Osso

Um osso é um órgão rígido que constitui parte do esqueleto na maioria dos animais vertebrados. Os ossos protegem os vários outros órgãos do corpo, produzem glóbulos vermelhos e brancos, armazenam minerais, fornecem estrutura e suporte para o corpo e permitem a mobilidade. Ossos vêm em uma variedade de formas e tamanhos e possuem estruturas internas e externas complexas. Eles são leves, mas fortes e duros e servem para várias funções.

Tecido ósseo (tecido ósseo), que também é chamado de osso nos inúmeros sentidos dessa palavra, é um tecido duro, um tipo de tecido conjuntivo especializado. Possui internamente uma matriz em forma de favo de mel, que ajuda a dar rigidez ao osso. O tecido ósseo é constituído por diferentes tipos de células ósseas. Osteoblastos e osteócitos estão envolvidos na formação e mineralização do osso; os osteoclastos estão envolvidos na reabsorção do tecido ósseo. Os osteoblastos modificados (achatados) tornam-se as células de revestimento que formam uma camada protetora na superfície óssea. A matriz mineralizada do tecido ósseo possui um componente orgânico principalmente de colágeno chamado osseína e um componente inorgânico do mineral ósseo composto de vários sais. O tecido ósseo é um tecido mineralizado de dois tipos, osso cortical e osso esponjoso. Outros tipos de tecido encontrados nos ossos incluem medula óssea, endósteo, periósteo, nervos, vasos sanguíneos e cartilagem.

No corpo humano ao nascer, existem aproximadamente 300 ossos presentes; muitos destes se fundem durante o desenvolvimento, deixando um total de 206 ossos separados no adulto, sem contar numerosos pequenos ossos sesamoides. O maior osso do corpo é o fêmur ou fêmur, e o menor é o estribo no ouvido médio.

A palavra grega para osso é ὀστέον ("osteon"), daí os muitos termos que a usam como prefixo, como osteopatia. Na terminologia anatômica, incluindo o padrão internacional Terminologia Anatomica, a palavra para osso é os (por exemplo, os breve, os longum, os sesamoideum).

Estrutura

O osso não é uniformemente sólido, mas consiste em uma matriz flexível (cerca de 30%) e minerais ligados (cerca de 70%) que são intricadamente tecidos e infinitamente remodelados por um grupo de células ósseas especializadas. Sua composição e design únicos permitem que os ossos sejam relativamente duros e fortes, enquanto permanecem leves.

A matriz óssea é 90 a 95% composta por fibras elásticas de colágeno, também conhecidas como osseína, e o restante é substância fundamental. A elasticidade do colágeno melhora a resistência à fratura. A matriz é endurecida pela ligação de sal mineral inorgânico, fosfato de cálcio, em um arranjo químico conhecido como mineral ósseo, uma forma de hidroxilapatita de cálcio. É a mineralização que dá rigidez aos ossos.

O osso é ativamente construído e remodelado ao longo da vida por células ósseas especiais conhecidas como osteoblastos e osteoclastos. Dentro de qualquer osso único, o tecido é tecido em dois padrões principais, conhecidos como osso cortical e esponjoso, cada um com aparência e características diferentes.

Córtex

Detalhes de secção transversal de um osso longo

A camada externa dura dos ossos é composta de osso cortical, também chamado de osso compacto, pois é muito mais denso que o osso esponjoso. Forma o exterior duro (córtex) dos ossos. O osso cortical dá ao osso sua aparência lisa, branca e sólida e representa 80% da massa óssea total de um esqueleto humano adulto. Ele facilita as principais funções dos ossos - sustentar todo o corpo, proteger os órgãos, fornecer alavancas para o movimento e armazenar e liberar elementos químicos, principalmente o cálcio. Consiste em múltiplas colunas microscópicas, cada uma chamada de osteon ou sistema de Havers. Cada coluna é formada por múltiplas camadas de osteoblastos e osteócitos ao redor de um canal central chamado canal de Havers. Os canais de Volkmann em ângulos retos conectam os ósteons juntos. As colunas são metabolicamente ativas e, à medida que o osso é reabsorvido e criado, a natureza e a localização das células dentro do ósteon mudarão. O osso cortical é coberto por um periósteo em sua superfície externa e um endósteo em sua superfície interna. O endósteo é o limite entre o osso cortical e o osso esponjoso. A unidade anatômica e funcional primária do osso cortical é o ósteon.

Trabéculas

Micrografia do osso cancellous

Osso esponjoso, ou osso esponjoso, também conhecido como osso trabecular, é o tecido interno do osso esquelético e é uma célula aberta rede porosa que segue as propriedades materiais de biofoams. O osso esponjoso tem uma relação superfície-volume maior que o osso cortical e é menos denso. Isso o torna mais fraco e mais flexível. A maior área de superfície também o torna adequado para atividades metabólicas, como a troca de íons de cálcio. O osso esponjoso é normalmente encontrado nas extremidades dos ossos longos, perto das articulações e no interior das vértebras. O osso esponjoso é altamente vascularizado e geralmente contém medula óssea vermelha, onde ocorre a hematopoiese, a produção de células sanguíneas. A unidade anatômica e funcional primária do osso esponjoso é a trabécula. As trabéculas estão alinhadas em direção à distribuição de carga mecânica que um osso experimenta dentro de ossos longos, como o fêmur. No que diz respeito aos ossos curtos, o alinhamento trabecular tem sido estudado no pedículo vertebral. Finas formações de osteoblastos cobertas por endósteo criam uma rede irregular de espaços, conhecida como trabéculas. Dentro desses espaços estão a medula óssea e as células-tronco hematopoiéticas que dão origem às plaquetas, glóbulos vermelhos e glóbulos brancos. A medula trabecular é composta por uma rede de elementos semelhantes a bastões e placas que tornam o órgão geral mais leve e permitem espaço para os vasos sanguíneos e a medula. O osso trabecular representa os 20% restantes da massa óssea total, mas tem quase dez vezes a área de superfície do osso compacto.

