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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Engenharia de Materiais Disciplina: Fundamentos de Interação Tecido Vivo-Materiais Aluna: Clara Lisa e Silva Professora: Danielle Marra CONCEITOS DE HISTOLOGIA APLICADOS A BIOMATERIAIS O organismo humano é constituído por quatro tecidos: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. A composição básica dos tecidos é: células, matriz extracelular e fluidos corporais. TECIDO CÉLULAS MATRIZ EXTRACELULAR FUNÇÕES PRINCIPAIS Nervoso Longos prolongamentos Altamente especializadas Nenhuma – entre os neurônios há um conjunto de células formando uma estrutura chamada glia Transmissão de impulsos nervosos Epitelial Células poliédricas justapostas – devido à grande quantidade de junções de adesão presentes Pequena quantidade Revestimento da superfície ou de cavidades (boca, estômago, intestino, etc), secreção (glândulas) Muscular Células alongadas contráteis – a célula consegue diminuir seu comprimento e voltar ao seu tamanho original de uma forma controlada Quantidade moderada Movimento Conjuntivo Vários tipos celulares fixos e migratórios Abundante – as células são espalhadas, e entre essas células há uma grande quantidade de matriz Apoio e proteção Obs: Uma intervenção no sistema nervoso utilizando biomateriais deve ser a última alternativa, pois é muito complicado. Mas ainda assim existem alguns biomateriais que são utilizados nesse tecido, tais como clips e grampos utilizados para conter aneurisma. TECIDO EPITELIAL O tecido epitelial é avascular, de modo que é suportado pelos tecidos conjuntivos. O vaso sanguíneo vai até o tecido conjuntivo e o oxigênio e a glicose saem do vaso e chegam no tecido epitelial por difusão. Sempre há um tecido conjuntivo adjacente ao tecido epitelial. Inervação: as terminações nervosas estão no tecido epitelial (então temos sensibilidade nele à dói!), mas o corpo neuronal está no conjuntivo. Principais funções: • Revestimento e proteção de superfícies à por conter células justapostas, é uma barreira física. Dois tipos de revestimentos: seco (pele) e úmido (mucosas, que são revestimentos internos – exemplos: oral, vaginal, respiratória, anal, etc). • Absorção de moléculas (função específica do epitélio do intestino). • Secreção (nesse caso, o tecido epitelial é chamado de glândula). O tecido epitelial possui bastante hemidesmossomos (fazem adesão do tecido epitelial com a lâmina basal). Uma célula vai ser aderida a outra célula através dos desmossomos e das zônulas de adesão. Ele também possui zônulas de oclusão. As GAP junctions, por outro lado, não estão muito presentes neste tecido. Existem duas regiões distintas no tecido epitelial: • Porção basal ou pólo basal: células epiteliais em contato direto com o tecido conjuntivo (lâmina basal). Possuem alta quantidade de hemidesmossomos. • Porção apical ou pólo apical: células epiteliais voltadas para as cavidades ou superfícies do organismo. Na região apical, é comum encontrar especializações da superfície, tais como: o Microvilos: projeções da membrana, geralmente associadas à absorção. Estão presentes nos tecidos epiteliais que revestem os intestinos. o Cílios: prolongamentos longos dotados de motilidade, contendo microtúbulos em seu interior. São formados por proteínas chamadas tubulinas, que batem umas nas outras, todas coordenadas (elas usam ATP para se movimentar). São curtos, uma célula pode ter milhões de cílios. Geralmente, possuem função de proteção. Quando presentes, estão no pólo apical das células. o Flagelos: prolongamentos mais longos que os cílios, limitados a um por célula. Um tecido epitelial de revestimento pode ser: • Simples (uma camada) à de acordo com sua célula, pode ser pavimentoso, cúbico ou prismático (colunar). O endotélio é um exemplo de tecido epitelial simples e pavimentoso, para permitir a passagem de substâncias (como os leucócitos) e realizar troca gasosa. O revestimento do intestino é um exemplo de tecido epitelial colunar. • Estratificado (mais de uma camada) à de acordo com a célula, pode ser: o Cúbico. Exemplo: revestimento de ovário e de útero. o Pavimentoso (queratinizado e não queratinizado). Exemplo: pavimentoso queratinizado à pele (se o tecido não fosse pavimentoso, as últimas camadas da pele ficariam sem nutrição);; pavimentoso não queratinizado à mucosas (revestimento das vísceras): não possui queratina porque internamente não tem o problema de desidratação. o De transição: são células mais maleáveis, que ora podem estar mais altas, ora mais baixas. Exemplo: tecido característico das bexigas. Pele: A epiderme é a camada mais externa da pele, e é formada por tecido epitelial (são várias camadas de células). Abaixo da epiderme se tem o tecido conjuntivo, chamado derme. Abaixo da derme, se tem a hipoderme ou derme profunda, que também é um tecido conjuntivo, com algumas características diferentes da derme (possui muitos adipócitos – grande quantidade de gordura abandonada). Assim, como um órgão é formado por um conjunto de tecidos, a pele é um órgão. A nutrição de todo tecido epitelial vem do tecido conjuntivo. As células epiteliais mais adjacentes ao tecido conjuntivo recebem uma quantidade mais elevada de oxigênio e glicose, portanto, o metabolismo delas é mais elevado e elas são células que proliferam. A medida que elas vão se proliferando, na pele, vão subindo novas camadas de células, empurrando as células mais externas, que vão morrendo. As células mais externas morrem por dois fatores: chegam menos nutrientes, então o metabolismo delas é mais baixo e, além disso, essas células ainda produzem uma proteína impermeabilizante, chamada queratina. A queratina é uma proteína que faz uma camada física de proteção na pele, e está localizada nas camadas mais externas do tecido epitelial. A queratina é importante porque ela diminui a perda de água da célula (impermeabiliza a pele), porém, por outro lado, ela dificulta a chegada de nutrientes. Obs: Célula caliciforme: célula que produz muco (é uma mistura de água, sais e carboidratos – é viscoso). Nariz: é uma região extremamente irrigada (para esquentar o ar, de modo a evitar o choque térmico) e é cheio de pelos (para reter partículas sólidas presentes no ar). Além disso, tem a meleca (muco desidratado). O muco é produzido ao longo de todo aparelho respiratório e ele é um mecanismo de defesa. Os cílios da traqueia vão batendo de baixo para cima, empurrando o muco até queele chega na narina, que então resseca e vira meleca. Tecido Epitelial Glandular: Por estímulos