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GABRIEL MAIA AULA XXIV – Músculo Liso, Parto e Células Tronco. Monitor – SOI e HAM Gabriel Maia @Algummaia A fecundação é um processo coordenado e efetuado pelo gameta masculino ao encontrar o oócito feminino. Processo que nas tubas uterinas e produz o zigoto, uma estrutura composta por 46 cromossomos. O zigoto passará por uma série de eventos chamados: Clivagens, que irão produzir os blastômeros, células embrionárias primordiais com carga 2n, que geram a mórula e depois por consequência o blastocisto. O blastocisto é uma massa celular que irá se arranjar em estruturas e tecidos embrionários diferentes, um deles é o sinciotrofoblasto, a porção mais apical que invade o endométrio da mãe e seguirá para a fase de implantação. Gabriel Maia @algummaia C A R A C T E R Í S T I C A S H I S T O L Ó G I C A S G E R A I S Conhecer a musculatura lisa OBJETIVO É formado pela associação de células alongadas e fusiformes, mais espessas no centro e afiladas nas extremidades chamadas fibras musculares lisas ou leiomiócitos. Seu comprimento pode variar de 20 μm na parede dos pequenos vasos sanguíneos até 500 μm no útero gravídico. Em cortes longitudinais das células, o seu citoplasma não apresenta estriação transversal, daí a denominação músculo liso. As fibras são de contração lenta e involuntária. Organizam-se, geralmente, em feixes (p. ex., nos músculos eretores dos pelos) ou em camadas (p. ex., nas paredes de vasos sanguíneos e nas paredes de órgãos ocos). As fibras têm núcleo único elíptico e central cuja posição pode ser bem evidenciada em secções transversais das fibras. Quando vistos em cortes longitudinais, os núcleos podem exibir um aspecto ondulado quando as fibras estão contraídas. As células musculares lisas são revestidas por uma lâmina basal e mantêm-se unidas por uma rede de fibras reticulares (compostas de colágeno tipo III) que envolve as células. Essas fibras fazem com que a contração das células se expanda na contração do músculo inteiro. As fibras reticulares, assim como as fibras elásticas e proteoglicanas, são sintetizadas pelas fibras musculares lisas. Proteínas características do citoplasma dessas células são actina, miosina e filamentos intermediários do citoesqueleto contendo desmina e vimentina, além de vinculina, uma molécula presente em junções aderentes. Gabriel Maia @algummaia O sarcolema dessas células apresenta grande quantidade de invaginações com o aspecto e as dimensões das vesículas de pinocitose, denominadas cavéolas. Estão associadas ao transporte de íons Ca2+ para o citosol, necessários para desencadear o processo de contração dessas células. Frequentemente, as células musculares lisas adjacentes estão conectadas por junções comunicantes, que podem transmitir o impulso de contração de uma célula para a outra e, assim, propagar a contração para uma população maior de fibras. A observação de fibras musculares lisas por microscopia eletrônica de transmissão evidencia que a região do sarcoplasma em torno do núcleo apresenta mitocôndrias, cisternas do retículo endoplasmático granuloso, grânulos de glicogênio e um complexo de Golgi pouco desenvolvido. Ainda por microscopia eletrônica, são vistas no citoplasma estruturas que aparecem escuras nas micrografias eletrônicas, chamadas corpos densos e podossomos. Além disso, são observadas estruturas densas junto à superfície interna da membrana plasmática, as placas densas. Esse conjunto de estruturas se associa ao citoesqueleto das células musculares lisas, e exerce um importante papel na efetivação da contração. A P A R E L H O C O N T R Á T I L E M E C A N I S M O D E C O N T R A Ç Ã O Embora a contração, isto é, a diminuição do comprimento e do diâmetro das células, seja o resultado final do deslizamento de filamentos de actina em relação a filamentos de miosina, a organização desses filamentos é bastante diferente daquela encontrada nos músculos estriados. No citoplasma das células musculares lisas, há filamentos de α-actina e de miosina 2, similares aos dos miofilamentos delgados e espessos dos músculos estriados. No entanto, no músculo liso, pelo menos parte da molécula de miosina é composta de isoformas diferentes das existentes em músculos estriados. Os filamentos de actina formam uma complexa rede tridimensional que se ancora nos corpos densos do citoplasma e nas placas densas