Como os Ossos se Curam e se Remodelam

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O osso parece sólido e permanente, mas é tecido vivo, repleto de células e vasos sanguíneos, e está sendo desmontado e reconstruído todos os dias da sua vida. É exatamente por isso que um osso fraturado pode se unir novamente, tornando-se tão forte quanto era antes. A cicatrização segue uma sequência previsível e leva mais tempo do que a maioria das pessoas espera, portanto, conhecer esse padrão torna a espera muito menos preocupante. Esta página explica, em linguagem clara, o que é o osso e como ele se cura; e, para os curiosos, aprofunda-se bastante na biologia, incluindo como o osso se remodela constantemente e o que acontece quando essa maquinaria é direcionada contra o próprio osso.

O que é o osso e qual é a sua função

O osso desempenha várias funções simultaneamente. É a estrutura do corpo: a armação que nos sustenta e contra a qual os músculos puxam para nos mover. É uma armadura, protegendo o cérebro, o coração e os pulmões. E é um armazém de minerais, especialmente cálcio, do qual o resto do corpo retira constantemente.

Para realizar tudo isso, o osso é um material composto, um pouco como o betão armado. Uma malha proteica flexível (principalmente colagénio) confere-lhe a resistência para se curvar ligeiramente sem partir, e um mineral duro (um cristal de fosfato de cálcio) preenchendo essa malha confere-lhe rigidez e resistência à compressão. Retirando o mineral, o osso torna-se elástico; retirando o colagénio, torna-se tão frágil como giz. São necessários ambos.

Mas o osso não é inerte. É composto por células vivas e atravessado por vasos sanguíneos, razão pela qual sangra quando se parte, por que um bom suprimento sanguíneo é tão importante para a cicatrização e por que o osso, ao contrário de uma mesa riscada, pode reparar-se a si próprio.

Como um osso fraturado se cura

Quando um osso se quebra, ele se cura em etapas sobrepostas que transformam uma lacuna em osso sólido novamente.

O coágulo (primeiros dias). A fratura rompe os vasos sanguíneos dentro e ao redor do osso, e o sangue forma um coágulo na fratura. Isso não é apenas um tampão; é a estrutura de suporte e o centro de sinalização que convoca as células de reparo. É também por isso que a área fica inchada, roxa e dolorida no início.
O calo mole (primeiras semanas). As células de reparo se deslocam e depositam uma ponte macia e elástica de cartilagem e tecido imaturo sobre a lacuna. O osso está agora unido, mas apenas frouxamente: é por isso que uma fratura recente precisa ser protegida com um gesso, tala ou cirurgia enquanto a ponte é frágil.
O calo duro (semanas até alguns meses). A ponte macia é gradualmente substituída por osso duro e mineralizado, formando um manguito volumoso (o calo) ao redor da fratura. Ao final desta etapa, o osso geralmente está sólido o suficiente para o uso comum.
Remodelação (meses a anos). O calo irregular é lentamente esculpido e remodelado ao longo das linhas de tensão até que o osso tenha aparência e função semelhantes às anteriores. Em crianças, essa remodelação é tão eficaz que uma leve curvatura na fratura pode se endireitar com o tempo.

A cura é realmente lenta, e isso é normal. Como orientação geral, muitas fraturas em adultos levam cerca de seis a doze semanas para se tornarem sólidas, e mais tempo para recuperar a força total; a remodelação que aperfeiçoa a forma pode continuar por um ano ou mais. O cronograma depende do osso, da pessoa e da lesão, portanto, considere esses prazos como orientações, não garantias.

