Composição e função da matriz óssea

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Philip Kelley

O matriz óssea É a substância mineralizada na qual estão inseridas as diferentes células que constituem os ossos. É definida mais especificamente como a substância intercelular do tecido ósseo, que representa a maior parte de sua massa e é composta por duas frações, uma orgânica e outra inorgânica..

O tecido ósseo é aquele que forma os ossos do esqueleto de alguns animais e é composto por diferentes tipos de células, cada uma com funções específicas. É um tecido extremamente resistente e duro, mas ao mesmo tempo muito dinâmico e mutável, pois se encontra em permanente equilíbrio de formação e reabsorção (remodelação óssea), pelo qual os diferentes tipos de células que o formam são responsáveis..

Tipos de células em ossos (Fonte: OpenStax College / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

De modo geral, esse tecido conjuntivo especializado é composto de suas células e da matriz óssea com suas frações orgânicas e inorgânicas. A mineralização dos componentes externos às células (extracelulares ou intercelulares) é o que dá força e resistência aos ossos..

Existem 4 tipos de células ósseas: osteoprogenitoras ou células osteogênicas, osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. Os osteócitos são células ósseas maduras e são os principais responsáveis ​​pela secreção da fração orgânica da matriz óssea.

Essas células estão confinadas em algumas "lacunas" produzidas pela mineralização da matriz que secretaram, não têm a capacidade de se dividir posteriormente e são derivadas de osteoblastos..

Índice do artigo

  • 1 Composição da matriz óssea
    • 1.1 Fração orgânica
    • 1.2 Fração inorgânica
    • 1.3 Osteóide
  • 2 Função da matriz óssea
  • 3 referências

Composição da matriz óssea

Como mencionamos anteriormente, a matriz óssea é uma substância complexa, pois é composta por uma fração orgânica e uma inorgânica..

Cerca de 30% do peso do tecido ósseo corresponde à fração orgânica da matriz óssea, que consiste principalmente em fibras de uma proteína conhecida como colágeno e outros diferentes elementos proteicos, como, por exemplo, diferentes classes de proteoglicanos que formam a chamada "substância fundamental" (uma espécie de gel homogêneo).

Os outros 70% correspondem à fração mineral, que é formada principalmente pela hidroxiapatita, um complexo cristalino de fosfato de cálcio, e é por isso que o tecido ósseo é considerado muito importante para a homeostase do cálcio no corpo humano e de outras pessoas. animais.

Fração orgânica

A fração orgânica da matriz óssea é principalmente colágeno, uma das proteínas mais abundantes no corpo humano. O colágeno é uma proteína fibrosa multimérica, cuja estrutura se assemelha a uma corda ou corda, pois é composta por várias subunidades ou fibrilas..

Mais de 30 genes no genoma humano codificam para proteínas semelhantes ao colágeno e existem mais de 20 tipos diferentes de colágenos distribuídos nos diferentes tecidos do corpo. A matriz óssea é rica em colágeno tipo I (mais de 90%), mas também possui proporções menores de colágeno III, V, X e XII.

Cada fibra de colágeno é formada pelo agrupamento de outras fibrilas "pró-colágeno", compostas por três cadeias alfa-helicoidais com mais de 1.000 resíduos de aminoácidos e cerca de 300 nanômetros de comprimento..

Importância

O colágeno dá aos ossos alguma flexibilidade, enquanto os minerais na fração inorgânica lhes dão rigidez e força.

Sem a fração inorgânica os ossos seriam completamente flexíveis, mas sem colágeno eles seriam frágeis como giz de quadro negro, então as variações entre as proporções e distribuição de ambas as frações dão aos ossos a capacidade de manter um "equilíbrio" no que diz respeito à flexibilidade e requisitos de rigidez.

Algumas mutações genéticas dos genes que codificam os diferentes tipos de colágenos do corpo, ou das proteínas que participam de sua montagem, produzem anormalidades anatômicas que podem comprometer seriamente a integridade do tecido ósseo e, portanto, a saúde física de quem apresenta-os.

Outras proteínas da fração orgânica

Aproximadamente 10% da fração orgânica da matriz óssea é composta por outras proteínas não colágenas, entre as quais:

- Fibronectina

- Osteopontina

- Osteocalcina

- Sialoproteína óssea

- Decorin (proteoglicano)

- Biglycan (proteoglicano)

Desse grupo, as proteínas mais abundantes são a sialoproteína óssea e a osteopontina, embora isso dependa de diferentes fatores.

Embora essas proteínas não colágenas representem apenas uma pequena porção da fração orgânica, elas têm funções importantes no tecido ósseo, principalmente relacionadas à diferenciação, mineralização, adesão celular e remodelação óssea dos osteoblastos..

Fração inorgânica

A fração inorgânica representa uma porção substancial dos componentes da matriz óssea (entre 60 e 80%, dependendo do tipo de osso). Essa é a fração, como já mencionamos, que confere a rigidez e resistência características aos ossos do corpo..

O tecido ósseo, graças à composição da fração inorgânica de sua matriz, é o principal reservatório de íons como cálcio (quase 99%), fósforo (85%), sódio e magnésio (entre 40% e 60%).%) , que formam cristais ao redor e entre as fibras de colágeno da fração orgânica.

O principal composto cristalino formado por alguns dos íons descritos é a hidroxiapatita de cálcio, que é de longe o composto mais abundante na fração inorgânica da matriz óssea. A hidroxiapatita é um composto de fosfato de cálcio (Ca10PO4OH2) cujos cristais têm cerca de 200 Å.

Osteóide

Micrografia de um osteóide. Fonte: Robert M. Hunt / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

É importante notar que, embora uma grande quantidade de matriz óssea seja calcificada, ou seja, mineralizada (endurecida), existe uma fina camada de matriz óssea não calcificada que envolve os osteoblastos e os osteócitos e que forma uma espécie de interface entre as células e a matriz calcificada.

Esta fina camada é conhecida na área de osteologia e medicina como osteóide e tem funções diferentes. Além disso, pode ser removido ou degradado enzimaticamente para iniciar os processos de reabsorção e remodelação óssea..

Função de matriz óssea

A matriz óssea é responsável pela rigidez e resistência dos ossos, por isso desempenha um papel fundamental no que diz respeito às principais funções deste tecido como suporte mecânico do corpo, bem como proteção e suporte das estruturas do corpo. . contra a força da gravidade.

Esqueleto humano (Fonte> LadyofHats / Domínio público, via Wikimedia Commons)

Por outro lado, graças à presença desta substância na estrutura de cada osso, o esqueleto serve como local de fixação dos músculos que permitem a locomoção e outros movimentos de grande importância para a vida animal e, claro, a vida humana..

Referências

  1. Fuchs, R. K., Thompson, W. R., & Warden, S. J. (2019). Biologia óssea. Em Bone Repair Biomaterials (pp. 15-52). Woodhead Publishing.
  2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2ª ed.). México D.F.: McGraw-Hill Interamericana Editores.
  3. Gorski, J. P., & Hankenson, K. D. (2020). Proteínas não colágenas segregadas do osso. Em Principles of Bone Biology (pp. 359-378). Academic Press.
  4. Johnson, K. (1991). Histologia e Biologia Celular (2ª ed.). Baltimore, Marylnand: The National medical series for independent study.
  5. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologia. Um texto e um Atlas com biologia celular e molecular correlacionada (5ª ed.). Lippincott Williams e Wilkins.
  6. Young, M. F. (2003). Proteínas da matriz óssea: sua função, regulação e relação com a osteoporose. Osteoporosis International, 14 (3), 35-42.

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