Metabolismo Ósseo Flashcards
Se tivesse que analisar amostras de biopsias de pacientes para verificar a existência de calcificações arteriais na aorta qual (quais) as técnicas de inclusão que utilizaria e qual o método(s) de coloração que faria?
A inclusão em parafina é uma técnica mais tradicional e amplamente utilizada, adequada para análises histológicas convencionais. A inclusão em resina plástica é geralmente usada quando é necessário preservar melhor a estrutura e os detalhes ultraestruturais das amostras.
Quanto à coloração, uma técnica comumente utilizada é a coloração de Von Kossa. Essa coloração permite identificar a presença de sais de cálcio, que são característicos das calcificações, por meio da formação de precipitados escuros ou negros na área de calcificação. Além disso, outras colorações como a coloração de Hematoxilina e Eosina (H&E) podem ser utilizadas para visualizar a estrutura geral do tecido e identificar características associadas às calcificações arteriais.
O ciclo de remodelação ósseo ocorre em permanência em vertebrados incluindo o homem.
2.1 Descreva a importância deste processo e quais as consequências de alterações neste ciclo?
O ciclo de remodelação óssea é essencial para a saúde e integridade óssea, envolvendo a reabsorção e formação coordenadas de osso, bem como a manutenção da densidade óssea, reparação de fraturas e regulação do cálcio e fósforo.
Alterações neste ciclo podem levar a doenças ósseas, perda de massa óssea e problemas de cicatrização.
Descreva os principais passos e eventos que ocorrem no ciclo de remodelação?
Ativação dos osteoclastos: Os osteoclastos são ativados para iniciar a reabsorção óssea. Eles aderem à superfície do osso e liberam enzimas que degradam a matriz óssea.
Reabsorção óssea: Os osteoclastos digerem a matriz óssea, liberando cálcio, fósforo e fatores de crescimento armazenados na matriz.
Reversão: Após a reabsorção, ocorre a reversão, onde células mononucleares chamadas de células reversas se acumulam na superfície óssea.
Formação óssea: As células reversas se diferenciam em osteoblastos, que começam a depositar uma nova matriz óssea.
Mineralização: A matriz óssea recém-formada é mineralizada, com depósito de cristais de cálcio e fósforo, formando osso maduro.
Quiescência: Após a formação óssea, as células ósseas entram em um estado de quiescência, aguardando sinais para retomar a atividade.
A osteogenese imperfecta é uma colagenopatia do tipo L. Diga qual ou quais os tipos de colagénio que podem estar alterados nesta patologia e qual o fenótipo que se observa nospacientes?
Os tipos de colágeno que podem estar alterados são:
Colágeno tipo I: Essas mutações resultam em uma produção anormal ou deficiente de colágeno tipo I.
Os fenótipos são:
Fragilidade óssea;
Deformidades ósseas;
Problemas dentários;
Hiperextensibilidade das articulações;
Problemas de audição.
Se células mesenquimais receberem sinalização por Sox9, em que linhagem as células entram?
Linhagem Condrogénica.
Se células mesenquimais receberem sinalização por Runx2 e posteriormente, por Osx, em que linhagem as células entram?
Linhagem Osteoblástica (Runx2 vai induzir Osx).
O que pode ocorrer depois da diferenciação terminal de osteoblastos?
As células podem:
-morrer;
-originar osteócitos;
-ir para as células do revestimento ósseo.
Qual o papel da BMP na diferenciação óssea?
A BMP liga-se aos recetores BMPRs, que promove a sinalização e ativação das SMADs.
Estas entram dentro do núcleo, fazendo com que haja produção de genes osteogénicos, como o Runx2.
O que são exatamente BMPs?
As BMPs são um grupo de proteínas que desempenham um papel importante na formação e desenvolvimento do osso. Elas pertencem à família dos fatores de crescimento e são capazes de induzir a diferenciação e a maturação de células precursoras em células ósseas.
Qual o papel do Wnt na diferenciação óssea?
O Wnt liga-se aos recetores LRP5/6 e Frizzled
* Isto estimula a produção de β- catenina
* Esta é translocada para o núcleo
* Faz com que haja uma regulação da expressão de genes osteogénica, estimula a expressão de genes-chave envolvidos na diferenciação osteoblástica, como o gene Runx2, que é considerado um marcador de diferenciação osteogênica.
Como se dá o processo da diferenciação em células osteoblásticas?