situadas junto à membrana. Os corpos densos são formados de várias proteínas, entre as quais se destacam proteínas de filamentos intermediários – desmina e/ou vimentina –, além de moléculas de α-actinina, uma proteína que, em diversos tipos de células do organismo, ancora filamentos de actina. Os filamentos de miosina estabelecem pontes entre os filamentos de actina Gabriel Maia @algummaia A rede tridimensional de actina conectada aos corpos e às placas densas e às moléculas de miosina ocupa todo o citoplasma da célula muscular lisa. O deslizamento dos inúmeros filamentos de actina sobre os de miosina provoca o encurtamento das células, isto é, sua contração, pois actina está ancorada nos corpos densos e nas placas densas da membrana plasmática. Estímulos e Liberação de Íons •Estímulos promovem a saída de íons Ca²⁺ do retículo sarcoplasmático para o citosol. S E Q U Ê N C I A D A C O N T R A Ç Ã O N A S C É L U L A S M U S C U L A R E S L I S A S A contração obedece a uma sequência bem coordenada. O estímulo inicial da contração pode resultar de estímulos muito diversos, por exemplo, estímulos mecânicos, elétricos (potenciais de ação) e por substâncias presentes no meio extracelular em torno das fibras. A tração das fibras, por exemplo, atua sobre receptores de superfície das células. Ação da Tração das Fibras •A tração atua sobre receptores de superfície das células. •Receptores reconhecem várias moléculas: • Norepinefrina • Colecistoquinina • Angiotensina II • Endotelina-1 •Receptores acoplados à proteína G resultam na produção de segundos mensageiros Interação dos Íons Ca²⁺ com Calmodulina •Íons Ca²⁺ no citosol combinam-se com calmodulina (proteína com afinidade para Ca²⁺). •A ligação depende da proteína caldesmon. •O complexo calmodulina–Ca²⁺ ativa a enzima quinase da cadeia leve (parte da miosina), resultando na fosforilação das moléculas de miosina. Ciclos de Deslizamento •Moléculas de miosina fosforiladas combinam-se com actina. •Início dos ciclos de deslizamento da actina sobre a miosina, semelhante ao que ocorre nos músculos estriados. •Energia necessária para o deslizamento é proveniente de ATP. Estrutura dos Corpos Densos •Corpos densos contêm α-actinina, que liga actina a moléculas dos corpos densos. •Corpos densos são homólogos aos discos Z dos músculos estriados. •O deslizamento da actina em relação à miosina resulta no encurtamento da célula. Gabriel Maia @algummaia O I N Í C I O D O P A R T O No início da gestação, os níveis de estrogênio materno são relativamente baixos, mas à medida que a gestação progride, a secreção de estrogênio placentário continua a aumentar. Nos dias imediatamente antes do início do parto, níveis elevados de estrogênio causam alterações no útero e no colo do útero, preparando-os para o trabalho de parto e para o nascimento. Em primeiro lugar, altos níveis de estrogênio promovem a síntese de conexões nas células musculares lisas uterinas. Estas células miometriais não são funcionalmente ligadas em qualquer grau durante a maior parte da gestação. Compreender o mecanismo e as fases do parto OBJETIVO Parto significa nascimento do bebê. Perto do fim de gravidez, o útero torna-se progressivamente mais excitável, até que, finalmente, desenvolve contrações rítmicas tão fortes que o bebê é expelido. A causa exata do aumento da atividade do útero não é conhecida, mas pelo menos duas categorias principais de eventos levam às contrações intensas, responsáveis pelo parto: (1) mudanças hormonais progressivas que aumentam a excitabilidade da musculatura uterina; e (2)mudanças mecânicas progressivas. P A P E L D O E S T R O G Ê N I O Sherwood, Fisiologia Humana As recém-geradas conexões são inseridas nas membranas plasmáticas miometriais para formar junções comunicantes que vinculam eletricamente as células da musculatura lisa uterina, de modo que sejam capazes de contrair-se coordenadamente. Simultaneamente, altos níveis de estrogênio aumentam drástica e progressivamente a concentração de receptores miometriais para ocitocina. Juntas, estas alterações miometriais coletivamente provocam a maior resposta uterina à ocitocina que, em última análise, inicia o trabalho de parto. Além de preparar o útero para o trabalho de parto, os crescentes níveis de estrogênio promovem a produção de prostaglandinas locais que contribuem para o amadurecimento cervical pela estimulação de enzimas cervicais