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Sistemas Orgânicos 1 Tecido cartilaginoso Características gerais das cartilagens Funções -> Dependem principalmente da estrutura da matriz extra celular (MEC) MEC = colágeno ou colágeno e elastina, proteoglicanos (proteínas + glicosaminoglicanos), ácido hialurônico e diversas glicoproteínas associadas às fibras de colágeno e elásticas São envolvidas por uma bainha conjuntiva (pericôndrio), a qual contém nervos e vasos sanguíneos e linfáticos. O tecido cartilaginoso não contém vasos sanguíneos, sendo nutrido pelos capilares do pericôndrio, e é desprovido de vasos linfáticos e de nervos As cartilagens que revestem a superfície dos ossos nas articulações móveis não têm pericôndrio e recebem nutrientes do líquido sinovial presente nas cavidades articulares. As cartilagens do tipo fibroso também não têm pericôndrio. TECIDO CARTILAGINOSO Origem Forma especializada de tecido conjuntivo de consistência rígida. Função -Suporte de tecidos moles; -Revestimento das superfícies articulares em que faz absorção de choques mecânico; -Facilitação do deslizamento dos ossos nas articulações; -Essencial para a formação dos ossos longos do corpo (intrauterina e pós nascimento). Há três tipos de cartilagens para atender às diversas necessidades funcionais do organismo: • Cartilagem hialina, que é a mais comum, cuja matriz contém delicadas fibrilas constituídas principalmente de colágeno tipo II; • Cartilagem elástica, que contém menos fibrilas de colágeno tipo II e abundantes fibras elásticas; • Cartilagem fibrosa ou fibrocartilagem, que apresenta matriz constituída preponderantemente por fibras de colágeno tipo I. • Células condrogênicas: originárias de células mesenquimais. Fusiformes e estreitas, núcleo ovóide • Condroblasto: originário de células mesenquimais e condrogênicas. Arredondados. Apresentam organelas correspondentes a síntese. • Condrócito: Célula aprisionada na matriz. Cartilagem Hialina Composição da Matriz Extra Celular (MEC) Colágeno Tipo II: Constitui a maior parte das fibrilas Tipo VI: Ajuda a aderir os condrócitos à estrutura da matriz. Tipo IX: Facilita a interação das fibrilas com as moléculas de proteoglicanas da matriz Tipo X: Organiza-se em uma rede hexagonal tridimensional (função mecânica bem- sucedida) Tipo XI: Regula o tamanho das fibrilas Agregados de proteoglicanos Três tipos de glicosaminoglicanas compõem a substância fundamental da cartilagem hialina: • Hialuronana • Sulfato de condroitina • Sulfato de queratana Hidratação – Mola biomecânica Os proteoglicanos possuem cargas negativas, devido aos sulfatos, por isso tem afinidade com água (água de solvatação) Os agregado de proteoglicanos se associam às fibras de colágenos da matriz cartilaginosa por interações eletrostáticas e glicoproteínas multiadesivas Formam monômeros de proteoglicanos. A mais importante é a agrecana H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O Glicoproteínas multiadesivas Também denominadas glicoproteínas não colagenosas e glicoproteínas não ligadas a proteoglicanas Influenciam as interações entre os condrócitos e as moléculas da matriz As glicoproteínas multiadesivas têm valor clínico como marcadores da renovação e degeneração cartilaginosas Exemplos: Ancorina CII Tenascina Fibronectina Ajudam a ancorar os condrócitos à matriz Pericôndrio Camada de tecido conjuntivo denso (colag. I) Presente em todas as cartilagens, exceto as cartilagens articulares Fonte de novos condrócitos para o crescimento Responsável por nutrição, oxigenação e eliminação dos refugos metabólicos da cartilagem, porque nele estão localizados vasos sanguíneos e linfáticos, inexistentes no interior do tecido cartilaginoso Porção externa: poucas células Porção mais interna: mais células **Assemelham-se a