Há a necessidade de se identificar parâmetros que possam melhor caracterizar a estrutura óssea, tal que forneçam informações adicionais para o diagnóstico e medições da osteoporose [23].
Conforme destacado, a perda óssea por osteoporose ocorre devido a um desequilíbrio no processo de remodelação. A atividade de remodelação é baixa no esqueleto periférico e alta no esqueleto central, e isso aumenta o risco de fraturas devido à perda óssea nas vértebras. Acredita-se que durante o envelhecimento normal, e particularmente nos pacientes com osteoporose, exista um defeito no recrutamento de osteoblastos, ou na sua atividade individual, o que resulta em cavidades de reabsorção criadas pelos osteoclastos que não são completamente preenchidas por osso novo [33]. A remodelação trabecular aumenta após a menopausa e permanece alta pelo resto da vida, removendo mais osso do que repondo. Numa mulher com osteoporose, a alta taxa de remodelação e as cavidades profundas produzem perda das lâminas trabeculares (preferencialmente as horizontais) e da sua conectividade. Isso contribui mais para a diminuição da resistência mecânica óssea do que o efeito resultante do afinamento trabecular, decorrente da reduzida formação óssea. Nos homens, a perda óssea ocorre mais pelo afinamento trabecular do que pela perfuração trabecular [31].
Estudos histomorfométricos da arquitetura vertebral têm demonstrado que a perda óssea relacionada com a idade é resultante da diminuição da espessura e da remoção especialmente das trabéculas horizontais. Em menor grau, a diminuição da massa óssea é decorrente da remoção das trabéculas verticais, enquanto que a largura média das trabéculas verticais permanece basicamente inalterada [34]. Em geral, a perda trabecular pode ocorrer mediante dois mecanismos básicos. O primeiro é biológico, no qual algumas trabéculas tornam-se tão finas que podem ocasionar a interrupção da rede trabecular. Se a profundidade de reabsorção dos osteoclastos é aumentada, devido a uma redução de estrogênio, por exemplo, como ocorre na menopausa, trabéculas mais grossas podem ser perfuradas, levando também a uma perda óssea. O segundo mecanismo refere-se à sobrecarga mecânica, pela qual a trabécula é fraturada devido a um estresse local, resultando também numa interrupção da rede trabecular. As reduções referidas do volume ósseo trabecular na faixa etária compreendida entre os 20 e 90 anos variam de 50 a 70%. A espessura trabecular do osso vertebral é alta e linearmente correlacionada com a fração de volume ósseo. Desde que a fração de volume ósseo diminui com a idade em vértebras lombares normais, não é de se
surpreender que a espessura trabecular média também diminua com o passar do tempo [35]. Por outro lado, o espaçamento médio entre trabéculas horizontais e verticais também aumenta com a idade, sendo que o horizontal é maior. O aumento do espaçamento é devido principalmente à perda de trabéculas, pois as alterações percentuais na espessura média das trabéculas não contribuem para grandes mudanças de espaçamento [35]. Atkinson (1967) citado por Mosekilde [36] concluiu que a espessura e o número de trabéculas transversais diminuem com o envelhecimento, principalmente na parte central do corpo vertebral. Outros pesquisadores demonstraram que a maioria das principais alterações trabeculares ocorre na região central, caracterizadas pela diminuição das densidades superficiais e volumétricas [36]. Mosekilde mostrou que durante o envelhecimento a espessura da trabécula vertical permanece aproximadamente constante (cerca de 200 µm), enquanto que a espessura das trabéculas horizontais diminui constantemente de 180 µm, em indivíduos jovens, para 90 µm em idosos. Demonstrou, igualmente, o desaparecimento das trabéculas horizontais e o aumento das distâncias entre elas [36]. A Figura 8 mostra as alterações que a osteoporose provoca na rede trabecular vertebral.
Mediante o exposto, pode-se observar que no osso trabecular vertebral há uma perda óssea maior nas trabéculas horizontais do que nas trabéculas verticais, com a ocorrência de significativo afinamento e perfuração. As trabéculas verticais também são perfuradas e o número absoluto de trabéculas verticais perdidas pode ser até maior do que as trabéculas horizontais. Todavia, a proporção das trabéculas verticais para as horizontais remanescentes em uma estrutura envelhecida é maior. Em adição, as trabéculas verticais remanescentes tendem a manter sua espessura.
(a) (b)
Figura 8 - (a) Estrutura trabecular de uma vértebra normal; (b) estrutura trabecular de uma vértebra osteoporótica [37]
Sob condições normais, a vértebra humana é sujeitada principalmente a cargas de compressão no sentido crânio-caudal. Análises com elementos finitos têm mostrado que, sob carga de compressão, as trabéculas verticais suportam a maior parte do esforço e as trabéculas horizontais estão geralmente submetidas a cargas muito menores. Áreas das trabéculas verticais no caminho das cargas mecânicas podem ser submetidas a altos níveis de força e a teoria da remodelação adaptativa sugere que isso possa inibir a atividade dos osteoclastos [33].
