso. As artérias periostais comportam-se como no osso longo. A drenagem venosa dos ossos chatos, especialmente os da abóbada craniana, é feita pôr canais venosos no diploe (veias de Breschet) que drenam o sangue para grossas veias inteenas no crânio, chamadas emissárias. Os ossos curtos que, como as epífises dos ossos longos, apresentam uma predominância de osso esponjoso, são nutridos exclusivamente pôr artérias periostais. Estas são numerosas e perfuram o osso compacto das faces não articulares. A drenagem venosa dos ossos curtos é semelhante à das epífises dos ossos longos, com a particularidade de serem as veias, mais volumosas. O corpo de uma vértebra, que tem arquitetura de osso curto, apresenta esta disposição vascular muito nítida. A drenagem linfática dos ossos ainda não é bem conhecida. Canais linfáticos verdadeiros, não foram demonstrados nem no osso esponjoso, nem no compacto. Os nervos que se destinam aos ossos acompanham as artérias e possuem fibras vasomotoras e sensitivas. A sensibilidade dolorosa do osso, especialmente a do periósteo, é bem desenvolvida. MODIFICAÇÕES ETÁRIAS DO OSSO. Os ossos sofrem modificações em sua constituição, estrutura e aspecto externo nas diferentes idades. Os ossos longos da criança, além de apresentarem a cartilagem de crescimento, são menores e menos acidentados que os ossos do adulto; possuem mais água (capas de hidratação) que chega a 60% de seu peso e mais tecido colágeno que lhes confere mais elasticidade; o periósteo é mais espesso que no adulto, fato que os torna relativamente mais resistentes às fraturas; é comum osso de criança fraturar sem romper seu envelope fibroso (fraturas subperiostais) o que facilita grandemente o reparo ósseo. Retirado o periósteo, o osso da criança apresenta uma cor branco rósea. Os ossos do adulto apresentam uma superfície mais acidentada sendo, em geral, mais acentuada no sexo masculino, têm menos água (30% de seu peso). Na velhice os ossos apresentam menos água (10% de seu peso) e menos tecido ósseo (rarefação ou osteoporose) e, pôr isto, tornam-se menos elásticos e mais quebradiços. Este fato se deve a uma série de fatores, mas parece que a menor atividade física do idoso é a principal causa da rarefação óssea. 10

11 DESENVOLVIMENTO DOS OSSOS Os ossos se desenvolvem a partir do mesoderma, que origina um tecido frouxamente organizado chamado mesênquima ou tecido conjuntivo embrionário. No segundo mês de vida intrauterina, cada osso está representado pôr um modelo cartilaginoso ou membranoso, originado do mesênquima. O desenvolvimento dos ossos ou ainda a maturação do esqueleto, trata das transformações que os modelos membranosos e cartilaginosos do feto sofrerão até a total ossificação no adulto. Estas transformações são basicamente os processos de ossificação e crescimento que são diferentes para os diferentes ossos. Os ossos que se originam de modelos membranosos são chamados ossos membranosos, dérmicos ou de ossificação intramembranosa e os exemplos são da abóbada craniana, da face, a mandíbula e a clavícula. Nos ossos chatos do crânio a ossificação começa pelo centro do osso e se irradia para a periferia. Inicialmente forma-se um tecido osteóide (semelhante ao tecido ósseo) que depois é substituído pôr tecido ósseo organizado. (Figura V-10. Estado de ossificação do esqueleto ao nascimento) Ao nascimento, os ossos da abóbada craniana já estão ossificados, mas ainda não têm estrutura do diploe. Há apenas uma lâmina óssea que se une aos ossos vizinhos pôr tecido conjuntivo fibroso que constitui as fontanelas ou fontículos e as suturas. Esta ossificação membranosa precoce acontece para dar proteção ao encéfalo. As suturas e fontanelas têm papel importante no momento do parto, pois permitem que os ossos da calvaria se acavalguem diminuindo assim os diâmetros da cabeça do feto durante a passagem pelo canal de parto. Além disso, estas estruturas facilitam o rápido crescimento inicial do encéfalo. O modelo cartilaginoso dos ossos de ossificação endocondral já tem a forma aproximada do osso definitivo. O pericôndrio se transforma em periósteo em um determinado ponto do osso: os vasos periostais invadem o modelo cartilaginoso e a ossificação se inicia. Este sítio onde se inicia a ossificação é chamado centro ou ponto de ossificação. Cada tipo de osso ossifica-se de modo diferente. Alguns apresentam um único ponto de ossificação; outros apresentam dois ou mais. Nestes casos, o primeiro ponto a aparecer é chamado de centro primário de ossificação e os outros de centros secundários. Os vários tipos de ossos de origem cartilaginosa ainda diferem quanto à época de aparecimento dos seus centros de ossificação. Os ossos longos começam a se ossificar pelo centro da diáfise muito precocemente ao redor da oitava semana de vida intrauterina. A ossificação continua em direção às epífises até que ao nascimento a diáfise está totalmente ossificada (Fig. V-11). As epífises só se ossificam tardiamente após o nascimento, com exceção da epífise distal do fêmur. Este ponto de 11