específicos, um epitélio que está revestindo uma superfície pode se diferenciar em uma glândula. Ele começa a se multiplicar e as células que estão sendo produzidas sofrem o processo de invaginação (dobrar para dentro). Obs: secretar é quando alguma coisa é produzida e jogada para fora. O tecido epitelial glandular é especializado em secreção. Existem dois tipos de glândulas: • Exócrina: mantém o canal de comunicação com o meio externo, que é chamado duto. A secreção vai ou para fora do corpo, ou para fora de uma cavidade. Exemplos: glândula sudorípara, lacrimar, mamária, salivar, sebácea, intestino, etc. • Endócrina: as células secretoras são envolvidas por vasos sanguíneos. O produto da secreção não cai na cavidade, mas sim diretamente no vaso sanguíneo (esse produto é chamado hormônio). Hormônio é uma substância produzida por uma glândula endócrina, que cai na corrente sanguínea e pode atuar muito distante do local de sua produção. Exemplo de glândulas endócrinas: tireoide, paratireoide, testículo, suprarrenal, hipófise, etc. Obs: pâncreas é um órgão com uma função glandular – é uma glândula mista (parte exócrina e parte endócrina). TECIDOS CONJUNTIVOS Existem vários tipos de tecidos conjuntivos, sendo que eles possuem a mesma origem embrionária e compartilham várias características em comum. Eles apresentam células espalhadas, envolvidas por uma grande quantidade de matriz extracelular. Os tecidos conjuntivos apresentam uma grande diversidade de células, que dependem do tipo de tecido: fibroblastos, macrófagos, mastócitos, plasmócitos, adiposas e leucócitos. Principais funções: estabelecimento e manutenção da forma do corpo, suporte mecânico, reserva para fatores de crescimento, troca de nutrientes e catabólitos e funções especializadas. Fibroblastos São as células mais abundantes do tecido conjuntivo. Eles fazem a síntese das fibras e da substância fundamental. Obs: sufixo blasto à jovem;; sufixo cito à velho. Fibroblastos x Fibrócitos: • Fibroblasto: apresentam um núcleo grande e claro, indicando que a célula possui um predomínio de eucromatina em relação à heterocromatina. Isso significa que a célula é metabolicamente ativa, de modo que se tem alta taxa de transcrição de genes e alto metabolismo. Como o metabolismo é alto, elas apresentam muitas mitocôndrias (produzir matriz, proteínas e etc gasta muita energia). Além disso, o fibroblasto possui muitas organelas em geral. Ele é uma célula fusiforme (fina na ponta e gorda no meio). • Fibrócito: o núcleo é menor, mais escuro, possui menos mitocôndrias, menos organelas, além de ser uma célula menos inchada (é mais compacta). Isso tudo indica que essa célula está com baixo metabolismo e, portanto, está produzindo pouca MEC. Assim, o fibroblasto é uma célula jovem, com alto metabolismo e uma grande capacidade de produzir matriz, enquanto o fibrócito é uma célula mais velha, com um metabolismo mais baixo e uma menor capacidade de produzir matriz. Naturalmente, após um tempo o fibroblasto se transforma em fibrócito. Obs: o DNA se associa a um conjunto de proteínas, chamadas histonas, que o empacotam. O DNA empacotado recebe o nome de cromatina. A cromatina pode ser: eucromatina (eu significa que é uma cromatina verdadeira) ou heterocromatina. A eucromatina tem um grau pequeno de compactação, enquanto a heterocromatina está muito empacotada. Quanto mais empacotada a cromatina estiver, mais inacessível ela está para ser transcrita. Uma heterocromatina é uma cromatina inativa, enquanto uma eucromatina é uma cromatina que, mesmo estando empacotada, permite o acesso das enzimas, de modo que os genes serão transcritos. TECIDO CONJUNTIVO PROPRIAMENTE DITO É um tecido que não tem propriedades muito específicas. É o tecido mais abundante que existe, sendo que ele está espalhado no corpo inteiro. Serve para ocupar espaço e sustentar outros tecidos. Possui dois subtipos: frouxo e denso. Frouxo: • Está em regiões que estão sujeitas a pressões e atritos pequenos;; • Localização: entre células musculares, suporte epitelial, em torno de vasos, nas papilas da derme, na hipoderme, em membranas serosas e em glândulas;; • Não possui uma predominância de componentes, isto é, possui aproximadamente a mesma quantidade de células, matriz e fibras;; • Consistência delicada, flexível e bem vascularizada. Denso: • Está em regiões sujeitas a pressão e atritos maiores, de modo a apresentar uma resistência mecânica maior que a do tecido frouxo;; • Predomínio de fibras em relação às células;; • Pode ser não modelado ou modelado. Essa modelagem se refere à orientação das fibras, principalmente das fibras de colágeno (que vão conferir resistência mecânica ao tecido). Se as fibras estão orientadas, o tecido é modelado, se elas estão desorientadas, ele é não modelado;; Obs: se as fibras estão desorientadas, a resistência mecânica não tem uma direção específica;; se elas estão orientadas na mesma direção, dependendo da posição de aplicação da força, a resistência mecânica é muito grande. • Localização: derme (não-modelado) e tendões (modelado). TECIDO ADIPOSO Principais funções: energética, modelagem de superfícies (onde tem mais gordura fica mais cheio, mais gordinho), coxins absorventes de choques (temos uma camada de tecido adiposo na palma da mão e dos pés que absorvem choques), isolamento elétrico (as bainhas de mielina, formadas por tecido adiposo, são capas de gordura no axônio e dão agilidade para o impulso nervoso, fazendo com que ele seja transmitido aos saltos), isolamento térmico (animais que vivem em inverno rigoroso possuem uma grossa capa de tecido adiposo para evitar a perda de calor), preenchimento de espaços e atividade secretora (produz um hormônio chamado leptina, que controla a sensação de saciedade). Triacilglicerol: é o lipídio que é armazenado no tecido adiposo. Ele possui uma molécula de glicerol com três ácidos graxos ligados a ele. O tecido adiposo é formado por uma célula especializada chamada adipócito. O adipócito tem como principal função armazenar o triacilglicerol. Ao armazenar triacilglicerol, ele cumpre a função energética, de modo que em momentos de jejum prolongado o organismo começa a disponibilizar o triacilglicerol que estava armazenado (ele ativa a enzima lipase, que quebra o triacilglicerol, liberando na corrente sanguínea os ácidos graxos e o glicerol). Obs: mesmo tendo a nomenclatura de cito, o adipócito tem um metabolismorelativamente alto. Existem dois tipos básicos de tecido adiposo: • Tecido adiposo unilocular (ou amarelo): os adipócitos contêm uma única gota de gordura, que é enorme e ocupa todo o citoplasma. São eles que vão armazenar os triacilgliceróis (servem para dar forma, preencher espeço, reserva energética, isolante térmico, etc). 