Considerando que os osteoblastos são ativados independentemente dos osteoclastos, isso pode explicar porque as trabéculas verticais remanescentes em uma vértebra envelhecida têm mantido e, possivelmente, aumentado a sua espessura, como um fator compensatório para suportar maiores cargas. Por outro lado, muitas das trabéculas horizontais estão sujeitas a menores níveis de esforço, o que promove a atividade dos osteoclastos. Com o envelhecimento, tanto as trabéculas horizontais quanto as verticais são perdidas, mais a remodelação adaptativa pode atuar no sentido de haver uma perda relativa maior das trabéculas horizontais. Em adição a perda da densidade mineral óssea e a correspondente deterioração da qualidade óssea, há uma importante alteração na arquitetura do núcleo trabecular, resultando em uma estrutura com maior grau de anisotropia [33].
Resumindo, as propriedades materiais e estruturais degradam com a idade devido a falhas nos mecanismos de construção e reconstrução do esqueleto. A remodelação busca reparar os microdanos, mas durante o envelhecimento menos tecido ósseo é depositado do que removido em cada remodelação das unidades multicelulares [38]. Em consequência, a alta remodelação e o balanço negativo produzem perda óssea, afinamento trabecular, redução de conectividade, afinamento cortical e aumento da porosidade [38].
Nas fraturas vertebrais, apesar da limitação para a deambulação não ser tão acentuada como nas de quadril, outras limitações funcionais e alterações na imagem corporal podem levar a mudança de humor. A redução na altura das regiões anteriores dos corpos vertebrais leva à acentuação da curvatura dorsal da coluna. O rebordo subcostal se acentua, o abdômen fica protuberante e desaparece a cintura. Quanto maior o número de fraturas, mais visível se tornam essas modificações [39]. Mulheres com média de idade de 67 anos, com osteoporose, e que tiveram reincidência de fraturas vertebrais, apresentam perda de altura de 4,6 mm ao ano, contra 1,8 mm daquelas que não sofreram novas fraturas (Figura 9). Quando várias vértebras colapsam, a perda de altura pode atingir até 200 mm. Essas alterações anatômicas reduzem a capacidade das cavidades torácica e abdominal, com consequente alteração das funções cardíaca, pulmonar, gástrica e vesical, que podem dificultar a respiração e causar
hérnia de hiato e incontinência urinária. Esses efeitos viscerais das fraturas vertebrais causam maior perda da qualidade de vida, ao longo dos anos, do que os de fraturas de ossos longos. A dor na coluna ocorre devido à compressão e à inflamação das raízes nervosas, que emergem das vértebras, assim como os tecidos adjacentes [39].
Figura 9 - Alteração anatômica provocada pela osteoporose vertebral [40]
As fraturas de coluna muitas vezes ocorrem espontaneamente ou são resultantes de traumas mínimos, como tossir ou levantar-se [22]. As deformidades vertebrais acentuadas têm predileção pelas vértebras torácicas baixas e lombares altas T10-L1, enquanto deformidades leves são distribuídas por toda a coluna torácica e lombar [22]. Clinicamente, as fraturas vertebrais manifestam-se agudamente com dor nas costas após movimento rápido de flexão, extensão, ou mesmo após tossir ou espirrar. No entanto, a maior parte das fraturas é assintomática e somente se manifesta com a progressão da cifose, ou são descobertas ao acaso, em radiografias de rotina, geralmente da região do tórax [41]. Os graus de sofrimento e o desamparo imposto pelos sintomas dolorosos e fenômenos subsequentes, tais como redução da capacidade cardíaca e pulmonar, obstipação intestinal crônica, medo de quedas, perda de autoestima, acabam prejudicando o desempenho desses pacientes em sua vida profissional, familiar e social [39]. As fraturas vertebrais podem limitar a capacidade de realizar atividades da vida diária, causar restrições no trabalho e interferir nas atividades sociais e de lazer [39].
Concluindo, a consequência mórbida final da osteoporose é a fratura, que ocorre por trauma mínimo ou, até mesmo, sem traumatismos. Essas fraturas são comuns nas vértebras, no punho e no colo do fêmur. A limitação funcional, deformidade e, frequentemente,
inatividade a que ficam sujeitos seus portadores levam, além da perda da capacidade laborativa e da independência, a graves consequências no estado geral dos indivíduos acometidos. Estima-se, conservadoramente, que os gastos do sistema de saúde brasileiro com essas fraturas sejam da ordem de 1,5 a 2,0 bilhões de dólares por ano [24].
2.3 HISTOMORFOMETRIA ÓSSEA E INDICADORES ESTRUTURAIS DO OSSO