Nervos e Ossos: Uma Relação Complexa
Estudos recentes mostram as conexões complexas entre a saúde dos nervos e o crescimento dos ossos.
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Índice
- Inervação Nervosa nos Ossos
- Observações Clínicas
- O Papel da Carga Mecânica na Adaptação Óssea
- Técnicas para Investigar a Influência dos Nervos
- Desenho Experimental
- Resultados sobre o Crescimento Ósseo
- O Papel dos Músculos e Outros Fatores
- Impacto do Dano Nervoso na Saúde Óssea
- Implicações para Ambientes Clínicos
- O Futuro da Pesquisa sobre Nervos e Ossos
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Os ossos não são só estruturas rigidas; eles são dinâmicos e respondem a vários fatores, incluindo estresse mecânico e a participação dos nervos. Estudos recentes analisaram o papel dos nervos nos ossos, como eles podem perceber mudanças e como interagem com as células ósseas para influenciar a saúde dos ossos.
Inervação Nervosa nos Ossos
Os ossos têm nervos sensoriais e simpáticos. Esses nervos estão ligados ao sistema nervoso central, permitindo que o corpo sinta sensações como dor e controle o fluxo sanguíneo nos ossos. A maioria das fibras nervosas nos ossos fica perto dos vasos sanguíneos e da camada externa dos ossos, chamada de periósteo. No entanto, algumas partes do osso, como os sinusoídes vasculares internos, têm pouquíssimos nervos.
Pesquisas identificaram três tipos diferentes de nichos nervosos no periósteo, dependendo de quantas fibras nervosas estão presentes. Esses nichos podem ter papéis diferentes na percepção da dor e ajudar no crescimento ósseo, mas suas funções exatas ainda não estão claras. Além disso, esses nervos podem ajudar a regular como as células ósseas funcionam e como o osso é formado.
Observações Clínicas
Quando os nervos periféricos são danificados, isso pode causar problemas na saúde óssea. Por exemplo, pessoas com diabetes ou lesões nos nervos muitas vezes apresentam fragilidade aumentada nos ossos. Isso sugere que há fatores compartilhados que afetam tanto a saúde dos nervos quanto a dos ossos. Curiosamente, mesmo que ocorra dano aos nervos, os ossos ainda podem responder ao estresse, mas a conexão exata entre a saúde dos nervos e o crescimento ósseo é complexa.
O Papel da Carga Mecânica na Adaptação Óssea
Os ossos se adaptam ao estresse mecânico, como exercícios que suportam peso, o que é vital para manter a força óssea. Quando os ossos estão sobrecarregados, células especializadas chamadas osteócitos detectam esse estresse e se comunicam com outras células ósseas para aumentar a formação óssea. Está se tornando uma ideia crescente que o sistema nervoso também pode desempenhar um papel em como os ossos respondem a essa carga mecânica. Isso é especialmente importante para indivíduos com danos nos nervos, já que os regimes padrão para promover o crescimento ósseo muitas vezes envolvem exercícios.
Para entender melhor a conexão entre nervos e crescimento ósseo, vários estudos foram realizados. Alguns descobriram que bloquear a atividade nervosa pode reduzir o crescimento ósseo em resposta a cargas pesadas, enquanto outros descobriram que remover nervos não impede que os ossos se adaptem ao estresse. Essa variação nos resultados destaca a necessidade de investigações mais detalhadas.
Técnicas para Investigar a Influência dos Nervos
Para estudar como os nervos afetam o crescimento ósseo, os pesquisadores desenvolveram novos métodos. Um desses métodos envolve uma ferramenta chamada RadialQuant, que ajuda a analisar como os nervos e os ossos crescem em relação um ao outro. Usando camundongos especialmente criados que mostram atividade nervosa em seus ossos, os pesquisadores podem criar modelos para estudar como os nervos impactam a formação óssea quando estresse é aplicado.
Desenho Experimental
Nesses experimentos, os pesquisadores criaram condições que imitavam danos nos nervos e mediram a resposta do osso à carga mecânica. As técnicas incluíram métodos cirúrgicos para cortar nervos e aplicar cargas específicas ao osso. As medições feitas depois forneceram insights sobre mudanças na estrutura óssea e na distribuição nervosa.
Resultados sobre o Crescimento Ósseo
Os resultados mostraram que, embora os nervos estejam presentes nos ossos e possam influenciar a saúde óssea, eles não são essenciais para que os ossos se adaptem à carga mecânica. Mesmo quando os nervos foram cortados, os ossos ainda cresceram em resposta ao estresse aplicado. No entanto, a distribuição de onde esse crescimento ocorreu mudou após a remoção dos nervos. Em vez de crescer nas áreas habituais, o crescimento se deslocou para outras superfícies do osso.
Por exemplo, em camundongos fêmeas, o aumento do estresse nos ossos levou a uma maior atividade em superfícies específicas, enquanto em membros deservados, o crescimento ósseo foi observado na superfície lateral. Isso sugere que, embora os nervos possam ajudar a direcionar onde o osso cresce, eles não são necessários para que o crescimento aconteça.