12 ossificação secundária do fêmur já está presente na última semana da gestação e se constitui em importante ponto de referência para avaliação da maturidade fetal pelos obstetras e legistas (ponto de Beclard). (Figura V-11. Ossificação de um osso longo) As epífises se ossificam de um modo particular. Os centros de ossificação epifisários aparecem em tempos diferentes. Os pontos de ossificação secundários que aparecem tardiamente nas grandes saliências ósseas e que estão separadas do resto da epífise pôr uma verdadeira cartilagem de conjugação são chamados, pôr alguns, de pontos de ossificação complementares. Estes pontos se soldam à epífise antes da ossificação da cartilagem de crescimento. Quando a ossificação das epífises se completa fica, em cada metáfise, uma região de cartilagem chamada placa ou disco de crescimento ou de conjugação, que responde pelo crescimento longitudinal dos ossos longos até que seja também ossificada e o crescimento cessa. Isto acontece ao redor dos 21 anos no homem e mais precocemente na mulher. Em cada osso, o primeiro centro de ossificação epifisário a aparecer é o último a se ossificar. Portanto, esta extremidade do osso é responsável pôr maior crescimento e recebe o nome de epífise fértil, embora isto não signifique que todo crescimento esteja limitado a esta extremidade. O conhecimento das epífises férteis é importante na pesquisa da idade óssea e, para memorizar sua localização nos ossos longos dos membros, existe um processo mnemônico, Vou para o joelho, fujo do cotovelo (Fig. V-12). Esta regra, embora ao contário, é a mesma para saber a direção da artéria nutrícia. Os ossos curtos, com exceção do calcâneo, apresentam um único ponto de ossificação que em todos os casos aparecem tardiamente. Ao nascimento os ossos curtos do carpo não apresentam nenhum ponto de ossificação e no tarso apenas três modelos cartilaginosos começam a se ossificar. Os ossos restantes: ilicos, esterno, escápulas e vértebras apresentam vários pontos de ossificação e ao nascimento estão parcialmente ossificados. As costelas e os ossos da base do crânio já estão ossificados ao nascimento. 12

