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Histologia e Seus Métodos de Histologia e Seus Métodos de Estudo Profa. Sandra Moura - Cronograma - Referências bibliográficas Aspectos Gerais Histologia: estudo dos tecidos do corpo e de sua organização para compor os órgãos Tipos de Tecido: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso � Constituídos por células e matriz extracelular (MEC) Apoio mecânico às células e meio de transporte de nutrientes à célula Produzidas pelas células: são controladas e influenciadas pela MEC A HISTOLOGIA é a base para o estudo de outras ciências (parasitologia, patologia) A pequena dimensão das células e dos componentes da matriz tornam fundamental a utilização do microscópio como ferramenta para a histologia Preparação de Tecidos para Exame Microscópico Preparação do tecido em cortes histológicos para avaliação em microscópio de luz ou óptico: � Tecidos são fatiados em cortes histológicos muito finos 3 PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS: � Tecidos são fatiados em cortes histológicos muito finos � Posteriormente são montados em lâminas de vidro para serem examinados � Devem ser preservados para manter a composição molecular e estrutural Fixação do Tecido Objetivo: evitar autólise ou alteração por enzimas bacterianas para preservar o tecido � Fixação química: imersão em agentes que estabilizam as moléculas do tecido fazendo pontes com as moléculas vizinhas - FIXADORES � Tratamento (FIXAÇÃO) imediato a retirada do tecido � Tecido deve ser cortado em fragmentos pequenos para favorecer a difusão do fixador, garantindo boa preservação Etapas do Processamento Histológico � Reagem com grupo amina (NH2) das proteínas teciduais � Formaldeído tamponado a 4%: excelente fixador para microscopia óptica � Microscopia eletrônica: necessita de maior cuidado durante a fixação devido a alta resolução � Fixação dupla com glutaraldeído tamponado e posteriormente com tetróxido de ósmio (preserva e garante o contraste aos lipídeos e proteínas) � Perfusão intravascular do fixador Histotécnico Etapas do Processamento Histológico Inclusão do Tecido Objetivo: facilitar o processo de corte no micrótomo – aumenta a rigidez tecidual � Impregnação tecidual com parafina: INCLUSÃO � Parafina (MO) e Resinas (ME) Inclusão é precedida pelas etapas de desidratação e clareamento (diafanização) Etapas do Processamento Histológico � Desidratação: bateria de etanol crescente (70%-100%) � Clareamento em XILOL � Embebição pela parafina (58-60°C) – solvente evapora e os espaços são preenchidos pela parafina � Tecido se torna rígido pronto para ser cortado no micrótomo Micrótomo Etapas do Processamento Histológico � Cortes são seccionados com espessura de 1-10µm � 1µm = 0,001mm � 1nm = 0,001µm Etapas do Processamento Histológico Inclusão do Tecido � Tecido é submetido a congelamento rápido (método físico) – tecido fica rígido � Aplicação de Resinas (ME/MO) Etapas do Processamento Histológico � Vantagens: preparação rápida – usado em hospitais para rápido diagnóstico durante procedimento cirúrgico � Permite estudo imuno-histoquímico � Identificação de células tumorais, fenótipo celular, citocinas intracitoplasmáticas � Mínima interferência nas proteínas e enzimas teciduais � Cortes realizados em equipamento especial – criostato Criostato Etapas do Processamento Histológico Coloração � Diferentes métodos de coloração para diferenciar componentes celulares e teciduais � Corantes se comportam como compostos ácidos ou básicos � Estruturas teciduais que se coram com corantes básicos (basófilas) e ácidos (acidófilas) Corantes Ácidos Corantes Básicos Etapas do Processamento Histológico Azul de Toluidina Azul de Metileno Hematoxilina Orange G Fucsina Ácida Eosina Ligam-se as estruturas