fibroblastos Grupos isógenos e matriz cartilaginosa Matriz Capsular Localizado imediatamente ao redor do condrócito. Contém mais proteoglicanos e glicoproteínas multiadesivas do que colágeno (Tipo VI quase exclusivamente - liga-se aos receptores de integrina na superfície celular e ancora os condrócitos à matriz. A maior concentração de colágeno do tipo IX também está presente na matriz capsular) Matriz territorial (T) Em torno dos condrócitos existem regiões mais ricas em proteoglicanos do que em colágeno – apresentam-se mais corada do que o resto da matriz. Matriz interterritorial (I) A concentração de moléculas é menor e a coloração é menos intensa. Condrócitos Na periferia da cartilagem: mais alongados Na parte interna: mais arredondados e organizados em grupos isógenos (clones originados por divisão de um único condroblasto) Secretam colágeno (princ. tipo II, proteoglicanos e glicoproteínas, como a condronectina Vivem sob baixas tensões de O2 Degrada anaerobicamente a glicose Mecanismos dessa movimentação de moléculas: -Difusão das macromoléculas através da água de solvatação - compressão e descompressão exercidas sobre as cartilagens A falta de capilares sanguíneos limita a espessura máxima das peças cartilaginosas TCD - Tecido conjuntivo denso P – Pericôndrio CC - Cartilagem em crescimento N - Condrócitos maduros com núcleos nitidamente visíveis MT - Matriz territorial MI - Matriz interterritorial Retângulo – Grupos isógenos Histogênese (A) No embrião, os esboços das cartilagens surgem no mesênquima (B) A Histogênese da cartilagem consiste no arredondamento das células mesenquimatosas, que retraem seus prolongamentos e, multiplicando-se rapidamente, formam aglomerados (C) As células assim formadas têm citoplasma muito basófilo e recebem o nome de condroblastos. Em seguida, inicia-se a síntese da matriz extracelular, que afasta os condroblastos uns dos outros (D) A diferenciação das cartilagens ocorre do centro para a periferia, de modo que as células mais centrais já apresentam as características de condrócitos, enquanto as mais periféricas ainda são condroblastos típicos **O mesênquima da superfície de cada peça de cartilagem forma o pericôndrio Crescimento Ocorre por dois processos: • Intersticial - Divisão mitótica dos condrócitos preexistentes • Aposicional - A partir das células do pericôndrio ***A cartilagem articular cresce pelo processo intersticial Prof. Rodrigo Chaves; Andréa Gerevini; Alexandre Marcelino e Christiane Leal Crescimento da cartilagem • Intersticial: divisão de condrócitos grupos isógenosprodução de matriz distanciamento ocupa outra lacuna aumenta a cartilagem por dentro Prof. Rodrigo Chaves; Andréa Gerevini; Alexandre Marcelino e Christiane Leal Crescimento da cartilagem • Aposicional: células condrogênicas do pericôndrio diferenciação em condroblastos síntese de componentes da matriz extracelular cresce por acréscimo da periferia Atividade funcional dos condrócitos O funcionamento dos condrócitos depende de um balanço hormonal adequado Exemplos: • Tiroxina e testosterona: aceleram a síntese de proteoglicanos • Hidrocortisona e estradiol: diminui a síntese de proteoglicanos • Gh promove a síntese de somatomedina C pelo fígado, a qual aumenta a capacidade sintética e a multiplicação dos condroblastos, estimulando o crescimento das cartilagens Alterações degenerativas da cartilagem hialina Sujeita com relativa frequência a processos degenerativos Degeneração mais comum é a calcificação damatriz: deposição de fosfato de cálcio sob a forma de cristais de hidroxiapatita, precedida por aumento de volume e morte das células Regenera-se com dificuldade e, frequentemente, de modo incompleto, salvo em crianças de pouca idade No adulto, a regeneração ocorre pela atividade do pericôndrio = células