CAPÍTULO 5 TECIDO ÓSSEO 1 As células do Tecido Ósseo O tecido ósseo pode ser considerado um tipo especial de tecido conjuntivo que é constituído por células e uma matriz extracelular calcificada (matriz óssea). O tecido ósseo, assim como o tecido conjuntivo deriva da camada embrionária mesodérmica. O tecido ósseo tem diversas funções importantes para o organismo. Entre estas podemos destacar: - suporte das partes moles - proteção dos órgãos vitais - alojamento da medula óssea vermelha que é um dos principais órgãos hematopoiéticos do organismo (produtor de células sanguíneas). -constitui um sistema de alavancas que permite o movimento corporal -depósito de cálcio, fosfato e outros íons importantes para o funcionamento corporal É importante comentar que o tecido ósseo é um dos tecidos mais dinâmicos que o corpo possui. Isto porque ele contém grande quantidade de reserva de cálcio e outros íons que são vitais para o funcionamento de diversas rotas metabólicas corporais que não podem ser dependentes somente da disponibilidade destas moléculas via alimentação. Deste modo, o osso está sempre sendo construído, destruído e reconstruído. Existem três tipos principais de células que formam o tecido ósseo: osteócitos, osteoblastos e osteoclastos. Os osteócitos (Figura 1) são as células ósseas maduras e funcionais que ficam situadas em lacunas no interior da matriz óssea. Os osteócitos são células achatadas em forma de amêndoa. Uma vez que o tecido ósseo é praticamente calcificado, recebe nutrição através de canalículos que chegam até os osteócitos e os ligam formando uma espécie de rede comunicante entre os mesmos. Existe muito pouca quantidade de matriz extracelular que garante as trocas nutricionais, metabólicas e retirada de resíduos. OSTEÓCITOS Osteócito em sua lacuna Osteócito com projeções citoplasmáticas (Microfotografia eletrônica e esquema) Figura 1 Osteócitos (Fonte: Junqueira, 2004) Os osteoblastos são as células produtoras da parte orgânica da matriz extracelular, antes que esta se torne calcificada e dão origem aos osteócitos. A parte orgânica da matriz óssea é composta basicamente colágeno do tipo I, proteoglicanas e glicoproteínas. Os osteoblastos são responsáveis pelo crescimento e manutenção dos ossos. 82
Portanto, são capazes de concentrar grande quantidade de fosfato de cálcio que participa da mineralização (Figura 2). Geralmente os osteoblastos ficam dispostos na superfície óssea em um arranjo histológico simples que lembra um epitélio. A forma dos osteoblastos se modifica conforme a intensidade da atividade celular. Quando estão intensamente ativos possuem uma forma cubóide. Em estado pouco ativo apresentam-se como células achatadas. Na medida em que secretam a matriz óssea ficam presos em lacunas. Uma vez aprisionados passam a ser considerados osteócitos. A matriz óssea próxima ao ostebolasto e que ainda não está calcificada é denominada osteóide. OSTEOBLASTOS Figura 2 Osteoblastos (Fonte: Junqueira, 2004). Os osteoclastos, ao contrário dos osteoblastos são células que degradam a matriz calcificada liberando cálcio, fosfato e outros íons. Os osteoclastos são células gigantes, móveis, multinucleadas e que, portanto, participam diretamente da remodelação óssea. Como são ramificadas as partes dilatadas destas células possuem de 6 a 50 núcleos (Figura 3). Quando ocorre reabsorção óssea é freqüente se observar depressões na matriz que foi escavada pelos osteoclastos denominadas lacunas de Howship. Os osteoclastos se origem de células precursoras da medula óssea vermelha que ao contato com o osso se une para formar os osteoclastos. Os osteoclastos conseguem digerir a matriz óssea porque secretam em um ambiente fechado substâncias como: ácido clorídrico, colagenase, outras hidrolases. Deste modo dissolvem tanto a parte orgânica quanto a parte inorgânica da matriz óssea. OSTEOCLASTOS Osteoblasto reabsorvendo a matriz óssea 83
