Em formação

38.2B: Tipos de células em ossos - Biologia


Os osteoblastos, osteoclastos, osteócitos e células ósseas osteoprogenitoras são responsáveis ​​pelo crescimento, formação e manutenção dos ossos.

objetivos de aprendizado

  • Distinguir entre os quatro tipos de células ósseas

O osso consiste em quatro tipos de células: osteoblastos, osteoclastos, osteócitos e células osteoprogenitoras (ou osteogênicas). Cada tipo de célula tem uma função única e é encontrada em diferentes locais nos ossos. O osteoblasto, a célula óssea responsável pela formação de um novo osso, é encontrado nas porções crescentes do osso, incluindo o periósteo e o endósteo. Osteoblastos, que não se dividem, sintetizam e secretam a matriz de colágeno e os sais de cálcio. À medida que a matriz secretada ao redor do osteoblasto se calcifica, o osteoblasto fica preso dentro dela. Como resultado, ele muda de estrutura, tornando-se um osteócito, a célula primária do osso maduro e o tipo mais comum de célula óssea. Cada osteócito está localizado em um espaço (lacuna) cercado por tecido ósseo. Os osteócitos mantêm a concentração mineral da matriz por meio da secreção de enzimas. Como no caso dos osteoblastos, os osteócitos não têm atividade mitótica. Eles são capazes de se comunicar entre si e receber nutrientes por meio de longos processos citoplasmáticos que se estendem através dos canalículos (singular = canalículo), canais dentro da matriz óssea.

Se os osteoblastos e osteócitos são incapazes de mitose, então como eles são repostos quando os velhos morrem? A resposta está nas propriedades de uma terceira categoria de células ósseas: a célula osteogênica. Essas células osteogênicas são indiferenciadas com alta atividade mitótica; eles são as únicas células ósseas que se dividem. Células osteogênicas imaturas são encontradas nas camadas profundas do periósteo e da medula. Quando eles se diferenciam, eles se desenvolvem em osteoblastos. A natureza dinâmica do osso significa que o novo tecido é constantemente formado, enquanto o osso velho, danificado ou desnecessário é dissolvido para reparo ou liberação de cálcio. A célula responsável pela reabsorção ou quebra óssea é o osteoclasto, que se encontra na superfície óssea, é multinucleado e se origina de monócitos e macrófagos (dois tipos de glóbulos brancos), e não de células osteogênicas. Os osteoclastos quebram continuamente o osso antigo, enquanto os osteoblastos formam um novo osso continuamente. O equilíbrio contínuo entre os osteoblastos e os osteoclastos é responsável pela remodelação constante, mas sutil, do osso.

Pontos chave

  • As células osteogênicas são as únicas células ósseas que se dividem.
  • As células osteogênicas se diferenciam e se desenvolvem em osteoblastos que, por sua vez, são responsáveis ​​pela formação de novos ossos.
  • Os osteoblastos sintetizam e secretam uma matriz de colágeno e sais de cálcio.
  • Quando a área ao redor de um osteoblasto se calcifica, o osteoblasto fica preso e se transforma em um osteócito, o tipo mais comum e maduro de célula óssea.
  • Osteoclastos, células que se decompõem e reabsorvem osso, derivam de monócitos e macrófagos, em vez de células osteogênicas.
  • Existe um equilíbrio contínuo entre os osteoblastos que geram um novo osso e os osteoclastos que destroem o osso.

Termos chave

  • osteoclasto: uma grande célula multinuclear associada à reabsorção do osso
  • osteócito: uma célula óssea madura envolvida com a manutenção do osso
  • osteoprogenitor: uma célula-tronco que é o precursor de um osteoblasto
  • canalículo: qualquer um dos muitos pequenos canais ou dutos no osso ou em algumas plantas
  • periósteo: uma membrana que envolve um osso
  • endósteo: uma camada vascular membranosa de células que revestem a cavidade medular de um osso
  • lacuna: uma pequena abertura; um pequeno buraco ou depressão; um pequeno espaço em branco; uma lacuna ou vaga; um hiato
  • osteoblasto: uma célula mononucleada a partir da qual o osso se desenvolve

Os osteoclastos são uma célula óssea gigante multinucleada muito grande fixada à superfície óssea. Ele tem 15-20 núcleos e pode medir várias centenas de micrômetros de diâmetro. Essas células ósseas são responsáveis ​​pela reabsorção do osso vivo.