basófilas do tecido (contém ácidos: ácido nucléico, glicosaminoglicanos, glicoproteínas ácidas) Coram componentes acidófilos (mitocôndrias, grânulos de secreção, proteínas citoplasmáticas e colágeno) Coloração Etapas do Processamento Histológico Reagentes Cor / Estrutura Hematoxilina Azul: núcleo, matriz cartilagem, região ácida do citoplasma Eosina Rosa: fibras colágenas, região básica do citoplasma Tricrômico de Masson Azul Escuro: núcleos Vermelho: músculo, queratina e citoplasma Azul-claro: mucina, colágeno Orceína (fibras elásticas) Castanho: fibras elásticas Weigert (fibras elásticas) Azul: fibras elásticas Coloração com Prata Preto: fibras reticulares Ácido Periódico-Schiff Magenta: glicogênio e moléculas ricas em carboidratos Corantes Wright e Giemsa Contagem diferencial de células sanguíneas Rosa: hemácias e grânulos de eosinófilos Púrpura: núcleo dos leucócitos e grânulos de basófilos Azul: citoplasma dos monócitos e linfócitos Coloração � Corante mais comumente utilizado: hematoxilina e eosina (HE) � Hematoxilina: cora em azul ou violeta o núcleo celular e outras estruturas ácidas � Eosina: Cora o citoplasma e o colágeno em cor-de-rosa � Tricômicos (Mallory e Masson) � Evidenciam núcleo, citoplasma e diferenciam colágeno � Picro-Sirius � Diferencia colágeno Fibras colágenas inserindo-se no músculo. Picro-sírius em luz polarizada. Amarelo: Células acidófilas Azul: células basófilas � Três sistemas de lentes: condensador, objetiva e ocular � Condensador: concentra a luz para projetá-la sobre a lâmina Microscopia de Luz � Objetiva: projeta a imagem aumentada em direção a ocular � Ocular: amplia novamente a imagem e a projeta em direção a retina Aumento= aumento da objetiva X aumento da ocular Poder de Resolução: Menor distância entre 2 objetos capaz de distingui-los individualmente Microscopia de LuzRESOLUÇÃO � Máximo em MO: 0,2 µm � O limite de resolução determina a riqueza de detalhes da imagem e não o aumento Célula Vegetal: ≈ 50µµµµm Célula Animal: ≈ 10-20µµµµm Núcleo: ≈ 3-6µµµµm Bactéria: ≈ 1-2µµµµm Vírus: ≈ 0,05-0,2µµµµm Núcleo: ≈ 3-6µµµµm Mitocôndria: ≈ 0,5µµµµm Ribossomo: ≈ 25nm Membrana: ≈ 10nm Microscopia de Luz � Vídeos-câmara acopladas ao microscópio com alto poder resolutivo ANALISADORES DIGITAIS DE IMAGEM � Maior sensibilidade na detecção de estruturas microscópicas � Análise de imagens digitalizadas: ANALIZADOR DE IMAGEM � Avaliação quantitativa computadorizada ou não � Determinação do tamanho de estruturas � Microscopia intravital � Permite a visualização de objetos não corados Microscopia de Contraste de Fase e de Contraste Diferencial de Interferência � Objeto apresenta mesma densidade óptica => menor detalhamento � Possibilitam a visualização de imagens de objetos “transparentes” Microscopia de Contraste de Fase � Avaliada pelos diferentes índices de refração da luz sobre a estrutura � Estruturas aparecem mais claras ou mais escuras � Importante ferramenta para observação de células vivas� Importante ferramenta para observação de células vivas Microscopia de Contraste Diferencial => imagem aparentemente tridimensional MO convencional Mic. Contraste de Fase Mic. Contraste Diferencial Microscopia Confocal � Focaliza um plano de foco muito delgado da lâmina � Material é iluminado por feixe de luz muito estreito � A imagem passa por pequeno orifício => apenas a imagem do plano focalizada alcança o detector � Aumenta a definição do objeto focalizado Microscopia Confocal � Iluminação: fonte laser � Varrido pelo material em estudo � O material é marcado com molécula fluorescente � A luz refletida pelo material forma a imagem � A luz refletida é capturada por um detector e ampliada eletronicamente � Montagem de diferentes planos focalizados permite montar uma imagem tridimensional