A remodelação óssea
A remodelação óssea é um processo ativo que ocorre em todo o esqueleto, ao longo da vida, permitindo que o mesmo seja continuamente renovado. Ocorre por meio de dois ciclos intimamente acoplados (reabsorção e formação), determinados pela clássica seqüência ARF: ativação - reabsorção - formação. Após a ativação, os osteoclastos formam a lacuna de reabsorção. Uma vez terminada essa fase, os pré-osteoblastos migram para a cavidade, diferenciam-se em osteoblastos e iniciam a formação da matriz óssea. A mineralização da matriz somente ocorre vários dias após sua síntese e, durante esse processo, alguns osteoblastos serão enclausurados, transformando-se em osteócitos. A esse conjunto de células ósseas e o osso novo formado dá-se o nome de unidade metabólica óssea (do inglês, BMU) (1,2). (esquema da remodelação óssea).
As mudanças na massa óssea são causadas por um desequilíbrio da remodelação óssea, que pode ser reversível ou não. Quando o número de BMU's aumenta, as novas cavidades de reabsorção surgem antes que a formação no interior delas se complete, causando diminuição da massa óssea, tanto em osso cortical (aumento da porosidade) quanto em trabecular (afilamento, perfuração e perda da conectividade das trabéculas). Esse processo pode ser reversível quando cessarem as causas que o provocaram. A persistência do mesmo pode alterar a microarquitetura óssea e comprometer, de maneira irreversível, a função mecânica do esqueleto (3).
A biópsia óssea
A histomorfometria óssea é a técnica que permite quantificar a remodelação e as estruturas ósseas. Essa técnica desenvolveu-se a partir da década de 60, após a introdução, por Sacker e Nordim (4) e posteriormente por Bordier et al. (5), de métodos para obtenção de tecido ósseo, por meio de biópsias realizadas com trefinas especiais e sob anestesia local. Os últimos autores elegeram a crista ilíaca como a região ideal para a obtenção da biópsia.
A região exata da biópsia é definida como se segue:
Determina-se um ponto na borda da crista ilíaca dois centímetros posterior à espinha íliaca ântero-superior, direita ou esquerda. A partir desse ponto, e perpendicularmente à borda da crista ilíaca, traça-se uma linha de quatro centímetros, cujo final define o local da biópsia. Para uma adequada análise histomorfométrica, o cilindro retirado deve ter pelo menos 6 mm de diâmetro e ser composto por osso trabecular e as duas corticais (interna e externa), de forma a fornecer fragmentos preservados e com grande quantidade de tecido ósseo (6).
A inclusão do fragmento em material plástico (metilmetacrilato) possibilita o estudo do tecido sem descalcificação prévia. Dessa forma, com o uso de micrótomos de alto impacto, é possível a obtenção de cortes histológicos finos que, por meio das colorações histológicas habituais, permitem diferenciar o tecido mineralizado do não-mineralizado (matriz osteóide), além da análise de seus elementos celulares (7). Essa metodologia possibilitou também o estudo da formação e da mineralização ósseas pelo uso de marcadores como o antibiótico tetraciclina (8), que se deposita na interface osso mineralizado/matriz osteóide, região conhecida como frente de mineralização. A tetraciclina tem a propriedade de se tornar fluorescente quando exposta à luz ultravioleta. Dessa forma, a frente de mineralização pode ser facilmente identificada como uma linha fluorescente, ao se observar o corte histológico sob microscopia com fonte de luz ultravioleta. A mineralização ocorre à medida que a frente de mineralização avança sobre a matriz osteóide. Assim, ao administrarmos a tetraciclina em dois períodos, separados por um intervalo de tempo conhecido, registramos dois momentos distintos da frente de mineralização, caracterizados por duas linhas fluorescentes. Entre elas encontra-se o osso novo formado, cuja velocidade de mineralização na unidade de tempo pode então ser quantificada. A administração da tetraciclina pode ser efetivada por vários esquemas, como propõe a literatura (8,9). O esquema por nós empregado preconiza a administração de tetraciclina na dose de 20 mg/kg/dia, em dois períodos de três dias, separados por um intervalo de tempo de 10 dias, durante o qual a droga é descontinuada. A biópsia deve ser realizada até o quinto dia após o segundo período de administração da droga.
A histomorfometria óssea
O uso das técnicas de biópsia óssea anteriormente descritas e, principalmente, os estudos desenvolvidos por Harold Frost (9-12) estabeleceram as bases da histomorfometria óssea.
A histomorfometria analisa de maneira quantitativa os componentes da morfologia óssea como volume, área, perímetro, etc. Os principais métodos empregados na leitura histomorfométrica são a técnica manual, a semi-automática e a automática. A técnica manual utiliza um retículo integrador de pontos e linhas e uma régua micrométrica acoplados à ocular do microscópio, cujas projeções sobre a estrutura histológica permite sua quantificação (13). O método semi-automático utiliza um microscópio conectado a um computador e a uma câmera clara. As imagens das estruturas histológicas são então desenhadas sobre uma placa digitalizadora, com o auxílio de um cursor luminoso que percorre toda a estrutura óssea a ser analisada. A análise quantitativa que se pode empregar depende do tipo de software utilizado, o qual poderá permitir também o estudo da microarquitetura do tecido ósseo. Esse método semi-automático é preciso, reprodutível e reduz o tempo gasto na leitura histológica, além de possibilitar ao operador a eliminação de artefatos histológicos. A técnica automática emprega computadores acoplados a câmeras de vídeo que analisam e gravam as imagens. Esse método baseia-se na projeção da imagem histológica na tela do computador, onde os diferentes componentes estruturais são quantificados de acordo com os diferentes níveis de coloração. De todas as técnicas, é a que requer menor tempo de execução, porém é a menos sensível no reconhecimento de estruturas celulares, na análise da remodelação óssea e no reconhecimento de artefatos histológicos (14-16).