Os osteoclastos são derivados de células precursoras hemopoiéticas, provavelmente um monócito circulante do tipo macrófago.

Os precursores dos osteoclastos circulam no sangue e na medula óssea. Osteoclastos maduros são formados a partir da fusão dos precursores.

Essa maturação ocorre quando os receptores RANK nos precursores dos osteoclastos são ativados pelo ligante RANK secretado pelos osteoblastos.

Morfologicamente, os núcleos dos osteoclastos são freqüentemente recortados com nucléolos proeminentes. As mitocôndrias são numerosas e há pouco retículo endoplasmático rugoso e muitos lisossomos.

A membrana plasmática infoldada, denominada borda enrugada, é uma característica importante. É circundado por uma zona clara livre de organelas através da qual o osteoclasto se liga ao osso e que é o local da reabsorção óssea.

Os osteoclastos contêm as enzimas características fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP) e anidrase carbônica.

Os osteoclastos reabsorvem o osso. O mineral ósseo provavelmente está dissolvido no ambiente ácido. Os osteoclastos não produzem colagenase (que é, de fato, sintetizada pelos osteoblastos). Eles provavelmente quebram a matriz óssea pela liberação de proteases lisossomais.

Por sua ação, os osteoclastos formam compartimentos selados próximos à superfície óssea. Essas células secretam ácidos e enzimas que degradam o osso. Depois de terminarem de reabsorver o osso, eles sofrem apoptose. A apoptose é uma espécie de morte celular programada e é bem regulada por proteínas de outras células.


Tecido ósseo

Os ossos são considerados órgãos porque contêm vários tipos de tecido, como sangue, tecido conjuntivo, nervos e tecido ósseo. Os osteócitos, as células vivas do tecido ósseo, formam a matriz mineral dos ossos. Existem dois tipos de tecido ósseo: compacto e esponjoso.

Tecido ósseo compacto

Osso compactado (ou osso cortical) forma a camada externa dura de todos os ossos e envolve a cavidade medular ou medula óssea. Ele fornece proteção e resistência aos ossos. O tecido ósseo compacto consiste em unidades chamadas osteons ou sistemas Haversianos. Osteons são estruturas cilíndricas que contêm uma matriz mineral e osteócitos vivos conectados por canalículos, que transportam o sangue. Eles são alinhados paralelamente ao longo eixo do osso. Cada osteon consiste em lamelas, que são camadas de matriz compacta que circundam um canal central denominado canal Haversiano. o Canal de Havers (canal osteônico) contém os vasos sanguíneos do osso e fibras nervosas (Figura 3). Osteons no tecido ósseo compacto são alinhados na mesma direção ao longo das linhas de estresse e ajudam o osso a resistir à flexão ou fratura. Portanto, o tecido ósseo compacto é proeminente em áreas do osso nas quais as tensões são aplicadas em apenas algumas direções.

Figura 3. O tecido ósseo compacto consiste em ósteons alinhados paralelamente ao longo eixo do osso e o canal Haversiano que contém os vasos sanguíneos e fibras nervosas do osso. A camada interna dos ossos consiste em tecido ósseo esponjoso. Os pequenos ovais escuros no osteon representam os osteócitos vivos. (crédito: modificação do trabalho por NCI, NIH)

Pergunta Prática

Qual das seguintes afirmações sobre o tecido ósseo é falsa?

  1. O tecido ósseo compacto é feito de osteons cilíndricos alinhados de forma que percorrem o comprimento do osso.
  2. Os canais de Havers contêm apenas vasos sanguíneos.
  3. Os canais de Havers contêm vasos sanguíneos e fibras nervosas.
  4. O tecido esponjoso encontra-se no interior do osso e o tecido ósseo compacto no exterior.

