Como a célula óssea reconhece o estímulo mecânico?

Abstract

RESUMOSob a influência da gravidade, o tecido ósseo sofre maior ou menor deformação de acordo com a intensidade das atividades da vida diária. Sabe-se que as atividades que resultam em impacto são as que mais estimulam a osteogênese e assim reduzem a perda de massa óssea. Conhecer como as células ósseas reconhecem a deformação mecânica imposta ao osso e iniciam uma série de reações bioquímicas em cadeia é de fundamental importância para o desenvolvimento de práticas terapêuticas e preventivas na atividade ortopédica. Ainda há um longo caminho para o entendimento de todo esse processo, mas o conhecimento atual progrediu bastante e há pesquisas com finalidade terapêutica. O sinal mecânico para ser transformado em biológico (mecanotransdução) deve ser amplificado no nível celular pela estrutura histológica do tecido ósseo, gerando tensões em proteínas da membrana celular (integrinas) e alterando a estrutura espacial dessas proteínas. Essa alteração ativa ligações entre elas e o citoesqueleto, originando as adesões focais, locais onde proteínas citoplasmáticas são recrutadas para facilitar as reações bioquími-cas. A quinase de adesão focal (FAK) é a principal delas, sendo autoativada após sofrer alteração estrutural pelas integrinas. A FAK ativada incita reações em cascata, resultando na ativação da ERK-1/2 e da Akt, proteínas que, junto com a FAK, regulam a produção da massa óssea. Acredita-se que o osteócito seja a célula óssea responsável por reconhecer o estímulo mecânico e transmiti-lo aos osteoblastos e osteoclastos. Canais iônicos e gap junctions são cogitados como meios de comunicação intercelular para a transmissão bioquímica do estímulo mecânico. Esses eventos ocorrem continuamente no tecido ósseo e regulam a remodelação óssea. Descritores

Osteoporosis Diagnosis and Treatment

“…A similar stimulus occurs when the bone is subjected to physical effort for which it is unprepared. Either through pressure on the cell membrane proteins (10) , or through stimulation of primary cilia (the organelles of osteocytes that detect these tensions), signals are sent to the mesenchymal cells, to trigger osteoblast formation.…”

Biomecânica óssea e ensaios biomecânicos: fundamentos teóricos

“…Sua deformação durante a locomoção varia de 0,04-0,3%, raramente excedendo 0,1% (GUSMÃO & BELANGERO, 2009). Entretanto, o comportamento das fraturas depende em grande parte das propriedades materiais do tecido ósseo (CASTRO JR. et al, 2008), as quais podem ser infl uenciadas por diferentes fatores, como a densidade óssea, a orientação das fi bras colágenas (MELO FILHO, 2012), a porosidade, o conteúdo mineral (MESQUITA et al, 2010;MELO FILHO, 2012), a idade do animal e a sua conformação anatômica (MESQUITA et al, 2010).…”

“…Hoje se sabe que existem diferenças signifi cativas entre as estruturas ósseas, e também que modelos isotrópicos de estruturas ósseas não respeitam as diferenças entre os diversos tipos de tecidos ósseos, apresentando aplicabilidade limitada (GURGEL, 2002). Quando um estímulo mecânico externo produz deformação no tecido ósseo, ocorre na célula deformação na direção circular e tensão de cisalhamento, que atuam sobre a membrana plasmática dos osteócitos e são transmitidos por toda a célula através de uma complexa rede que conecta a membrana plasmática ao núcleo, num processo chamado mecanotransdução (GUSMÃO & BELANGERO, 2009). Presume-se que cargas mecânicas aplicadas ao osso sejam transduzidas pelo esqueleto via sinais mecânicos e são detectadas por determinadas células que geram sinais bioquímicos, regulando a formação e reabsorção óssea (GURGEL, 2002).…”

“…Se o strain usado para estimular osteócitos fosse utilizado no tecido ósseo, este sofreria fratura. Essa aparente contradição foi explicada e justifi cada pelo modelo matemático experimental de You et al em 2001, citado por GUSMÃO & BELANGERO (2009). Esse modelo explica que o sistema canalicular, nos quais os osteócitos estão inseridos, serve como amplifi cador da deformação mecânica gerada pela atividade física.…”

“…Na prática, a hiperpolarização está associada à osteogênese, enquanto a despolarização está associada à reabsorção óssea (GUSMÃO & BELANGERO, 2009). …”