Quando há sinalização por Runx2, as células entram na linhagem osteoblástica e diferenciam-se em pré-osteoblastos;
* Por outro lado, se houver sinalização por Sox9, diferenciam-se em condrócitos;
* Os pré-osteoblastos diferenciam-se em osteoblastos imaturos, por sinalização de Runx2;
* Por sua vez, ao ser inibido o Runx2 e ser ativada a sinalização de Osx, os osteoblastos imaturos originam osteoblastos maturos;
* Por fim, ao ser inibido a sinalização por Runx2 e Osx, os osteoblastos maduros diferenciam-se em osteócitos
Indique 2 aspetos em que o Runx2 é importante para a progressão da diferenciação de células ósseas.
O Runx2 é bastante importante para a progressão da diferenciação, pois:
o faz com que haja expressão de genes, como o Osx
o Faz com que haja expressão de proteínas, como colagénio
Que expressão tem de ser inibida de forma a que osteoblastos maduros se tornem osteócitos?
A expressão de Runx2.
Runx2 é essencial para a determinação das células mesenquimais pluripotentes para a linhagem condrogénica.
Verdadeiro ou Falso?
Falso! Essencial para a linhagem osteo-condroblástica.
Porque outro nome se pode tratar a Runx2?
Cbfa!
Durante a ossificação endocondral, que fatores são cruciais para a maturação dos condrócitos e para inibir a aquisição do fenótipo de cartilagem permanente?
A Runx2 e RUNX3.
Qual o papel do Twist na diferenciação óssea?
O Twist regula negativamente a expressão de genes osteogênicos, como o gene Runx2. Portanto, o Twist atua como um supressor da diferenciação osteoblástica, inibindo a transição de células mesenquimais em osteoblastos.
Como é que o Twist afeta a ossificação intramembranosa?
O Twist desempenha um papel importante na ossificação intramembranosa inibindo a diferenciação osteoblástica. Ele suprime a expressão de genes osteogênicos, como o gene Runx2, que é essencial para a formação e maturação dos osteoblastos. Dessa forma, o Twist regula negativamente a formação de osso durante a ossificação intramembranosa, contribuindo para a correta modelagem e crescimento do esqueleto.
Qual o papel do Dlx5 na diferenciação óssea?
O Dlx5 desempenha um papel positivo na diferenciação osteoblástica.
Ele é expresso em estágios posteriores da diferenciação osteogênica, especificamente durante a formação da matriz óssea.
O Dlx5 regula a expressão de vários genes envolvidos na diferenciação e mineralização óssea, incluindo o gene Runx2.
Ele também está envolvido na regulação de genes relacionados à produção de colágeno e proteínas da matriz extracelular óssea.
O Dlx5 é necessário para a formação adequada do osso e a maturação dos osteoblastos.
Explique o papel da GH e IGF-I na regulação por hormonas?
- GH Liga-se a um recetor no tecido ósseo, estimulando a expressão de IGF-I
- Isto provoca o aumento da produção de massa óssea
- Por sua vez, a produção de IGF-I faz com que haja inibição da produção de GH
Eles estimulam a proliferação de células precursoras, promovem a síntese de matriz óssea, regulam o metabolismo ósseo e estimulam a diferenciação de células mesenquimais em osteoblastos
O que é GH e IGF-I?
O GH é a hormona do crescimento. Ele estimula a produção e liberação do IGF-I no fígado e outros tecidos.
O IGF-I é uma hormona semelhante à insulina que exerce efeitos anabólicos no tecido ósseo, isto é, aumento da produção de massa óssea.
A formação de osteoblastos pode ser induzida porque outros fatores?
Ascorbato, b-glicerofosfato, VD3.
A diferenciação em adipócitos pode ser induzida porque outros fatores?
Dexametasona, insulina e 3-isobutil-1-methylxanthine
A formação de condrócitos pode ser induzida por….
meio com soro tgf-b3-free, cultura em alta densidade.
Para formar cristais de hidroxiapatita é necessário cálcio e fósforo bem como moléculas que regulem a sua formação. Quem é responsável pela presença de cálcio e fósforo inorgânico livres?
Os osteoblastos.
Como é que o ANKH está envolvido na regulação do processo de mineralização?