As palavras esponjosa e trabecular referem-se às minúsculas unidades em forma de treliça (trabéculas) que formam o tecido. Foi ilustrado pela primeira vez com precisão nas gravuras de Crisóstomo Martinez.

Tendura

A medula óssea, também conhecida como tecido mielóide na medula óssea vermelha, pode ser encontrada em quase todos os ossos que contenham tecido esponjoso. Nos recém-nascidos, todos esses ossos são preenchidos exclusivamente com medula vermelha ou medula hematopoiética, mas à medida que a criança envelhece, a fração hematopoiética diminui em quantidade e a fração gordurosa/amarela chamada tecido adiposo medular (MAT) aumenta em quantidade. Nos adultos, a medula vermelha é encontrada principalmente na medula óssea do fêmur, nas costelas, nas vértebras e nos ossos pélvicos.

Suprimento vascular

O osso recebe cerca de 10% do débito cardíaco. O sangue entra no endósteo, flui através da medula e sai por pequenos vasos no córtex. Em humanos, a tensão de oxigênio no sangue na medula óssea é de cerca de 6,6%, em comparação com cerca de 12% no sangue arterial e 5% no sangue venoso e capilar.

Células

Células ósseas

O osso é um tecido metabolicamente ativo composto por vários tipos de células. Essas células incluem osteoblastos, que estão envolvidos na criação e mineralização do tecido ósseo, osteócitos e osteoclastos, que estão envolvidos na reabsorção do tecido ósseo. Osteoblastos e osteócitos são derivados de células osteoprogenitoras, mas os osteoclastos são derivados das mesmas células que se diferenciam para formar macrófagos e monócitos. Dentro da medula óssea também existem células-tronco hematopoiéticas. Essas células dão origem a outras células, incluindo glóbulos brancos, glóbulos vermelhos e plaquetas.

Osteoblasto

Micrografo leve de tecido ósseo anulado decalculado que exibe osteoblastos sintetizando ativamente osteoide, contendo dois osteócitos.

Os osteoblastos são células formadoras de osso mononucleadas. Eles estão localizados na superfície das costuras dos ósteons e produzem uma mistura de proteínas conhecida como osteóide, que se mineraliza para se tornar osso. A costura osteóide é uma região estreita de uma matriz orgânica recém-formada, ainda não mineralizada, localizada na superfície de um osso. Osteóide é composto principalmente de colágeno tipo I. Os osteoblastos também fabricam hormônios, como as prostaglandinas, para atuar no próprio osso. O osteoblasto cria e repara osso novo, construindo-se em torno de si mesmo. Primeiro, o osteoblasto coloca fibras de colágeno. Essas fibras de colágeno são usadas como estrutura para a formação dos osteoblastos. trabalhar. O osteoblasto então deposita fosfato de cálcio que é endurecido por íons hidróxido e bicarbonato. O novo osso criado pelo osteoblasto é chamado osteóide. Uma vez que o osteoblasto termina de trabalhar, ele fica preso dentro do osso quando endurece. Quando o osteoblasto fica preso, ele se torna conhecido como um osteócito. Outros osteoblastos permanecem no topo do novo osso e são usados para proteger o osso subjacente, tornando-se conhecidos como células de revestimento.

Osteócito

Os osteócitos são células de origem mesenquimal e originam-se de osteoblastos que migraram e ficaram presos e rodeados por uma matriz óssea que eles próprios produziram. Os espaços que o corpo celular dos osteócitos ocupa dentro da matriz mineralizada de colágeno tipo I são conhecidos como lacunas, enquanto os prolongamentos celulares dos osteócitos ocupam canais chamados canalículos. Os muitos prolongamentos dos osteócitos alcançam osteoblastos, osteoclastos, células de revestimento ósseo e outros osteócitos, provavelmente para fins de comunicação. Os osteócitos permanecem em contato com outros osteócitos no osso por meio de junções comunicantes - prolongamentos celulares acoplados que passam pelos canais canaliculares.

Osteoclasto

Os osteoclastos são células multinucleadas muito grandes que são responsáveis pela degradação dos ossos pelo processo de reabsorção óssea. Novo osso é então formado pelos osteoblastos. O osso é constantemente remodelado pela reabsorção de osteoclastos e criado por osteoblastos. Os osteoclastos são grandes células com múltiplos núcleos localizados nas superfícies ósseas nas chamadas lacunas de Howship (ou poços de reabsorção). Essas lacunas são o resultado do tecido ósseo circundante que foi reabsorvido. Como os osteoclastos são derivados de uma linhagem de células-tronco de monócitos, eles são equipados com mecanismos do tipo fagocítico semelhantes aos macrófagos circulantes. Os osteoclastos amadurecem e/ou migram para superfícies ósseas discretas. Na chegada, enzimas ativas, como a fosfatase ácida resistente ao tartarato, são secretadas contra o substrato mineral. A reabsorção do osso pelos osteoclastos também desempenha um papel na homeostase do cálcio.

