Fisiologia do Sistema Locomotor e Osteoarticular

• A aula aborda a fisiologia do sistema locomotor, sistema ósseo e articular, ossificação e biotecnologia relacionada.

Tópicos de Abordagem

• Sistema Locomotor: Componente fundamental para o movimento.
• Sistema e Tecido Ósseo: A estrutura do esqueleto.
• Células e Matriz Óssea: Os constituintes do tecido ósseo.
• Substância Compacta e Substância Esponjosa: Tipos de estrutura óssea.
• Tipos de Ossificação: Processos de formação óssea.
• Sistema Articular: As conexões entre os ossos.
• Classificação das Articulações: Categorização das articulações.
• Biotecnologia e Sistema Osteoarticular como tema de destaque.

Aparelho Locomotor

• Aparelho locomotor é composto por elementos passivos e ativos.
• Componentes passivos: ossos e articulações.
• Componentes ativos: músculos.

Sistema Osteoarticular

• Sistema é o conjunto de ossos e articulações do corpo.
• A fisiologia deste sistema foca no funcionamento dos sistemas ósseo e articular.
• Funções: proteção, produção de células sanguíneas e armazenamento de minerais.
• Fornece sustentação, locomoção, união dos ossos e controle de movimento.
• Manutenção da homeostasia.

Sistema Ósseo

• Osso: tecido vivo composto por diferentes tipos de tecidos.
• Tecidos constituintes: ósseo, cartilagem, conjuntivos, epitélio, hematopoiético, adiposo e nervoso.
• Funções do esqueleto: Sustentação e deslocamento do corpo.
• Proteção para órgãos e sistemas.
• Armazenamento de íons e minerais.
• Hematopoiese.
• Armazenamento de gordura.

Tipos de Esqueleto

• Classificam-se como exoesqueleto ou endoesqueleto.

Tipos de Esqueleto

• Axial: inclui cabeça, coluna vertebral e tórax (80 ossos).
• Apendicular: membros superiores e inferiores (126 ossos).
• Total de 206 ossos.

Classificações dos Ossos

• Posição topográfica: axiais e apendiculares.
• Formato do osso: longos, curtos, planos, e outros (irregulares, pneumáticos, sesamóides).

Formato do Osso

• Osso Longo: comprimento maior que largura e espessura (alavancas biomecânicas).
• Osso Curto: comprimento, largura e espessura equivalentes (cubóides).
• Planos: comprimento e largura maiores que a espessura (proteção).
• Irregulares: formas variadas para inserção muscular
• Pneumáticos: seios revestidos por mucosa contendo ar
• Sesamóides: proteção dos tendões

Tecido Ósseo

• É um tecido conjuntivo especializado com células e matriz extracelular.
• Matriz extracelular é a matriz óssea.
• CÉLULAS: Osteoblastos, osteócitos e osteoclastos

Tipos celulares do tecido ósseo

• Osteoblastos: Ativas metabolicamente, produtoras das moléculas orgânicas da matriz, promovendo crescimento e mineralização.
• Osteócitos: Células maturas aprisionadas na matriz.
• Osteoclastos: Células multinucleadas que degradam a matriz.

Matriz Óssea

• Orgânica (30-35%): colágenos (tipo 1), glicoproteína e proteoglicanas (Suporte à tração e tensão → rigidez/resistência)
• Inorgânica (65-70%): íons (Ca2+ e PO3-), Na+, K+, Mg2+, CO3- (Suporte a compressão → dureza)

Células Ósseas

• Osteoclastos: Reabsorção/destruição do osso.
• Osteoblastos: Ossificação/Osteogênese.
• Osteoblastos e osteoclastos atuam em conjunto para manter o equilíbrio.
• Crescimento: Formação maior que a reabsorção.
• Idades avançadas: Reabsorção maior que a formação.

Estrutura Macroscópica do Osso

• Diáfise: corpo do osso, parte principal.
• Epífise: extremidades distal e proximal do osso.
• Metáfises: União entre diáfise e epífises
• Periósteo: Envoltório resistente de tecido conjuntivo denso que protege o osso
• Cavidade Medular: Espaço oco na diáfise contendo a medula óssea amarela
• Endósteo: Membrana fina que reveste a cavidade medular possuindo células osteogênicas

Revestimento Ósseo

• Endósteo: camada interna delgada de tecido conjuntivo osteogênica.
• Periósteo:
  • Folheto externo fibroso.
  • Folheto profundo com células osteogênicas.

Substância Compacta

• Apresenta lamínulas de tecido ósseo firmemente unidas.
• Sistema de Volkmann (canal perfurante).
• Sistema de Havers (canal central).

Substância Esponjosa

• Possui lamínulas de tecido ósseo irregulares com lacunas.
• Nutrição da matriz óssea.
• Leveza.
• Substâncias compacta e esponjosa são histologicamente equivalentes.
• Osso curto é compacto externamente e esponjoso internamente.
• Osso plano possui diploe (função de proteção).

