Ciência Básica – Esqueleto Ósseo e Lesões (Fraturas)

Você quer aprender tudo sobre “Ciência Básica dos Ossos”, capítulo do Atlas de Netter de Anatomia Ortopédica, de maneira Fácil e Divertida em um Vídeo (ou no texto abaixo, se preferir) ? Como os ossos crescem, quebram, se regeneram, do que são feitos, quais os tipos de ossos e muito mais. Eu fiz uma aula que eu gostaria de ter tido há muito tempo. Agora, com a expriência de um Campeão (Bicampeão) Brasileiro do tema, posso te explicar tudo. Então, vem comigo!

Toda estrutura possui uma base na qual é alicerçado o resto.

As construções, como prédio e casas, possuem um esqueleto, composto por vigas e tijolos.

Com os seres vivos não é diferente: na escala evolutiva, os artrópodes, grupo muito mais antigo que o ser humano, já possuíam um esqueleto, composto pelo material quitina; posteriormente, surgiram os peixes, inicialmente com esqueleto cartilaginoso, e finalmente o ósseo, o mesmo dos seres humanos.

A imagem acima retrata a evolução passando pelos principais Filos, aqui estão demonstados os Artrópodes (primeiro grupo com esqueleto – nesse caso Exoesqueleto), citados no texto; a imagem abaixo aprofunda no filo dos Cordados, onde estão situados os peixes Cartilaginosos e, posteriormente, os Ósseos, e finalmente os Mamíferos – grupo no qual estamos inseridos.

Nossos ossos são formados em maioria de sua proporção por material Mineral (60 – 70%), também contém água (10 – 20%) e o resto é composto basicamente por colágeno, mas também possui pequena quantidade de proteínas e sair inorgânicos (sem carbono, um exemplo é o NaCl, o mesmo sal que possuímos na cozinha – 35% do Na (sódio) de nosso corpo está no ossos, de maneira que o osso participa ativamente de seu metabolismo, bem como outros minerais que veremos adiante). O componente mineral, a maior parte da constituição óssea pode ser resumida pela Hidroxiapatita – fórmula molecular: (Ca10(PO4)6(OH)2). Analisando sua fórmula, já é possível perceber que em resumo são conteúdo é Cálcio (Ca) e Fósforo (P), encontrado na forma de Fosfato (PO4). Esse composto químico forma cristais de fosfato de cálcio, os quais representam depósito de 99% do Cálcio do corpo de 80% do Fósforo, por esse motivo, o osso está diretamente ligado ao metabolismo desses elementos e seus íons em nosso corpo. Esse é o máximo que adentraremos na fisiologia óssea, para mais informações, ver o Vídeo do Portal e-ortopedia, da USP, anexado abaixo:

Dessa forma, por ser um material precipitado na forma de cristais (citados acima), um material rígido, os ossos compõem o esqueleto – a base da sustentação do corpo humano. É nossa estrutura óssea onde se inserem nossos tendões e ligamentos, bem como é ela que protege nossas vísceras. O esqueleto ósseo é uma legítima armadura, a qual serve de molde para os tecidos adjacentes. Em trecho da Biografia de um dos maiores fisiculturas da História – Arnold Schwarznegger -, é citada a vantagem do mesmo devido a sua abundante estutura óssea, a qual suportaria maior crescimento e deposição muscular em relação aos seus oponentes, mais baixos e com menos esqueleto de sustentação, isto é, com um menor alicerce para a construção futura de massa magra em cima.

Dada essa introdução, vamos a Anatomia dos Ossos:

Na imagem acima, temos um Ossos do tipo Longo (há outros 4 tipos de ossos – Curtos, Chatos/Planos, Irregulares e Sesamóides – vide imagem abaixo); tomamos como exemplo esse tipo de osso devido ao seu tamanho (maior tipo de osso) e suas estruturas bem demarcadas, tornando possível a explanação. Então, partindo da ilustração, é possível observar que em um osso é heterogêneo; vale destacar os seguintes ítens:

→ Osso Compacto:

região mais densa; é composto por microestruturas, denominadas ósteons (sistema de Havers). Esse sistema contém lamelas concêntricas de tecido ósseo, o qual é nutrido por um vaso sanguíneo central, situado no Canal Havers. Os canais de Havers de comunicam por meio dos canais de Volkmann; dessa forma, interligando os ósteons (osteona na imagem, que está em espanhol).