Composição

Os ossos consistem em células vivas (osteoblastos e osteócitos) inseridas em uma matriz orgânica mineralizada. O principal componente inorgânico do osso humano é a hidroxiapatita, o mineral ósseo dominante, tendo a composição nominal de Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Os componentes orgânicos desta matriz consistem principalmente em colágeno tipo I - "orgânico" referindo-se a materiais produzidos como resultado do corpo humano - e componentes inorgânicos, que juntamente com a fase dominante de hidroxiapatita, incluem outros compostos de cálcio e fosfato, incluindo sais. Aproximadamente 30% do componente acelular do osso consiste em matéria orgânica, enquanto cerca de 70% em massa é atribuído à fase inorgânica. As fibras de colágeno conferem ao osso sua resistência à tração, e os cristais intercalados de hidroxiapatita conferem ao osso sua resistência à compressão. Esses efeitos são sinérgicos. A composição exata da matriz pode estar sujeita a alterações ao longo do tempo devido à nutrição e biomineralização, com a proporção de cálcio para fosfato variando entre 1,3 e 2,0 (por peso), e minerais como magnésio, sódio, potássio e carbonato também podem ser alterados. encontrado.

O colágeno tipo I compõe de 90 a 95% da matriz orgânica, com o restante da matriz sendo um líquido homogêneo chamado substância fundamental que consiste em proteoglicanos como ácido hialurônico e sulfato de condroitina, bem como proteínas não colágenas como osteocalcina, osteopontina ou sialoproteína óssea. O colágeno consiste em filamentos de unidades repetidas, que conferem resistência à tração do osso e são dispostos de maneira sobreposta que evita o estresse de cisalhamento. A função da substância fundamental não é totalmente conhecida. Dois tipos de osso podem ser identificados microscopicamente de acordo com a disposição do colágeno: tecido e lamelar.

• Osso tecido (também conhecido como osso fibroso), que é caracterizada por uma organização hafazard de fibras de colágeno e é mecanicamente fraco.
• Osso lamellar, que tem um alinhamento paralelo regular de colágeno em folhas ("lamellae") e é mecanicamente forte.

Micrografo de elétron de transmissão da matriz óssea tecida decalculada mostrando orientação irregular característica das fibras de colágeno

O osso tecido é produzido quando os osteoblastos produzem osteóide rapidamente, o que ocorre inicialmente em todos os ossos fetais, mas é posteriormente substituído por osso lamelar mais resistente. Em adultos, o tecido ósseo é criado após fraturas ou na doença de Paget. O tecido ósseo é mais fraco, com um número menor de fibras de colágeno orientadas aleatoriamente, mas se forma rapidamente; é por esta aparência da matriz fibrosa que o osso é denominado tecido. Logo é substituído por osso lamelar, que é altamente organizado em lâminas concêntricas com uma proporção muito menor de osteócitos em relação ao tecido circundante. O osso lamelar, que aparece pela primeira vez em humanos no feto durante o terceiro trimestre, é mais forte e preenchido com muitas fibras de colágeno paralelas a outras fibras na mesma camada (essas colunas paralelas são chamadas de ósteons). Na seção transversal, as fibras correm em direções opostas em camadas alternadas, bem como no compensado, auxiliando na capacidade do osso de resistir às forças de torção. Após uma fratura, o tecido ósseo se forma inicialmente e é gradualmente substituído por osso lamelar durante um processo conhecido como "substituição óssea." Comparado ao osso trançado, a formação de osso lamelar ocorre mais lentamente. A deposição ordenada de fibras de colágeno restringe a formação de osteóide a cerca de 1 a 2 µm por dia. O osso lamelar também requer uma superfície relativamente plana para colocar as fibras de colágeno em camadas paralelas ou concêntricas.

Depoimento

A matriz extracelular do osso é formada por osteoblastos, que secretam colágeno e substância fundamental. Estes sintetizam colágeno dentro da célula e então secretam fibrilas de colágeno. As fibras de colágeno polimerizam rapidamente para formar fios de colágeno. Nesta fase, eles ainda não estão mineralizados e são chamados de "osteóides". Ao redor dos fios, o cálcio e o fosfato precipitam-se na superfície desses fios, transformando-se em cristais de hidroxiapatita em dias ou semanas.

Para mineralizar o osso, os osteoblastos secretam vesículas contendo fosfatase alcalina. Isso cliva os grupos fosfato e atua como foco para a deposição de cálcio e fosfato. As vesículas então se rompem e atuam como um centro para o crescimento dos cristais. Mais particularmente, o mineral ósseo é formado a partir de estruturas globulares e placas.

Tipos

Estrutura de um osso longo

Existem cinco tipos de ossos no corpo humano: longos, curtos, planos, irregulares e sesamoides.

