Saúde Ossea

Minerais ósseos:

A porção mineral dos ossos é formada por, 37-40% de cálcio, 50-58% de fosfato e 2-8% de carbonato. (1)

Sendo que o componente carbonato é particularmente sensível ao estado sistêmico acidobásico (diminui na acidose e aumenta na alcalose). (1)

Além disso, a porção mineral dos ossos contem pequenas quantidades de sódio, potássio, magnésio, citrato entre outros íons presentes no fluido extra celular (FEC), fluido em que a água é desalojada a medida que os minerais são depositados e adsorvidos pelas superfície dos cristais ósseos. (1)

Matriz proteica:

A matriz proteica dos ossos, como as dos tendões, dos ligamentos e da derme, é composta, predominantemente de colágeno que compõe cerca de 90% da matriz orgânica, sendo que nos ossos, o colágeno é do tipo I. (1)

Células ósseas e suas funções:

As quatro principais células ósseas são as células de revestimento, os osteoblastos, os osteoclastos e os osteócitos. (1)

Células de revestimento:

São achatadas, semelhantes aos fibrócitos, e recobrem as superfícies livres dos ossos. (1)

Acredita-se que elas sejam derivadas da linhagem celular dos osteoblastos ou estejam estreitamente relacionadas a ela. (1)

Ela forma uma membrana que recobre por completo as superfícies livres dos ossos e os isola das células e dos hormônios presentes na circulação sanguínea em geral, demarcando um compartimento virtual entre as células de revestimento de um lado e o osso maduro do outro. (1)

Osteoblastos:

São derivados das células estromais mieloides, as quais produzem massa óssea, incialmente por sintetização, deposito e orientação das proteínas fibrosas da matriz, e depois desencadeiam as mudanças que possibilitam à matriz se mineralizar. (1)

A matriz óssea, quando recém-depositadas, é composta de, aproximadamente, metade de proteína e metade de água, e não é mineralizada de imediato, assim como as estruturas similares a base de colágeno, tendões e ligamentos, as quais não se calcificam normalmente. (1)

Os detalhes do processo não estão claros, mas envolvem a secreção de proteínas pelo osteoblasto na matriz já depositadas anteriormente. (1)

Os osteoblastos também secretam uma enzima chamada fosfatase alcalina que hidrolisa diversos compostos de fosfato no ambiente local, aumentando, desse modo, a concentração de íons de fosfato no local de mineralização e removendo, ao mesmo tempo, os inibidores naturais da cristalização (ex: pirfosfato). (1)

Os osteoblastos, ou células da linhagem dos osteoblastos ocupam uma posição central não só na formação dos ossos, mas também no processo de envio de sinais sistêmicos para o sistema de remodelação óssea. (1)

Dessa forma, embora o PTH seja responsável pela estimulação da reabsorção óssea, não há receptores de PTH presentes nos osteoclastos. No entanto, esses receptores estão presentes nos osteoblastos (e células afins)que, em resposta à ligação do PTH, liberam ou expressam em suas superfícies agentes que estimulam a atividade dos osteoclastos. (1)

Osteoclastos:

São derivados da linhagem de células monócito-macrófago. Normalmente são multinucleados, e são as células que reabsorvem a massa óssea. Para tal, aderem firmemente a uma superfície óssea microscópica, e depois, isolam uma pequena porção desta. (1)

Uma vez aderidos, os osteoclastos secretam enzimas ácidas e proteolíticas dentro dessa área, dissolvendo os minerais e a matriz. Os osteoclastos então, liberam esses produtos degradados no FEC ao redor do local de reabsorção, de onde são retirados pelo sangue circulante. (1)

Após exercerem sua função por um curto período de tempo (medido em dias), os osteoclastos sofrem morte celular programada (apoptose), deixando por conta dos osteoblastos a função de preencher novamente a porção escada. (1)

O cálcio dissolvido a partir dos minerais ósseos parece desencadear ou intensificar esse processo apoptótico, uma vez que os osteoclastos impedidos de produzir acido acumulam-se nas superfícies ósseas e apresentam uma vida mais longa. (1)

O cálcio e o fosforo liberados na corrente sanguínea, em um local de reabsorção geralmente são utilizados para mineralizar áreas de remodelação em outros locais da estrutura óssea que estejam passando pela fase de formação. (1)

Alguns dos aminoácidos liberados durante a degradação do colágeno reentram no pool de aminoácidos corporais e podem ser reutilizados na síntese de proteínas em outros locais. (1) No entanto, aqueles que sofreram modificação pás-translacional não podem ser reutilizados, por isso, a remodelação óssea requer um suprimento continuo de proteína dietética fresca. (1)