que degradam localmente fibras de colágeno. Além disso, as próprias prostaglandinas aumentam a resposta uterina à ocitocina. P A P E L D A O C I T O C I N A A ocitocina é um hormônio peptídico produzido pelo hipotálamo, armazenado na hipófise posterior e liberado para o sangue a partir da hipófise posterior após estimulação nervosa pelo hipotálamo. A ocitocina exerce seus efeitos pela via IP3/Ca2+/DAG. Um poderoso estimulante muscular uterino, a ocitocina desempenha um papel essencial na progressão do trabalho de parto. Contudo, este hormônio já foi descartado como gatilho para o parto porque os níveis circulantes de ocitocina permanecem constantes antes do início do trabalho de parto. Gabriel Maia @algummaia P A P E L D O H O R M Ô N I O L I B E R A D O R D E C O R T I C O T R O F I N A Evidências sugerem que o hormônio liberador de corticotrofina (CRH) secretado pela porção fetal da placenta na circulação materna e fetal não apenas estimule a fabricação de estrogênio placentário, portanto, em última análise orientando assim o início do trabalho de parto, mas também promova as alterações nos pulmões fetais necessárias à inalação de ar. O CRH é normalmente secretado pelo hipotálamo e regula a produção de ACTH pela hipófise anterior. Por sua vez, o ACTH estimula a produção de cortisol e de DHEA pelo córtex adrenal. No feto, grande parte do CRH é originada da placenta, em vez de unicamente do hipotálamo fetal. A secreção adicional de cortisol intimada pelo CRH extra promove a maturação do pulmão fetal. Especificamente, o cortisol estimula a síntese do surfactante pulmonar, que facilita a expansão do pulmão e reduz o trabalho respiratório A taxa acelerada de secreção de DHEA pelo córtex adrenal em resposta ao CRH placentário provoca níveis crescentes de secreção de estrogênio placentário. Lembre-se de que a placenta converte DHEA da glândula adrenal fetal em estrogênio, que entra na corrente sanguínea materna. Quando os níveis são suficientemente altos, este estrogênio aciona os eventos que iniciam o trabalho de parto. Portanto, a duração da gravidez e o momento do parto são determinados em última análise pela taxa de produção de CRH na placenta. Gabriel Maia @algummaia Ou seja, um “relógio placentário” estabelece o período de tempo até o parto. O momento do parto é estabelecido no início da gravidez, com o parto no ponto final de um processo de maturação que se estende por toda a gestação. O funcionamento do relógio placentário é medido pela taxa de secreção placentária. Na medida em que a gravidez progride, os níveis de CRH no plasma materno aumentam. Os pesquisadores podem precisar com exatidão o momento do parto medindo os níveis plasmáticos maternos de CRH já no início do primeiro trimestre. Níveis acima do normal estão associados a partos prematuros, enquanto níveis abaixo do normal indicam partos tardios. CURIOSIDADE PARA APG Estes e outros dados sugerem que, quando um nível crítico de CRH placentário é atingido, o parto é desencadeado. Este nível crítico de CRH garante que, quando o trabalho de parto começar, o bebê estará pronto para a vida fora do útero. Isto ocorre pelo aumento simultâneo do cortisol fetal, necessário para a maturação dos pulmões, e do estrogênio, necessário para as alterações uterinas que provocam o trabalho de parto. E S T Á G I O S D O P A R T O ( F A S E S ) O parto é dividido em três estágios: (1) dilatação cervical, (2) nascimento do bebê e (3) liberação da placenta No início do trabalho de parto ou, algumas vezes, durante o primeiro estágio, a membrana que cerca o saco amniótico, ou “bolsa das águas”, se rompe. Quando o líquido amniótico escapa da vagina, ele ajuda a lubrificar o canal de parto. ■ PRIMEIRO ESTÁGIO. Durante o primeiro estágio, o colo do útero é forçado a dilatar-se para acomodar o diâmetro da cabeça do bebê, geralmente para até um máximo de 10 cm. Este estágio é o mais longo, durando de algumas horas até um dia inteiro na primeira gravidez. Se outra parte do corpo do feto, e não a cabeça, estiver orientada contra o colo do útero, a eficácia em geral é menor que a obtida com a pressão da cabeça. A cabeça tem o maior diâmetro do corpo do bebê. Se o bebê se aproximar do canal de parto com os pés primeiro, os pés podem não dilatar o colo do útero suficientemente para deixar a cabeça passar. Neste caso, sem intervenção médica, a cabeça do bebê permaneceria presa