Estrutura dos Ossos

Descrição Geral

Definição

O osso, como órgão, é constituído por:

• Tecido ósseo: um tipo de tecido conjuntivo endurecido pela deposição de minerais (principalmente cálcio e fosfato)
• Sangue
• Medula óssea
• Cartilagem e tecido conjuntivo fibroso
• Tecido adiposo
• Tecido nervoso

Osso pode referir-se a:

• Todo o órgão
• Apenas o tecido ósseo dentro do órgão

Função dos ossos

• Proteção (por exemplo, o crânio protege o cérebro, as costelas protegem o coração e os pulmões)
• Apoio, suporte
• Movimento
• Formação de células sanguíneas
• Armazenar:
  • Minerais
  • Fosfato

Classificação dos ossos por localização

Ossos axiais:

• Crânio
• Coluna vertebral e sacro
• Caixa torácica: costelas e esterno

Ossos apendiculares:

• Clavícula
• Omoplata
• Braços e mãos
• Cintura pélvica
• Pernas e pés

Classificação dos ossos por forma

• Ossos longos: comprimento maior que largura:
  • Extremidade superior: úmero, rádio, cúbito, metacarpos e falanges
  • Extremidade inferior: fémur, tíbia, perónio, metatarsos e falanges
• Ossos curtos: comprimento aproximadamente igual à largura:
  • Ossos do carpo (punho)
  • Ossos do tarso (tornozelo)
• Ossos achatados: envolvem e protegem os órgãos moles:
  • A maioria dos ossos do crânio
  • Costelas
  • Esterno
  • Omoplata
• Ossos irregulares: ossos que não se enquadram em outras categorias:
  • Vértebras
  • Alguns ossos do crânio (por exemplo, esfenoide, ossos faciais)

Estrutura Óssea

Tipos de tecido ósseo

Osso compactado:

• Uma camada externa lisa e sólida de tecido ósseo
• Localizações:
  • Presente em todos os ossos do corpo
  • Nos ossos longos: forma um cilindro, envolve uma cavidade medular
• Função: resistência para suportar forças de compressão

Osso esponjoso (esponjoso):

• Tecido ósseo de camada interna organizado de forma laxa
• Consiste numa rede de pequenos e finos pedaços de tecido ósseo chamados trabéculas ou espículas ósseas:
  • Transfere a força do osso para o osso compacto externo
  • Constantemente reformado para atender às necessidades do corpo (por exemplo, o exercício aumenta as trabéculas; a ausência de peso prolongada no espaço reduz as trabéculas)
• Localização: interno ao osso compacto:
  • Nas extremidades dos ossos longos
  • No meio de ossos curtos, planos e irregulares

Membranas ósseas

Duas membranas primárias envolvem o tecido ósseo: o periósteo (externamente) e o endósteo (internamente).

Periósteo:

• Camada externa que envolve o osso na superfície externa (exceto nas articulações, cobertas por cartilagem articular)
• Vascularizado e inervado
• Composto por 2 camadas:
  • Camada fibrosa
  • Camada osteogénica
• Camada fibrosa do periósteo:
  • Camada externa resistente de colagénio
  • Fibras de Sharpey: fibras de colagénio da camada fibrosa do periósteo:
    • Contínuas com tendões musculares no topo do osso
    • Penetram profundamente na matriz óssea para fixar o periósteo e o músculo sobrejacente ao osso
• Camada osteogénica do periósteo:
  • Contém células formadoras de osso:
    • Osteoblastos
    • Osteoclastos
    • Células osteogénicas
  • Importante no crescimento ósseo e na cicatrização após lesão

Endósteo:

• Reveste as superfícies internas do osso:
  • Reveste a cavidade medular dos ossos longos
  • Cobre as trabéculas em osso esponjoso
• Contém as mesmas células formadoras de osso que a camada osteogénica do periósteo

Estrutura dos ossos longos

As 3 regiões anatómicas primárias dos ossos longos:

