7 propriedade osseos

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CINESIOLOGIA E BIOMECÂNICA
Diego Santos Fagundes
Propriedades do osso
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
· Descrever as características do sistema ósseo nas diferentes fases de desenvolvimento humano em relação à resistência e à elasticidade.
· Identificar as deformações e adaptações provocadas pelo movimento humano no sistema ósseo.
· Explicar os efeitos do exercício físico sobre o sistema ósseo.
Introdução
O osso é considerado um tecido vivo que durante o desenvolvimento humano sofre mudanças na proporção de osso e cartilagem, ainda assim, o movimento funcional e as forças mecânicas deste influenciam o sistema de remodelamento ósseo. Essas forças juntamente aos fatores hormonais, bioquímicos, hereditários e ambientais atuam no processo de mineralização óssea. Um exemplo disso é o exercício físico, que por meio de seus efeitos diretos e indiretos, promove incrementos na massa óssea.
Neste capítulo, você estudará as propriedades do osso, as caracterís- ticas do sistema ósseo nas diferentes fases de desenvolvimento humano em relação à resistência e à elasticidade, suas deformações e adaptações provocadas pelo movimento humano, bem como os efeitos do exercício físico sobre esse sistema.
Características do sistema ósseo nas diferentes fases de desenvolvimento humano
Os ossos apresentam em sua composição matérias orgânica e inorgânica. Nesse sentido, a orgânica confere a elasticidade aos ossos, já a inorgânica
atribui a rigidez e a força (LIPPERT, 2018). Eles são considerados um tecido vivo, com forma rígida e altamente especializada de tecido conjuntivo que compõe a maior parte do esqueleto humano. Por isso, trata-se do principal tecido de sustentação do corpo.
Os ossos do esqueleto de um adulto proporcionam e apresentam algumas funções, como sustentação para o corpo e suas cavidades vitais; proteção para estruturas vitais (p. ex., coração, pulmões); atua como base mecâ- nica do movimento, proporcionando alavancas; apresenta características de armazenamento dos sais (p. ex., cálcio) (TORTORA; DERRICKSON, 2018); e suprimento contínuo de novas células sanguíneas, produzidas pela medula óssea na cavidade medular de muitos ossos (MOORE; DALLEY; AGUR, 2014).
Durante as fases do desenvolvimento humano, a proporção de osso e car- tilagem no seu esqueleto muda à medida que o corpo se desenvolve, sendo assim, quanto mais jovem for o indivíduo, mais cartilagem ele apresenta. Por isso, os ossos do recém-nascido são macios e flexíveis, por serem compostos principalmente de cartilagem (MOORE; DALLEY; AGUR, 2014).
Os ossos que têm maior interesse pela cinesiologia estrutural são os en- docondrais, que se desenvolvem a partir de cartilagem hialina. No decorrer do desenvolvimento humano, a partir do estágio embrionário, as massas dessa cartilagem crescem rapidamente formando estruturas semelhantes aos ossos, esse crescimento continua e ela gradativamente sofre mudanças para se desenvolver e transformar em osso (FLOYD, 2016), conforme você pode ver na Figura 1.
Os ossos continuam a se desenvolver longitudinalmente no ser humano desde que as placas epifisárias ainda não estejam consolidadas ou abertas, as quais se consolidam ou fecham até os 18 anos, algumas vezes podem permanecer assim até os 25 anos. Porém, o crescimento do diâmetro ósseo se estende por toda a vida, promovido pela camada interna de periósteo que forma novas camadas concêntricas sobre as antigas, ao mesmo tempo, o osso em sua cavidade medular é reabsorvido e o diâmetro continua aumentando. Assim, existem células especializadas que formam o osso e aqueles que o reabsor- vem, as quais são denominadas osteoblastos e osteoclastos, respectivamente. Essas ações de modelagem óssea são muito necessárias para continuar seu crescimento, adequar o formato dos ossos, ajustá-los às tensões e repará-lo (FLOYD, 2016).
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Propriedades do osso
Propriedades do osso
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Figura 1. Desenvolvimento ósseo a partir do modelo cartilaginoso embrionário.
Fonte: Floyd (2016, p. 13).