atrás da abertura cervical muito estreita. ■ SEGUNDO ESTÁGIO. o nascimento efetivo do bebê, começa quando a dilatação cervical está completa. Quando ele começa a se mover pelo colo do útero e pela vagina, receptores de distensão na vagina ativam um reflexo neural que desencadeia contrações da parede abdominal em sincronia com as contrações uterinas. Gabriel Maia @algummaia Estas contrações abdominais aumentam muito a força para empurrar o bebê pelo canal de parto. A mãe pode ajudar o nascimento contraindo voluntariamente os músculos abdominais neste momento, em uníssono com cada contração uterina (ou seja, “empurrando” em cada “dor de parto”). O segundo estágio é geralmente muito mais curto que o primeiro e dura de 30 a 90 minutos. O bebê ainda está fixado na placenta pelo cordão umbilical no nascimento. O cordão é amarrado e cortado, e o toco murcha dentro de poucos dias, formando a cicatriz umbilical (umbigo) ■ TERCEIRO ESTÁGIO. Logo após o nascimento do bebê, uma segunda série de contrações uterinas separa a placenta do miométrio, expelindo-a pela vagina. A eliminação da placenta, ou secundinas, constitui o terceiro estágio do trabalho de parto, geralmente o mais curto, sendo completado de 15 a 30 minutos após o nascimento do bebê. Após a placenta ser expelida, contrações contínuas do miométrio contraem os vasos sanguíneos uterinos que suprem o local de fixação placentária para se prevenir em hemorragias. ATENÇÃO! GUYTON NÃO TRAZ ESSE ESTÁGIO Estudar as células tronco OBJETIVO Uma célula-tronco é uma célula não especializada (não específica em suas funções) que tem a capacidade de se dividir por períodos indefinidos e dar origem às células especializadas (funcionalmente específicas). As células-tronco são classificadas em cinco tipos principais, com base em sua capacidade de diferenciação. 1.Células-tronco totipotentes são células que têm o potencial de formar todos os quase 220 tipos diferentes de células encontradas no corpo humano. Exemplos de células-tronco totipotentes incluem um zigoto (óvulo fertilizado) e células (blastômeros) produzidas a partir das primeiras várias divisões de um zigoto (um embrião de 4 dias) que formam um blastocisto. 2.Células-tronco pluripotentes ou células-tronco específicas do tecido são células de um embrião nos últimos 5 dias de desenvolvimento e derivadas de células-tronco totipotentes. Elas têm o potencial para formar muitas (mas não todas) células do corpo e não podem se desenvolver em estruturas extraembrionárias, como placenta, cório, vesícula umbilical (saco vitelino) e cordão umbilical. Exemplos de células-tronco pluripotentes são as células das camadas germinativas primárias (endoderma, mesoderma eectoderma) e células derivadas delas, que passam a formar os vários tecidos e órgãos do corpo. Gabriel Maia @algummaia 3.Células-tronco multipotentes são células que podem se diferenciar em um grupo de células estreitamente relacionadas. Exemplos são as células mesenquimais, que podem formar quase todos os tipos de tecido conjuntivo, e células hematopoéticas, que podem se desenvolver em células-tronco mieloides e células-tronco linfoides. 4.Células-tronco oligopotentes são células que se desenvolvem em apenas alguns tipos de células. Exemplos são células-tronco mieloides e células-tronco linfoides que se diferenciam em diferentes tipos de células sanguíneas. 5.Células-tronco unipotentes são células que produzem apenas um tipo de célula. Exemplos são as células-tronco epidérmicas, que se desenvolvem apenas em células epidérmicas e espermatogônias, que se transformam apenas em espermatozoides. Uma aplicação atual da pesquisa com células-tronco é o transplante de medula óssea, no qual as células da medula óssea do doador são utilizadas para substituir células destruídas por radiação, quimioterapia ou doença. Isso tem sido utilizado para tratar algumas doenças relacionadas ao sangue, como a leucemia. Estudos também sugeriram que as células-tronco na medula óssea vermelha adulta humana têm a capacidade de se diferenciar em células do fígado, rim, coração, pulmão, músculo esquelético, pele e órgãos do trato gastrintestinal. Em teoria, as células-tronco adultas da medula óssea vermelha podem ser colhidas de um paciente e, então, empregadas para o reparo de outros tecidos e órgãos do corpo desse paciente sem ter que utilizar células-tronco de embriões. CURIOSIDADE PARA APG