O que ajuda na cicatrização

Algumas coisas fazem uma diferença real, e a maioria está sob seu controle:

Suprimento sanguíneo e fratura estabilizada. O osso cicatriza melhor quando as extremidades fraturadas têm um bom suprimento sanguíneo e são mantidas razoavelmente imóveis, que é exatamente o objetivo de um gesso ou de uma cirurgia. Movimento excessivo ou suprimento sanguíneo inadequado são as causas mais comuns de consolidação lenta da fratura.
Não fumar. O tabagismo e a nicotina estreitam os vasos sanguíneos e retardam significativamente a cicatrização óssea. Parar de fumar, mesmo por volta do momento da lesão ou da cirurgia, ajuda.
Nutrição. O osso é construído a partir de proteínas e minerais, portanto, ingestão adequada de proteínas, cálcio e vitamina D apoia a cicatrização. A maioria das pessoas não precisa de megadoses; precisa apenas não apresentar deficiência.
Carga sensata. O osso responde ao uso. Seguir as orientações de carga e exercícios fornecidas, nem em excesso e nem em quantidade insuficiente, orienta o osso em cicatrização a se reconstruir nos locais adequados.
Tempo e acompanhamento. A maioria das fraturas cicatriza em seu próprio ritmo. Se uma fratura que deveria estar melhorando não estiver, vale a pena reavaliar; algumas precisam de um auxílio cirúrgico.

Em mais profundidade

Esta seção avança para uma explicação mais detalhada, de nível estudantil, sobre a biologia por trás de tudo o que foi apresentado acima. Não é necessário para compreender uma fratura ou seu tratamento, mas, se você tiver curiosidade sobre como o osso realmente funciona e como a mesma maquinaria que repara uma fratura também pode ser direcionada contra o esqueleto, continue lendo.

O osso como tecido vivo

O osso é construído e mantido por três tipos celulares principais, e é útil conhecê-los pelos seus nomes, pois quase tudo o que se segue é uma história sobre o equilíbrio entre eles:

Ossoblastos são os construtores. Eles depositam novo osso: primeiro a estrutura macia de colágeno (osteóide), que depois mineralizam em osso duro.
Osteoclastos são a equipe de demolição. São células grandes e multinucleadas que dissolvem o osso, corroendo o mineral com ácido e digerindo o colágeno com enzimas.
Osteócitos são osteoblastos anteriores que ficaram presos no osso que construíram. Eles residem em pequenas câmaras conectadas por uma vasta rede de canais, interligados como uma grade de sensores em todo o osso. Como veremos, são as células que sentem a carga mecânica e direcionam as outras duas.

A matriz dura na qual essas células vivem é composta por colágeno tipo I endurecido por cristais de hidroxiapatita (um mineral de cálcio-fosfato). O osso apresenta duas arquiteturas: osso cortical (compacto) denso nos diáfises dos ossos longos, e osso trabecular (esponjoso) (uma rede aberta) nas extremidades dos ossos e no interior da coluna vertebral.

A cascata de cicatrização

As quatro etapas descritas em linguagem simples correspondem a uma sequência biológica precisa. O hematoma (coágulo) da fratura libera uma enxurrada de sinais inflamatórios e fatores de crescimento que recrutam células-tronco. Essas células formam inicialmente um calo mole (cartilaginoso): o osso é construído sobre um modelo de cartilagem em um processo chamado ossificação endocondral, o mesmo processo pelo qual grande parte do esqueleto cresce na infância. A cartilagem é então invadida por vasos sanguíneos e substituída por osso trabecular, o calo duro, que finalmente é remodelado em osso lamelar maduro e organizado.

Trata-se da cicatrização secundária (indireta) (cicatrização por meio de calo), e é o que ocorre quando uma fratura apresenta algum movimento, como em um gesso. Existe também a cicatrização primária (direta), que ocorre apenas quando os fragmentos ósseos são mantidos rigidamente unidos, sem espaço e sem movimento (por exemplo, comprimidos sob uma placa metálica). Nesse caso, não há formação de calo: o osso simplesmente se remodela diretamente através da junção. Nenhuma das duas é "melhor"; são as duas respostas do osso a diferentes condições mecânicas, razão pela qual os cirurgiões escolhem a fixação adequada para cada fratura.

Remodelação e o cone de corte

Mesmo o osso íntegro é continuamente reconstruído: você substitui aproximadamente um décimo do seu esqueleto a cada ano. Essa renovação ao longo da vida é a remodelação, realizada por equipes de células chamadas Unidades Multicelulares Básicas (UMBs).