→ Osso Esponjoso (Trabecular):

Região menos densa, encontrada mais profudamente na diáfise dos ossos longos, ou em suas extremidades (epífise e metáfise). Nesse local não ocorrem os Canais citados acima, de maneira que os vasos transitam entre a trabécular, configuração interna a qual dá nome a esse tipo de osso. Essa região dos ossos é naturalmente mais frágil, inclusive, sendo essa a configuração possuindo maior representação nos esqueleto em pacientes acometidos por Osteoporose; como o nome já sugere, o osso fica mais poroso – menos denso.

→ Canal Medular

Cavidade presente em todos os ossos longos (exceção da clavícula), na qual está situada medula óssea. No indivíduo jovem a medula é vermelha, rica em células osteoprogenitoras. Com o passar dos anos ocorre perda da capacidade osteoprogenitora, ao passo que acontece substituição para da medula vermelha para a amarela, composta majoritariamente por gordura, com função de preenchimento.

→ Periósteo

Tecido conjuntivo fibroso (periósteo), o qual, majoritariamente, realiza e nutrição, drenagem e inervação do osso. Obs.: Fraturas ósseas são dolorosas em função da grande inervação sensitiva do periósteo.
• Camadas do Periósteo:
1. Fibrilar (externa): tecido conjuntivo denso, possui alguns fibroblastos
2. Celular (interna): células osteoprogenitoras, que se diferenciarão em osteoblastos
• Funções do Periósteo resumidas:
• Nutrição • Inervação • Proteção • Fixação de tendões e ligamentos (Fibras de Sharpey – Fibrocartilagem Calcificada) • Produção de osteoblastos (osteogênese)

→ Cartilagem Articular:

Lâmina de cartilagem hialina (colágeno tipo II) que recobre (não une) os ossos. Reduz o atrito e ajuda a absorver os impactos. Esse local, ao contrário do restante do osso, não é nutrido pelo Pericôndrio; aqui a nutrição ocorre por difusão e pelo líquido sinovial (Obs.: por esse motivo, em casos de Luxações [Veja Mais] é importante que a redução ocorra precocemente; caso contrário, o tecido pode sofrer necrose).

Além dos Longos, demonstrados acima, exemplifciações dos outros tipos de ossos:

Desenvolvimento:

Os ossos tem origem do Mesoderma (um dos 3 folhetos embrionários), o qual dá origem ao mesênquima (tecido conjuntivo embrionário)
Dentre todos os tipos de tecidos conjuntivo (adiposo, sangue, frouxo, fibroso, cartilaginoso,…) está o Ósseo:

Vale lembrar que além do Conjuntivo, possuímos outros 3 tipos de tecidos em nosso corpo:

Voltando aos Ossos, há 2 tipos principais de formação: Intramembranosa e Endocondral

→ Intramembranosa: deposição óssea sobre o molde mesenquimal; acontece basicamente em osssos Planos, como os da calota craniana (neurocrânio)

→ Endocondral: a priori à deposição mineral o osso é sintetizado em um molde cartilaginoso (hialino – colágeno tipo II), o qual é gradativamente substituído por osso. Esse processo todo é complexo e varia em tempo conforme o osso e sua localização no corpo. Ao longo dessa ossificação, são formados centros – 1º e 2º -, de onde o processo da degeneração cartilaginosa, com formação de cavidades, dá origem ao esqueleto maduro.

Há ainda um outro tipo de ossificação não citado, o qual obtém mais destaque na vida adulta, visto que os processos citados acima já cessaram. O nome dessa formação óssea é:

→ Aposicional: mediante aplicação de força (lei de Wolff), o osso cresce em Largura (diâmetro) mediado pelo periósteo de ossos longos. Um exemplo é o levantamento de peso, realizado durante tempo considerável.