É importante ressaltar que os osteoclastos possuem receptores de calcitonina (CT)e são, portanto, capazes de responder rapidamente ao estimulo antirreabsortivo da CT. (1)

Osteócitos:

Os osteócitos são osteoblastos que interromperam a síntese de matriz e foram envolvidos em tecido ósseo à medida que outras células formadoras de tecido ósseo ao redor continuaram aa adicionar novas camadas de matriz. (1)

Os osteócitos são responsáveis pela monitoração da quantidade de tensão (deflexão) que ocorre na área pela qual são responsáveis quando o osso é submetido a carga mecânica. (1)

Para isso eles secretam um hormônio, a esclerostina, que reduz a atividade dos osteoblastos.(1)

Ainda não se sabe todas as funções dos osteócitos, porém esta claro que ossos com osteócitos mortos (independente da causa) são excessivamente frágeis (1)

Estrutura Óssea:

O osso consiste em um revestimento externo denso, ou córtex, e um sistema interno, compartimentalizado, de placas, bastões e espículas interconectadas, chamado osso trabecular ou canceloso. (1) Sendo que o osso trabecular se renova com uma rapidez muito superior do que o osso cortical, provavelmente devido a maior superfície do osso trabecular, além do seu maior contato com a medula hematopoiética. (1)

Os segmentos terminais dos ossos são chamados “epífases”. As hastes dos ossos longos são chamadas de “diáfises”, e a região mais larga da haste que se une à placa de crescimento é denominada “metáfise”. (1) As células de revestimento no exterior do osso formam uma membrana ou folha resistente chamada periósteo, enquanto as células das superfícies internas, tanto do osso trabecular como do cortical, são chamadas de endósteo. (1)

Os espaços entre as placas e as espículas trabeculares são preenchidos por medula óssea. No inicio da vida essa medula é hematopoiética, mas com o passar do tempo, a medula produtora de sangue se limita aos ossos do tronco, de modo que os espaços mieloides dos ossos periféricos passam a ser preenchidos por gordura. (1)

No osso cortical denso, a remodelação ao longo dos anos produz uma serie de estruturas internas chamadas osteons ou sistemas haversianos, nos quais camadas cilindricas concentricas de osso são depositadas ao longo do curso de um capilar. (1)

Inicialmente, cria-se uma cavidade tubular no osso por meio de reabsorção osteoclástica; depois, esta é preenchida por ondas sucessivas de osteoblastos que se movimentam de fora para dentro. (1)

Em suas terminações, onde os ossos se encontram em uma articulação, a superfície óssea é coberta com uma camada de cartilagem, em vez de periósteo. Em indivíduos saudáveis, essa cartilagem é bastante hidratada e lubrificada pelo liquido sinovial, mantido ali por um saco de tecido conjuntivo resistente, chamado de capsula articular. (1)

Desenvolvimento Ósseo:

Na vida intrauterina, a maioria dos ossos se forma a principio, como modelos cartilaginosos que são substituídos por tecido ósseo de maneira gradual. (1) Durante esse processo, os vasos sanguíneos invadem a cartilagem e geram a calcificação. A cartilagem calcificada é então removida pelos osteoclastos e substituída por tecido ósseo produzido pelos osteoblastos. (1)

Para permitir o crescimento, a maior parte dos ossos apresenta uma ou mais placas de cartilagem perpendiculares ao eixo principal de crescimento que separam, por exemplo, o tecido ósseo localizado nas pontas de um osso longo do osso da diáfise. (1) Essa estrutura é chamada de placa de crescimento, consistindo em células cartilaginosas de proliferação rápida, que a medida que se multiplicam, fazem com que as pontas dos ossos se distanciem das diáfises ósseas. (1)

O crescimento desse osso é interrompido quando o processo de ossificação se equipara à formação de cartilagem nova na placa de crescimento e pontes ósseas se desenvolvem por meio da placa de crescimento, ancorando firmemente as terminações À diáfise óssea. (1)

Esse processo de fechamento se inicia em consequência dos altos níveis de estrogênio produzidos na puberdade, tanto de homens quanto mulheres. (1)

Renovação óssea:

No osso, o processo de renovação ocorre em locais distintos e de fácil visualização no microscópio. (1)

Normalmente o processo se inicia com uma sequencia estereotipada de ativação, depois reabsorção, reversão e, por fim, formação. (1)

Na ativação as células de revestimento da superfície do osso se retraem, expondo o osso ao sangue circulante. O osso mineralizado serve como atrativo químico para os precursores dos osteoclastos que migram para a região exposta e começam a erodir. (1)

Após a remoção de determinada parte do osso, os osteoclastos sofrem apoptose e desaparecem. Após algum tempo, segue-se uma fase reversa, onde os osteoblastos entram em ação e começam a repor o osso removido da cavidade. (1)