• Diáfise:
  • O eixo
  • Forma o eixo longo dos ossos longos
  • Consiste numa espessa camada de osso compacto, circundando uma cavidade medular central que contém a medula óssea.
• Epífise:
  • Extremidades dos ossos (nas articulações)
  • Mais larga que a diáfise:
    • Fortalece a articulação
    • ↑ Área de superfície para fixação de tendões e ligamentos
  • Composta principalmente por osso esponjoso
  • Camada externa de osso compacto
  • Coberta de cartilagem articular:
    • Um tipo de cartilagem hialina
    • Cartilagem articular + fluido lubrificante → ↓ atrito → movimento articular significativamente mais fácil
    • Atua como amortecedor
• Metáfise:
  • Entre a epífise e a diáfise
  • Remanescente da placa ou linha epifisária: a cartilagem hialina permitiu o alongamento ósseo na infância

Estrutura dos ossos curtos, irregulares e planos

• Camadas externas: placas finas de osso compacto recoberto de periósteo
• Camada interna: osso esponjoso coberto por endósteo
• Nos ossos achatados, o osso esponjoso interno é:
  • Conhecido como diploë
  • Comprimido entre 2 camadas de osso compacto

Marcas ósseas

As marcações ósseas são áreas do osso onde os tendões, ligamentos e fáscias se fixam, incluindo articulações, projeções e orifícios.

• Marcações Articulares:
  • Côndilo: superfície arredondada numa área articular
  • Epicôndilo: eminência superior a um côndilo
  • Faceta: superfície plana onde os ossos se articulam
• Projeções:
  • Crista: crista de um osso
  • Processo: caraterística proeminente
  • Protuberância: projeção do osso
  • Espinha vertebral: um processo afiado
  • Tubérculo: processo arredondado menor
  • Tuberosidade: superfície áspera
• Buracos:
  • Canal: canal através do osso
  • Foramen: passagem através de um osso
  • Fossa: área oca ou deprimida
  • Sulco ou sulco: depressão ou sulco alongado
  • Seio: área cavernosa de formato irregular

Células Ósseas e Matriz

Os 2 componentes primários do osso são células e matriz.

Células ósseas

O osso contém um número relativamente pequeno de células em comparação com a quantidade de matriz. Além de outras funções, as células sintetizam e quebram o osso. Existem quatro tipos principais de células ósseas:

• Células osteogénicas:
  • Células estaminais com origem em fibroblastos embrionários
  • Podem-se diferenciar em osteoblastos → estimulados por stress (por exemplo, de exercício) e fraturas
  • Encontradas no endósteo e periósteo osteogénico
• Osteoblastos:
  • Sintetizam a matriz de colagénio (porção orgânica do osso)
  • Depositam sais de cálcio na matriz (mineralização)
  • Incapazes de se dividir → todos os novos osteoblastos devem ter origem em células osteogénicas
  • Encontrados no endósteo e periósteo osteogénico
• Osteócitos:
  • Osteoblastos presos no osso que os osteoblastos criaram
  • Localizados em espaços na matriz mineralizada conhecidos como lacunas
  • Não desempenham nenhum papel significativo na síntese ou reabsorção óssea
  • Papel principal: sentem a tensão e comunicam a mensagem aos osteoblastos de superfície
• Osteoclastos:
  • Dissolvem/ reabsorvem osso
  • Objetivo da reabsorção óssea:
    • Remoção de osso velho, lesado ou desnecessário
    • Libertação de cálcio armazenado (para manter os níveis de cálcio bem regulados)
  • Desenvolvem-se a partir da fusão de monócitos na medula óssea → resultam em células grandes e multinucleadas com uma “borda enrugada” (dobras profundas na membrana plasmática para aumentar a área de superfície)

Matriz óssea

O osso tem uma matriz mineralizada (em oposição a uma matriz aquosa na maioria dos outros tecidos, através da qual os nutrientes se podem difundir facilmente). O osso tem componentes orgânicos e inorgânicos:

• Componente orgânico (⅓ da matriz em peso):
  • Fibras de colagénio
  • Proteoglicanos
  • Glicoproteínas
• Componente inorgânico (⅔ da matriz em peso):
  • Cristais de hidroxiapatita: sais de fosfato de cálcio (85% do componente inorgânico em peso)
  • Carbonato de cálcio (10% de componente inorgânico em peso)
  • Outros iões: magnésio, sódio, potássio, flúor, sulfato e hidróxido (5% do componente inorgânico em peso)
• A combinação de componentes orgânicos (proteínas) e inorgânicos (minerais) permite que os ossos sejam fortes e sólidos, mas não muito frágeis.

Estrutura Microscópica

Estrutura microscópica do osso compacto

Nos ossos longos, a maioria das células e da matriz estão dispostas em unidades funcionais conhecidas como ósteos.

Ósteos:

Um ósteo (também conhecido como sistema haversiano) é um cilindro de células e matriz que corre longitudinalmente dentro do osso compacto. Um ósteo é composto por um canal central longitudinal, circundado por anéis concêntricos de osteócitos e matriz óssea conhecida como lamelas.

• Canal central do Ósteo (canal de Havers):
  • Canal longitudinal no centro de cada ósteo
  • Contém:
    • Vasos sanguíneos
    • Vasos linfáticos
    • Nervos
  • Revestido com endósteo
  • Fornece nutrientes e remove resíduos de osteócitos imediatamente adjacentes ao canal central
• Canais de perfuração:
  • Contêm neurovasculatura
  • Correm perpendicularmente aos canais centrais, conectando os canais a:
    • Nervos e vasos externos
    • Um ao outro
• Lamelas:
  • Anéis concêntricos de matriz calcificada
  • Os osteócitos estão localizados entre as lamelas em espaços conhecidos como lacunas.
  • Canalículos (pequenos canais na matriz) permitem que projeções finas, semelhantes a dedos, dos osteócitos se conectem umas às outras por junções comunicantes:
    • Permitem a entrega de nutrientes e remoção de resíduos de osteócitos em anéis externos, sem ser imediatamente adjacente à vasculatura
    • Permitem a comunicação de sinais de tensão
• Colagénio:
  • As fibras “saca-rolhas” descem pela matriz em uma determinada lamela
  • Estão presentes diferentes arranjos helicoidais nas lamelas adjacentes:
    • Bobinas para destros vs. bobinas para canhotos
    • União variável das bobinas
  • Cria uma rede “cruzada” de colagénio → significativamente ↑ força para resistir à flexão e compressão

Lamelas circunferenciais:

• Lamelas correm paralelas à superfície óssea ao redor de toda a circunferência do osso
• Não faz parte de uma unidade funcional do ósteo
• Localizações:
  • Imediatamente dentro da camada osteogénica do periósteo
  • Revestimento da cavidade medular interna

Lamelas intersticiais:

• Regiões irregulares do tecido ósseo entre os ósteos
• Restos de ósteos antigos parcialmente quebrados durante a remodelação óssea

Estrutura microscópica do osso esponjoso

No osso esponjoso, em vez de formar anéis concêntricos dentro dos ósteos, as lamelas formam anéis concêntricos, que criam as trabéculas.

Semelhanças entre osso esponjoso e compacto:

• As lamelas formam anéis concêntricos
• Os osteócitos vivem dentro da lacuna entre as lamelas
• Os osteócitos são conectados uns aos outros através de canalículos

Diferenças entre osso esponjoso e compacto:

• As trabéculas estão dispostas ao longo de linhas de força (ósteos são paralelos uns aos outros no osso compacto).
• As trabéculas formam uma rede semelhante a uma grade, criando espaço dentro do osso preenchido com medula óssea.
• Sem canais centrais → não é necessário porque nenhum osteócito está longe do suprimento sanguíneo (medula circundante)

Tecidos Hematopoiéticos nos Ossos

Definições

Medula óssea: termo geral para tecido mole hematopoiético que ocupa os espaços no osso.