13 (Figura V-12. Epífise fértil dos ossos longos) O crescimento do osso antes de sua ossificação se faz à custa do próprio modelo pôr multiplicação celular. Depois de ossificado, o osso cresce pôr um processo duplo e concomitante de deposição e absorção de osso. Aliás, este processo de deposição e reabsorção se manterá pôr toda a vida remodelando constantemente o osso. O crescimento em comprimento dos ossos longos, já vimos que é realizado pelas cartilagens de conjugação; o crescimento em espessura da diáfise do osso longo se dá pôr deposição de osso subperiostal e reabsorção de osso pelo endósteo. É assim que cresce a cavidade medular. As epífises dos ossos longos crescem pôr deposição de osso subperiostal e absorção pelo endósteo. Este processo também acontece nos ossos curtos e chatos e de tal maneira que a forma inicial do osso não se altera. IDADE ÓSSEA A maturação do esqueleto está sujeita a uma série de fatores, como a raça, sexo, estado nutricional, saúde e outros. Entretanto o aparecimento dos pontos de ossificação e a fusão das epífises com as diáfises se dá em uma seqüência mais ou menos constante. Radiografando partes do esqueleto de um grande número de indivíduos de idades conhecidas, foi possível estabelecer um padrão para cada grupo etário que é chamado idade óssea. Assim é possível através da maturação do esqueleto, determinar a idade cronológica de um indivíduo. Esta técnica é mais precisa na primeira infância e vai se tornando menos precisa com o passar do tempo, tendo pouca precisão após os 25 anos. A determinação da idade óssea tem grande importância clínica, principalmente endocrinológica, na medicina legal e na antropologia. Os pontos chaves, geralmente usados na determinação da idade óssea são pela ordem: o carpo com os metacarpianos e as extremidades dos ossos do antebraço, o tarso e o joelho. A maturação da mão reflete a maturação do esqueleto todo. Esta frase é bastante verdadeira e pôr isto escolhemos o exemplo que se segue para ilustrar alguns instantes da maturação do esqueleto 13

14 (Fig. V-13). Existem tabelas com muitos detalhes que podem estreitar a faixa de acerto na determinação da idade cronológica. (Figura V-13. A figura foi construída a partir da radiografia da mão de indivíduos em diferentes idades e mostra o grau de ossificação. A idade é identificada pelo aparecimento dos pontos de ossificação, tamanho dos ossos do carpo e soldadura das epífises. Os números representam: 1- capitato; 2- hamato; 3- piramidal; 4- epífise distal do radio; 5- semilunar; 6- epífise proximal do 1º metacarpiano e sua falange proximal; 7- escafóide; 8- trapezóide; 9- trapézio; 10- epífise distal da ulna; 11- pisiforme. Ao nascimento só estão ossificadas as diáfises dos ossos longos e alongados. Aos 16 anos está praticamente completa a ossificação restando ainda: extremidade distal dos metacarpianos, das epífises distais do radio e da ulna). BIOMECÂNICA DOS OSSOS - Deformações - Fraturas. Em seu trabalho mecânico os ossos são submetidos a esforços de compressão, tração e torção pelos ligamentos e inserções musculares como conseqüência da contração muscular ou a ação da força da gravidade, além do esforço de cisalhamento pôr impactos externos (Fig. V-14). (Figura V-14. Efeito de diferentes esforços sobre um osso longo). 14

15 COMPARAÇÃO ENTRE A RESISTÊNCIA DO OSSO, COM A DE OUTROS MATERIAIS MATERIAL Peso específico Resistência máxima N/m 3 MN/m 2 Tração Compressão Cisalhamento Aço 79, Granito 27, Madeira 7, Osso cortical 19, N= Newton MN= Mega Newton = 10 6 N Graças às suas propriedades biomecânicas: dureza e elasticidade já estudadas, o osso resiste a estes esforços. No quadro apresentamos a resistência do osso cortical e de outros materiais para comparação. O exame deste quadro mostra a grande resistência do osso quando comparado a outros materiais. Se considerarmos a baixa densidade do osso, esta comparação fica ainda mais favorável a este, que apresenta grande resistência com pequeno peso específico. Esta propriedade biomecânica, o osso consegue não só pela sua composição química, mas principalmente pela sua estrutura e arquitetura. As propriedades mecânicas de um material são analisadas colocando-se em gráfico as deformações que acontecem quando este material é submetido a uma tensão (força pôr unidade de área) (Fig. V-15). A deformação inicial é linearmente proporcional à tensão (Lei de Hooke) e é representada pôr uma reta. A inclinação da reta, definida pela tangente do ângulo, é chamada de módulo de elasticidade ou módulo de Young e representada pela letra. Esta parte da deformação é chamada deformação elástica, pois retirado o esforço aplicado, o material retorna às duas dimensões primitivas; (Figura V-15. Curva de deformação de um material hipotético para mostrar as regiões de deformação elástica e plástica). a segunda parte da curva é chamada de deformação plástica, pois retirado o esforço o material não retorna às dimensões primitivas; a deformação plástica não é linearmente proporcional ao esforço aplicado e aumenta até atingir o ponto de fratura. Na Fig. V-16 A-B está representado o comportamento de um osso seco e de um osso fresco submetidos a um esforço uniaxial. O osso seco é mais quebradiço (menos elástico) e se fratura com uma deformação de aproximadamente 15