Figura 3 Osteoclastos 2 A matriz óssea A matriz óssea é uma matriz extracelular calcificada que possui 50% de parte inorgânica. Os íons mais comuns da matriz óssea são o cálcio e o fosfato. Entretanto existem quantidades menores de bicarbonato, magnésio, sódio e citrato. O cálcio e o fosfato formam cristais sob a forma de hidroxiapatita. Já a parte orgânica da matriz óssea é formada por fibras colágenas do tipo I (95%) e pequenas quantidades de proteoglicanas e glicoproteínas. As glicoproteínas parecem ter um papel importante na calcificação da matriz. A mescla de hidroxiapatita e fibras colágenas conferem ao tecido ósseo dureza e resistência. 3 Envoltórios conjuntivos do tecido ósseo O tecido ósseo é revestido por um tecido conjuntivo tanto externamente (periósteo) quanto internamente (endósteo). Periósteo reveste a parte externa dos ossos (Figura 4). É uma camada mais superficial que contem fibroblastos e fibras colágenas. A parte que penetra no tecido ósseo e prende o periósteo ao osso é conhecida como fibras de Sharpey. Na região mais profunda do periósteo existem células osteoprogenitoras com morfologia similar a um fibroblasto. Estas células se multiplicam por mitose e dão origem aos osteoblastos. Endósteo reveste a superfície interna do osso. Também é constituído por células osteogênicas achatadas que revestem as cavidades dos ossos esponjosos, o canal medular, os canais de Haver e de Volkman. PERIÓSTEO 84
Figura 4 Periósteo (Fonte: Junqueira, 2004). 4 Tipos de Tecidos Ósseos 4.1 Classificação Macroscópica Os ossos podem ser subdivididos macroscopicamente em dois grandes grupos: ossos esponjosos e compactos (Figura 5). Os ossos esponjosos possuem cavidades intercomunicantes visíveis enquanto que os ossos compactos não possuem cavidades intercomunicantes visíveis. TIPOS DE TECIDO ÓSSEO TECIDO ÓSSE Figura 5 Classificação macroscópica do tecido ósseo: ossos compactos e esponjosos. 4.2 Classificação Histológica O tecido ósseo pode ser classificado quanto a sua estrutura histológica em dois tipos: tecido ósseo primário e tecido ósseo secundário. O tecido ósseo primário (Figura 6.6) é imaturo e aparece antes do que o tecido ósseo secundário. Este tecido ainda não é lamelar e vai sendo gradativamente substituído pelo tecido ósseo 85
secundário. Deste modo, no adulto é um tipo de osso pouco freqüente persistindo nas suturas do crânio, nos alvéolos dentários, e em alguns pontos de inserção dos tendões. A disposição das fibras colágenas do tecido ósseo primário ocorre em várias direções, portanto, não é definida. Este tecido ósseo também apresenta menor quantidade de minerais. Figura 6 Tecido ósseo primário. Exemplo: alvéolos dentários O tecido ósseo secundário é o tecido mais freqüente no adulto (Figura 7). As fibras colágenas deste tecido estão organizadas em lamelas que são paralelas umas as outras. Tais lamelas adotam uma disposição concêntrica (que envolve, circunda) em torno de canais com vasos sangüíneos. A associação destas lamelas com estes canais forma uma estrutura conhecida como Sistema de Havers ou ósteons. O sistema de Harvers geralmente é similar a um cilindro longo, que algumas vezes se bifurca, envolto por 4 a 20 lamelas ósseas concêntricas. No seu interior existe uma canal revestido por endósteo. Os canais de Havers se comunicam entre si por sistema de canalículos denominado Canais de Volkman. 86
TECIDO ÓSSEO Sistema Havers Fêmur Figura 7 Sistema ósseo secundário 87