• Medula vermelha: tecido mieloide (pode produzir células sanguíneas)
• Medula amarela: medula gordurosa (não produz mais células sanguíneas)

Localização da medula óssea

• As cavidades medulares dos ossos longos
• Diploë de ossos achatados
• Cavidades trabeculares do osso esponjoso

A medula muda durante a vida

• Em bebés e crianças: Quase todas as cavidades ósseas contêm medula vermelha.
• Em adultos jovens e de meia-idade:
  • A maioria da medula vermelha tornou-se medula amarela
  • A medula vermelha existe em:
    • Vértebras
    • Costelas
    • Esterno
    • Partes da cintura pélvica
    • Cabeça proximal do úmero e fémur
  • A medula amarela pode reverter para a medula vermelha na anemia grave ou crónica.

Relevância Clínica

• Osteoporose: diminuição da massa e densidade ósseas levando a um aumento do número de fraturas. A osteoporose é mais frequentemente causada por uma perda de estrogénio protetor e/ou testosterona mais tarde na vida, imobilização, doenças médicas subjacentes ou uso prolongado de certos medicamentos. Esta doença manifesta-se sobretudo como fraturas frequentes e perda da altura vertebral. O diagnóstico é feito pela medição da densidade mineral óssea. O tratamento engloba modificação do estilo de vida, manutenção de níveis adequados de cálcio e vitamina D e utilização de bifosfonatos.
• Osteomalácia e raquitismo: doenças associadas a diminuição da mineralização óssea. O raquitismo afeta a cartilagem das placas epifisárias de crescimento em crianças. A osteomalácia afeta os locais de remodelação óssea em crianças e adultos. Ambos as doenças são mais frequentemente causadas pela deficiência de vitamina D. O raquitismo geralmente apresenta-se com deformidades esqueléticas e anomalias de crescimento. A osteomalácia pode apresentar dor óssea, dificuldade de deambulação e fraturas patológicas. O tratamento inclui suplementação com vitamina D, cálcio e fósforo.
• Doença óssea de Paget: doença focal do metabolismo ósseo que frequentemente afeta o crânio, a coluna, a pelve e os ossos longos da extremidade inferior. As principais manifestações clínicas da doença de Paget são a dor óssea e as consequências de deformidades ósseas (por exemplo, fraturas, osteoartrite, choque nervoso). O tratsmento da doença de Paget inclui bisfosfonatos, calcitonina e cirurgia para tratar fraturas, deformidades ou complicações.
• Hiperparatiroidismo: condição associada a níveis sanguíneos elevados de hormona da paratiroide (PTH, pela sigla em inglês). O hiperparatiroidismo pode ser devido a uma doença inerente à glândula paratiroide ou a anomalias do metabolismo do cálcio. Os indivíduos apresentam classicamente “cálculos (nefrolitíase), ossos (↓ densidade mineral óssea), ruídos abdominais (dor abdominal inespecífica) e conotações psiquiátricas (sintomas neuropsiquiátricos)”. O diagnóstico é baseado na avaliação laboratorial dos níveis séricos de PTH, cálcio e fosfato, e cálcio urinário. O tratamento é tipicamente cirúrgico, com o tratamento de quaisquer condições subjacentes.
• Fraturas ósseas: interrupção parcial ou completa da continuidade de um osso (periósteo e/ou córtex) resultante de stress mecânico (normalmente lesões ou doenças metabólicas do osso). A apresentação clínica varia de acordo com a causa e localização da lesão. A apresentação geralmente inclui deformidade, dor, edema e inflamação. O diagnóstico é feito clinicamente e confirmado com exames de imagem. O tratamento pode ser imobilização ou cirurgia.