Ciências Biomédicas 15/05/2017. Osteogênese. Profa Mariana Kiomy Osako Estrutura e Função de Órgãos e Sistemas. 1

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1 Ciências Biomédicas 15/05/2017 Osteogênese Profa Mariana Kiomy Osako Estrutura e Função de Órgãos e Sistemas 1

2 Osteogênese ou Ossificação Substituição do tecido conjuntivo preexistente Intramembranosa ou Endocondral Intramembranosa Endocondral Célula mesenquimal Osteoblastos Células mesenquimais se diferenciam em osteoblastos Cartilagem hialina é substituída por tecido ósseo. Osteoprogenitores chegam via circulação sanguínea. 2

3 Ossificação Intramembranosa 1) 1. Sinais de padronização (Wnt, hedgehog, FGF, BMP) 2. Ativação de células mesenquimais 3. Diferenciação em osteoblastos 4. Produção de osteóide (matriz óssea) 5. Formação do centro de ossificação 3 6. Fusão de numerosos centros de ossificação: rede de trabéculas

4 Osteogênese BMP-2 Célula mesenquimal pluripotente Mioblasto Pré-adipócito Condroblasto Fibroblasto BMPR Osteocalcina Cbfa1/Runx2 Osteoblasto Cbfa1/runx2, Msx-2, b-catenin, Osteócito osterix Osterix Wnt circinterventions.ahajournals.org Osteoblast program genes

5 Ossificação Intramembranosa 2) 6. Osteoblastos secretam osteóide 7. Calcificação do osteóide 8. Osteoblastos enclausurados na matriz óssea: osteócitos Fosfatase Alcalina Matriz óssea: crescimento aposicional. Não ocorre crescimento intersticial Pirofosfato Fosfato + Cálcio PO 4 Ca 2+ Hidroxiapatita 5

6 6

7 Ossificação Intramembranosa 7

8 3) Ossificação Intramembranosa 1. Osteóide: deposição aleatória entre vasos (osso entrelaçado) 2. Rede de trabéculas 3. Mesênquima vascularizado se torna o periósteo 4) 4. Trabéculas abaixo do periósteo são substituídas por osso lamelar maduro (compacto) 6. Trabéculas internas persistem: osso esponjoso 7. Tecido vascular se torna a medula óssea 8

9 Ossificação Intramembranosa Trabécula óssea fetal Trabécula com tecido ósseo maduro ou lamelar 9

10 Tecido Ósseo Secundário

11 Ossificação Intramembranosa Ex.: Ossos chatos do crânio, parte da mandíbula e clavículas.

12 Displasia Cleidocranial Pacientes com mutações no gene CBFA que codifica a proteína Cbfa1/Runx-2 Clavículas hipoplásticas Fontanelas abertas

13 Ossificação Endocondral Cartilagem hialina Pericôndrio: Condroblastos: Matriz cartilaginosa 13

14 Ossificação Endocondral Condrócito proliferativo Condrócito hipertrófico: Colágeno tipo X VEGF (Fator de crescimento do endotélio vascular) 1) 2) Centro de Ossificação: 1. Maturação dos condrócitos Centro de ossificação 2. Invasão de vasos sanguíneos a partir do pericôndrio: chegada de osteoprogenitores e hematopoéticas

15 Ross, Histologia Texto e Atlas Osso em desenvolvimento Osso curto de macaco HC C: Cartilagem; HC: condrócitos hipertróficos PB: Osso periosteal CM: matriz calcificada JC: cavidade articular

16 Ossificação Endocondral 3. Células osteoprogenitoras osteoblastos deposição de osteóide 4. Pericôndrio o colar periosteal ossificação intramembranosa Colar periosteal 4. Centro de Ossificação: Calcificação da matriz por osteoblastos Apoptose dos condrócitos hipertróficos 5. Centro de ossificação primário: colar periosteal + ossificação no interior da cartilagem 16

17 Ossificação Endocondral Centro de ossificação secundário: Após o nascimento Localização: Epífise Centro de ossificação primário: 3º mês de vida fetal Localização: Diáfise Há crescimento da cartilagem hialina enquanto o centro é substituído por tecido ósseo. 17

18 DIÁFISE EPÍFISE Ossificação Endocondral Cartilagem articular Centro de ossificação secundário Placa Epifisária Zona de reserva Zona de proliferação Zona de maturação e hipertrofia Zona de calcificação provisória Zona de ossificação METÁFISE 18

19 Placa Epifisária Zonas da placa de crescimento Zona de reserva Zona de proliferação Zona de maturação e hipertrofia Zona de calcificação provisória Zona de ossificação (metáfise) Condrócitos Zona de Reserva: Produção de matriz Zona de Proliferação: Produção de matriz, mitose, alinham-se em colunas verticais paralelas Zona de Maturação e hipertrofia: Acúmulo de lipídio e glicogênio, Zona de Calcificação provisória Apoptose, calcificação da matriz por osteoblastos Zona de Ossificação: Vasos sanguíneos penetram no septo transverso calcificado: osteoprogenitores 19