Sendo assim, a matriz óssea mineralizada sofre um processo cíclico de produção e reabsorção óssea, esse ciclo se modifica ao longo da vida em razão disso, por exemplo, na infância e adolescência, predomina a formação sobre a reabsorção óssea, em que os osteoblastos são mais ativos que os osteoclastos; já na idade adulta, os dois processos permanecem em equilíbrio — entre produção e reabsorção de massa óssea; a partir dos 45 e 50 anos, principal- mente nas mulheres, predomina a reabsorção sobre a produção óssea, assim, os osteoclastos estão mais ativos que os osteoblastos (PESSOA et al., 1997). Os ossos do esqueleto humano são formados, basicamente, por carbonato de cálcio, fosfato de cálcio, colágeno e água. Nesse sentido, o colágeno promove flexibilidade e força de resistência à sobrecarga. Vale ressaltar que o enve- lhecimento provoca sua perda progressiva e aumenta a fragilidade dos ossos,
resultando em uma maior probabilidade de fraturas ósseas (FLOYD, 2016).
Os osteoclastos são células grandes, móveis, multinucleadas e com ramificações irregulares que fazem a reabsorção do tecido ósseo e têm grande quantidade de lisossomos em seu citoplasma. Já os lisossomos se tratam de organelas, contendo enzimas digestivas que digerem esse tecido e liberam o cálcio armazenado para que os sistemas corporais possam utilizá-lo (JUNQUEIRA; CARNEIRO; ABRAHAMSOHN, 2017).
Deformações e adaptações provocadas pelo movimento humano no sistema ósseo
Os ossos têm a característica de remodelamento ósseo, que é a capacidade do osso responder às demandas mecânicas sofridas e impostas alterando seu tamanho, sua forma e estrutura de acordo com a lei de Wolff (RASCH, 1991). Essa lei afirma, basicamente, que os ossos de um indivíduo saudável se adaptam às cargas que lhes são impostas, quando submetidos ao aumento de carga, eles se remodelam com o passar do tempo, fortalecendo-se para resistir àquele tipo em particular — nesse sentido, sua porção cortical externa torna-se mais espessa. Porém, o contrário também é verdadeiro, quando a carga sobre um osso diminui, ele sofre um enfraquecimento estrutural (FLOYD, 2016). No remodelamento ósseo, eles se remodelam depositando aonde é necessário e reabsorvendo aonde se torna desnecessário, considerando não somente a lei de Wolff, como também aspectos como hereditariedade, nutrição, fatores e perfis hormonal e bioquímico, bem como possíveis processos patológicos (RASCH, 1991).
O movimento humano certamente é um fator significativo no processo de
deformação e adaptação óssea, por isso, sabe-se que seu crescimento em cultura tecidual in vitro adapta-se às forças artificiais impostas a essa cultura. Já o reparo e o crescimento ósseo após fratura ajustam-se às tensões impostas e/ou recebidas (FLOYD, 2016). Nesse sentido, as pressões irritativas constantes, como as deformidades posturais, causam atrofias ósseas, mas as atividades musculares produzem forças transversais significativamente aumentadas, permitindo que os ossos suportem uma carga maior e absorvam mais energia antes que ocorra uma fratura (RASCH, 1991).
A teoria de Wolff pode ser evidenciada na ausência de esforços, ou em ossos que se atrofiam e param de crescer, como quando as forças musculares e funcionais são anuladas em razão da paralisia neuromuscular-tendinosa. Outro exemplo que corrobora com essa lei e a atrofia óssea são os processos de imobilização transitórios, como o uso de tala gessada após uma fratura (RASCH, 1991).
Os ossos perdem substâncias durante voos espaciais prolongados com ausência da gravidade, em que o cálcio urinário fica muito aumentado (hipercalciuria), e as maiores alterações ocorrem nos ossos que sustentam o peso corporal, por isso, sugere-se que a redução da carga mecânica imposta a eles é importante para o processo de adaptação e de remodelamento ósseo (RASCH, 1991).
O efeito piezoelétrico é uma resposta biológica ao estímulo mecânico que provoca a ativação de canais iônicos mecanossensíveis,sobretudo os de potássio e cálcio, induzindo o fluxo iônico na célula óssea, o que resulta na alteração do potencial da membrana celular, podendo ser positivo (despolarização) ou negativo (hiperpola- rização). Atualmente, sabe-se que a hiperpolarização se associa à osteogênese; e a despolarização à reabsorção óssea (GUSMÃO; BELANGERO, 2009).
Efeitos do exercício físico sobre o sistema ósseo
O aumento da massa óssea é um processo que necessita do aporte adequado de diversos fatores, como proteínas (formação osteoide); cálcio e fósforo; atividade muscular; exercício físico; e fatores hormonais (hormônios das glândulas hipófise, tireoide, paratireoide, gônadas e fatores de crescimento) (PESSOA et al., 1997). Portanto, o exercício físico atua como um fator exógeno (ambiental) para contribuir de forma significativa com o desenvolvimento ósseo, sobretudo de crianças e adolescentes (SILVA FILHO et al., 2015).