Tecido ósseo esponjoso

Considerando que o tecido ósseo compacto forma a camada externa de todos os ossos, osso esponjoso ou osso esponjoso forma a camada interna de todos os ossos. O tecido ósseo esponjoso não contém osteons que constituem o tecido ósseo compacto. Em vez disso, consiste em trabéculas, que são lamelas dispostas como hastes ou placas. A medula óssea vermelha é encontrada entre as trabúculas. Os vasos sanguíneos dentro desse tecido fornecem nutrientes aos osteócitos e removem os resíduos. A medula óssea vermelha do fêmur e do interior de outros ossos grandes, como o íleo, forma células sanguíneas.

Figura 4. As trabéculas no osso esponjoso são dispostas de forma que um lado do osso suporte a tensão e o outro suporte a compressão.

O osso esponjoso reduz a densidade do osso e permite que as pontas dos ossos longos se comprimam como resultado das tensões aplicadas ao osso. O osso esponjoso é proeminente em áreas dos ossos que não são muito estressadas ou onde o estresse chega de várias direções. As epífises dos ossos, como o colo do fêmur, estão sujeitas a tensões de várias direções. Imagine colocar uma imagem emoldurada pesada deitada no chão. Você poderia segurar um lado da imagem com um palito se o palito estivesse perpendicular ao chão e à imagem. Agora faça um furo e cole o palito na parede para pendurar a imagem. Nesse caso, a função do palito é transmitir a pressão descendente do quadro para a parede. A força na imagem vai direto para o chão, mas a força no palito é tanto o fio da imagem puxando para baixo quanto a parte inferior do orifício na parede empurrando para cima. O palito vai quebrar bem na parede.

O colo do fêmur é horizontal como um palito na parede. O peso do corpo empurra-o para baixo perto da articulação, mas a diáfise vertical do fêmur empurra-o para cima na outra extremidade. O colo do fêmur deve ser forte o suficiente para transferir a força descendente do peso do corpo horizontalmente para a haste vertical do fêmur (Figura 4).


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Quantos ossos existem no corpo humano?

O esqueleto de um ser humano adulto é composto de 206 ossos de muitas formas e tamanhos diferentes. Somados, os ossos constituem cerca de 15% do peso corporal. Os bebês recém-nascidos nascem com muito mais ossos do que isso (cerca de 300), mas muitos ossos crescem juntos, ou se fundem, à medida que os bebês ficam mais velhos. Alguns ossos são longos e grossos, como os ossos da coxa. Outros são finos, achatados e largos, como as omoplatas.

O esqueleto humano adulto tem 206 ossos. Clique na imagem para ver uma versão maior.

Apoio, suporte: Como uma casa é construída em torno de uma estrutura de suporte, um esqueleto forte é necessário para apoiar o resto do corpo humano. Sem ossos, seria difícil para seu corpo manter sua forma e ficar em pé.

Proteção: Os ossos formam uma camada forte ao redor de alguns órgãos do corpo, ajudando a mantê-los seguros quando você cair ou se machucar. A caixa torácica, por exemplo, atua como um escudo ao redor do peito para proteger órgãos importantes, como os pulmões e o coração. Seu cérebro é outro órgão que precisa de muita proteção. A espessa camada óssea do crânio protege o cérebro. Para este propósito, ser "cabeça-dura" é uma coisa muito boa.

Movimento: Muitos de seus ossos se encaixam como as peças de um quebra-cabeça. Cada osso tem uma forma muito específica que freqüentemente combina com os ossos vizinhos. O lugar onde dois ossos se encontram para permitir que seu corpo se curve é chamado de junta.

De quantas maneiras diferentes você pode mover suas articulações? Alguns ossos, como o cotovelo, se encaixam como uma dobradiça que permite dobrar o braço em uma direção específica. Outros ossos se encaixam como uma bola e um soquete, como a junta entre o ombro e o braço. Esse tipo de junta permite girar o ombro em várias direções ou girá-lo em um círculo, como fazem os arremessadores de softball.