No osso cortical denso, é possível observar uma UMB em ação como uma máquina de perfuração microscópica. Em sua borda frontal, um grupo de osteoclastos perfura um túnel diretamente através do osso, dissolvendo-o à medida que avança: essa ponta de reabsorção é o cone de corte. Seguindo de perto, no cone de fechamento, os osteoblastos revestem o túnel recém-formado e o preenchem das paredes para o interior, depositando anéis concêntricos de osso novo ao redor de um canal central que conduz um vaso sanguíneo. O cilindro finalizado, composto por anéis de osso ao redor de um canal central, é um osteona, a unidade estrutural básica do osso compacto. Portanto, a remodelação não é aleatória: é um comboio coordenado de demolição seguido por reconstrução, inserindo osso novo e bem alinhado no osso antigo.

É também por isso que o osso saudável precisa de ambos os tipos celulares trabalhando em sincronia. Os osteoclastos que lideram o cone de corte são exatamente as mesmas células que, quando desreguladas, impulsionam as doenças de perda óssea descritas abaixo.

O interruptor de acoplamento: RANK, RANKL e OPG

Como é que o construtor controla a equipa de demolição? Através de um interruptor molecular que vale a pena conhecer, pois é a alavanca subjacente tanto à remodelação normal como a várias doenças (e a vários fármacos).

As células da linhagem osteoblástica expressam um sinal designado RANKL. Quando o RANKL se liga ao seu recetor, RANK, na superfície dos precursores de osteoclastos, indica-lhes que amadureçam e se transformem em osteoclastos ativos, responsáveis pela dissolução óssea. Assim, os construtores detêm o controlo remoto da equipa de demolição. Para aplicar o travão, os mesmos osteoblastos secretam uma isca designada OPG (osteoprotegerina), que capta o RANKL antes que este possa atingir o RANK. A razão RANKL/OPG define, portanto, o ritmo da reabsorção óssea: um maior nível de RANKL inclina o equilíbrio para a perda óssea, enquanto um maior nível de OPG o inclina para a preservação óssea.

Quase todos os sinais que afetam o osso (hormonas, inflamação, fármacos) atuam, em última instância, sobre esta alavanca. É, por exemplo, exatamente neste ponto que atua o fármaco para a osteoporose denosumabe: trata-se de um anticorpo sintético que funciona como a OPG, captando o RANKL para desativar os osteoclastos. Tenham este interruptor em mente; as duas próximas secções são ambas histórias sobre o RANKL a ser ativado na direção errada.

Mecanotransdução e a lei de Wolff

O osso adapta-se notoriamente às cargas a que é submetido. "O osso é depositado onde é necessário e reabsorvido onde não é" é a lei de Wolff, e é por isso que o braço que empunha a raquete de um tenista tem osso mais denso, que os astronautas e os pacientes acamados perdem massa óssea, e que o carregamento adequado ajuda a fratura a reconstruir-se nos locais corretos.

As células que detetam a carga são os osteócitos, alojados no interior do osso. À medida que o osso é carregado, o fluido é comprimido através dos pequenos canais à sua volta, e os osteócitos sentem esse fluxo, um processo designado por mecanotransdução (a conversão de um sinal mecânico num sinal biológico). Os osteócitos carregados reduzem a expressão de uma molécula de travagem designada esclerostina, o que liberta os osteoblastos para a formação óssea; o osso não carregado faz o inverso, ficando entregue à reabsorção. Assim, "usa-o ou perde-o" não é apenas um lema; é a forma como os osteócitos ajustam o equilíbrio RANKL/OPG em resposta ao que fazes.

Quando a remodelação falha: osteólise e sonic hedgehog

Osteólise significa simplesmente a dissolução do osso: osteoclastos atuando sem controle, geralmente porque algo está mantendo o interruptor RANKL na posição "ligado". É o que faz um tumor corroer o osso, o que afrouxa um implante (próxima seção) e o que cavita o osso em algumas doenças inflamatórias.