• 

  Sistema Esquelético do Corpo Humano
  Os ossos longos são caracterizados por um eixo, a diafise, que é muito mais longo do que sua largura; e por uma epifise, uma cabeça arredondada em cada extremidade do eixo. Eles são compostos principalmente de osso compacto, com quantidades menores de medula, localizado dentro da cavidade medular, e áreas de esponja, osso cancellou nas extremidades dos ossos. A maioria dos ossos dos membros, incluindo os dos dedos e dos dedos, são ossos longos. As exceções são os oito ossos carpais do pulso, os sete ossos encerados articulantes do tornozelo e o osso sesamóide da rótula. Ossos longos como a clavícula, que têm um eixo ou extremidades de forma diferente também são chamados ossos longos modificados.
• Os ossos curtos são aproximadamente em forma de cubo, e têm apenas uma camada fina de osso compacto em torno de um interior esponja. Os ossos do pulso e do tornozelo são ossos curtos.
• Os ossos lisos são finos e geralmente curvados, com duas camadas paralelas de osso compacto que sanduíche uma camada de osso esponjoso. A maioria dos ossos do crânio são ossos lisos, como é o esterno.
• Os ossos sesamóides são ossos incorporados nos tendões. Uma vez que eles agem para manter o tendão mais longe da articulação, o ângulo do tendão é aumentado e, portanto, a alavancagem do músculo é aumentada. Exemplos de ossos de sesamóide são a patela e a pisiforme.
• Os ossos irregulares não se encaixam nas categorias acima. Eles consistem em camadas finas de osso compacto em torno de um interior esponjoso. Como implícito pelo nome, suas formas são irregulares e complicadas. Muitas vezes esta forma irregular é devido a seus muitos centros de ossificação ou porque eles contêm seios ósseos. Os ossos da coluna vertebral, pelve e alguns ossos do crânio são ossos irregulares. Exemplos incluem os ossos etmoide e esfenóide.

Terminologia

No estudo da anatomia, os anatomistas usam vários termos anatômicos para descrever a aparência, forma e função dos ossos. Outros termos anatômicos também são usados para descrever a localização dos ossos. Como outros termos anatômicos, muitos deles derivam do latim e do grego. Alguns anatomistas ainda usam o latim para se referir aos ossos. O termo "ósseo", e o prefixo "osteo-", referindo-se a coisas relacionadas ao osso, ainda são usados comumente hoje.

Alguns exemplos de termos usados para descrever ossos incluem o termo "forame" para descrever um buraco pelo qual algo passa, e um "canal" ou "meatus" para descrever uma estrutura semelhante a um túnel. Uma saliência de um osso pode ser chamada de vários termos, incluindo "côndilo", "crista", "espinha", "eminência", "tubérculo" ou "tuberosidade", dependendo da forma e localização da saliência. Em geral, diz-se que os ossos longos têm uma "cabeça", um "pescoço" e um "corpo".

Quando dois ossos se unem, diz-se que eles "articulam". Se os dois ossos tiverem uma conexão fibrosa e forem relativamente imóveis, a articulação é chamada de "sutura".

Desenvolvimento

Ossificação endocondral

Micrografia leve de uma seção através de uma articulação juvenil do joelho (rato) mostrando as placas de crescimento cartilagineous

A formação do osso é chamada de ossificação. Durante a fase de desenvolvimento fetal isso ocorre por dois processos: ossificação intramembranosa e ossificação endocondral. A ossificação intramembranosa envolve a formação de osso a partir do tecido conjuntivo, enquanto a ossificação endocondral envolve a formação de osso a partir da cartilagem.

Ossificação intramembranosa ocorre principalmente durante a formação dos ossos chatos do crânio, mas também da mandíbula, maxila e clavículas; o osso é formado por tecido conjuntivo, como tecido mesenquimal, e não por cartilagem. O processo inclui: o desenvolvimento do centro de ossificação, calcificação, formação de trabéculas e desenvolvimento do periósteo.

Ossificação endocondral ocorre em ossos longos e na maioria dos outros ossos do corpo; envolve o desenvolvimento do osso da cartilagem. Este processo inclui o desenvolvimento de um modelo de cartilagem, seu crescimento e desenvolvimento, desenvolvimento dos centros de ossificação primários e secundários e a formação da cartilagem articular e das placas epifisárias.

A ossificação endocondral começa com pontos na cartilagem chamados "centros de ossificação primários." Eles aparecem principalmente durante o desenvolvimento fetal, embora alguns ossos curtos comecem sua ossificação primária após o nascimento. Eles são responsáveis pela formação das diáfises de ossos longos, ossos curtos e algumas partes de ossos irregulares. A ossificação secundária ocorre após o nascimento e forma as epífises dos ossos longos e as extremidades dos ossos irregulares e planos. A diáfise e ambas as epífises de um osso longo são separadas por uma zona crescente de cartilagem (placa epifisária). Na maturidade esquelética (18 a 25 anos de idade), toda a cartilagem é substituída por osso, fundindo a diáfise e ambas as epífises (fechamento epifisário). Nos membros superiores, apenas as diáfises dos ossos longos e da escápula estão ossificadas. As epífises, ossos do carpo, processo coracóide, borda medial da escápula e acrômio ainda são cartilaginosos.

As seguintes etapas são seguidas na conversão da cartilagem em osso:

1. Zona de cartilagem de reserva. Esta região, mais distante da cavidade da medula, consiste em cartilagem hialina típica que ainda não mostra nenhum sinal de transformação no osso.
2. Zona de proliferação celular. Um pouco mais perto da cavidade da medula, os condrócitos multiplicam-se e arranjam-se em colunas longitudinais de lacunas achatadas.
3. Zona de hipertrofia celular. Em seguida, os condrócitos deixam de dividir e começam a hipertrofia (enlarge), muito como eles fazem no centro de ossificação primária do feto. As paredes da matriz entre as lacunas tornam-se muito finas.
4. Zona de calcificação. Os minerais são depositados na matriz entre as colunas das lacunas e calcificam a cartilagem. Estes não são os depósitos minerais permanentes do osso, mas apenas um apoio temporário para a cartilagem que, de outro modo, seria enfraquecido pela quebra das lacunas ampliadas.
5. Zona de deposição óssea. Dentro de cada coluna, as paredes entre as lacunas quebram e os condrócitos morrem. Isso converte cada coluna em um canal longitudinal, que é imediatamente invadido por vasos sanguíneos e medula da cavidade da medula. Osteoblastos se alinham ao longo das paredes destes canais e começam a depositar lamelas concêntricas da matriz, enquanto os osteoclasts dissolvem a cartilagem temporariamente calcificada.

