Revisão da fisiologia óssea

Revisão da fisiologia óssea8

O quarto objetivo da aprendizagem deste curso é ter uma visão global da fisiologia e remodelação ósseas. Muitas vezes acredita-se que os ossos são estruturas estáticas, mas, na verdade, eles se remodelam continuamente através de ações de osteoclastos (células de reabsorção óssea) e osteoblastos (células de construção óssea) e seus produtos, sob a influência do hormônio da paratireoide (PTH), vitamina D, estrogênios, glucocorticoides,hormônio do crescimento, hormônio da tireoide e outros fatores, como citocinas, uma família única de fatores de crescimento. A remodelação é realizada no osso trabecular do processo alveolar e, em qualquer outro lugar, por um grupo de células que dissolve uma área semelhante a um poço no osso e, em seguida, enche-o com osso novo. Esse grupo de células é chamado de unidade multicelular básica (basic multicellular unit, BMU). O osso é remodelado através de uma sequência de etapas que podem levar até 200 dias, da seguinte forma:

Originação

A originação é a fase durante a qual uma BMU se origina após um “evento” iniciador, como microdanos, estresse mecânico, exposição a um ou mais de um grupo de fatores biológicos, ou até aleatoriamente. A resposta imunológica começa em reação a um desses eventos. As citocinas e outros fatores de crescimento, como o hormônio da paratireoide (PTH), os fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGF), a interleucina 1 (IL-1), a interleucina 6 (IL-6) e o fator de necrose tumoral (tumor necrosis factor, TNF) são importantes na fase de originação. A IL-1 pode ser o fator mais importante na resposta imunológica. Sua função é aumentar a ativação de células T em resposta ao antígeno. A IL-6 é produzida por fibroblastos e outras células. A IL-6 aumenta a síntese de glicocorticoides. Em geral, ela aumenta a resposta das células imunológicas a outras citocinas. O fator de necrose tumoral-α (TNF-α), como a IL-1, é uma citocina principal modificadora da resposta imunológica produzida principalmente por macrófagos ativados. A presença de TNF induz a formação de osteoclastos.

Fatores como o estrogênio podem reduzir a ocorrência da fase de originação, reduzindo assim a taxa e a ocorrência de reabsorção óssea. Estratégias biologicamente mediadas para melhorar o crescimento ósseo em pacientes com periodontite trabalham para modificar os efeitos de fatores que promovem a reabsorção óssea ou para aumentar os efeitos dos fatores que promovem o crescimento ósseo.

Recrutamento de osteoclastos

As células de revestimento ativadas durante a originação secretam o RANK [receptor activator of nuclear factor kappa (receptor ativador do fator nuclear kappa)]-ligante, que pode permanecer ligado à superfície celular. Os pré-osteoclastos são ativados pelo RANK-ligante (RANKL) e depois se diferenciam em osteoclastos maduros que desenvolvem uma borda enrugada e reabsorvem o osso. A osteoprotegerina (OPG) pode atuar para ligar o RANKL, o que reduz o seu efeito. O RANKL é um agente potente de construção óssea. Os osteoclastos são mais eficazes na reabsorção do osso quando o efeito do RANKL é reduzido.

Reabsorção

O osso é reabsorvido pelos osteoclastos maduros durante aproximadamente duas semanas em um determinado local até os osteoclastos sofrerem morte celular pré-programada. Os novos osteoclastos são continuamente ativados conforme a BMU se desloca. As integrinas e as interleucinas são fatores imunes que podem atuar para aumentar a atividade dos osteoclastos. As integrinas são receptores de superfície celular que unem os ligantes e reduzem o seu efeito de construção óssea.

Estrogênio, calcitonina, interferon e TGF podem reduzir a reabsorção óssea durante essa fase. A calcitonina funciona em oposição ao hormônio da paratireoide e pode reduzir o seu papel na reabsorção óssea. De modo semelhante, os bifosfonatos, como o risedronato sódico, inibem a reabsorção óssea mediada pelos osteoclastos, reduzindo a perda óssea líquida.

Recrutamento de osteoblastos

Os osteoblastos são derivados de células do estroma da medula óssea e são atraídos por fatores de crescimento derivados de ossos (incluindo Cbfa1, BMP, IGF, PTH e outros) e talvez pelo restante dos osteoclastos autodestruídos. A Cbfa1 ativa a proteína específica do osso, osteocalcina. As proteínas morfogenéticas ósseas (bone morphogenetic proteins, BMP) induzem nova formação óssea por estimulação da proliferação e migração de precursores indiferenciados de células ósseas.

Formação osteoide

Os osteoblastos iniciam o processo de construção óssea por secreção de camadas de osteoide para preencher lentamente a cavidade, bem como fatores de crescimento (incluindo TGF-beta, BMP e IGF) e proteínas. A presença de glicocorticoides pode retardar a formação de osteoide.

Mineralização

O osteoide começa a mineralizar utilizando cálcio e fosfato quando tem aproximadamente 6 mícrons de espessura. A mineralização é controlada pela atividade dos osteoblastos.

A presença de pirofosfato pode reduzir a mineralização.

Maturação mineral

A densidade óssea aumenta ao longo dos meses após a cavidade ter sido preenchida com osso, pois os cristais minerais ficam mais compactados.

Quiescência

Durante a quiescência, alguns osteoblastos se tornam células de revestimento que ajudam a regular a liberação contínua de cálcio dos ossos. Outros osteoblastos se tornam osteócitos que permanecem no osso, conectados por processos celulares longos, que podem sentir o estresse funcional sobre o osso.