O movimento de nossos corpos é possível por causa das articulações e dos músculos. Os músculos geralmente se prendem a dois ossos diferentes, de modo que, quando o músculo se flexiona e encurta, os ossos se movem. Isso permite que você dobre os cotovelos e joelhos ou pegue objetos. Um esqueleto tem muitas articulações, mas sem músculos, não há nada para puxar os ossos em diferentes direções. Mais da metade dos ossos do corpo estão localizados nas mãos e nos pés. Esses ossos estão ligados a muitos pequenos músculos que lhe dão controle exato sobre como você move os dedos e os pés.

Exemplos dos diferentes tipos de articulações do corpo.

Formação de células sanguíneas: Você sabia que a maioria das células vermelhas e brancas do sangue em seu corpo foi criada dentro de seus ossos? Isso é feito por um grupo especial de células chamadas células-tronco, encontradas principalmente na medula óssea, que é a camada mais interna dos ossos.

Armazenar: Os ossos são como um depósito que armazena gordura e muitos minerais importantes para que estejam disponíveis quando seu corpo precisar deles. Esses minerais são continuamente reciclados através de seus ossos - depositados e, em seguida, retirados e movidos pela corrente sanguínea para chegar a outras partes do corpo onde são necessários.


Histologia óssea

Osso consiste em uma camada externa de periósteo (subdividido em uma camada externa fibrosa e uma camada celular interna), semelhante à cartilagem, mas a camada celular interna consiste em células osteoprogenitoras em vez de células condrogênicas. As regiões ósseas articulares cobertas por cartilagem hialina não têm periósteo. O periósteo é ancorado ao osso por feixes especiais de fibras de colágeno, conhecidos como Fibras Sharpey & # 8217s. A cavidade medular interna do osso é revestida com endósteo composto por uma única camada de células osteoprogenitoras e osteoblastos (células secretoras de matriz óssea).

I. Osso compacto

Osso compacto consiste em grupos de cilindros lamelares (Osteons) que contêm um espaço vascular central conhecido como Canal Haverisian. Os vasos sanguíneos adjacentes são conectados através de canais oblíquos ou dispostos perpendicularmente, conhecidos como Canais Volkmann & # 8217s. Os osteócitos secretam matriz e tornam-se encapsulados em suas lacunas e se conectam com as lacunas adjacentes por meio de extensões citoplasmáticas conhecidas como canalículos. Os nutrientes devem ser passados ​​dos vasos sanguíneos do canal de Havers através dos canáculos e lacunas subjacentes para atingir todos os osteócitos encontrados nas regiões lamelares externas.

II. Osso esponjoso

Histogênese do osso para mais detalhes no manual de laboratório


Proteína morfogenética óssea 2

A BMP-2, como outras proteínas morfogenéticas ósseas, [6] desempenha um papel importante no desenvolvimento do osso e da cartilagem. Está envolvida na via hedgehog, na via de sinalização do TGF beta e na interação citocina-receptor de citocina. Também está envolvida na diferenciação das células cardíacas e na transição epitelial para mesenquimal.

Como muitas outras proteínas da família BMP, foi demonstrado que a BMP-2 induz a diferenciação de osteoblastos em uma variedade de tipos de células. [7]

O BMP-2 pode estar envolvido na adipogênese branca [8] [9] e pode ter efeitos metabólicos. [8] [9]

Demonstrou-se que a proteína 2 morfogenética óssea interage com o BMPR1A. [10] [11] [12] [13]

Demonstrou-se que a proteína 2 morfogenética óssea estimula a produção de osso. [14] [15] A proteína humana recombinante (rhBMP-2) está atualmente disponível para uso ortopédico nos Estados Unidos. [16] A implantação de BMP-2 é realizada usando uma variedade de transportadores de biomateriais ("metais, cerâmicas, polímeros e compostos" [17]) e sistemas de entrega ("hidrogel, microesferas, nanopartículas e fibras" [17]). Embora seja usado principalmente em procedimentos ortopédicos, como fusão espinhal, [18] [19] o BMP-2 também encontrou seu caminho no campo da odontologia. [20] [21] [22]