No adulto, os osteoblastos avançam em uma taxa de quase 0,5μm/dia e a mineralização ocorre aproximadamente 10 após a deposição da matriz óssea avançada. Lembrando ainda que alguns dos osteoblastos ficam para trás e se tornam osteócitos. (1)

Quando se encerra esse processo de renovação em determinado local, os osteoblastos de superfície remanescentes tornam-se inativos, mais achatados, transformando-se em células de revestimento que selam de forma eficaz a nova superfície do osso. (1)

Nos adultos, essa sequencia, do começo ao fim dura aproximadamente 3 meses. (1) Em neonatos e em crianças pequenas esse processo é mais rápido, e nos idosos, esse processo é mais lento. (1)

Funções Ósseas:

Os ossos apresentam duas funções distintas: conferir rigidez e resistência mecânica ao corpo e fornecer tamponamento homeostático, particularmente para ajudar o organismo na manutenção de um nível constante de cálcio nos fluidos corporais circulantes e prover uma reserva suplementar de fosforo. (1)

E é importante ressaltar que a função homeostática é a mais fundamental visto que o corpo sacrifica a função estrutural antes de se arriscar a perder a homeostática. (1)

Função Mecânica:

Na função mecânica dos ossos, a natureza encontra um equilíbrio entre densidade e peso dos ossos. (1)

Essa regulação ocorre de forma que quando se submete o osso a uma carga maior do que a de referencia, os processos de modelação e remodelação entrem em ação para aumentar a densidade do local do osso. (1)

Quando o osso recebe uma carga menor do que o valor de referencia, a remodelação remove mais osso do que repõe, aliviando a estrutura e tornando-a menos rígida. (1)

Exemplo: Os ossos do braço dominante tendem a ser mais densos do que os do lado não dominante, e os ossos dos atletas, mais densos do que os não atletas. (1)

Nesse sentido temos que a força da estrutura óssea é proporcional ao quadrado da densidade óssea. (1)

Função Homeostática:

O PTH é o principal determinante da quantidade de remodelação que ocorre, e da prontidão das células ósseas em responder a estímulos locais para inicio de um projeto de remodelação. (1)

A secreção de PTH responde diretamente às necessidades de cálcio do organismo, embora o cálcio nunca seja simplesmente removido do osso. Ao invés, todo o volume de tecido ósseo é removido e o cálcio nele contido é recolhido para suprir as demandas corporais. (1)

Conforme comentado, a reabsorção precede a formação, e isso produz uma assincronia local de movimento mineral: a remodelação em qualquer local, primeiro disponibiliza cálcio e fósforo para o organismo (a medida que o mineral é removido durante a reabsorção). E o mesmo local, mais tarde, gera uma demanda de cálcio e fosforo à medida que o local de mineralização extrais minerais do sangue circulante. (1)

Durante a absorção de grandes quantidade de cálcio a partir do leite ingerido pelo neonato, há a secreção de calcitonina para suprimir a atividade de reabsorção dos osteoclastos, o que reduz a liberação de cálcio dos ossos. (1) Isso permite que o cálcio absorvido do leite supra as demandas do osso em rápido processo de mineralização e ao mesmo tempo, impede que o cálcio absorvido cause um aumento perigoso da concentração de íons de cálcio [Ca2+] no sangue. (1) Depois, durante a fase pós-absortiva, os níveis de calcitonina caem e os de PTH aumentam, estimulando novamente a reabsorção. Essa ação mantém os níveis sanguíneos normais de cálcio mesmo na presença de demandas minerais constantes de formação óssea e amplas variações de demanda de cálcio no intestino. (1)

Medição da Massa Óssea:

O conteúdo mineral pode ser medido em todo o esqueleto ou em varias regiões de interesse pelos métodos absorciométricos com raios X. (1)

Uma abordagem ideal para medir a quantidade de osso existente é a medição direta do mineral ósseo, seja em uma região especifica, seja no esqueleto como um todo, por meio da técnica de absorciometria por dupla emissão de raio X (DXA). (1)

O cálcio corporal total em adultos varia de 900-1500g e as alterações na massa óssea (equilíbrio negativo ou positivo de cálcio) são raramente superiores a aproximadamente 100mg/dia (geralmente muito menores), logo as medidas repetidas a tempos curtos com DXA produzirão resultados de acordo com a margem de erro prevista para a reprodutibilidade do método. (1)

Por esse motivo, as medidas devem ser espaçadas de 12 a 24 meses , já que um tempo inferior a esse não permitira uma mudança mensurável. (1)