Funções

Ossos têm uma variedade de funções:

Mecânica

Ossos servem a uma variedade de funções mecânicas. Juntos, os ossos do corpo formam o esqueleto. Eles fornecem uma estrutura para manter o corpo sustentado e um ponto de fixação para músculos esqueléticos, tendões, ligamentos e articulações, que funcionam juntos para gerar e transferir forças para que partes individuais do corpo ou todo o corpo possam ser manipuladas no espaço tridimensional. a interação entre osso e músculo é estudada em biomecânica).

Os ossos protegem os órgãos internos, como o crânio que protege o cérebro ou as costelas que protegem o coração e os pulmões. Devido à forma como o osso é formado, o osso tem uma alta resistência à compressão de cerca de 170 MPa (1.700 kgf/cm2), baixa resistência à tração de 104-121 MPa e uma resistência ao cisalhamento muito baixa (51,6 MPa). Isso significa que o osso resiste bem ao estresse de compressão (compressão), resiste menos ao estresse de tração (tensional), mas resiste mal ao estresse de cisalhamento (como devido a cargas de torção). Enquanto o osso é essencialmente quebradiço, o osso tem um grau significativo de elasticidade, contribuído principalmente pelo colágeno.

Mecanicamente, os ossos também têm um papel especial na audição. Os ossículos são três pequenos ossos no ouvido médio que estão envolvidos na transdução do som.

Sintético

A parte esponjosa dos ossos contém medula óssea. A medula óssea produz células sanguíneas em um processo chamado hematopoiese. As células sanguíneas que são criadas na medula óssea incluem glóbulos vermelhos, plaquetas e glóbulos brancos. As células progenitoras, como as células-tronco hematopoiéticas, se dividem em um processo chamado mitose para produzir células precursoras. Estes incluem precursores que eventualmente dão origem a glóbulos brancos e eritroblastos que dão origem a glóbulos vermelhos. Ao contrário dos glóbulos vermelhos e brancos, criados por mitose, as plaquetas são eliminadas de células muito grandes chamadas megacariócitos. Este processo de diferenciação progressiva ocorre dentro da medula óssea. Depois que as células amadurecem, elas entram na circulação. Todos os dias, mais de 2,5 bilhões de glóbulos vermelhos e plaquetas e 50 a 100 bilhões de granulócitos são produzidos dessa maneira.

Além de criar células, a medula óssea também é um dos principais locais onde os glóbulos vermelhos defeituosos ou envelhecidos são destruídos.

Metabólico

• Armazenamento mineral – ossos atuam como reservas de minerais importantes para o corpo, principalmente cálcio e fósforo.

Determinado pela espécie, idade e tipo de osso, as células ósseas representam até 15% do osso. Armazenamento do fator de crescimento - a matriz óssea mineralizada armazena importantes fatores de crescimento, como fatores de crescimento semelhantes à insulina, fator de crescimento transformador, proteínas morfogenéticas ósseas e outros.

• Armazenamento de gordura – tecido adiposo da medula (MAT) atua como uma reserva de armazenamento de ácidos graxos.
• Equilíbrio ácido-base – osso buffers o sangue contra alterações excessivas de pH, absorvendo ou liberando sais alcalinos.
• Detoxificação – tecidos ósseos também podem armazenar metais pesados e outros elementos estrangeiros, removendo-os do sangue e reduzindo seus efeitos em outros tecidos. Estes podem ser liberados gradualmente para excreção.
• Órgão endócrino – o osso controla o metabolismo fosfato liberando fator de crescimento fibroblasto 23 (FGF-23), que atua nos rins para reduzir a reabsorção fosfato. As células ósseas também liberam um hormônio chamado osteocalcina, que contribui para a regulação do açúcar no sangue (glucose) e deposição de gordura. A osteocalcina aumenta tanto a secreção de insulina e sensibilidade, além de aumentar o número de células produtoras de insulina e reduzir as lojas de gordura.
• O equilíbrio de cálcio – o processo de reabsorção óssea pelos osteoclasts libera o cálcio armazenado na circulação sistêmica e é um processo importante na regulação do equilíbrio de cálcio. Como formação óssea ativamente correções circulando cálcio em sua forma mineral, removendo-o da corrente sanguínea, reabsorção ativamente unfixes aumentando assim os níveis de cálcio circulante. Esses processos ocorrem em conjunto em locais específicos do site.