As medidas histomorfométricas podem expressar a quantidade de tecido ósseo e as taxas de formação e reabsorção, além de fornecer dados acerca da sua microarquitetura e da conectividade da malha trabecular.
Recentemente, têm-se demonstrado (14,17,18) que a diminuição da espessura das trabéculas ósseas e o grau de perfuração das mesmas, com conseqüente desarranjo de sua microarquitetura, são responsáveis pela menor capacidade do osso em suportar cargas, uma vez que nem sempre uma boa quantidade de massa óssea (volume trabecular normal) significa uma boa resistência (conectividade normal). Esse fato explica a presença de fraturas em indivíduos com massa óssea normal. Assim, as técnicas histomorfométricas têm sido aperfeiçoadas visando analisar, além dos parâmetros classicamente citados, outros que informam sobre a conectividade e a microarquitetura do tecido.
Índices histomorfométricos
Os índices histomorfométricos descritos nesse capítulo seguem a nomenclatura padronizada pela American Society of Bone and Mineral Research (19), traduzida para o português, com exceção das abreviações, que foram mantidas no original.
• Índices histomorfométricos que expressam a quantidade de tecido ósseo
Volume trabecular - BV/TV (%): é o volume ocupado pelo osso trabecular, mineralizado ou não, expresso como porcentagem do volume ocupado pela medula e trabéculas ósseas;
• Índices histomorfométricos que expressam a arquitetura e a conectividade do osso trabecular
Espessura trabecular - Tb.Th (mm): é a espessura das trabéculas ósseas expressa em micra;
Número de trabéculas - Tb.N (mm): é o número de trabéculas ósseas por milímetro de tecido;
Separação trabecular - Tb.Sp (mm): é a distância entre os pontos médios das trabéculas ósseas, expressa em micra;
• Índices de análise da conectividade
A conectividade é uma característica do tecido ósseo trabecular e sua análise somente pode ser realizada empregando-se os métodos semi-automático ou automático, pois as imagens histológicas necessitam ser capturadas por um sistema de vídeo e desenhadas ("esqueletização" da imagem). Esses índices são:
• Número de nodes - Node (Nd) - e de terminus - Termini (Tm): expresso por milímetro quadrado de tecido ósseo, onde node é o ponto de ligação entre duas ou mais trabéculas e termini é o final de uma trabécula que não está conectada com nenhuma outra estrutura;
• Volume estelar - V* m.space (mm 3 ): do inglês star volume, é a média da extensão das linhas irradiadas de um ponto aleatório do espaço medular até que se intercepte uma trabécula óssea, expresso em milímetro cúbico. Trata-se de uma análise tridimensional também utilizada para avaliar o grau de conectividade das traves ósseas.
Índices histomorfométricos que expressam a formação óssea
• Volume osteóide - OV/BV (%): é o volume ocupado pelo osso não-mineralizado (osteóide), expresso como porcentagem do volume ocupado pelo osso trabecular (mineralizado e não-mineralizado );
• Espessura osteóide - O. Th ( m m): é a espessura do rebordo da matriz osteóide, expressa em micra;
• Superfície osteóide - OS/BS (%): é a porcentagem da superfície trabecular total recoberta por matriz osteóide;
• Superfície osteoblástica - Ob.S/BS (%): é a porcentagem da superfície trabecular total que apresenta osteoblastos;
• Taxa de aposição mineral - MAR ( m m/dia): é a espessura do novo osso mineralizado depositado na unidade de tempo, expressa em micra por dia;
• Superfície mineralizante - MS/BS (%): é a porcentagem da superfície trabecular que apresenta dupla marcação pela tetraciclina;
• Taxa de formação óssea - BFR/BS ( m m 3 / m m 2 /dia): é o volume de osso novo mineralizado, formado por unidade de superfície trabecular e por unidade de tempo;
• Taxa de formação óssea corrigida - Aj.AR (mm/dia): é o volume de osso novo mineralizado, formado por unidade de área de superfície osteóide e por unidade de tempo;
• Intervalo de tempo para mineralização - Mlt (dias): é o tempo, em dias, durante o qual a matriz osteóide recentemente formada permanece não-mineralizada.
Índices histomorfométricos que expressam a rebsorção óssea
• Superfície de reabsorção - ES/BS (%): é a porcentagem da superfície trabecular que apresenta lacunas de reabsorção óssea com a presença ou não de osteoclastos;
• Superfície osteoclástica - Oc.S/BS (%): é a porcentagem da superfície trabecular total que apresenta osteoclastos.
Indicações gerais de biópsia óssea
As principais indicações para biópsia óssea são:
• Suspeita de osteomalácia;
• Diagnóstico e classificação da osteodistrofia renal;
• Osteopenia em indivíduos jovens (menores de 50 anos);
• Osteopenia em indivíduos com anormalidades do metabolismo do cálcio e do fósforo;
• Avaliação e seguimento do tratamento de doenças como osteomalácia e osteoporose.
Referências bibliográficas
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