Remodelação

Os ossos estão em constante processo de Remodelação – criando osso novo e destruindo o antigo. A lei de Wolff, citada acima e responsável pelo crescimento aposicional, dita que devido a força imposta, ocorre o crescimento

[imagem lei de wolff]

De acordo com a carga ocorrem microfraturas à estrutura microscópica dos cristais de hidroxiapatita (abordados ao início). Dessa forma, há uma balança entre a deposição (formação de osso novo) e a deposição (retirada de osso microfraturado). Para cada processo, há células especializadas:

[imagem balança]

Células

Há 3 celulas que Comandam o processo, e elas podem ser comparadas a uma Floresta :

As Mudas os Osteoblastos, as Árvores adultas os Osteócitos e… O Lenhador, os Osteoclastos. Entenda suas funções:

◊ Osteoblastos: produção de matriz óssea – osteoide (tecido óssea que ainda não foi mineralizado – orgânico, com carbono ≠ inorgânica: sem carbono, composto por elementos minerais… lembre-se da formula do osso inorgânico – calcificado: Ca10(PO4)6(OH)2 )

Esse osteoide sofre mineralização – deposição de minerais (composto sem carbono, solido à temperatura ambiente, …), especialmente o Cálcio e Fosfatos, pela Hidroxiapatita. Então, são formados os:

◊ Osteócitos: matriz óssea calcificada – inorgânica

Para haver esquilíbrio entre o crescimento (ocorre continuamente), é necessário de um “lenhador”, que são os:

◊ Osteoclastos: fazem a remodelação óssea; retiram o “excesso” de osso, quando funcionando adequadamente (na osteoporose, por exemplo, os osteoclastos estão muito ativos, de maneira que causam uma diminuição da densidade óssea, tornando o osso mais trabeculado (esponjoso; vide acima) e assim suscetível à fraturas.

As 3 células expostas acima trabalham em conjunto de acordo com os estímulos a que lhe são imprimidos:

→ O fortalecimentos ósseo se dá de acordo com a tensão imposta

→ Quanto maior o estímulo, maior a deposição – ocorre um ajuste funcional às necessidades (por isso, o exercício, especialmente a musculação, é benéfico para a manutenção da massa óssea – sobretudo na osteoporose (citada acima).

→ O mesmo vale para o oposto: paralisia ou situações de baixa gravidade levam à ATROFIA.

→ Dessa maneira, atividade como natação e ciclismo possuem pouco impacto na prevenção da osteoporose.

→ Vale lembrar que há outros estímulos, além da carga mecânica, envolvidos na remodelação e deposição óssea, como (estímulos) hormonais, nutricionais, exógenos (corticosteroides,…), etc. Vide o vídeo da “e-ortopedia USP” específico a respeito disponibilizado acima.

Tipos Microscópicos de Ossos

◊ Primário (Reticular) : sem linhas de estresse, osso imaturo. Exemplos: calo ósseo, ossos imaturos (crianças < 4 anos), patologia (tumores, …)

[imagem osso reticular]

◊ Secundário (Lamelar) : linhas de estresse (tensão), osso maduro. Exemplos: osso cortical, crianças > 4 anos)

[imagem osso Lamelar]

Forças e Mineralização

As forças impostas – estresse – orientam a disposição das trabéculas ósseas. Observemos a cabeça do fêmur e suas trabéculas, orientadas pelas forças fisiológicas de tensão e compressão:

[imagem corte coronal cabeça do fêmur]

Biomecânica

Mas que são essas forças são essas? São forças as quais o osso está exposto. Há 5 tipos de forças as quais o osso pode ser subemtido, 2 delas são fisiológicas, as quais o osso esta mais comumente exposto – compressão (pela gravidade) e tensão (pela ação dos músculos). Justamente por serem fisiológicas, o corpo se adapta e cria (deposita – oteoblastos) trabéculas de acordo com a direção do estresse para suportar a carga naquela região.