Quanto maior for a massa óssea obtida durante a infância e a adolescência ou o pico de massa acumulado na idade adulta, mais dificilmente será atin- gido o limiar de fratura, tanto precocemente como em idades avançadas ou em mulheres após a menopausa (OCARINO; SERAKIDES, 2006; PESSOA et al., 1997).
Para tanto, o exercício físico é um bom fator para promover incrementos sobre o sistema ósseo, uma vez que se conhece as consequências advindas das imobilizações de segmentos corporais, as quais promovem a ausência de tensões que geram deformação óssea e tornam os ossos enfraquecidos (CARVALHO; FONSECA; PEDROSA, 2004).
Porém, não são todos os tipos de exercício físico que promovem efeitos benéficos sobre o sistema ósseo, por exemplo, pode-se citar os estudos com mulheres na pós-menopausa que demostram que exercícios com carga de peso moderada como caminhada e corrida promovem aumento do conteúdo mineral em seus ossos. Já o contrário foi observado em mulheres na pós-menopausa submetidas aos exercícios de baixa carga de peso, como natação, que se mos- traram satisfatórios para o incremento do condicionamento cardiovascular, mas não do conteúdo mineral do esqueleto ósseo (OCARINO; SERAKIDES, 2006). Verificou-se em estudos que o exercício físico propicia alterações no me- tabolismo ósseo por efeito direto e indireto, o primeiro é exercido por forças mecânicas e o segundo por fatores hormonais. A força mecânica, quando aplicada ao osso, forma sinais endógenos que interferem nos processos de remodelamento ósseo, que são captados por um sistema mecanossensorial, no qual o osteócito é a célula responsável por traduzi-la em sinais bioquímicos e regular o turnover ósseo. O exercício promove, ainda, o aumento das cone- xões dos osteócitos, aumentando a viabilidade da matriz óssea (OCARINO;
SERAKIDES, 2006).
O exercício físico atua também na cartilagem óssea de crescimento, em que o estresse mecânico regula a homeostasia dessa cartilagem não somente durante o crescimento endocondral, como também no reparo de fraturas. O mecanismo pelo qual a força mecânica regula esse crescimento, interferindo na proliferação, maturação, hipertrofia e apoptose dos condrócitos, não foi completamente esclarecida, mas existem estudos de que essa força promove sobre a cartilagem deformações da matriz, efeitos eletrocinéticos, alterações da pressão hidrostática e aumento do fluxo de fluido intersticial. Ainda há estudos que suportam a ideia de que os canais iônicos, especialmente os de cálcio, seriam os responsáveis em transmitir o sinal mecânico até os condró- citos, promovendo sua proliferação, maturação e hipertrofia (OCARINO; SERAKIDES, 2006).
O exercício físico atua de forma positiva na manutenção e/ou na melhoria
da massa óssea, apresentando efeitos benéficos sobre seu tecido tanto em indivíduos normais como nos que possuem sinais de osteoporose (SILVA; FERREIRA; VIRTUOSO JÚNIOR, 2008; OCARINO; SERAKIDES, 2006).
Apesar de não haver um consenso na literatura científica quanto aos exercícios e seus parâmetros para esse fim, como intensidade, frequência e volume, entre seus tipos mais indicados para a osteogênese, estão os exercícios resistidos por meio de um programa que promove sobrecarga gradativa e controlada (SILVA; FERREIRA; VIRTUOSO JÚNIOR, 2008).
Portanto, quando bem prescrito, após uma avaliação cinético-funcional, o exercício físico tem benefícios para o sistema ósseo, especialmente a minerali- zação óssea tanto em indivíduos saudáveis como naqueles que apresentam os- teoporose — nesse tocante, ele é um importante coadjuvante no seu tratamento.
Dependendo do tipo e da intensidade do exercício físico, os efeitos sobre o tecido ósseo variam, podendo ser deletérios. Por exemplo, os ginastas pré-púberes subme- tidos ao exercício intenso apresentam um retardo do crescimento, maior frequência de distúrbios locomotores, redução do fator de crescimento semelhante à insulina-1 (IGF-1) e dos hormônios tireoidianos, bem como elevação do cortisol sérico (OCARINO; SERAKIDES, 2006).