20 Ossificação Endocondral METÁFISE EPÍFISE 20

21 Sinalização da proteína Ihh Ihh: Indian Hedgehod PTH-RP: proteína relacionada com o hormônio das paratireóides (PTH) Condrócito na zona proliferativa Ihh Condrócitos no pericôndrio PTH-RP Formação do colar ósseo Condrócito hipertrófico: Colágeno tipo X VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor Fator de crescimento do endotélio vascular) Função da Ihh: proliferação dos condrócitos na placa epifisária de crescimento, e retardar a hipertrofia dos condrócitos Proliferação de Condrócitos na superfície articular: zona de reserva Acondroplasia ou Nanismo

22 PTH-RP: Hipercalcemia Mutação em PTH-RP ou PTH-RPr: doença de Jansen Doença de Jansen ou Condrodisplasia metafisiária, Ossos curtos com ossificações irregulares, e esclerose na metáfise. Epífises são largas e arrendodas.

23 Crescimento em Comprimento Feto Jovem Deposição de osteóide na cartilagem por Adulto osteoblastos Espículas Linha ósseas epifisária Trabéculas Osso esponjoso Ossificação avança em direção à zona proliferativa Placa de crescimento Perde-se cartilagem, e começa a erosão das espículas por osteoclastos e aumenta cavidade medular É compensado pelo crescimento aposicional do colar periosteal em comprimento e espessura 23

24 Crescimento em Espessura da Diáfise Vaso sanguíneo Periósteo Periósteo Endeósteo Lamela Ósteon 1. Osteoblastos proliferam e depositam osteóide 2. Crescimento das cristas em direção umas às outras e rodeiam um vaso. 3. Osteoblastos que revestem o canal depositam novas lamelas: canal de Havers 4. Adição de lamelas sobre o periósteo : Crescimento aposicional alarga a diáfise. Formação de ósteon. 24

25 Crescimento em Espessura da Diáfise Lamelas circunferenciais externas Periósteo Lamelas intersticiais Capilar de um canal de Havers Medula óssea Trabéculas que se projetam Capilar de um canal de Volkmann Ramos da artéria nutridora dão origem a capilares que entram nos canais de Volkmann 25

26 Crescimento em Espessura da Diáfise Canalículos formam 26 extensa rede de Canal Sistema de de Havers com com capilar um canal sanguíneo de túneis que conectam lacunas no Havers interior central (HC). Lacunas: espaço ocupado por osteócito Canais Osteócitos de Volkmann nas lamelas (VC) concêntricas correm Canalículos: espaço ocupado por Canalículos obliquamente comunicando no interior da osteócitos matriz projeções do osteócito

27 Fratura através da diáfise de um osso longo Reparo da Fratura Óssea Periósteo rompido Coágulo na região da fratura Resposta inflamatória inicial Periósteo fibroso Proliferação de células osteoprogenitoras do periósteo Proliferação de células progenitoras do periósteo (calo externo) e do endósteo (calo interno) Diferenciação em condroblastos: calo cartilaginoso Diferenciação em osteoblastos: novo tecido ósseo 27

28 Reparo da Fratura Óssea Periósteo fibroso cobrindo o calo externo Calo cartilaginoso externo formado por condroblastos Camada osteogênica do periósteo Novo tecido ósseo e células osteoprogenitoras do calo externo substituindo a cartilagem Coágulo na região da fratura Novo tecido ósseo e células osteoprogenitoras do calo interno unindo o local de fratura Tecido ósseo se forma em áreas de grande vascularização Cartilagem se forma em áreas de baixa vascularização Capilares crescem tecido ósseo substitui o calo cartilaginoso 28

29 Reparo da Fratura Óssea Periósteo fibroso Camada osteogênica do periósteo Novo tecido ósseo primário no calo externo Ilhotas residuais de cartilagem no tecido ósseo primário Mineralização de novo tecido ósseo com a formação de ósteons Tecido ósseo primário no calo interno O tecido ósseo é remodelado à medida que os osteoclastos reabsorvem o calo. 29

30 Referências Bibliográficas Histologia e Biologia Celular Uma introdução à Patologia, 3ª edição AL Kierszenbaum, LL Tres Netter Bases da Histologia WK Ovalle, PC Nahirney Histologia Texto e Atlas MH Ross, W Pawlina 30

31 Prática Lâmina 17: - Cartilagem de Crescimento (placa epifisária) Zona de repouso (ou reserva) Zona de proliferação Zona de hipertrofia Zona de ossificação: Vasos sanguíneos Osteoblastos Osteoclastos Espículas ósseas

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33 Ross, Histologia Texto e Atlas

34 Ross, Histologia Texto e Atlas