O Papel dos Músculos e Outros Fatores
É importante considerar como outros fatores, como a atividade muscular e as mudanças no movimento devido a lesões nervosas, podem influenciar o crescimento ósseo. Danos nos nervos muitas vezes mudam a forma como uma pessoa ou animal se move, o que pode levar a mudanças não intencionais na forma como o estresse é distribuído pelos ossos. Portanto, entender essas mudanças de movimento pode ajudar a explicar as alterações na resposta óssea após lesões nervosas.
Impacto do Dano Nervoso na Saúde Óssea
Além da carga mecânica, danos nos nervos podem levar a uma perda aumentada de osso em várias condições. Isso pode ser devido a vários fatores interconectados envolvidos nos sistemas nervoso e esquelético. Mesmo quando os nervos estão danificados, os ossos continuam a responder às cargas mecânicas, mas pode haver mudanças nos padrões e áreas de crescimento.
Implicações para Ambientes Clínicos
Os achados enfatizam a necessidade de considerar cuidadosamente ao planejar programas de reabilitação ou exercícios para pacientes com danos nos nervos. É vital promover exercícios que suportem peso para manter a saúde óssea, mesmo naqueles com neuropatia periférica. Continuar a apoiar o crescimento ósseo através da carga, apesar dos problemas nervosos, indica que as terapias podem continuar eficazes mesmo quando os nervos não estão funcionando de forma ideal.
O Futuro da Pesquisa sobre Nervos e Ossos
Os estudos futuros devem buscar esclarecer a relação complexa entre nervos e ossos. Ao empregar novas tecnologias e métodos, os pesquisadores podem aprofundar ainda mais como a atividade nervosa e o estresse mecânico influenciam a adaptação e a saúde óssea. Esse conhecimento ajudará a melhorar estratégias de tratamento para indivíduos com condições que afetam a saúde dos nervos e dos ossos.
Conclusão
Entender a conexão entre nervos e saúde óssea é crucial para desenvolver estratégias eficazes para manter a força óssea, especialmente em pacientes com danos nos nervos. Embora nervos locais possam influenciar como os ossos se adaptam ao estresse, eles não são estritamente necessários para que esse processo ocorra. Portanto, promover exercícios que suportem peso continua sendo um componente vital da saúde óssea, mesmo para aqueles com problemas nos nervos periféricos. A pesquisa contínua nesta área será essencial para melhorar os resultados para pacientes que enfrentam desafios na saúde óssea e nervosa.
Título: Spatial histomorphometry reveals that local peripheral nerves modulate but are not required for skeletal adaptation to applied load in mice
Resumo: Mechanical loading is required for bone health and results in skeletal adaptation to optimize strength. Local nerve axons, particularly within the periosteum, may respond to load-induced biomechanical and biochemical cues. However, their role in the bone anabolic response remains controversial. We hypothesized that spatial alignment of periosteal nerves with sites of load-induced bone formation would clarify this relationship. To achieve this, we developed RadialQuant, a custom tool for spatial histomorphometry. Tibiae of control and neurectomized (sciatic/femoral nerve cut) pan-neuronal Baf53b-tdTomato reporter mice were loaded for 5-days. Bone formation and periosteal nerve axon density were then quantified simultaneously in non-decalcified sections of the mid-diaphysis using RadialQuant. In control animals, anabolic loading induced maximal periosteal bone formation at the site of peak compression, as has been reported previously. Loading did not significantly change overall periosteal nerve density. However, a trending 28% increase in periosteal axons was noted at the site of peak compression in loaded limbs. Neurectomy depleted 88% of all periosteal axons, with near-total depletion on load-responsive surfaces. Neurectomy alone also caused de novo bone formation on the lateral aspect of the mid-diaphysis. However, neurectomy did not inhibit load-induced increases in periosteal bone area, mineralizing surface, or bone formation rate. Rather, neurectomy spatially redistributed load-induced bone formation towards the lateral tibial surface with a reduction in periosteal bone formation at the posterolateral apex (-63%) and enhancement at the lateral surface (+1360%). Altogether, this contributed to comparable load-induced changes in cortical bone area fraction (+4.4% in controls; +5.4% in neurectomized). Our results show that local skeletal innervation modulates but is not required for skeletal adaptation to applied load. This supports the continued use of loading and weight-bearing exercise as an effective strategy to increase bone mass, even in patients with peripheral nerve damage or dysfunction. LAY SUMMARYMechanical loading is required for bone health and can increase new bone formation to optimize strength and reduce fractures. Increased bone formation with loading is primarily mediated by osteocytes, a specialized cell type that is embedded throughout the bone matrix. Local nerve axons, particularly within the periosteum, may also respond to load-induced biomechanical and biochemical cues and could contribute to new bone formation in response to load. However, their role in the bone anabolic response remains controversial. To address this, we studied the adaptation of bone to applied load in the presence of local periosteal nerves, and in settings where the nerves had been surgically removed. Our results show that local skeletal innervation modulates but is not required for skeletal adaptation to applied load. This supports the continued use of loading and weight-bearing exercise as an effective strategy to increase bone mass, even in patients with peripheral nerve damage or dysfunction.
Autores: Erica L Scheller, A. T. Beeve, M. G. Hassan, A. Li, N. Migotsky, M. J. Silva
Última atualização: 2024-05-14 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.12.593761
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.12.593761.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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