1. Uma função do osso é o armazenamento de minerais, especialmente o cálcio. Nesse sentido, o tecido ósseo deve ser dissolvido a fim de liberar o cálcio para que os sistemas corporais possam utilizá-lo.
Sendo assim, qual dos elementos a seguir estaria envolvido na degradação desse tecido?
a) Mitocôndria.
b) Osteoclasto.
c) Lisossomos.
d) Osteoblasto.
e) Osteócitos.
2. 
A matriz óssea mineralizada sofre um processo cíclico de produção e reabsorção óssea. Nesse sentido, quais células são responsáveis pela produção e reabsorção óssea, respectivamente?
a) Osteoblastos e osteoclastos.
b) Osteoclastos e osteoblastos.
c) Osteócitos e osteoclastos.
d) Osteócitos e osteoblastos.
e) Osteoblastos e osteócitos.
3. A matriz óssea mineralizada sofre um processo cíclico de produção e reabsorção óssea, e esse ciclo se modifica ao longo
da vida em razão disso. Nesse sentido, como é a relação entre osteoclastos e osteoblastos nos indivíduos a partir dos 50 anos?
a) A partir dos 50 anos, os
osteoblastos e osteoclastos estão inativos por igual.
b) Osteoblastos estão mais
ativos que os osteoclastos.
c) Osteoclastos e osteoblastos estão ativos por igual.
d) A partir dos 50 anos, os osteoclastos estão totalmente inativos e os osteoblastos totalmente ativos.
e) Osteoclastos estão mais ativos que os osteoblastos.
4. O efeito piezoelétrico é uma resposta biológica ao estímulo mecânico que provoca a ativação de canais iônicos mecanossensíveis, sobretudo os de potássio e cálcio, induzindo o fluxo iônico na célula óssea, o que resulta em uma alteração do potencial
da membrana celular. Portanto, a despolarização e a hiperpolarização celular estão associadas ao ciclo
de produção e reabsorção óssea. Sendo assim, qual parte do processo
de produção e reabsorção óssea, respectivamente, está relacionada aos eventos do potencial de membrana (despolarização, hiperpolarização e repouso)?
a) Repouso e despolarização.
b) Hiperpolarização e repouso.
c) Despolarização e hiperpolarização.
d) Hiperpolarização e despolarização.
e) Despolarização e repouso.
5. O exercício físico propicia alterações no metabolismo ósseo por efeito direto e indireto, o primeiro é exercido por forças mecânicas e o segundo por fatores hormonais. Nesse sentido, qual célula é responsável por traduzir a força mecânica em sinais bioquímicos e regular o turnover ósseo, e qual célula é influenciada pelos hormônios calcitonina e paratormônio, respectivamente?
a) Osteócito e osteoclasto.
b) Osteoclasto e osteoblasto.
c) Osteoblasto e osteoclasto.
d) Osteócito e osteoblasto.
e) Osteoclasto e osteócito.
CARVALHO, C. M. R. G.; FONSECA, C. C. C.; PEDROSA, J. I. Educação para a saúde em
osteoporose com idosos de um programa universitário: repercussões. Cadernos de Saúde Pública, Rio de Janeiro, v. 20, n. 3, p. 719–726, 2004. Disponível em: . Acesso em: 14 jan. 2019.
FLOYD, R. T. Manual de cinesiologia estrutural. 19. ed. Barueri: Manole, 2016. 448 p.
GUSMÃO, C. V. B.; BELANGERO, W. D. Como a célulaóssea reconhece o estímulo mecâ- nico? Revista Brasileira de Ortopedia, São Paulo, v. 44, n. 4, p. 299–305, 2009. Disponível em: . Acesso em: 14 jan. 2019.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J.; ABRAHAMSOHN, P. (Coord.). Histologia básica: texto e atlas. 13. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. 568 p.
LIPPERT, L. S. Cinesiologia clínica e anatomia. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. 424 p.
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OCARINO, N. M.; SERAKIDES, R. Efeito da atividade física no osso normal e na pre- venção e tratamento da osteoporose. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, São Paulo, v. 12, n. 3, p. 164–168, jun. 2006. Disponível em: . Acesso em: 14 jan. 2019.
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TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia.
10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2018. 704 p.
Leituras recomendadas
KISNER, C.; COLBY, L. A. Exercícios terapêuticos: fundamentos e técnicas, 6. ed. Barueri: Manole, 2016. 1036 p.
MCGINNIS, P. M. Biomecânica do esporte e do exercício. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. 448 p.
Conteúdo:
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