O uso de gaiolas de fusão roscadas duplas cônicas e proteína morfogenética óssea humana recombinante-2 em uma esponja de colágeno absorvível obtida e mantida fusão espinhal intervertebral, melhores resultados clínicos e dor reduzida após artrodese intersomática lombar anterior em pacientes com doença degenerativa do disco lombar. [18] Como um adjuvante ao aloenxerto ósseo ou como um substituto para o autoenxerto coletado, as proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) parecem melhorar as taxas de fusão após a artrodese espinhal em modelos animais e humanos, enquanto reduz a morbidade do local doador previamente associada a tais procedimentos . [19]

Um estudo publicado em 2011 observou "relatos de complicações frequentes e ocasionalmente catastróficas associadas ao uso de [BMP-2] em cirurgias de fusão espinhal", com um nível de risco muito além das estimativas relatadas em estudos anteriores. [23] [24] Uma revisão adicional de Agrawal e Sinha de BMP-2 e seus sistemas de entrega comuns no início de 2016 mostrou como "problemas como crescimento ectópico, menor entrega de proteína [e] inativação da proteína" revelam uma necessidade adicional " para modificar os sistemas de transporte disponíveis, bem como explorar outros biomateriais com as propriedades desejadas. " [17]


Endoesqueleto | Definição, Estrutura e # 038 Funções

Em humanos, os ossos estão dentro do corpo chamados de endoesqueleto. O endoesqueleto é o esqueleto que se apresenta no interior do corpo. Dá suporte estrutural ao corpo e protege os órgãos e tecidos internos do corpo. O endoesqueleto pode ser diferente em forma, complexidade e funções desempenhadas por ele. O “verdadeiro esqueleto” feito pelo mesoderma durante a embriogênese. Muitos vertebrados têm um esqueleto composto por tecidos minerais.

Ossos:

Os ossos são órgãos rígidos formados por tecidos do nosso corpo. O esqueleto dos vertebrados é formado principalmente por ossos. As principais funções dos ossos são dar suporte estrutural ao corpo e proteger os órgãos internos. Bones também ajuda na produção de células sanguíneas. Existem dois tipos de tecido ósseo dos ossos que são diferentes em sua estrutura e distribuição Osso cortical e osso esponjoso.

O osso cortical é definido como a superfície externa mais espessa do osso longo que cobre a cavidade óssea conhecida como medula. O córtex é a camada externa ou bainha feita pelo osso cortical. O osso cortical também é conhecido como osso lamelar ou compacto, que dá força a todos os ossos longos do corpo, como o fêmur.

O osso esponjoso também é conhecido como osso esponjoso ou trabecular. O osso esponjoso é uma área de superfície mais alta com menos densa, mais fraca, macia e menos rígida. Situa-se no final dos ossos longos, no interior das vértebras e próximo às articulações. O rádio da extremidade distal e o úmero proximal são ossos esponjosos.

Fnaf Endoskeleton

Funções do endoesqueleto:

Existem muitas funções diferentes executadas por um esqueleto. Sem um esqueleto, o corpo está notando, pois não pode realizar nem mesmo uma única tarefa. Existem seis funções principais desempenhadas pelo esqueleto do corpo: suporte estrutural, locomoção, proteção, produção de células sanguíneas, armazenamento e regulação endócrina.

As funções mais importantes do esqueleto são as funções grosseiras, que podem ser observadas pela visão. O suporte da estrutura corporal é uma função grosseira e pode ser visto. Assim como a viga de aço do edifício dá uma estrutura ou forma ao edifício e suporta seu peso, a mesma função para o esqueleto. O esqueleto dá forma e estrutura ao corpo e suporta seu peso.

