Osteogênese: como ocorre o crescimento ósseo?

A osteogênese é o processo biológico de formação e crescimento ósseo. Ela começa na oitava semana de desenvolvimento embrionário e é também o processo do qual depende a reparação de fraturas. É necessário entender que os ossos do esqueleto humano derivam de três estruturas embrionárias:

• Mesoderma.
• Somitos.
• Crista neural.

Esse processo de osteogênese, também chamado de ossificação, consiste na modificação de tecido pré-existente em tecido ósseo. Existem dois mecanismos para realizar essa transformação:

• Ossificação endocondral: é um processo mais complexo que ocorre em duas etapas: primeiramente o tecido inicial é substituído por cartilagem, e posteriormente se ossifica.
• Ossificação intramembranosa: é a transformação direta do tecido original pelo tecido ósseo.

Fisiologia da formação e crescimento ósseo

Estruturas embrionárias

O mesoderma é uma das três camadas de células a partir das quais todo o embrião se desenvolve. Inicialmente existem três camadas dessas células: uma externa, uma intermediária e outra interna. O mesoderma é a camada média, e dá origem aos ossos dos membros.

Os somitos são estruturas embrionárias transitórias essenciais para o desenvolvimento do padrão de estruturas segmentadas típicas dos vertebrados. Mais do que isso, os ossos que fazem parte do eixo central do corpo ou esqueleto axial derivam dos somitos. Estes são o hioide, costelas, coluna, esterno e ossos do crânio e da orelha.

Por último, a crista neural é uma formação celular transitória, típica dos primeiros estágios de desenvolvimento. Sua característica fundamental é a pluripotencialidade de suas células.

Em outras palavras, as células da crista neural podem originar praticamente qualquer tipo de estrutura definitiva no corpo. Por exemplo, elas dão origem a ossos e cartilagens craniofaciais.

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Ossificação endocondral

O processo de ossificação endocondral é caracterizado pela formação de cartilagem a partir do tecido embrionário e sua posterior ossificação, que dá origem ao crescimento ósseo. Podemos dividir este processo em 5 etapas:

• Primeiramnete, as células expressam dois fatores de transcrição: PAX 1 e Scleraxix, que são essenciais para a ativação dos genes que transformarão as células originais em cartilagem. Isso é possível graças ao fato de que algumas células induzem células vizinhas a fazer isso de maneira parácrina.
• As células que expressaram os genes necessários se agrupam e se tornam condrócitos.
• Esses condrócitos se multiplicam muito rapidamente, formando assim uma espécie de “molde” para o futuro osso.
• Subsequentemente, a multiplicação é interrompida e os condrócitos aumentam de tamanho. Desta forma, esses condrócitos modificam os componentes que se liberam para a formação da matriz que pode se calcificar graças ao carbonato de cálcio.
• Finalmente, o molde de cartilagem é atravessado pelos vasos sanguíneos em desenvolvimento. Os condrócitos morrem progressivamente, sendo substituídos por osteoblastos.

Os osteoclastos são células responsáveis pela destruição óssea, cuja atividade deve estar sempre em equilíbrio com a atividade dos osteoblastos. Isso porque a correta formação e crescimento dos ossos depende desse equilíbrio.

Ossificação intramembranosa

Através do processo de ossificação intramembranosa ocorre a formação e crescimento dos ossos chatos do crânio. Essa ossificação ocorre dentro de uma membrana de tecido conjuntivo.

Das células dessa membrana, algumas se desenvolverão em osteoblastos (as células que formam a matriz óssea), enquanto outras se tornam células que fazem parte dos pequenos vasos sanguíneos que irrigam os ossos.

Os osteoblastos se agrupam para formar o que é conhecido como centro de ossificação, em torno do qual o osso se formará gradualmente. Isso porque essas células sintetizam e secretam componentes necessários para criar uma matriz capaz de capturar os sais de cálcio.

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O que acontece quando ocorre uma falha na osteogênese?

Osteogênese imperfeita

Se o processo de osteogênese não for realizado corretamente, ocorre a osteogênese imperfeita (também conhecida como doença dos ossos de vidro), que é uma doença genética caracterizada pela fragilidade óssea excessiva.

As pessoas que sofrem deste problema sofrem fraturas constantemente, além de outros sintomas. Por exemplo: dentinogênese imperfeita ou presença de esclera azul.

Essa doença ocorre como consequência de mutações que alteram o colágeno, um componente essencial da matriz óssea. A falta dessa substância é responsável pela fragilidade excessiva dos ossos afetados.

Essa é uma doença rara devido ao pequeno número de pessoas afetadas, e tem um prognóstico muito variável, uma vez que existem diferentes tipos de gravidade. Além disso, a própria evolução da doença também varia muito entre os pacientes e depende de um grande número de fatores.

Não existe um método específico de diagnóstico. A doença geralmente é diagnosticada através do histórico médico e de exames físicos. Ela pode ser detectada mais especificamente com uma análise do colágeno na pele ou com métodos genéticos.

Também não existe um tratamento, apenas o controle dos sintomas. Os especialistas recomendam exercícios físicos, fisioterapia, uso de analgésicos e, em alguns casos, cirurgia.