99% do nosso tecido adiposo é unilocular. Esse tipo de tecido armazena tanta gordura que o núcleo fica deslocado para a periferia. • Tecido adiposo multilocular (ou pardo): não apresenta uma única gotícula de gordura, mas sim inúmeras gotículas de gorduras (também armazenam lipídios – o triacilglicerol). Além disso, ele apresenta uma grande quantidade de mitocôndrias (muito mais do que o adiposo unilocular). Apenas 1% do nosso tecido adiposo é multilocular. A função desse tecido é produzir calor. Ele possui uma proteína chamada termogenina. Quando os prótons passam dentro da termogenina, ela gira (como ocorre com a ATP sintase na respiração celular). Numa respiração celular normal, o bombeamento de prótons está intimamente acoplado à síntese do ATP. Porém, a termogenina quebra esse processo, ela é uma proteína desacopladora, pois o seu giro não está acoplado à síntese do ATP. O que ocorre é que a medida que a termogenina vai girando, ela vai liberando calor. Para os bebês, o tecido adiposo multilocular é importante, porque eles não têm o controle completo da temperatura corporal. Na primeira fase da infância, já temos todos os mecanismos de controle funcionando no nosso corpo, então todo o tecido adiposo multilocular vai sendo substituído pelo unilocular. Na fase adulta, não temos mais o tecido adiposo multilocular, apenas algumas “manchas” dele, isto é, alguns conjuntos de células que formavam esse tecido. TECIDO CARTILAGINOSO É um tecido rígido, então é um tipo de tecido conjuntivo de sustentação. Componentes: abundância de matriz extracelular e predominância de condrócitos (principal célula) localizados em lacunas. Constituintes da matriz: colágeno, elastina, macromoléculas de proteoglicanos, ácido hialurônico e glicoproteínas. A matriz pode ter diferentes proporções de colágeno e elastina, então existem diferentes subtipos de tecido cartilaginoso. Se um tecido cartilaginoso tiver mais colágeno, ele vai ser mais rígido, se ele possuir mais elastina, ele vai ser menos rígido e mais elástico. O tecido cartilaginoso é rígido, mas é uma rigidez mais delicada, com flexibilidade e maleabilidade (não é tão rígido quanto o tecido ósseo). A rigidez do tecido cartilaginoso se deve aos componentes de sua matriz extracelular. Ele possui um conjunto de macromoléculas (proteoglicanos, ácido hialurônico e glicoproteínas) que são carregadas negativamente. Quando carregadas negativamente, elas ficam distendidas, porque uma acaba se afastando da outra por repulsão eletrostática. Além disso, se tem a formação de uma série de ligações de hidrogênio. Funções: • Suporte aos tecidos moles – uma série de regiões que sustentam os tecidos moles são de tecido cartilaginoso, tais como a traqueia e a parte interna do nariz. • Revestimento de superfícies articulares: a cartilagem tem um papel importante na absorção de choques. Entre dois ossos, na superfície articular, há uma bolsa de cartilagem com o líquido sinovial dentro, que absorve choques e impactos mecânicos e facilita o deslizamento de dois ossos. • Essencial para a formação e crescimento de ossos longos. Temos dois tipos de ossificação: uma ossificação que acontece a partir da proliferação das células do próprio tecido ósseo e outra que acontece a partir da proliferação de tecido cartilaginoso. Toda cartilagem, necessariamente, vai estar em contato com um tecido conjuntivo propriamente dito. Quando esse tecido conjuntivo propriamente dito é mais fino, delicado, ele será chamado de bainha conjuntiva, chamada de pericôndrio. Assim, o pericôndrio é uma camada de tecido conjuntivo propriamente dito que reveste o tecido cartilaginoso. O pericôndrio é importante porque o tecido cartilaginoso não possui vasos sanguíneos (é o único tecido conjuntivo que é avascular). Assim, sua nutrição vem do tecido conjuntivo próximo a ele ou, no caso das articulações, vem do líquido sinovial (que tem contato com o sangue que está próximo a ele, então ele possui os nutrientes necessários). A consequência biológica do tecido cartilaginoso possuir uma nutrição indireta é a limitação da espessura das cartilagens, além de dificultar a regeneração do tecido. Os nutrientes chegam na cartilagem por difusão, se o tecido fosse muito espesso, eles não chegariam no centro do tecido. A regeneração da cartilagem, por sua vez, também é um problema grave. Para repor uma lesão na cartilagem seria necessário uma elevada proliferação celular e uma grande quantidade matriz extracelular. Isso depende de uma elevada quantidade de oxigênio e glicose, o que complica a regeneração, devido ao fato da nutrição da cartilagem ser indireta. O tecido cartilaginoso não possui inervação. Condrócitos x Condroblastos O tecido cartilaginoso tem dois tipos de células: condrócitos e condroblastos. Os condroblastos são células mais jovens, com elevado metabolismo, de modo que eles produzem MEC em quantidade elevada. Já os condrócitos são células velhas, com metabolismo mais baixo, que produzem componentes de matriz (colágeno tipo II, proteoglicanos e glicoproteínas), não para aumentar seu volume (como no condroblasto), mas para manter a matriz que já existe. O condroblasto tende ficar na periferia do tecido cartilaginoso e possui uma forma mais alongada, achatada. A medida que ele vai envelhecendo, ele vai se transformando em condrócito. Crescimento intersticial do tecido cartilaginoso: próximo ao tecido cartilaginoso, se tem o tecido conjuntivo propriamente dito, cuja principal célula é o fibroblasto (pouco diferenciado). Sob estímulos químicos adequados, os fibroblastos que estão na periferia do tecido cartilaginoso se diferenciam em condroblastos (células mais achatadas) à é assim que cartilagem cresce! Algumas cartilagens crescem a vida inteira, sob ação de hormônios e fatores de crescimento. Exemplos: cartilagens que formam queixo, nariz e orelha. A medida que vai entrando dentro da cartilagem, se tem os condrócitos, que possuem uma forma menos achatada e mais arredondada. Esse arredondamento se deve às mudanças do próprio metabolismo da célula. Crescimento aposicional do tecido cartilaginoso: por mais que os condrócitos possuem um metabolismo mais baixo, eles ainda conseguem se proliferar, e formamuma estrutura chamada grupos isógenos. Este é um crescimento pouco efetivo da cartilagem como um todo. TECIDO ÓSSEO É um tipo especializado e rígido de tecido conjuntivo. É o principal constituinte do esqueleto. Obs: tecido ósseo é diferente de osso. O osso é formado por tecido ósseo, mas ele não possui apenas isso. O osso tem vaso sanguíneo, inervação, tecido conjuntivo que o reveste, tecido adiposo, tecido hematopoiético, etc. Assim, osso é um órgão. Células: osteócitos, osteoblastos e osteoclastos. O tecido ósseo apresenta uma matriz extracelular calcificada. A parte orgânica da matriz – glicoproteínas, fibras, etc – é produzida pelos osteoblastos e osteócitos (em menor quantidade por estes). Após a parte orgânica ser produzida, o fosfato de cálcio é depositado (parte inorgânica). É o fosfato de cálcio que vai gerar uma matriz calcificada. O tecido ósseo é envolvido por uma membrana conjuntiva externa e interna. Externamente, o tecido ósseo é revestido pelo periósteo. Internamente, pelo endósteo. Tanto o periósteo quanto o endósteo são membranas de tecido conjuntivo, sendo importantes tanto para a nutrição quanto para a presença de células osteogênicas. O vaso sanguíneo sai do conjuntivo e entra dentro do tecido ósseo. Essas membranas são importantes, então, porque são delas que vão se originar os vasos sanguíneos. Mais do que isso, essas membranas têm células osteogênicas, isto é, células que, sob estímulos adequados, podem se transformar em células de tecido ósseo, contribuindo para repor o osso que foi perdido no processo de digestão dos osteoclastos. Funções: • Suporte de tecidos moles e vitais (caixas craniana e torácica);; • Aloja e protege a medula óssea;; • Proporciona apoio aos músculos esqueléticos – a associação de osso com músculo faz o movimento pelo sistema de alavanca;; • Sistema de alavancas que ampliam as forças musculares;; • Depósito de cálcio, fosfato e outros íons;; • Absorve toxinas e metais pesados. O tecido ósseo é extremamente dinâmico. O tempo todo ele está mudando, pelo processo de reabsorção e formação de novos ossos. Na reabsorção óssea, as células e a matriz são degradadas. Os íons que estavam sequestrados no pedaço que foi reabsorvido caem na corrente sanguínea. Por outro lado, ao produzir uma nova parte do tecido ósseo, os íons que estavam na corrente sanguínea são retirados. Então o tempo todo se tem íons sendo depositados e íons sendo jogados no sangue, sendo que esse processo é controlado por hormônios. Osteócitos São células maduras. Estão localizados no interior da matriz, em lacunas (depressões da matriz), sendo que há somente um osteócito por lacuna. Dessa lacuna parte uma série de canalículos, que são como pequenas estradas por onde os nutrientes passam. Como a matriz é calcificada, não é possível que as substâncias passem de uma célula para outra percorrendo a matriz, por difusão, de modo que essas substâncias passam pelos canalículos. Assim, um osteócito se comunica com outro através desses canalículos. Os osteócitos são essenciais para a manutenção da matriz. Eles não conseguem produzir matriz em grande quantidade, porque o metabolismo deles é baixo, mas eles mantêm a mesma. Toda vez que um osteócito morre, são liberadas substâncias químicas que atraem os osteoclastos para aquele local, e a região da matriz onde ele estava vai ser reabsorvida por esses osteoclastos (células que fazem a reabsorção óssea). Portanto, é preciso que o osteócito esteja vivo para a matriz se manter, pois sua morte causa reabsorção de matriz. Osteoblastos São células jovens, de elevado metabolismo, que irão produzir a MEC em grande quantidade. Eles secretam a parte orgânica da matriz (colágeno tipo I, proteoglicanos, glicoproteínas, etc). Os osteoblastos ficam na periferia (na beirada) do tecido ósseo. Assim, internamente ao tecido ósseo, se tem as lacunas com os osteócitos, com uma matriz calcificada entre eles, enquanto na periferia desse tecido há osteoblastos. Os osteoblastos se organizam em um arranjo epitelioide, porque eles ficam lado a lado, pregados uns nos outros (lembram um tecido epitelial). Quando os osteoblastos produzem uma grande quantidade de matriz e esta é calcificada, o metabolismo deles diminui (porque a chegada de nutrientes é dificultada) e esses osteoblastos ficam aprisionados, transformando-se em osteócitos. Com isso, outro osteoblasto será produzido para ficar na periferia. Isso acontece tanto no crescimento do tecido ósseo quanto no momento de regeneração do tecido (no caso de fraturas e lesões). Osteóide: matriz recém-formada, que só tem a parte orgânica e ainda não foi calcificada. Osteoclastos Célula única de tecido ósseo. É uma célula móvel e gigante (quando comparada a outras células). É multinucleada, com vários prolongamentos, vários pseudópodes. Os osteoclastos se originam da fusão de macrófagos. Sob estímulos químicos adequados, os monócitos saem do sangue, vão para o osso e se transformam em macrófagos, e lá no osso eles se fundem para formar o osteoclasto. Eles são responsáveis pelo processo de reabsorção óssea, isto é, pela degradação de um tecido ósseo existente e formação de um novo tecido naquele local. A atividade dessas células é controlada por citocinas e pelos hormônios calcitonina e paratormônio (dois hormônios da paratireoide). A paratireoide é uma glândula que se localiza em cima da tireoide e controla a calcemia (nível de cálcio no sangue à muito importante!). Dependendo do nível de cálcio na corrente sanguínea, a paratireoide libera calcitonina ou paratormônio. O cálcio é importante para a contração muscular, transmissão de impulso nervoso e coagulação do sangue (o cálcio é cofator de algumas enzimas que fazem coagulação). Além disso, se houver cálcio em excesso na célula, ele induz a apoptose da mesma. O tempo todo o cálcio sai do sangue e vai para o osso, e sai do osso e vai para o sangue. Trabalhar com a reabsorção óssea é um dos mecanismos para se controlar a calcemia. Quanto mais reabsorção óssea tiver, mais matriz óssea será digerida e, portanto, mais cálcio vai para o sangue. Por outro lado, se a reabsorção óssea é reduzida, mais cálcio é deixado no osso, portanto, o nível de cálcio do sangue diminui. Obs: digerir matriz significa liberar cálcio. Obs: é muito importante ter níveis adequados de cálcio na dieta. Se um indivíduo não consome muito cálcio, ele terá baixos níveis de cálcio na corrente sanguínea, de modo que o organismo vai retirar cálcio do osso. Então ocorrerá uma grande reabsorção óssea,que pode levar à fragilidade óssea. O osteoclasto só degrada a matriz extracelular (não degrada vaso sanguíneo). Toda vez se tem atividade de osteoclastos, ocorre aumento dos níveis de cálcio e fósforo na corrente sanguínea. Os osteoclastos não ficam ativos o tempo todo. As