Remodelação

O osso está constantemente sendo criado e substituído em um processo conhecido como remodelação. Essa renovação contínua do osso é um processo de reabsorção seguido de substituição do osso com pouca alteração na forma. Isso é realizado através de osteoblastos e osteoclastos. As células são estimuladas por uma variedade de sinais e, em conjunto, são chamadas de unidades de remodelação. Aproximadamente 10% da massa esquelética de um adulto é remodelada a cada ano. O objetivo da remodelação é regular a homeostase do cálcio, reparar ossos microdanificados pelo estresse diário e moldar o esqueleto durante o crescimento. Estresse repetido, como exercício de sustentação de peso ou cicatrização óssea, resulta em espessamento ósseo nos pontos de estresse máximo (lei de Wolff). Foi levantada a hipótese de que isso é resultado das propriedades piezoelétricas do osso, que fazem com que o osso gere pequenos potenciais elétricos sob estresse.

A ação dos osteoblastos e osteoclastos é controlada por uma série de enzimas químicas que promovem ou inibem a atividade das células de remodelação óssea, controlando a taxa na qual o osso é feito, destruído ou alterado em forma. As células também usam sinalização parácrina para controlar a atividade umas das outras. Por exemplo, a taxa na qual os osteoclastos reabsorvem o osso é inibida pela calcitonina e pela osteoprotegerina. A calcitonina é produzida pelas células parafoliculares na glândula tireoide e pode se ligar a receptores nos osteoclastos para inibir diretamente a atividade dos osteoclastos. A osteoprotegerina é secretada pelos osteoblastos e é capaz de se ligar ao RANK-L, inibindo a estimulação dos osteoclastos.

Os osteoblastos também podem ser estimulados a aumentar a massa óssea através do aumento da secreção de osteóide e inibindo a capacidade dos osteoclastos de quebrar o tecido ósseo. O aumento da secreção de osteóide é estimulado pela secreção de hormônio do crescimento pela hipófise, hormônio tireoidiano e hormônios sexuais (estrógenos e andrógenos). Esses hormônios também promovem aumento da secreção de osteoprotegerina. Os osteoblastos também podem ser induzidos a secretar várias citocinas que promovem a reabsorção do osso, estimulando a atividade dos osteoclastos e a diferenciação das células progenitoras. A vitamina D, o hormônio da paratireoide e a estimulação dos osteócitos induzem os osteoblastos a aumentar a secreção de ligante RANK e interleucina 6, cujas citocinas então estimulam o aumento da reabsorção óssea pelos osteoclastos. Esses mesmos compostos também aumentam a secreção do fator estimulador de colônias de macrófagos pelos osteoblastos, o que promove a diferenciação das células progenitoras em osteoclastos, e diminuem a secreção de osteoprotegerina.

Volume

O volume ósseo é determinado pelas taxas de formação e reabsorção óssea. Pesquisas recentes sugeriram que certos fatores de crescimento podem funcionar para alterar localmente a formação óssea, aumentando a atividade dos osteoblastos. Numerosos fatores de crescimento derivados de ossos foram isolados e classificados por meio de culturas ósseas. Esses fatores incluem fatores de crescimento semelhantes à insulina I e II, fator de crescimento transformador beta, fator de crescimento de fibroblastos, fator de crescimento derivado de plaquetas e proteínas morfogenéticas ósseas. Evidências sugerem que as células ósseas produzem fatores de crescimento para armazenamento extracelular na matriz óssea. A liberação desses fatores de crescimento da matriz óssea poderia causar a proliferação de precursores de osteoblastos. Essencialmente, os fatores de crescimento ósseo podem atuar como potenciais determinantes da formação óssea local. A pesquisa sugeriu que o volume do osso esponjoso na osteoporose pós-menopausa pode ser determinado pela relação entre a superfície total de formação de osso e a porcentagem de reabsorção da superfície.

Significado clínico

Várias doenças podem afetar os ossos, incluindo artrite, fraturas, infecções, osteoporose e tumores. As condições relacionadas aos ossos podem ser tratadas por vários médicos, incluindo reumatologistas para articulações e cirurgiões ortopédicos, que podem realizar cirurgias para consertar ossos quebrados. Outros médicos, como especialistas em reabilitação, podem estar envolvidos na recuperação, radiologistas na interpretação dos achados de imagem e patologistas na investigação da causa da doença, e médicos de família podem desempenhar um papel na prevenção de complicações de doenças ósseas, como a osteoporose.

Quando um médico atende um paciente, um histórico e um exame são feitos. Os ossos são então frequentemente fotografados, chamados de radiografia. Isso pode incluir ultrassom de raios-X, tomografia computadorizada, ressonância magnética e outras imagens, como uma varredura óssea, que pode ser usada para investigar o câncer. Outros testes, como um exame de sangue para marcadores autoimunes, podem ser feitos ou um aspirado de líquido sinovial pode ser feito.

Fraturas

Radiografia utilizada para identificar possíveis fraturas ósseas após lesão no joelho

No osso normal, as fraturas ocorrem quando há aplicação de força significativa ou trauma repetitivo por um longo período. As fraturas também podem ocorrer quando um osso está enfraquecido, como na osteoporose, ou quando há um problema estrutural, como quando o osso se remodela excessivamente (como na doença de Paget) ou é o local do crescimento do câncer. Fraturas comuns incluem fraturas de punho e fraturas de quadril, associadas à osteoporose, fraturas vertebrais associadas a trauma de alta energia e câncer, e fraturas de ossos longos. Nem todas as fraturas são dolorosas. Quando graves, dependendo do tipo e localização das fraturas, as complicações podem incluir tórax instável, síndromes compartimentais ou embolia gordurosa. Fraturas compostas envolvem a penetração do osso através da pele. Algumas fraturas complexas podem ser tratadas com o uso de procedimentos de enxerto ósseo que substituem as porções ósseas ausentes.