5. Histogênese do Tecido Ósseo O processo de formação do tecido ósseo ocorre por duas vias: ossificação intramembranosa e ossificação endocondral. A ossificação intramembranosa ocorre no interior de membranas do tecido conjuntivo. Este tipo de calcificação forma os ossos: frontal, parietal, partes do occipital, temporal e maxilar inferior e superior. Este tipo de ossificação também contribui para o crescimento dos ossos curtos e o espessamento (alargamento) dos ossos longos. A ossificação intramembranosa ocorre do seguinte modo (Figura 8): - o local onde a ossificação inicia é denominado de centro de ossificação primária - neste local células mesenquimais começam a se diferenciar inicialmente em osteoblastos, que passam a sintetizar o osteóide, onde ocorre a mineralização da matriz que por sua vez engloba os osteoblastos que tornam-se osteócitos. Existem vários centros de ossificação que crescem radialmente e substituem a membrana conjuntiva. No crânio dos recém nascidos podemos observar regiões onde ainda não ocorreu substituição da membrana conjuntiva pelo osso. Estas regiões são moles (fontanelas). OSSIFICAÇÃO INTRAMEMBRANOSA Condensação do mesênquima Osteóide e osteoblastos Ossificação Intra-membranosa Figura 8 Ossificação intramembranosa: principais etapas A ossificação endocondral ocorre sempre a partir de tecido cartilaginoso existente (cartilagem hialina) que tem a forma do osso, porém em tamanho menor. Este tipo de ossificação forma ossos longos e curtos do corpo e ocorre através de dois processos. O primeiro processo envolve os seguintes passos: - cartilagem hialina sofre modificações ocorrendo hipertrofia dos condrócitos; - redução da matriz cartilaginosa a tabiques muito finos; 88
- mineralização dos tabiques e - finalmente a morte dos condrócitos por apoptose. O segundo processo envolve os seguintes passos: - As cavidades ocupadas por condrócitos são invadidas por capilares sangüíneos e células osteogênicas provenientes do tecido conjuntivo adjacente (camada profunda do periósteo). - Os osteoblastos ocupam o lugar dos condrócitos dentro das lacunas - Os osteoblastos depositam matriz óssea sobre os tabiques de cartilagem que são ossificados - Os osteoblastos tornam-se osteócitos que junto com a matriz óssea forma o tecido ósseo Os ossos longos do corpo possuem uma osteogênese um pouco mais complexa (Figuras 9 e 10). O tecido cartilaginoso fica reduzido a dois locais: cartilagem articular (persiste toda vida) e disco epifisiário (que persiste até ~20 anos de idade e depois se calcifica). 89
Ossificação inicia na parte mediana da diástase Figura 9 Ossificação dos ossos longos. A ossificação começa na parte mediana da diástase. Centro de ossificação secundária na epífise ocorre mais tarde. 90
FORMAÇÃO DOS OSSOS LONGOS Zona de Repouso cartilagem hialina sem alteração Zona de Proliferação- divisão rápida dos condrócitos Zona de Cartilagem Hipertrófica condrócitos volumosos Zona de Cartilagem Calcificada mineralização dos tabiques Zona Calcificação apoptose dos - zona que aparece condrócitos tecido ósseo Figura 10 Formação dos ossos longos sob a perspectiva histológica. 6 Aspectos Clínicos Relacionados ao Tecido Ósseo Como foi anteriormente comentado o tecido ósseo é muito dinâmico e está em constante remodelamento (Figura 11). O conhecimento dos processos relacionados ao remodelamento do tecido ósseo permitiram o desenvolvimento da técnica odontológica da ortodontia. No caso, a posição dos dentes na arcada dentária pode ser modificada através de pressões laterais. Esta pressão estimula a reabsorção óssea em um lado do dente e a deposição óssea no outro lado. Assim que, a ortodontia não somente serve para empurrar mecanicamente o dente de uma posição para a outra No caso, o osso alveolar também é remodelado deslocando a arcada dentária. Osteoclasto Precursor do osteoblasto Osteoblasto maduro Novo osso Reabsorção Formação da matriz óssea 91
Figura 11 Principais passos do remodelamento ósseo normal 92