[imagem forças fisiológicas – slide 46]

Além das 2 citadas acima, há também as forças não fisiológicas, as quais a maiorias dos ossos não estão adaptatados a receberem; dessa maneira, configurando uma fratura quando ocorrem; são elas: Cisalhamento, Torção e Curvamento – vide imagem abaixo.

[imagem forças não fisiológicas]

Portanto, quando as 3 circustância acima estão presente, em intesidade significativa, ocorrem as…

Fraturas

Como ocorrem? Em resumo, quando um osso sofre maior estresse do que pode resistir, causando assim, deformação; todavia, não é tão simples… Vamos resumir por tópicos:

Todo é capaz resistir a estresse – força -, o qual causa uma deformação, e mesmo assim não sofrer lesão. Essa deformação (sem lesão e sem fratura) é chamada de Fase Plástica, que tem limite no “Ponto de Limite Fisiológico” (vide gráfico abaixo)
Após o “Ponto de Limite Fisiológico” o osso passa a sofrer lesão em sua estrutura, porém sem fraturar. Essa deformação (com lesão e sem fratura) é chamada de Fase Plástica, que tem limite no “Ponto de Fratura” (vide gráfico abaixo)
Após o “Ponto de Fratura” temos a fratura

Obs.: Adultos possuem uma tênue diferença de estresse entre o“Ponto de Limite Fisiológico” e o “Ponto de Fratura”, pois o osso é mineralizado – rígido -, composto majoritariamente por osso lamelar (vide acima). Além disso, os adultos possuem seu processo de ossificação completo (fusão das epífises = enostose, consequentemente possue menos cartilagem hialina, o molde, e mais matriz óssea, tecido rídido); essa situação determina maior rigidez e menos capacidade de envergar sem quebrar, ao contrário das crianças.

Tipos de Força (citadas no tópico anterior) e a f0rma da fratura:

Tensão: Fratura por Avuslão
Compressão: Fratura impactada
Cisalhamento: Transversa ou Oblíqua
Torção: Espiral

[imagem forma das fraturas]

Fratura por Estresse

As fraturas por estresse ocorrem quando há um descompasso entre a formação de osso, pelos osteoblastos, e a retirada (pelos osteoclastos). Tal como uma balança, onde em cada lado está um dos tipos de célula, deve haver um equilíbrio entre ambos os lados.

[imagem reabsorção e formação ossea]

Os estímulos cítados acima, como exercícios físicos (por cargas mecânicas), causam um dano inicial, o qual irá estimular a nova formação de osso, tornando-o mais resistente àquele estímulo (força naquele sentido); todavia, caso não houver o tempo de recuperação adequando, a “balança” pende para o lado da reabsorção (osteoclastos), fazendo com as microfissuras causadas pela atividade mecânica se acumulem, até chegar um ponto em que formam um traço de fratura por estresse.

[imagem balança desequilibrada]

O exemplo clássico dessa fratura está nos grandes marchadores. Os primieros relatos na literatura constam do século XIX, descritas em soldados europeus, os quais marchavam por longas distâncias usando botas rígidas – as perdas da contiguidade óssea occoriam gerlamente do 2º ao 4º metatarsos, área do pé onde é distribuída com maior pressão a carga do corpo em longas caminhadas ou corridas.

Classificação das Fraturas

As fraturas possuem uma infinidade de classificações. Serão citadas, de maneira introdutória algumas especificações e, posteriormente, será fornecido um esquema sintético para classificar qualquer fratura.

Como dito, há diversos critérios, entre eles estão:

→ Mecanismo de Trauma:

◊ Traumática:

♦ Direta: No local do trauma. Ex.: golpe em tíbia – fratura Anderson em luta contra Weidmann

♦ Indireta: Energia dissipada ao longo dos osso até a fratura no local mais frágil. Ex.: queda sobre mão estendida e fratura de clavícula.

◊ Não Traumática: fratura patológica; energia insuficiente para gerar fratura; ex.: Tumores, etc.