16 0,4%, praticamente não apresentando deformação plástica. Já o osso fresco sofre uma deformação plástica e só fratura quando a deformação chega a 1,2%. Na figura V-16 C está representada a deformação do osso de criança, adulto e velho. A constituição do osso varia com a idade e suas propriedades biomecânicas também. (Figura V-16. Deformação. A- osso seco; B- osso fresco; C- em diferentes idades). O osso do idoso é mais quebradiço ou menos elástico, e o da criança é o mais elástico de todos. Estes dados e gráficos foram obtidos em ossos isolados de cadáveres, mas o osso vivo pertence a um tipo de material chamado visco-elástico no qual uma deformação prolongada pode se transformar em uma deformação permanente. Qualquer problema que mude o centro da gravidade do corpo (um membro inferior mais curto, pôr exemplo), altera a postura e a marcha, produzindo deformações na coluna vertebral, pelve e membro contralateral. Convém lembrar que o osso é um órgão vivo e a expressão permanente, não quer dizer irreversível. Uma vez corrigida a causa da deformação, as tensões se alteram e o osso sofre um rearranjo de sua arquitetura para a nova situação. É neste fato que se baseia a ortopedia. Um exemplo corriqueiro é a mudança de posição da raiz do dente no alvéolo dentário. Usando aparelhos ortodônticos apropriados, os dentes são forçados lenta e continuamente para a posição que o dentista deseja. Os alvéolos se adaptam à nova posição dos dentes. Os ossos podem também se deformar pôr um defeito em sua constituição. Se for um problema metabólico o osso deixa de incorporar cálcio e ele perde parcialmente sua dureza; como conseqüência os ossos longos do membro inferior principalmente, vão se dobrando. É o que acontece em moléstias como o raquitismo e osteomalácia. Corrigido o problema, os ossos reorganizam sua arquitetura. Se, entretanto o esforço sobre o osso for suficientemente intenso para vencer as forças de coesão das interfaces hidroxiapatita-colágeno, o osso se fratura, significando que o osso não foi capaz de absorver o impacto, ou em outras palavras, que o esforço foi além da deformação plástica do osso. As fraturas podem ser conseqüências de um traumatismo direto ou indireto, ou de condições patológicas como tumores, infecções, ou doenças metabólicas que alteram a estrutura óssea; a fratura pode envolver as duas tábuas ósseas (fratura completa) e recebe o nome de acordo com o aspecto das superfícies de fratura: transversa, serrilhada, oblíqua ou cominutiva (Fig. V-17). (Figura V-17. Tipos de fratura, ABCD - completa; EFG - incompleta). 16

17 Nos jovens podem ocorrer fraturas em que os ossos não se separam (fraturas incompletas), pois envolvem apenas uma tábua óssea; a fratura em galho verde é um exemplo. Nas pessoas idosas, quando há rarefação óssea, acontecem fraturas espontâneas que são aquelas provocadas pôr esforços naturais ou que pelo menos o osso do adulto mais jovem absorve com facilidade. O tratamento das fraturas consiste basicamente em realinhar e aproximar os segmentos ósseos, redução da fratura. Havendo boa irrigação o osso reage formando um tecido ósseo provisório (osso imaturo) exuberante, chamado calo ósseo, que depois é substituído pôr osso lamelar, reconstruindo completamente o osso. Se o calo ósseo não se formar, a falha óssea pode ser preenchida pôr tecido fibroso, constituindo uma falsa articulação (pseudoartrose). Muitos pesquisadores têm tentado utilizar o efeito piezoelétrico do osso nas pseudoartroses para estimular a neoformação óssea e reconstruir o osso. 17