Porção muscular de A. suum mostrando inervação(setas) Microscopia Confocal Neuropeptídeo cerebral ImunomarcadoImunomarcado Fibras musculares do esôfago (oe) parede Microscopia de Fluorescência Fluorescência: obtida quando o objeto reflete a luz com comprimento de onda mais longo (apresenta-se brilhante) � Microscópio de fluorescência: fonte de luz UV � Filtros especiais: selecionam o comprimento de onda que atingem e saem da amostra � Reveladores: substâncias fluorescentes com afinidade celular ou pela matriz (corantes) � Laranja de Acridina: combina-se com RNA e DNA (florescência verde-amarelada) Complexo DNA-alaranjado de acridina => fluorescência amareladaComplexo DNA-alaranjado de acridina => fluorescência amarelada Complexo RNA-alaranjado de acridina => fluorescência vermelho-alaranjada Permite identificar simultaneamente os dois tipos de ácidos nucléicos Célula de rim de hamster Cercárias de S. mansoni - FITC DNA RNA Microscopia Eletrônica (ME) Princípio: resultado da interação entre os elétrons emitidos pelo aparelho e os componentes do tecido MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE TRANSMISSÃO � Permite altíssima resolução (3 nm) => ampliação de 400.000x Funcionamento: elétrons são liberados por filamento de tungstênio em aquecimento em vácuo (catodo) � Elétrons são submetidos a diferença de voltagem entre 60-120 KV entre o catodo e anodo � Atingem o anodo em alta velocidade formando feixe de elétronsformando feixe de elétrons � Passam por bobinas elétricas que desviam semelhante ao feixe luminoso em MO (lentes eletromagnéticas) � Elétrons chegam a placa fluorescente formando a imagem � Alguns elétrons interagem com átomos do tecido e outros passam direto � Forma imagem preto-e-branco (áreas escuras: elétron-densas / áreas claras: elétron-transparente ou elétron-lucente) MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE TRANSMISSÃO � Cortes muito finos (40-90 nm): garantem melhor interação com elétrons � Inclusão em resina plástica � Cortes coletados em grade de metal de 3 mm Glicocálice célula intestinal Plasmócito Microscópio eletrônico de transmissão 906E Leucócito Célula absortiva intestinal MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA � Fornece imagens pseudotridimensionais � Feixe de elétrons varre a amostra � Elétrons não atravessam a amostra mas são refletidos (camada de metal aplicada) Capturados por um detector Transmitido a amplificadores Sinal é projetado => formação de imagem preto-e-branco (monitor) � Mostra somente visão de superfície MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA Mitocôndrias Esquema: microscópio eletrônico de varredura Cílios Leucócitos Métodos de Estudo da células Microscopia óptica X eletrônica Microscópio Eletrônico de Transmissão - MET Microscópio Eletrônico de Varredura - MEV Métodos de Estudo da células Microscopia eletrônica de transmissão e MET MEVtransmissão e varredura MET MEV Radioautografia Estudo de processos biológicos em cortes de tecidos utilizando radioatividade � Fornecimento de moléculas radioativas às células (precursores) => ácidos nucléicos, proteínas, etc � Cortes do tecido: banhados com cristais de brometo de prata => detectores de radioatividade � Análise em MO ou ME � Revelação da lâmina: cristais de brometo de prata atingidos pela radiação originam grânulos pretos => molécula radioativas são cobertos por este grânulo Radioautografia � Radioautograma de tecido de rato injetado com 3H-fucose MO gl. salivar - grânulos => regiões radioativas MET: grânulos de prata � Radioautograma de tecido de rato injetado com 3H-timidina Muitas células epiteliais em divisão no epitélio intestinal Linfonodo: divisão celular no centro germinativo Métodos de Estudo da células Cultura de células Cultivo Celular & Tecidos � Estudo in vitro de células ou tecidos cultivados / células imortalizadas � Permite avaliar o comportamento celular fora do organismo vivo � Isolamento celular do tecido � Células são semeadas em placas especiais � Incubação em estufa Crescimento de Trypanosoma cruzi em fibroblastos de galinha Cultivo Celular & Tecidos – Estratégias de Estudo � Separação de diferentes estruturas celulares por centrifugação Histoquímica e Citoquímica Identificação de substâncias em tecidos ou células Íons Demonstração de fosfato de cálcio no osso e cartilagem calcificada (precipitado escuro) Identificação Molecular em Cortes Histológicos Princípio: Utilização de substâncias marcadas com afinidade para a molécula alvo Marcadores mais usados Substâncias fluorescentes (microscopia de fluorescência ou laser) Átomos radioativos (radioautografia) Sistemas enzimáticos (peroxidase-DAB-peróxido de hidrogênio) Esquema de marcadores moleculares com substâncias de alta afinidade IMUNOCITOQUÍMICA � Resultado da interação Ag-Ac � Incuba-se o corte histológico com anticorpo marcado para possibilitar a revelação � Análise ocorre em MO ou confocal � É necessário se ter o anticorpo (policlonal ou monoclonal) contra a proteína alvo Produção de Anticorpo Policlonal Objetivo: produção de anticorpos contra proteína X � Injeta-se a proteína X em um animal => que vai produzir o Ac X1 � A Ac X1 é produzido por vários linfócitos (clones) => Ac contra diferentes porções da proteína X � Esta mistura de Ac são denominados anticorpos policlonais Produção de Anticorpo Monoclonal Objetivo: produção de anticorpos contra proteína X � Coloca-se a proteína X em cultura de linfócitos => células imortalizadas (hibridoma) � Diferentes clones de linfócitos respondem produzindo Ac contra diferentes porções da proteína X IMUNOCITOQUÍMICA porções da proteína X � Isola-se cada clone fazendo o cultivo separadamente � Produz-se então o Ac monoclonal � Vantagem: maior especificidade de ligação a proteína que se deseja pesquisar Reação Direta Imunocitoquímica (ICQ) � Ac contra proteína X é ligado direto ao marcador para possibilitar a revelação � Avaliação microscópica: MO, confocal IMUNOCITOQUÍMICA � Ac primário e secundário são produzidos em espécies de animais diferentes IMUNOCITOQUÍMICA Reação Indireta ICQ � Utilização de Ac primário contra proteína X � Utilização de Ac secundário que se liga no Ac primário � O Ac secundário é marcado (revelação) � Avaliação microscópica: MO, confocal � Técnica mais sensível que ICQ direta ICQ direta Ligação entre duas moléculas de cadeia única de ácidos nucléicos de seqüência complementar � Hibridização in situ: aplicada em esfregaços ou cortes de tecidos � Objetivo: pesquisa de seqüência específica de DNA; definição da localização de um gene no cromossomo � Aquecimento da lâmina => separa as duas cadeias do DNA Hibridização � Aplicação de uma sonda => seqüência simples de DNA ou RNA � Ligada a um revelador => isótopo radioativo ou nucleotídeo modificado (ICQ)� Ligada a um revelador => isótopo radioativo ou nucleotídeo modificado (ICQ) Marrom: DNA vírus papiloma humano tipo 2 Problemas na Interpretação Histológica � Etapas do processamento histológico => alteração tecidual => artefatos de técnica � Retração tecidual: fixador, temperatura da parafina � Pregas no tecido, precipitados (corante, fixador, sujeira) Problemas na Interpretação Histológica � Observar cortes de estruturas tridimensionais apresentadas em duas dimensões (comprimento e largura) Diferentes cortes de esfera ou tubo oco Semelhança entre o corte de Diferentes cortes de esfera ou tubo oco Semelhança entre o corte de esfera e cilindro sólidos Corte de um único tubo visto como corte de várias estruturas
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