Alterações nos volumes celulares, dos compartimentos da matriz e de colágeno fibrilar entre as zonas da placa de crescimento

Para definir as contribuições das alterações nos volumes celular, do compartimento da matriz e de colágeno fibrilar para o crescimento ósseo longitudinal, medimos as diferenças nos volumes celular, da matriz pericelular/territorial e da matriz interterritorial, bem como nas concentrações de colágeno fibrilar entre as zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior das fises tibiais proximais de seis miniporcos. A densidade numérica média de células diminuiu de 110,000 cells/mm3 na zona proliferativa superior para 59,900 cells/mm3 na zona hipertrófica inferior. O volume celular médio aumentou quase 5 vezes (de 1,174 para 5,530 microm3), e o volume total de matriz por célula aumentou 46% (de 8,040 para 11,760 microm3/cell) entre as zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior. Tanto o volume da matriz pericelular/territorial por célula quanto o volume da matriz interterritorial por célula aumentaram entre as zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior; o volume da matriz pericelular/territorial por célula aumentou 61% (de 4,580 para 7,390 microm3/cell), enquanto o volume da matriz interterritorial por célula aumentou 26% (de 3,460 para 4,370 microm3/cell). O aumento total no volume celular médio de 4,356 microm3 excedeu o aumento total no volume médio de matriz por célula de 3,720 microm3; o volume médio total da matriz pericelular/territorial por célula aumentou mais do que o volume médio total da matriz interterritorial por célula (2,810 em comparação com 910 microm3/cell). A concentração de colágeno fibrilar foi maior na matriz interterritorial do que na matriz pericelular/territorial em ambas as zonas e aumentou em ambos os compartimentos da matriz entre as zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior. A quantidade de colágeno fibrilar por célula também aumentou em ambos os compartimentos da matriz entre as zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior (de 1,720 para 3,100 microm3/cell na matriz pericelular/territorial e de 1,490 para 2,230 microm3/cell na matriz interterritorial; assim, a quantidade total de colágeno fibrilar por célula aumentou de 3,210 para 5,530 microm3/cell). A taxa de crescimento foi inversamente relacionada à densidade numérica de células nas zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior e esteve diretamente relacionada ao volume da matriz interterritorial por célula na zona proliferativa superior e ao volume da matriz pericelular/territorial por célula na zona hipertrófica inferior. Esses resultados mostram que o aumento do volume celular contribui mais para o crescimento ósseo longitudinal do que o aumento do volume da matriz, que o aumento do volume da matriz pericelular/territorial faz uma contribuição maior para o crescimento do que o aumento do volume da matriz interterritorial, e que a quantidade total de colágeno fibrilar por célula aumenta entre as zonas proliferativa superior e hipertrófica inferior. As diferenças entre os dois compartimentos da matriz em relação ao aumento de volume, concentração de colágeno fibrilar e quantidade de colágeno fibrilar por célula sugerem fortemente que eles diferem não apenas na organização da matriz, mas também na taxa de acúmulo e montagem da matriz, e que essas diferenças conferem aos dois compartimentos papéis distintos no crescimento esquelético.