Medula Óssea

• Vermelha: Abundante nas costelas, esterno, vértebras, úmero e fêmur.
• Amarela: Abundante no rádio, ulna, tíbia, fíbula, tarso e carpo.

Tipos de Ossificação

• Intramembranosa: Formação óssea direta (abóbada craniana).
• Endocondral: Substituição de cartilagem por osso (ossos das extremidades).

Fatores que afetam o crescimento ósseo

• Hormônios (crescimento, tireoideanos, sexuais):
  • Estimulam o crescimento dos tecidos, ossos e cartilagens, e a ação dos osteoblastos.
• Calcitonina: Inibe a reabsorção óssea pelos osteoclastos.
• Vitamina D (calcitriol): Absorção de cálcio no tubo digestivo e deposição no osso. Pode ser ingerida ou sintetizada com exposição à luz solar.
• Vitamina C: Síntese de colágeno pelos osteoblastos

Osso e Homeostasia do Cálcio e Fósforo

• Minerais no sangue: captados e armazenados pelo osso (cálcio e fósforo).
• Osso é o principal local de armazenamento de cálcio.
• Níveis baixos de minerais resulta na sua libertação do osso para a corrente sanguínea.
• O cálcio é mal absorvido, e o fosfato é bem absorvido, exceto em excesso de cálcio.
• Quando o cálcio é absorvido, o mesmo ocorre com o fósforo.
• Osteoblastos: fixam cálcio no osso.
• Osteoclastos: libertam cálcio do osso para o sangue.
• Níveis baixos de cálcio estimulam a atividade dos osteoclastos.
• Níveis altos de cálcio estimulam a atividade dos osteoblastos e diminuem a atividade dos osteoclastos.

Homeostasia do Cálcio e Fósforo

• Hormona paratiroideia (PTH): principal reguladora dos níveis de cálcio no sangue.
  • Estimula os osteoclastos quando os níveis de cálcio baixam
  • Aumenta a captação de cálcio no intestino delgado.
  • Estimula a formação de vitamina D e reabsorção de cálcio nos rins.
• Calcitonina: secretada pela tiróide, com ação oposta à PTH.
  • Efeito imediato: reduz atividade dos osteoclastos, deslocando o equilíbrio para a deposição de cálcio nos ossos.
  • Efeito prolongado: impede a formação de novos osteoclastos.

Sistema Articular

• Articulação ou Juntura: União entre ossos que forma o esqueleto.
• Pode ser classificada como fibrosa, cartilagínea ou sinovial.

Articulações Fibrosas

• Mobilidade extremamente reduzida entre os ossos.
• O tecido interposto é o tecido conjuntivo fibroso (denso).
  • Suturas: Presentes entre os ossos do crânio.
    • Sutura plana: união linear ou retilínea (internasal).
    • Sutura escamosa: união em bisel (temporal e parietal).
    • Sutura serrátil: união em linha "denteada” (parietais).
  • Sindesmoses: membranas interósseas (tíbio-fibular e rádio-ulnar).
  • Gonfoses: entre os dentes e os alvéolos dentários.

Articulações Cartilagíneas

• Mobilidade reduzida entre os ossos.
• Tecido interposto é cartilagíneo (cartilagem hialina ou fibrocartilagem).
  • Sincondroses: tecido interposto é cartilagem hialina (colágeno tipo II), como a placa epifisária e cartilagem costal.
  • Sínfises: tecido interposto é fibrocartilagem (colágeno tipo I), como o disco intervertebral e a sínfise púbica.

Articulações Sinoviais

• São bastante móveis
• Não existe um tecido interposto entre os ossos.
• Há presença do líquido sinovial (sinóvia) entre as superfícies que se articulam.
• Componentes:
  • Cápsula articular
  • Membrana sinovial
  • Líquido sinovial
  • Cavidade articular
  • Cartilagem articular
• A cápsula articular une as peças ósseas e possui duas camadas: membrana fibrosa e membrana sinovial.
• Ligamentos: feixes de fibras colágenas que limitam o movimento.

Classificações das Articulações Sinoviais

• Quanto ao número de superfícies que participam da articulação: simples ou composta.
• Quanto à forma das superfícies articulares: plana, gínglimo, trocóidea, elipsóidea, selar ou esferóide.
• Quanto ao grau de liberdade e eixos de movimentos: não axial (planas), uniaxiais (gínglimo e trocóidea), biaxiais (elipsóidea e selar) ou triaxial (esferóide).

Biotecnologia e Sistema Osteoarticular

• Engenharia de Tecido Ósseo - Biomateriais:
  • Utilização de materiais biológicos para estimular a proliferação de células tronco, migração e diferenciação osteoblástica.
• Uso de ácidos nucleicos e análogos de ácidos nucleicos para reparo e regeneração óssea desafio: sistemas de entrega