lamelas jovens do tecido ósseo estão relacionadas ao controle da calcemia, enquanto as lamelas velhas estão relacionadas à estrutura (dificilmente uma lamela velha vai ser digerida). Tipos de ossificação (formação de osso) Ossificação Endocondral: ossificação que vem a partir do molde de cartilagem. Ossificação intramembranosa: sob uma sinalização química adequada, os fibroblastos presentes na membrana de tecido conjuntivo propriamente dito que reveste o tecido ósseo se diferenciam em osteoblastos e estes, com o tempo, se diferenciam em osteócitos. Durante a fase de crescimento do corpo, as duas ossificações ocorrem. Quando estamos crescendo, o principal aumento do osso em comprimento se deve à ossificação endocondral, enquanto o crescimento em espessura do osso se deve à ossificação intramembranosa. Depois que a gente cresce, não temos mais crescimento do osso nem em comprimento nem em espessura. A ossificação endocondral praticamente desaparece. O que vai ocorrer é o processo de reabsorção óssea, em que o osso que for absorvido deve ser refeito. Nesse processo de reabsorção, só temos ossificação intramembranosa, não para gerar crescimento em espessura de osso, mas para repor o osso que foi perdido no processo de digestão dos osteoclastos. Matriz óssea Além das células, o osso vai ser formado pela matriz óssea. A parte orgânica dessa matriz é muito similar à do tecido conjuntivo propriamente dito, sendo formada por 95% de fibras colágenas tipo I, proteoglicanos e glicoproteínas. A parte inorgânica é formada por íons que são depositados na matriz óssea, tais como fosfato, cálcio, bicarbonato, magnésio, potássio, sódio e citrato. Os mais abundantes são o fosfato e o cálcio, que saem da corrente sanguínea na forma de fosfato (PO4-2) e na forma de íons cálcio (Ca+2) e, quando chegam no tecido ósseo, se organizam numa estrutura chamada cristais de hidroxiapatita. A hidroxiapatita é um composto formado por cálcio e fósforo na seguinte proporção: Ca10(PO4)6(OH)2. Ela faz parte da família dos fosfatos de cálcio. O osso tem como principal fosfato de cálcio a hidroxiapatita, mas não é o único tipo de fosfato de cálcio presente no mesmo. A relação de Cálcio/Fosfato de 1,67 é característica da hidroxiapatita. Os cristais de hidroxiapatita apresentam uma capa de hidratação, isto é, uma capa de água em volta deles, por causa da hidroxila presente na molécula. Além disso, os cristais se ligam quimicamente às fibras de colágeno presentes na matriz. Essa ligação de hidroxiapatita e fibras de colágeno é o que vai conferir resistência e dureza ao tecido ósseo. Esse processo é enzimático. Uma enzima chamada fosfatase alcalina é responsável por ligar o fosfato ao cálcio e imobilizar a hidroxiapatita na matriz. A fosfatase alcalina também é produzida pelos osteoblastos. Tipos de tecido ósseo Classificação histológica, com base na constituição das células: Imaturo, primário ou não lamelar: É o primeiro a ser formado (no desenvolvimento embrionário). Ele também é o tecido que vai ser formado na reparação das fraturas. Após um tempo, o tecido ósseo primário é substituído pelo tecido ósseo secundário. Um indivíduo adulto possui muito pouco tecido ósseo primário. Regiões que possuem tecido ósseo primário no indivíduo adulto: • Suturas cranianas. O nosso crânio não é uma caixa, não é uma peça única. São vários pedaços que se encaixam, como se fosse um quebra cabeça. A região de contato entre duas placas ósseas é chamada de sutura craniana (emenda das placas ósseas). Quando nascemos, existem contatos entre as placas cranianas que ainda não estão ossificados (pois tem que haver uma contração da cabeça do bebê para ele passar). • Alvéolos dentários. • Inserção de tendões – o tendão precisa se inserir, se fixar no osso, e o ponto de inserção dele é no tecido ósseo primário. O tecido ósseo primário é calcificado. A diferença do tecido ósseo primário e do secundário está na orientação das fibras de colágeno. No primário, as fibras de colágeno são desorientadas, de modo que pode-se ter uma menor resistência mecânica dependendo do ponto de aplicação do esforço. Em uma fratura óssea, o primeiro tecido ósseo a se formar na região da fratura é o primário (forma-se uma estrutura chamada calo ósseo), porque é necessário formar um osso rápido para dar estabilidade. Como as fibras de colágeno são desorientadas, o processo de formação dele é mais rápido. Com o passar do tempo, gradativamente, ele é transformado em tecido ósseo secundário. Obs: os cristais de hidroxiapatita seguem a orientação das fibras de colágeno. Maduro, secundário ou lamelar: Está presente na maior parte do esqueleto adulto. Possui fibras de colágeno paralelas, orientadas, formando uma estrutura chamada de lamelas. Esse tecido secundário é uma estrutura altamente organizada, diferentemente do tecido ósseo primário. A consequência disso é um osso com uma maior resistência mecânica. Na periferia, as lamelas ficam paralelas e, no centro, concêntricas, onde se tem um canal por onde vai passar vasos sanguíneos e nervos, chamado Canal de Havers. Entre duas lamelas se tem as lacunas com os osteócitos, sendo que um osteócito se comunica com o outro através dos canalitos, por onde os nutrientes passam. Normalmente essas lamelas têm de 3 a 7 µm. Ao redor do Canal de Havers se tem um conjunto de lamelas (4 a 20), que se associam a esse canal. Essa estrutura é chamada de Sistema de Havers ou Ósteon. Em síntese, ósteon ou sistema de Harvers é um canal, que contém vasos e nervos, com um conjunto de lamelas em volta. Um tecido ósseo secundário é, portanto, um conjunto de ósteons ou um conjunto de sistema de Harvers, sendo um tecido altamente organizado, inervado e vascularizado (quebrar osso dói muito, porque ele é altamente inervado e vascularizado!) Por que não é possível ter uma quantidade infinita de lamelas? Se a quantidade de lamelas fosse infinita, as lamelas da extremidade não receberiam nutrientes e as células morreriam. A deposição das lamelas começa da periferia e vão em direção ao centro. Os sistemas de Havers mais jovens possuem canais mais largos. A medida que elesvão ficando velhos, esses canais vão diminuindo, ficando mais estreitos. Os canais de Havers se comunicam entre si, com a cavidade medular e com a superfície externa do osso, através de canais transversais e oblíquos chamados de Volkmann. Obs: • Osso esponjoso: as lamelas estão mais distantes umas das outras à a consequência é um osso mais frágil. • Osso compacto: as lamelas estão mais próximas umas das outras à a consequência é um osso que possui uma