Um dos controladores mais surpreendentes aqui é o sonic hedgehog (Shh), uma molécula sinalizadora mais conhecida por esculpir o plano corporal do embrião (ajuda a organizar os membros e os dígitos). A mesma via é reutilizada no esqueleto adulto, e tem dois lados. Em uma fratura em consolidação, a sinalização Shh ajuda; ela apoia os osteoblastos e a formação óssea. Mas na osteólise, ela faz o oposto: o Shh, atuando através de seu mensageiro a jusante Gli, induz as células estromais de suporte a produzirem mais RANKL, e mais RANKL significa mais osteoclastos e mais osso dissolvido. Significativamente, o Shh por si só não reabsorve osso; ele atua amplificando a via RANKL, que é exatamente por isso que ele surge como um agravante em condições como a destruição óssea associada ao câncer. É uma ilustração elegante de um tema que percorre toda esta página: a maioria das doenças ósseas é a maquinaria normal de remodelação (o cone de corte, o interruptor RANKL) empurrada em excesso para uma direção.

Desgaste do polietileno e afrouxamento do implante

É aqui que a biologia se torna muito prática, pois explica como as próteses articulares falham com o tempo. Uma prótese de quadril ou joelho possui uma superfície de articulação lisa, classicamente uma esfera dura ou componente metálico que se move contra um revestimento de polietileno (plástico de grau médico). Ao longo dos anos de uso, o atrito liberta partículas de desgaste de polietileno astronomicamente pequenas, demasiado pequenas para serem vistas e libertadas em números da ordem dos milhares de milhões.

O corpo trata estas partículas como intrusos. As células imunitárias de varredura (macrófagos) à volta do implante tentam englobá-las, mas o plástico é indigerstível, pelo que os macrófagos frustrados libertam em vez disso sinais inflamatórios. Esses sinais elevam previsivelmente o RANKL, recrutando osteoclastos que reabsorvem o osso à volta do implante. Esta osteólise induzida por partículas (ou por desgaste) corrói silenciosamente a fixação óssea, e o implante acaba por se soltar, sendo uma das principais causas de desgaste das próteses articulares e necessidade de revisão, frequentemente uma década ou mais após a cirurgia. É a mesma via final comum que tudo o que foi descrito anteriormente: um gatilho externo, canalizado através do RANKL, que termina com os osteoclastos a dissolver o osso. Compreender este mecanismo é exatamente o motivo pelo qual tanto esforço de engenharia é dedicado a materiais de articulação melhores (como o polietileno reticulado) que libertam menos partículas e menos problemáticas.

O que ajuda e prejudica a cicatrização

Por fim, os fatores práticos, agora com a biologia para explicá-los:

O fornecimento sanguíneo entrega as células, o oxigênio e os sinais de que a cicatrização necessita; um envelope de tecido mole despojado ou esmagado, ou uma fratura em um osso com pouca vascularização, cicatriza lentamente. Este é o fator mais importante.
A estabilidade permite que o calo ósso amadureça; o movimento excessivo continua a romper a frágil ponte inicial, sendo uma via comum para a não-união (uma fratura que não cicatriza).
O tabagismo e a nicotina constroem os vasos sanguíneos e prejudicam as células de reparo: um freio bem estabelecido na cicatrização óssea.
A diabetes e alguns medicamentos (cursos prolongados de esteroides e alguns anti-inflamatórios por volta do tempo de uma fratura recente) podem retardar a cicatrização.
A nutrição (proteína adequada, cálcio e vitamina D) fornece as matérias-primas; a deficiência, e não o excesso, é o problema a ser evitado.
A idade desacelera a maquinaria celular, mas o osso mantém uma capacidade notável de cicatrizar ao longo da vida.

Veja também

Saúde óssea e osteoporose — quando o equilíbrio da remodelação se inclina para a perda óssea em todo o esqueleto
Tabagismo e cicatrização musculoesquelética — por que o tabagismo retarda a cicatrização descrita aqui
Vitamina D e saúde musculoesquelética — o aspecto mineral da formação óssea