Portanto, embora o DXA permita uma medida rápida e exata da massa óssea, ele não é muito sensível aos tipos de mudança na massa que apresentam significância nutricional ou fisiológica. (1)

Remodelação transitória da massa óssea:

Qualquer intervenção nutricional, ou não, que altere a atividade de remodelação, produzirá uma mudança transitória no equilíbrio do cálcio, que resulta da assincronia do ciclo de remodelação óssea. (1)

A retenção do mineral ósseo não deve ser interpretada como uma deficiência preexistente do paciente. Tal deficiência pode estar presente, mas o equilíbrio positivo ocorrerá na presença ou não da deficiência, simplesmente porque, de inicio, o componente de reabsorção de remodelação é mais reduzido do que o de formação. (1)

Nesse sentido, as respostas às intervenções nutricionais pode ser interpretada somente após o fim da fase transitória. Se nesse momento, o equilíbrio for mais positivo (a massa óssea pelo DXA ainda esta aumentando), somente então se pode dizer que os sujeitos necessitavam de mais daquele nutriente que vinham recebendo anteriormente. (1)

Exercício e Massa Óssea:

Inclusive já foi provado que o exercício físico melhora a massa óssea, sobretudo em sítios ósseos que sofrem carga mecânica. (1)

Nutrientes importantes para a saúde óssea:

Cálcio e Fosforo:

(+Sobre o cálcio)

Além de tamponar as oscilações de absorção nos níveis de cálcio no sangue, os ossos servem de reserva nutricional de cálcio e fosforo. (1)

Os ossos são uma fonte muito rica em cálcio: o cálcio total do esqueleto gira em torno de 1100 a 1500g, e cada centímetro cubico de osso contem mais cálcio do que o volume total de sangue circulante de um adulto. Logo, se comparada a outros nutrientes, a reserva de cálcio é enorme. (1)

As necessidades humanas de cálcio aumentam com a idade e a ingestão de cálcio tende a decrescer nos idosos, mais precisamente, a depleção ocorre na maioria das populações humanas conforme envelhecem. (1) A baixa ingestão de cálcio e fosforo pode limitar a aquisição óssea durante o crescimento e causar perda óssea após a maturidade. (1)

A disponibilidade inadequada de fosforo também afeta os ossos, mas de forma diferente. Embora o cálcio represente cerca de 40% do mineral ósseo, o fosfato (PO4-3) representa quase 60%. Por isso o fosforo é tão importante a reformação óssea quanto o cálcio. (1)

Quando há depleção do fosfato, ocorre uma interferência na função do osteoblasto: a deposição de matriz se torna mais lenta e a iniciação da mineralização pelo osteoblasto é ainda mais reduzida. Essas anormalidades produzem o padrão histológico ósseo típico do raquitismo e da osteomalacia. (1)

Vitamina D

(+Sobre a vitamina D)

A vitamina D tem vários efeitos sobre os ossos, como a facilitação do desenvolvimento dos precursores dos osteoclastos em um locus de remodelação ativado e o aumento da resposta dos osteoclastos aos estímulos de reabsorção. (1)

Essa vitamina também estimula a síntese e a liberação de osteocalcina pelos osteoblastos. (1)

Porém, sua principal efeito sobre os ossos é na facilitação da absorção do cálcio (e até certo ponto do fosforo) da dieta. (1)

A deficiência grave de vitamina D pode gerar raquitismo e osteomalacia. Deficiências mais leves reduzem a disponibilidade de cálcio no organismo e levam à deficiência de cálcio, o que resulta na osteoporose. (1)

Vitamina K:

(+Sobre a vitamina K)

A vitamina K age na γ-carboxilação dos resíduos de ácido glutâmico de varias gla-proteinas ósseas, das quais a mais estudada é a osteocalcina. (1)

A deficiência de vitamina K resulta na hipocarboxilação da osteocalcina e na redução da síntese dessa proteína. (1)

Níveis baixos de vitamina K foram associados em estudos epidemiológicos, a valores baixos de massa óssea, risco aumentado de fratura do quadril e de mortalidade cardiovascular. (1)

Micronutrientes:

O cobre é o cofator para a lisil-oxidase, enzima responsável pela ligação cruzada das fibrilas de colágeno. (1) A interferência sobre a ligação cruzada leva ao enfraquecimento estrutural do osso. O ácido ascórbico também é um cofator necessário à ligação cruzada das fibrilas de colágeno, e, na ausência deste, a resistência óssea fica prejudicada. (1)

Referências bibliográficas:

1- Ross AC, Caballero B, Cousins RJ, Tucker KL, Ziegler TR. Nutrição Moderna de Shills na Saúde e na Doença. 11a. São Paulo: Manole; 2016. 1642 p.