As fraturas e suas causas subjacentes podem ser investigadas por raios-X, tomografia computadorizada e ressonância magnética. As fraturas são descritas por sua localização e forma, e existem vários sistemas de classificação, dependendo da localização da fratura. Uma fratura de osso longo comum em crianças é a fratura de Salter-Harris. Quando as fraturas são tratadas, o alívio da dor geralmente é administrado e a área fraturada geralmente é imobilizada. Isso é para promover a cicatrização óssea. Além disso, medidas cirúrgicas como fixação interna podem ser usadas. Por causa da imobilização, as pessoas com fraturas são frequentemente aconselhadas a se submeter à reabilitação.

Tumores

Existem vários tipos de tumor que podem afetar o osso; exemplos de tumores ósseos benignos incluem osteoma, osteoma osteóide, osteocondroma, osteoblastoma, encondroma, tumor ósseo de células gigantes e cisto ósseo aneurismático.

Câncer

O câncer pode surgir no tecido ósseo, e os ossos também são um local comum para outros tipos de câncer se espalharem (metástase). Os cânceres que surgem nos ossos são chamados de cânceres "primários" cânceres, embora tais cânceres sejam raros. As metástases dentro do osso são "secundárias" cânceres, sendo os mais comuns câncer de mama, câncer de pulmão, câncer de próstata, câncer de tireóide e câncer de rim. Os cânceres secundários que afetam o osso podem destruir o osso (chamado de câncer "lítico") ou criar osso (um câncer "esclerótico"). Cânceres da medula óssea dentro do osso também podem afetar o tecido ósseo, exemplos incluindo leucemia e mieloma múltiplo. Os ossos também podem ser afetados por cânceres em outras partes do corpo. Cânceres em outras partes do corpo podem liberar hormônio da paratireoide ou peptídeo relacionado ao hormônio da paratireoide. Isso aumenta a reabsorção óssea e pode levar a fraturas ósseas.

O tecido ósseo que é destruído ou alterado como resultado de cânceres é distorcido, enfraquecido e mais propenso a fraturas. Isso pode levar à compressão da medula espinhal, destruição da medula resultando em hematomas, sangramento e imunossupressão, e é uma das causas de dor óssea. Se o câncer for metastático, pode haver outros sintomas, dependendo do local do câncer original. Alguns cânceres ósseos também podem ser sentidos.

Os cânceres ósseos são tratados de acordo com seu tipo, estágio, prognóstico e sintomas que causam. Muitos cânceres ósseos primários são tratados com radioterapia. Os cânceres de medula óssea podem ser tratados com quimioterapia, e outras formas de terapia direcionada, como a imunoterapia, podem ser usadas. Os cuidados paliativos, que se concentram em maximizar a qualidade de vida de uma pessoa, podem desempenhar um papel importante no gerenciamento, principalmente se a probabilidade de sobrevivência em cinco anos for baixa.

Outras condições dolorosas

• A osteomielite é inflamação do osso ou medula óssea devido à infecção bacteriana.
• Osteomalacia é um amolecimento doloroso do osso adulto causado pela deficiência grave da vitamina D.
• Osteogenesis imperfecta
• Osteochondritis dissecans
• Espondilite Ankylosing
• A fluorose esquelética é uma doença óssea causada por uma acumulação excessiva de flúor nos ossos. Em casos avançados, a fluorose esquelética danifica ossos e articulações e é dolorosa.

Osteoporose

Densidade mineral óssea reduzida em osteoporose (R), aumentando a probabilidade de fraturas

A osteoporose é uma doença óssea em que há redução da densidade mineral óssea, aumentando a probabilidade de fraturas. A osteoporose é definida em mulheres pela Organização Mundial da Saúde como uma densidade mineral óssea de 2,5 desvios padrão abaixo do pico de massa óssea, em relação à média correspondente à idade e ao sexo. Essa densidade é medida usando absorciometria de raios-X de dupla energia (DEXA), com o termo "osteoporose estabelecida" incluindo a presença de uma fratura por fragilidade. A osteoporose é mais comum em mulheres após a menopausa, quando é chamada de "osteoporose pós-menopausa", mas pode se desenvolver em homens e mulheres na pré-menopausa na presença de distúrbios hormonais específicos e outras doenças crônicas ou como resultado de tabagismo e medicamentos, especificamente glicocorticóides. A osteoporose geralmente não apresenta sintomas até que ocorra uma fratura. Por esse motivo, os exames DEXA são frequentemente realizados em pessoas com um ou mais fatores de risco, que desenvolveram osteoporose e correm risco de fratura.

Um dos fatores de risco mais importantes para a osteoporose é a idade avançada. O acúmulo de dano oxidativo ao DNA em células osteoblásticas e osteoclásticas parece ser um fator chave na osteoporose relacionada à idade.

O tratamento da osteoporose inclui conselhos para parar de fumar, diminuir o consumo de álcool, fazer exercícios regularmente e ter uma dieta saudável. Suplementos de cálcio e minerais também podem ser recomendados, assim como a vitamina D. Quando a medicação é usada, ela pode incluir bisfosfonatos, ranelato de estrôncio e terapia de reposição hormonal.

Medicina osteopática

A medicina osteopática é uma escola de pensamento médico originalmente desenvolvida com base na ideia da ligação entre o sistema músculo-esquelético e a saúde geral, mas agora muito semelhante à medicina tradicional. A partir de 2012, mais de 77.000 médicos nos Estados Unidos são treinados em escolas de medicina osteopática.