O gene ANKH codifica uma proteína chamada transportador de íons de pirofosfato, que está envolvida na regulação dos níveis de pirofosfato, um inibidor da mineralização óssea. O ANKH facilita a saída/excreção de pirofosfato das células, permitindo a mineralização apropriada do osso.
Como é que o TNAP está envolvido na regulação do processo de mineralização?
O TNAP (fosfatase alcalina óssea), atua degradando o pirofosfato, um inibidor da mineralização, e promovendo a liberação de fosfato, o qual é essencial para a formação dos cristais de hidroxiapatita durante a mineralização óssea. Dessa forma, a TNAP ajuda a regular a disponibilidade de fosfato e a promover a mineralização adequada do osso.
Para além de ser um inibidor de mineralização, o pirofosfato inorgânico é também…..
Uma fonte de fosfato.
Os osteoclastos derivam da fusão de que células e de que linhagem estas últimas provém?
Derivam da fusão de Monócitos com origem na Linhagem Hematopoiética.
Que substâncias segregam os osteoclastos?
Segregam ácido, colagenase, e outras enzimas proteolíticas tais como a fosfatase ácida, sendo encontradas nos locais de reabsorção/remodelação da matriz óssea.
Os osteoclastos são células grandes e uninucleadas.
Verdadeiro ou Falso?
Falso, são células multinucleadas.
Explique de forma relativamente simples o comportamento dos osteoclastos no osso e matriz.
O osteoclasto adere à zona de reabsorção óssea e cria uma zona selada para gerar um microambiente para onde vai secretar moléculas ácidas e enzimas para degradar a matriz extracelular.
Atacam a matriz, libertando a substância calcificada, e estando ativamente envolvidos na eliminação dos metabolitos formados durante a reabsorção.
O que fazem as catepsinas?
Degradam matriz óssea.
Apesar de não ser exclusivamente expressa em osteoclastos, …………. é altamente expressa por eles.
Catepsina K.
As catepsinas são ativadas quando entram em contacto com o pH …….. do compartimento de ………
ácido; reabsorção.
As catepsinas são essenciais para remover a matriz orgânica e muito importantes para degradar o colagénio da matriz.
Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro.
A catepsina K pode levar à osteosclerose?
Sim, pode induzir devido a uma mutação no gene.
Ratinhos KO para catepsina K → ???
Osteopetrose
▪ KO- têm um gene mutado
Para além da K, que outras catepsinas podem haver?
B, D, L.
As Metaloproteases são produzidas por quem?
São produzidos por osteoclastos e por condrócitos hipertróficos.
O que é que as Metaloproteases fazem?
Degradam principalmente o colagénio nativo da matriz óssea e da matriz da cartilagem.
As Metaloproteases são ativas em pH ….
Neutro.
Que dois tipos de metaloproteases existem?
Os dois tipos mais importantes são:
o MMP-1: colagenase intersticial
▪ Secretada pelos osteoblastos e pelos osteoclastos
▪ Induz a degradação de colagénio só após a desmineralização da matriz
o MMP-9 : gelatinase 92kd
▪ Secretada pelos osteoclastos
▪ Desempenha um papel importante na mobilidade dos osteoclastos
Em relação ao pasminogénio, é o principal ativador de quê e quais as suas outras funções?
É principal ativador de pró-colagenases.
Funções:
* Quebra de algumas proteínas da matriz
* Ativa os fatores de crescimento
O TRACP é essencial para a função dos osteoblastos e é o único marcador de osteoclastos utilizado em clínica.
Verdadeiro ou Falso?
Falso, essencial para a função dos osteoclastos.
Quais são as células que controlam o metabolismo ósseo?
Os osteócitos.
O que são marcadores do metabolismo ósseo?
São moléculas estão presentes no sangue e nos tecidos, podendo assim detetar e quantificar marcadores a partir destes.
Como é que a osteopontina afeta a atividade osteoclástica?
o Potencia a adesão dos osteoclastos;
o Forma um complexo com a osteocalcina in vitro.
Como é que a osteocalcina afeta a atividade osteoclástica?
o Recrutamento e ativação dos osteoclastos;
o Libertada pelas células osteoblásticas;
o Ela pode:
▪ Entrar em circulação, havendo sinalização para a diferenciação das células osteoclásticas;
▪ Ligar-se aos iões de cálcio.
Como é que a RANK-RANL-OPG afeta a atividade osteoclástica?
o Recrutamento, diferenciação, inibição e atividade dos osteoclastos.