derivadas do pericôndrio invadem a área destruída e dão origem a tecido cartilaginoso que repara a lesão. Quando a área destruída é extensa, ou mesmo, algumas vezes, pequena, o pericôndrio forma uma cicatriz de tecido conjuntivo denso, em vez de formar novo tecido cartilaginoso. CARTILAGEM ELÁSTICA Semelhante a cartilagem hialina Além de fibras de colágeno do Tipo II Rede de fibras elásticas na matriz Presença da elastina confere uma cor amarelada Possui pericôndrio CARTILAGEM ELÁSTICA ONDE ENCONTRAMOS? Pavilhão auricular Meato acústico externo Tuba auditiva Diagnóstico diferencial das cartilagens Cartilagem elástica Cartilagem hialina Diagnóstico diferencial das cartilagens Cartilagem elástica Cartilagem hialina CARTILAGEM FIBROSA Também chamada FIBROCARTILAGEM Características intermediárias entre o tecido conjuntivo denso e a cartilagem Sempre associada ao tecido conjuntivo denso Substância fundamental (matriz) é mais escassa Condrócitos formam fileiras alongadas Fibras de colágeno do tipo I – constituem feixes que seguem Orientação aparentemente irregular • Sem pericôndrio. • Os condrócitos formam grupos isógenos axiais (fileiras) envolto por pouca matriz rica em colágeno do tipo I. • Matriz acidófila e com pouca substância fundamental amorfa. ligamento Cart. fibrosa CARTILAGEM FIBROSA CARTILAGEM FIBROSA ONDE ENCONTRAMOS? Discos intervertebrais Ruptura do anel fibroso causa hérnia de disco Diagnóstico diferencial das cartilagens Cartilagem fibrosa Cartilagem hialina Diagnóstico diferencial das cartilagens Cartilagem fibrosa Cartilagem hialina A cartilagem hialina das superfícies articulares não possui pericôndrio A cartilagem hialina que cobre as superfícies articulares das articulações móveis é denominada cartilagem articular Em geral, a estrutura da cartilagem articular é semelhante àquela da cartilagem hialina mas sem pericôndrio A cartilagem articular é um remanescente do molde original de cartilagem hialina do osso em desenvolvimento, e ela persiste por toda a vida adulta Nos adultos, a cartilagem articular tem uma espessura de 2 a 5 mm e é dividida em quatro zonas A cartilagem articular é dividida em quatro zonas Zona superficial (ZS) Condrócitos alongados e achatados Zona intermediária (ZI) Condrócitos redondos Zona profunda (ZP) Condrócitos dispostos em colunas curtas Zona calcificada (ZC) Exibe uma matriz calcificada e é desprovida de condrócitos Possui uma linha chamada marca- d’água Acima da linha da Marca d`água, na Zona Profunda, a proliferação de condrócitos dentro das lacunas cartilaginosas fornece as novas células para o crescimento intersticial. Na renovação da cartilagem articular, os condrócitos migram dessa região na direção da superfície articular A renovação lenta da cartilagem é um reflexo da rede de colágeno do tipo II altamente estável e da meia- vida longa de suas moléculas de proteoglicanas Articulação A cavidade articular contém um líquido incolor, transparente e viscoso, o líquido sinovial, que é um dialisado do plasma sanguíneo contendo elevado teor de ácido hialurônico, sintetizado pelas células da camada sinovial/Membrana sinovial Proteoglicano lubricina: um dos elementos mais importantes do líquido sinovial, que reduz o atrito entre as superfícies articulares O líquido sinovial é uma via transportadora de substâncias entre a cartilagem articular (avascular) e o sangue presente nos capilares da membrana sinovial Componentes da matriz, ricos em glicosaminoglicanos muito ramificados e hidratados, funcionam como uma mola biomecânica Repulsão eletrostática recíproca entre os grupamentos carboxila e sulfato dos glicosaminoglicanos, ambos com carga elétrica negativa Quando desaparecem as pressões, a água é atraída de volta para os interstícios entre as ramificações dos glicosaminoglicanos, e