→ Morfologia:

◊ F0rmatos:

[imagem formatos]

◊ Deslocamentos:

♦ Desviada: angulada, cavalgadas, rodadas, desvio lateral, diástase,…

♦ Não Desviada

→ Extensão das Partes Moles:

◊ Fechada:

◊ Aberta: Gustillo e Anderson

[imagem classificação]

[imagem classificação com gustillo e anderson]

Além disso, também há outros critérios como:

→ Ossos Longos: Epífise, Metáfise ou Diáfise

→ Traço: Simples, em Cunha, Complexa

→ Extra-Articular ou Intra Articular (Total ou Parcial)

De maneira resumida e aplicável, é possível utilizar o seguinte esquema disponibilizado abaixo:

Esquema para classificar fraturas:

1) Região Anatômica + Incidência (AP + P)

2)Esqueleto: Maduro ou Imaturo

(com ou sem fise)

3) Enumerar + Observar Alterações (6)

1. Qual é o osso fraturado?

2. Qual é a região do osso fraturado?

Em ossos longos: Epífise (porção articular), Metáfise (+ triangular, local comum de fraturas), Diáfise (cilíndrica – une as extermiadades ósseas)

3. Qual é o tipo do traço?

→ Simples: traço único; apenas 2 fragmentos

→ Cunha: pelos menos um 3º fragmento; contato entre os 2 fragmentos principais

→ Complexa: sem contato entre os 2 fragmentos principais; obs.: complexa não é o mesmo que cominuta -multifragmentada; podem coexistir, mas não são sinônimos, pois é possível ser cominutiva em cunha (contato entre os 2 fragmentos principais, o que contraria o conceito de complexa – sem contato entre os fragmentos principais).

4. Envolve ou não a articulação?

→ Extra-articular

→ Intra-articular: total ou parcial

5. Fechada ou Aberta?

→ Fechada: sem contato com meio externo

→ Aberta: qualquer forma de comunicação entre o meio externo e o hematoma fraturário; obs.: osso não precisa aparecer, “quase na pele” também é uma fratura exposta.

*Diferenciar se sangue em lesão provém de hematoma fraturario (do osso): observar gotículas de gordura – “sopa”.

6. Tipo de Desvio:

→ Sem desvio

→ Translocada

→ Cavalgada/Encurtada

→ Angulada

→ Rotacionada

Reparo/Consolidação das Fraturas

A consolidação de uma é o processo pelo qual ocorre a regeneração do tecido ósseo. O processo ocorre por meio da reorganização, posteriormente, estabilização; tudo isso, exige 2 Requisitos:

Suprimento Sanguíneo: vascularização insuficiênte leva a Pseudoartrose Atrófica ou Avascular. Pode ocorrer em regiões com o periósteo delgado ou ossos com vascularização retrógrada (suprimento sanguíneo chega pela extermidade distal, de modo que a fratura de colo compromete que o sangue chega a extermidade proximal; ex.: escafóide, base V metatarso, tálus,…)
Repouso Mecânico – Estabilidade: o osso não é capaz de “colar” devido ao movimento em região do foco de fratura. Essa sistução gera a Pseudoartrose Hipertrófica ou Vascularizada (a condição acima leva à atrofica ou avasc.) – tem sangue mas não é estável.

Assim como há 2 requisitos, também há 2 Tipos de Consolidação: Indireta e Direta.

1. Indireta

✓A forma mais comum (ocorre com uso de gesso, por exemplo)

✓ Ocorre com a formação de Tecido Fibrocartilaginoso (Calo Ósseo) antes de formar osso; obs.: lembrar dos tipos microscópicos de ossos (tópico citado acima) pois o calo ósseo está incluído no tipo primário/reticular.

✓ Fornece Estabilidade Relativa – permite micromovimentos

[imagem consolidação indireta + processo]

2. Direta

✓ Menos comum (ocorre em procedimentos cirúrgicos, como no uso de Placa e Parafuso)

✓ Ocorre com a formação diretamente em tecido ósseo (sem calo ósseo)

✓ Fornece Estabilidade Absoluta- sem micromovimentos