maior resistência mecânica. Papel metabólico do tecido ósseo • Quando o osso está no processo de reabsorção óssea, ele libera cálcio e fósforo na corrente sanguínea. Já quando o osso está fazendo menos reabsorção e mais formação de tecido ósseo, ocorre a retirada de cálcio e fósforo da corrente sanguínea. • Maior reservatório de cálcio do organismo (99%). Ele também é o maior reservatório de fósforo. • Intercâmbio de Ca+2 entre plasma e ossos (manutenção da calcemia). • Lamelas jovens são mais importantes para controlar a calcemia, porque uma lamela jovem está menos calcificada à ela tem menos cálcio, mas tem uma menor resistência, de modo que é mais fácil mobilizar o cálcio. Então é mais fácil reabsorver essa lamela (digerir) e produzir outra no lugar, disponibilizando cálcio na corrente sanguínea. As lamelas mais jovens, então, recebem e doam Ca+2 com facilidade. Já as lamelas velhas são muito calcificadas, de modo que é muito difícil digerir sua matriz. Portanto, as lamelas velhas estão mais envolvidas com suporte e proteção (função estrutural). Existe uma série de mecanismos que controla o cálcio que é depositado no osso e o cálcio que é retirado. Exemplos de mecanismos: 1. Transferência para líquido intersticial e sangue. Se o cálcio está formando a hidroxiapatita, que está conectada às fibras de colágeno, o cálcio não consegue sair do osso, pois ele está ligado quimicamente ao fosfato e ao colágeno. Quando a matriz óssea começa a ser digerida pelo osteoclasto, começa a ter cálcio livre, então ele consegue sair. Esse cálcio livre vai se locomover do osso para o sangue ou vice-versa por um simples processo de difusão (se ele estiver mais concentrado no osso, ele vai para o sangue, e vice-versa à gradiente de concentração). Isso acontece nas lamelas jovens. Obs: Digerir matriz significa liberar cálcio. Uma vez que a matriz é digerida, o cálcio desfaz as ligações com a hidroxiapatita e as fibras de colágeno, de modo que ele está livre para entrar na corrente sanguínea. 2. Ação hormonal. É um mecanismo mais lento. O paratormônio aumenta a reabsorção da matriz óssea mediante o aumento do número de osteoclastos (quanto mais osteoclastos tiver, mais reabsorção vai ocorrer e mais cálcio terá na corrente sanguínea). A calcitonina faz o contrário: ela inibe a reabsorção da matriz óssea mediante a inibição da atividade dos osteoclastos, diminuindo os níveis de cálcio no sangue. Obs: reabsorção óssea sempre tem, o que ocorre é que ora tem menos, ora mais. TECIDO SANGUÍNEO Tipo especializado e fluido de tecido conjuntivo. Funções do tecido sanguíneo: transporte de gases, nutrientes (glicose, lipídio, etc), hormônios e excretas (metabólitos – substâncias que foram produzidas e tem que ser eliminadas pelo fígado e pelo rim são transportadas pelo sangue);; defesa e coagulação. Componentes: plasma, células e plaquetas. • Parte líquida do sangue: plasma à possui água em grande quantidade, sais (sódio, potássio, magnésio, cloreto, etc), além de ser rico em proteínas (ex: imunoglobulinas, fibrinogênio, albumina, etc). O plasma compõe de 52 a 57% do volume do sangue. Obs: O plasma é água, sais e proteínas. O soro sanguíneo é quando retira-se as proteínas. • Parte sólida do sangue: plaquetas (não são células, mas sim fragmentos de células) e células, que são os leucócitos (1% do volume do sangue) e eritrócitos (42 a 47% do volume do sangue à a maioria das células do sangue são eritrócitos). Os eritrócitos também são chamados de hemácias ou glóbulos vermelhos. Por que o sangue é vermelho? As hemácias possuem uma proteína chamada hemoglobina, que possui quatro cadeias polipeptídicas e, no centro delas, se encontram átomos de ferro. O ferro é importante para a função da hemácia (transportar oxigênio), sendo que ele é o cofator da hemoglobina. A hemácia é vermelha porque a hemoglobina é vermelha, e esta é vermelha devido ao ferro. Como quase metade do sangue é composto por hemácias, o sangue como um todo é vermelho. Hemácias: A função básica das hemácias é o transporte de oxigênio. Elas são tão especializadas nisso que são anucleadas (não possuem núcleo), para caber mais hemoglobina, pois núcleo ocupa volume. O lado bom da hemácia não ter núcleo é a eficiência no transporte, enquanto o lado ruim é que a célula tem uma vida curta (no máximo 4 meses), pois ela não tem um núcleo para comandar a síntese de proteínas. Obs: durante a produção das hemácias elas têm núcleo, que será importante para a produção das suas proteínas, e depois ela perde esse núcleo. 95% do oxigênio da corrente sanguínea é transportado ligado nas hemácias, enquanto os outros 5% são transportados diluídos no sangue. No caso do CO2, a hemoglobina tem uma afinidade baixa por ele, de modo que 5% são transportados ligados nas hemácias e 95% diluídos. Obs: excesso de CO2 na corrente sanguínea pode levar à uma acidose, que é uma diminuição do pH do sangue. Ocorre por meio da reação: CO2 + H20 à H2CO3 à H+ + HCO3-. A acidose prejudica o transporte de gases, de nutrientes, e pode até matar. No caso do CO, a hemoglobina tem uma afinidade altíssima por ele. Se houver um “cheiro” de CO, a hemoglobina deixa de se ligar ao oxigênio e se liga ao monóxido de carbono. O monóxido de carbono pode ser formado, por exemplo, pela combustão incompleta de um motor. Se isso ocorrer em um ambiente fechado, pode levar à morte de um indivíduo. Leucócitos: Também chamados de células brancas, somente pelo fato da célula não ser vermelha (não significa que de fato a célula é branca). Os leucócitos são: basófilos, neutrófilos (fazem fagocitose), eosinófilos, monócitos, mastócitos (fazem fagocitose), células dendríticas (fazem fagocitose) e linfócitos (células responsáveis pela defesa do nosso corpo). Obs: monócito versus mastócito: quando a célula está no sangue, ela se chama monócito;; quando ela vai para o tecido, ela recebe o nome de macrófago. Entãonão temos macrófagos na corrente sanguínea, mas sim monócitos. A diferença não é apenas no nome. A fisiologia da célula também muda, pois quando o monócito sai do sangue e vai para o tecido, ele passa a expressar outras proteínas. Hematopoiese: Produção de células do sangue. A hematopoiese acontece na medula óssea vermelha (na medula de alguns ossos específicos do nosso corpo). No indivíduo adulto, a hematopoiese está restrita praticamente aos ossos da bacia (os outros ossos do corpo ficam com a medula óssea amarela, onde se tem uma reserva de lipídio). Nas crianças, como é necessário se ter uma grande produção de sangue, para aumentar o volume do mesmo, a hematopoiese está espalhada em vários ossos do corpo. Nos nossos órgãos hematopoiéticos, temos células troncos, que são células que possuem uma grande capacidade de proliferação e são pouco diferenciadas. As células troncos vão se diferenciar em duas linhagens de células: 1. Linhagem linfoide: está comprometida com a produção dos linfócitos (linfócito B e T). 