Como é que o PTH afeta a atividade osteoclástica?
o Induz a diferenciação osteoclástica.
Como é que o IL-1 E IL-6 afetam a atividade osteoclástica?
o Diferenciação dos osteoclastos.
Como é que a calcitonina afeta a atividade osteoclástica?
o Inibidor da atividade osteoclástica;
o Atua a níveis altos de cálcio no sangue;
▪ Quando o nível de cálcio é baixo, a calcitonina deixa de estar ativa, havendo sinalização de PTH.
Explique o processo de diferenciação osteoclástica.
- Numa fase inicial, o MCS-F faz que haja fusão de células da linhagem monocitária, com estimulação de RANK-L
o o RANK-L liga-se ao RANK, fazendo com que haja passagem das células da linhagem monocitária para a linhagem osteoclástica - Quando os osteoclastos acabam de fazer a reabsorção eles podem
o Mover-se para outro lado e fazer reabsorção
o Sofrer apoptose
Quem induz a produção de RANK?
TGF-β.
Quando não há ……….., o osso fica mais denso devido a não existir……….para reabsorver o osso.
RANK-L ou RANK;
osteoclastos.
Se a osteoprotegerina (OPG) estiver em maiores quantidades …..?
faz com que haja inibição da ligação do RANK-L com o RANK, o que provoca uma diminuição de osteoclastos, provocando osteopetrose.
Se não existir OPG, …. ?
vai fazer com que haja uma maior diferenciação osteoclástica, provocando osteoporose.
…….. é importante para a fusão de células da linhagem monocitária. (?)
MCS-F .
A OPG e o RANK-L estão sempre a ser produzidos:
o Quando o RANK-L está em maior quantidade, à ……………
o Quando a OPG está em maior quantidade, esta irá ligar-se ao ……., fazendo com que haja uma …….. da produção de osteoclastos
diferenciação osteoclástica;
RANK;
diminuição.
O que é a RANK?
- Proteína de membrana pertencente à família de recetores TNF
- Expressa por monócitos e osteoclastos
O que é a Osteoprotegerina (OPG)?
- Glicoproteína da família de receptores do TNF
- Expressão ubíqua: células ósseas, coração, fígado, rim, pele, neurónios
- Corticoides induzem a produção de OPG
Em condições normais, a reabsorção do osso e formação estão acoplados entre si, e a manutenção a longo prazo do equilíbrio esquelético é conseguida através da ação de hormonas sistémicas e de mediadores locais.
Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro.
Em que 5 fases está dividido a fisiologia do ciclo de remodelação óssea?
Está dividido em 5 fases:
* Quiescência
* Ativação
* Reabsorção
* Reversão
* Formação
Á medida que envelhecemos existe mais formação ou reabsorção de osso?
Reabsorção.
Qual o papel da esclerostina?
- Produzida pelas células da linhagem osteoblástica;
- Diretamente envolvida na sinalização para o aumento da reabsorção;
- Induz a produção de RANK-L fazendo com que haja um aumento do número de osteoclastos.
Explique como o exercício físico pode “atrasar” problemas relacionados com a osteoporose.
- Um dos fatores-chave da manutenção do osso saudável são, provavelmente, as forças musculares exercidas sobre os ossos;
- As células ósseas reagem a cargas mecânicas, regulando o equilíbrio entre formação e reabsorção, que resulta no aumento da massa óssea. Quanto maior a carga, maior a massa óssea;
- Quanto maior a quantidade de massa óssea, menor será a perda óssea durante obenvelhecimento.
O excesso de densidade mineral no osso pode resultar em quê?
Perda de elasticidade.
Os osteoblastos juntam o cálcio ao fosfato?
Não, apenas fornecem as condições para que essa ligação aconteça.
Qual a diferença entre osteoporose primária e secundária?
A primária ocorre pós-menopausa e é causada diretamente pela diminuição dos níveis de estrogénio, que leva a um aumento da atividade osteoclástica.
A secundária é causada por fatores que não estão relacionados diretamente pela ausência de estrogénio:
o Nutrição: pobre em vit D e cálcio, escorbuto, malnutrição, mal absorção.
o Endócrina: Hiper PTH.
o Induzida por drogas.
o Maligna: mieloma (osteoclastos), leucemia
o Doença Cronica
o Idiopática: juvenil, post-climaterica (ausência de exposição solar)
o Genética: Osteogenesis Imperfecta