O esqueleto do corpo também suporta a locomoção do corpo. Ossos no esqueleto unidos uns aos outros em pontos específicos conhecidos como articulações. Com a ajuda dessas articulações, os ossos facilitam o movimento do corpo. Alguns dos ossos servem como único suporte para os músculos. O corpo não pode produzir movimento sem um esqueleto próprio.

Os ossos também protegem os órgãos internos de danos externos ou qualquer tipo de lesão. Todos os órgãos internos do corpo são cobertos pelo esqueleto. Por exemplo, as costelas protegem nossos pulmões e coração de qualquer dano externo e os ossos do crânio (crânio) protegem nosso cérebro de qualquer lesão interna.

Os ossos também atuam como produção de células sanguíneas. A conexão mais suave dos tecidos que preenchem a maior parte do interior do osso, conhecida como medula óssea. Existem duas formas de medula óssea em nosso corpo: medula amarela e medula vermelha. A medula amarela possui tecido adiposo, esses tecidos servem como fonte de energia. A medula vermelha contém hematopoiese na qual as células sanguíneas se produzem. A medula vermelha é responsável pela produção de glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas.

Os ossos também desempenham a função de armazenamento de gorduras e minerais. Os ossos também armazenam cálcio e a medula óssea armazena ferro na ferritina. Os ossos não são totalmente compostos de cálcio, mas a mistura de hidroxiapatita e sulfato de condroitina forma 70% dos ossos.

Hormônio (chamado osteocalcina) liberado pelas células ósseas, que contribui para a regulação da deposição de glicose e gordura. A osteocalcina causa o incremento da sensibilidade, secreção e redução dos estoques de gordura.


Quantos tipos de células existem no corpo humano?

Você deve saber que sua pele é feita de células, seus ossos são feitos de células e seu sangue é feito de células. Mas essas células não são todos os mesmos tipos de células. Diferentes tipos de células desempenham funções exclusivas em seu corpo. Juntos, eles permitem que seu corpo funcione como um todo. Então, para colocar em um formato de piada, quantos tipos de células são necessários para que um humano adulto possa enroscar uma lâmpada? Qualquer suposição? Mais de 200.

Mesmo dentro de um tecido específico (como sangue, osso ou músculo), existem muitos tipos de células diferentes. Por exemplo, as células do tecido ósseo incluem osteócitos, osteoblastos e osteoclastos. Imagem do Departamento de Histologia, Jagiellonian University Medical College.

Existem cerca de 200 tipos diferentes de células em seu corpo. Essas células constituem seus órgãos e tecidos, além de ajudar a defender seu corpo como parte do sistema imunológico. Suas células estão constantemente sendo substituídas à medida que morrem.

Por exemplo, as células da pele na superfície do corpo vivem cerca de 30 dias e são substituídas à medida que caem. Quando os glóbulos vermelhos estão velhos e precisam ser substituídos, eles são filtrados do sangue no baço e novos glóbulos vermelhos são produzidos na medula óssea para substituí-los.

À medida que as células envelhecem e morrem, elas são substituídas, de modo que seu corpo é sempre feito de células vivas saudáveis. Algumas células mortas também se mantêm, formando as camadas externas da pele, das unhas e do cabelo.

Procurando o número total de células do corpo humano? Visite Building Blocks of Life.

Para obter informações mais simplificadas sobre as células, consulte Cell Bits e Cell Parts Bits.


Bibliografia

Alexander, R. M. Ossos: a unidade de forma e função. Nova York: Macmillan, 1994.

Ross, M. H., L. J. Romrell e G. I. Kaye. Histologia: Um Texto e Atlas, 3ª ed. Baltimore, MD: Williams & # 38 Wilkins, 1995.

Turner, C. H. & # x0022Homeostatic Control of Bone Structure: An Application of Feedback Theory. & # X0022 Osso 12 (1991): 203 & # x2013217.

Zaleske, D. J. & # x0022Cartilage and Bone Development. & # X0022 Aulas do curso de instrução 47 (1998): 461 & # x2013468.

Algumas formas de osteoporose (ossos quebradiços) são causadas por osteoclastos hiperativos.