2. Linhagem mieloide: está comprometida com a produção das outras células. Essa linhagem mieloide novamente se diferencia em duas outras linhagens (ver slide 28). Coagulação: Mecanismo de defesa para estancar lesões no vaso sanguíneo, de modo a evitar a hemorragia. Um coágulo é uma massa de proteínas com células. Em uma lesão, uma proteína chamada fibrina forma redes, que vão parando hemácias, parando plaquetas, até que a lesão daquele vaso é tampada. O coágulo, então, é formado por proteínas fibrinas com emaranhados de células (hemácias e plaquetas). Gradativamente, as células vão proliferando e reconstituindo a parede do vaso. A medida que o coágulo se desfaz, a célula da parede tem que se proliferar, de tal maneira que quando o coágulo acaba, a lesão já foi fechada. É um processo extremamente coordenado. Coagular demais é perigoso. Um processo no sangue, chamado estase sanguínea (diminuição do fluxo sanguíneo), leva à formação de trombos. Os trombos podem se deslocar para o pulmão, causando embolia pulmonar, podem se deslocar para o cérebro, causando AVC, podem gerar uma doença chamada trombose (que é muito comum nas pernas porque o retorno venoso é mais difícil), etc. Curiosidades: o AVC hemorrágico é o rompimento de vasos sanguíneos dentro do cérebro, enquanto o AVC esquêmico ocorre quando trombos que foram formados entopem os vasos. Pressão alta é um fator de risco para o AVC hemorrágico, pois a artéria pode romper mais facilmente. O que controla a coagulação no nosso organismo é uma cascata de coagulação. Uma proteína, quando ativada, ativa a próxima, que por sua vez ativa a próxima, e assim sucessivamente. Assim, uma característica dessa cascata é a amplificação do sinal, já que uma proteína ativada ativa várias outras. No final da cascata, o fibrinogênio é ativado e se transforma em fibrina, formando uma rede de fibras. As proteínas que participam do processo de coagulação recebem o nome de fator de coagulação, que estão na corrente sanguínea na sua forma inativa. Muitas das proteínas da cascata, para serem ativadas, precisam de cálcio (ele é cofator delas). Assim, sem a presença de cálcio não é possível coagular. O tempo de resposta da cascata de coagulação é de segundos a minutos. Existem duas vias de coagulação (duas formas possíveis de se coagular). Elas começam de maneiras diferentes, pois são ativadas por estímulos diferentes. Em um determinado ponto, uma mesma proteína compartilhada pelas duas é ativada, e daí por diante as duas vias convergem em uma única via. E então se tem o fibrinogênio sendo ativado em fibrina, e o coágulo se forma. São elas: Via extrínseca: a ativação da cascata de coagulação por essa via geralmente ocorre devido a uma lesão nos vasos. Quando isso acontece, as células do vaso lesionadas liberam um fator químico chamado de fator tecidual. Esse fator tecidual vai ativar um conjunto de proteínas que culmina na transformação de fibrinogênio em fibrina, de modo que um coágulo se forma naquela região para tapar a lesão. Via intrínseca ou via de ativação por contato: a forma mais comum dessa cascata de coagulação começar é devido à ocorrência do fenômeno de estase, na corrente sanguínea. Estase sanguínea é a diminuição do fluxo, isto é, da velocidade do sangue. Assim, a “lentidão” do sangue acaba ativando proteínas da cascata que liberam mediadores químicos para ativar outras proteínas, até que o fibrinogênio é ativado, gerando a fibrina, o que resulta na formação do coágulo. Além disso, essa cascata de coagulação também pode ocorrer por contato, quando o sangue é colocado em tubos (em exame de sangue, por exemplo). Um dos anticoagulantes que se usa para isso é o EDTA, que sequestra o cálcio. Assim, mesmo as proteínas estando em contato com a superfície do tubo polimérico, elas não vão conseguir ativar a cascata de coagulação porque está faltando cálcio. TECIDO MUSCULAR Formado por células alongadas e ricas em filamentos citoplasmáticos de proteínas contráteis. A célula do tecido muscular é tão alongada, tão cumprida, que é chamada de fibra. Além disso, dentro do citoplasma, existem um conjunto de proteínas contráteis, ou seja, comprometidas com a contração muscular. Contração é a capacidade que uma fibra muscular tem de contrair e voltar para o seu tamanho original. Quando todas as fibras do músculo contraem, o músculo contrai. Obs: músculo é um órgão, pois ele possui tecido muscular, tecido sanguíneo e tecido conjuntivo. Existem três tipos básicos de tecido muscular, ou de músculo: estriado esquelético, estriado cardíaco e liso. Músculo estriado esquelético Formado por tecido muscular estriado esquelético. Ao olhar as células desse músculo no microscópio, vemos linhas, que lembram estrias. Essas estrias têm tudo a ver com a maneira que eles contraem. É importante notar que as proteínas que fazem a contração do estriado esquelético são as mesmas do liso, mas a maneira que elas se organizam para tal contração é totalmente diferente. Características: células alongadas (muito longas, de até 30 cm), multinucleadas (uma das poucas células do nosso corpo que é multinucleada) e ricas em miofibrilas (as proteínas contráteis estão nas miofibrilas). Os núcleos dessas células ficam na periferia devido à elevada quantidade de miofibrilas nas células. São as miofribrilas que vão fazer a contração muscular e o padrão claro/escuro desse músculo se deve a disposição das mesmas. A contração é rápida, vigorosa (intensa) e voluntária. Obs: as proteínas contráteis se organizam em miofibrilas. Os músculosestriados esqueléticos estão associados aos ossos que induzem o movimento, como os que estão ligados aos ossos do braço e da perna. Assim, eles estão associados ao esqueleto. As células do músculo estriado esquelético se organizam em feixes, em conjuntos de células. Elas são altamente organizadas, para garantir que a contração do músculo aconteça no músculo como um todo. Ao redor de cada uma das células, há uma membrana de tecido conjuntivo, chamada endomísio (ver slide - estrutura amarela). Além do endomísio, há o perimísio, que também é uma membrana de tecido conjuntivo propriamente dito, mas que ao invés de envolver apenas uma fibra, ele envolve um conjunto de fibras, formando um feixe (é