o movimento de água com nutrientes e gases dissolvidos é desencadeado pelo uso da articulação Esse movimento de líquido é essencial para a nutrição da cartilagem e para as trocas de O2 e CO2 entre a cartilagem e o líquido sinovial As cápsulas das diartroses têm estruturas diferentes, conforme a articulação considerada Em geral, são constituídas por duas camadas: • Camada fibrosa (camada externa) Formada por tecido conjuntivo denso • Membrana Sinovial/Camada Íntima Células de revestimento da cavidade • Em contato direto com a cavidade sinovial. • - Camada externa – cápsula fibrosa – Camada Íntima. – Tecido conjuntivo frouxo + capilares fenestrados • Células sinoviais tipo M -Células semelhantes a macrófagos + • Células sinoviais tipo F - Células semelhantes a fibroblastos Esquema da estrutura histológica da membrana sinovial O revestimento é constituído de células do tecido conjuntivo, cuja disposição lembra um epitélio (arranjo epitelióide) Não existe lâmina basal entre o revestimento e o tecido conjuntivo subjacente Ricamente vascularizado e contém adipócitos (Ad), Representação tridimensional esquemática da ultraestrutura da membrana sinovial As células M (semelhantes a macrófagos) e F (semelhantes a fibroblastos) são separadas por pequena quantidade de matriz extracelular do tecido conjuntivo, que, desse modo, fica em contato com o líquido sinovial Não existe lâmina basal entre o revestimento e o tecido conjuntivo Os capilares sanguíneos do conjuntivo são fenestrados (célula endotelial com poros), o que facilita as trocas entre o sangue e o líquido sinovial Cavidade articular Camada fibrosa Líquido Sinovial, secretado pela Membrana Sinovial 1. 2. 1- Camada íntima: Células sinoviais do tipo M Células sinoviais do tipo F. 2- Camada subíntima A membrana sinovial funciona como uma membrana de diálise que, devido à maior pressão hidrostática capilar, permite a ultrafiltração do sangue, sendo o líquido sinovial constituído pelo ultrafiltrado que passa dos capilares sinoviais para a cavidade articular (Knox et al., 1988). Histologia e clínica - Osteoartrite A osteoartrite, uma doença articular degenerativa, é um dos tipos mais comuns de doença articular. A patogênese da osteoartrite é desconhecida, porém está relacionada ao envelhecimento e lesão da cartilagem articular. A maioria dos indivíduos exibe alguma evidência dessa doença por volta dos 65 anos de idade. Essa doença é caracterizada por dor articular crônica com vários graus de deformidade articular e destruição da cartilagem articular. A osteoartrite afeta comumente as articulações que sustentam o peso: quadris, joelhos, vértebras lombares inferiores e articulações da mão e do pé. Histologia aplicada - Osteoartrite Existe uma diminuição no conteúdo de proteoglicanas, o que resulta em redução no conteúdo hídrico intercelular na matriz cartilaginosa. Os condrócitos também têm um importante papel na patogênese da osteoartrite por produzirem a interleucina-1 (IL-1) e o fator de necrose tumoral α (TNF-α). A produção de metaloproteinase é estimulada, enquanto a síntese de colágeno tipo II e de proteoglicanas pelo condrócito é inibida Histologiaaplicada - Osteoartrite Nos estágios iniciais da doença, a camada superficial da cartilagem articular é rompida. Por fim, a destruição da cartilagem estende-se até o osso, onde o osso subcondral exposto torna-se uma nova superfície articular. Essas alterações resultam em redução progressiva da mobilidade e em dor aumentada com o movimento articular. A osteoartrite não tem cura, e o tratamento concentra-se no alívio da dor e da rigidez para permitir uma maior amplitude de movimento articular. A osteoartrite pode estabilizar-se com a idade, porém mais frequentemente ela progride lentamente e resulta em incapacidade a longo prazo.