Osteologia

fêmures humanos e úmero do período romano, com evidências de fraturas curadas

O estudo dos ossos e dentes é conhecido como osteologia. É freqüentemente usado em antropologia, arqueologia e ciência forense para uma variedade de tarefas. Isso pode incluir a determinação do estado nutricional, de saúde, idade ou lesão do indivíduo de quem os ossos foram retirados. Preparar ossos carnudos para esses tipos de estudos pode envolver o processo de maceração.

Normalmente, antropólogos e arqueólogos estudam ferramentas de ossos feitas por Homo sapiens e Homo neanderthalensis. Os ossos podem servir a vários usos, como pontas de projéteis ou pigmentos artísticos, e também podem ser feitos de ossos externos, como chifres.

Outros animais

Fluorose esquelética na perna de uma vaca, devido à contaminação industrial

Ossos de perna e cinta pélvica de pássaro

Esqueletos de pássaros são muito leves. Seus ossos são menores e mais finos, para facilitar o vôo. Entre os mamíferos, os morcegos são os que mais se aproximam das aves em termos de densidade óssea, sugerindo que ossos pequenos e densos são uma adaptação de voo. Muitos ossos de pássaros têm pouca medula por serem ocos.

O bico de um pássaro é feito principalmente de osso como projeções das mandíbulas que são cobertas por queratina.

Alguns ossos, formados principalmente separadamente nos tecidos subcutâneos, incluem acessórios de cabeça (como núcleo ósseo de chifres, chifres, ossicones), osteoderma e os pénis/os clitóris. Os chifres de um cervo são compostos de osso, que é um exemplo incomum de osso fora da pele do animal, uma vez que o veludo é derramado.

O extinto peixe predador Dunkleosteus tinha bordas afiadas de ossos duros expostos ao longo de suas mandíbulas.

A proporção de osso cortical que é de 80% no esqueleto humano pode ser muito menor em outros animais, especialmente em mamíferos marinhos e tartarugas marinhas, ou em vários répteis marinhos mesozóicos, como os ictiossauros, entre outros. Essa proporção pode variar rapidamente na evolução; muitas vezes aumenta nos estágios iniciais de retorno a um estilo de vida aquático, como observado nas primeiras baleias e pinípedes, entre outros. Posteriormente, diminui nos táxons pelágicos, que normalmente adquirem osso esponjoso, mas os táxons aquáticos que vivem em águas rasas podem reter ossos muito espessos, paquiostóticos, osteoescleróticos ou paquiosteoscleróticos, especialmente se se moverem lentamente, como as vacas marinhas. Em alguns casos, mesmo táxons marinhos que adquiriram osso esponjoso podem reverter para ossos mais espessos e compactos se eles se adaptarem para viver em águas rasas ou em águas hipersalinas (mais densas).

Muitos animais, principalmente os herbívoros, praticam a osteofagia - comer ossos. Isso é presumivelmente realizado para repor a falta de fosfato.

Muitas doenças ósseas que afetam os seres humanos também afetam outros vertebrados - um exemplo de uma doença é a fluorose esquelética.

Sociedade e cultura

Ossos de gado abatido em uma fazenda na Namíbia

Ossos de animais abatidos têm vários usos. Em tempos pré-históricos, eles foram usados para fazer ferramentas de osso. Eles também foram usados na escultura em ossos, já importantes na arte pré-histórica, e também nos tempos modernos como materiais de artesanato para botões, miçangas, alças, bobinas, auxiliares de cálculo, porcas de cabeça, dados, fichas de pôquer, palitos de pick-up, flechas, scrimshaw, enfeites, etc.

A cola de osso pode ser feita por fervura prolongada de ossos moídos ou rachados, seguida de filtragem e evaporação para engrossar o fluido resultante. Historicamente importantes, a cola de osso e outras colas de animais hoje têm apenas alguns usos especializados, como na restauração de antiguidades. Essencialmente o mesmo processo, com mais refinamento, espessamento e secagem, é usado para fazer gelatina.

O caldo é feito fervendo vários ingredientes por um longo tempo, tradicionalmente incluindo ossos.

O osso carbonizado, um material poroso, preto e granular usado principalmente para filtração e também como pigmento preto, é produzido pela carbonização de ossos de mamíferos.

A escrita oracular em osso era um sistema de escrita usado na China Antiga baseado em inscrições em ossos. Seu nome se origina dos ossos do oráculo, que eram principalmente clavículas de boi. Os antigos chineses (principalmente na dinastia Shang), escreviam suas perguntas no osso do oráculo e queimavam o osso, e onde o osso rachado estaria a resposta para as perguntas.

Apontar o osso para alguém é considerado má sorte em algumas culturas, como os aborígines australianos, como os Kurdaitcha.

Os ossos da sorte da ave têm sido usados para adivinhação, e ainda são comumente usados em uma tradição para determinar qual de duas pessoas puxando uma das pontas do osso pode fazer um desejo.

Várias culturas ao longo da história adotaram o costume de moldar a cabeça de uma criança pela prática de deformação craniana artificial. Um costume amplamente praticado na China era o de amarrar os pés para limitar o crescimento normal do pé.

Imagens adicionais

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  Células na medula óssea

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  Digitalização de microscópio de elétrons de osso a 100 × ampliação

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  Detalhe da estrutura de um osso animal