uma capa mais grossa que o endomísio). Todos os conjuntos de fibras formam o músculo, e este é envolvido por uma capa grossa, também de tecido conjuntivo, chamada epimísio (está lotado de fibras de colágeno). Por que o músculo é vermelho? O músculo é vermelho porque ele tem muitos vasos sanguíneos, mas mais do que isso, porque ele possui uma proteína chamada mioglobina, uma proteína que está no músculo e é responsável por sequestrar o oxigênio da corrente sanguínea. Obs: mioglobina versus hemoglobina – a hemoglobina possui quatro cadeias e, dentro delas, tem o átomo de ferro, onde o oxigênio vai se ligar;; a mioglobina, por sua vez, é uma única cadeia polipeptídica, onde o oxigênio vai se ligar. Quais são as proteínas contráteis que formam as miofibrilas? Actina e miosina. Elas são as principais, mas não as únicas. O padrão de claro/escuro nas miofibrilas se deve à disposição das proteínas de actina e miosina dentro da miofibrila. Nas miofibrilas, as proteínas de actina conectadas formam os filamentos mais finos, intercaladas com proteínas de miosina, que formam os filamentos mais grossos. Na região onde só tem actina, fica claro. Na região onde tem actina sobreposta com miosina, ou somente miosina, fica escuro. Além da actina, duas outras proteínas compõe os filamentos finos: tropomiosina e troponina. Mas a principal é a actina. Como ocorre a contração? O músculo precisa de estímulo nervoso para contrair. As fibras estão em contato direto com o terminal nervoso (com o axônio). Este libera neurotransmissores (exemplo: acetilcolina), que se ligam em receptores membrana plasmática da célula muscular. Esses receptores são os canais iônicos, que vão abrir, permitindo a passagem de íons para dentro da fibra muscular. Uma vez que o neurotransmissor se liga no canal iônico, a membrana plasmática vai ser despolarizada. A despolarização, então, vai percorrer toda a membrana. Isso vira um efeito cascata. Se um canal abre e despolariza um pedaço da membrana, outros canais iônicos que se abrem devido à diferença de potencial também começam a se abrir, de modo que o estímulo vai percorrendo toda a membrana plasmática. Assim, não é necessário ter uma terminação nervosa que envolve a célula inteira, a membrana inteira, basta ela estar em um ponto. A membrana plasmática possui invaginações (dobras na membrana), que faz com que a despolarização vai lá para o fundo da célula. Essa estrutura em dobra da membrana é chamada de Túbulo T. Como o túbulo T entra para dentro da célula, ele vai estar em contato com os retículos sarcoplasmáticos (RS), que são retículos endoplasmáticos. No músculo, o RS tem uma função muito especial: ele armazena cálcio. O túbulo T, é membrana plasmática, de modo que quando ela despolariza, a membrana do RS também despolariza (pois está em contato com o túbulo T). Quando a membrana do RS despolariza, os canais de cálcio abrem, e o cálcio que estava sequestrado dentro do RS vai para o citoplasma, e aí a contração acontece. à Importante: a contração muscular se dá a partir do sarcômero! Sarcômero: é a unidade contrátil do músculo estriado, isto é, é uma associação de proteínas de actina e miosina. Ele é a menor unidade do músculo que contrai. São filamentos de actina intercalados com filamentos de miosina. Na contração, o que ocorre é um deslizamento da miosina sobre as actinas. Em uma mesma miofibrila se tem centenas de sarcômeros diferentes. É o sarcômero que contraí. Como todos os sarcômeros da miofibrila contraem, toda a miofibrila contrai. Se todas as miofibrilas contraem, a célula contrai. Se todas as células contraem, o músculo contrai. A miosina tem uma estrutura tridimensional em formato de “cabeças”. Para contrair, a actina tem que se ligar na miosina. Quando o músculo não está contraído (está em repouso), o sítio de ligação da actina na miosina está tampado, pois a tropomiosina e a troponina estão fechando o sítio. Quando chega um estímulo nervoso que despolariza a membrana, o túbulo em T também é despolarizado, o canal de cálcio no retículo sarcoplasmático é aberto e o cálcio sai, se ligando na na troponina (subunidade C – ver slide). Quando o cálcio se liga na troponina, entram na molécula dessa proteína duas cargas positivas, causando uma mudança de conformação na mesma. A troponina, ao mudar de conformação, empurra a tropomiosina para baixo. Com isso, o sítio de ligação da actina e da miosina fica disponível, de modo a permitir que a cabeça da miosina se ligue na actina. Quando a miosina se liga na actina, suas cabeças dobram. Todas as cabeças das diversas miosinas dobram. Com isso, a célula contrai. Portanto, para contrair, é preciso de cálcio. Obs: quando a miosina se liga na actina, a actina muda de conformação, que induz uma mudança de conformação na troponina e na tropomiosina (pois está ligada a essas proteínas). Quando essa mudança de conformação ocorre, o cálcio sai. Posteriormente, o cálcio é recolhido pelo retículo sarcoplasmático, saindo do citoplasma. à Quebra de paradigma: o ATP não é usado para contração, mas para relaxamento! A miosina, na verdade, é uma enzima, é uma ATPase (quebra ATP). Para a miosina voltar ao seu estado inicial, após se ligar à actina, ela tem que quebrar o ATP. Com isso, a miosina usa a energia do ATP para voltar ao seu estado inicial. Músculo estriado cardíaco Formado por tecido muscular estriado cardíaco. Características: fibras (células) alongadas e ramificadas, com 1 ou 2 núcleos que estão no centro. Elas possuem estrias transversais. Uma característica exclusiva desse tecido é a presença dos discos intercalares. A contração é rítmica, vigorosa e involuntária. As fibras são circundadas por uma bainha conjuntiva rica em capilares (vasos sanguíneos). Isso porque é necessário que o coração esteja vascularizado o tempo inteiro, já que em todotempo é preciso chegar oxigênio e nutrientes para ele contrair. O sarcômero é o mesmo no estriado esquelético e no cardíaco, então eles contraem do mesmo jeito. A disposição do sarcômero no estriado cardíaco também confere o padrão de claro/escuro. Uma das diferenças é que no estriado esquelético se tem a presença de tríades (um túbulo em T associado a dois retículos sarcoplasmáticos), enquanto no estriado cardíaco o que normalmente se tem é díade (um túbulo em T associado a um retículo sarcoplasmático). Mas a diferença mais significativa é a presença de discos intercalares no estriado cardíaco, pois essa estrutura vai existir somente nesse tecido. Discos intercalares: complexos juncionais, onde se tem três tipos de estruturas juncionais, uma seguida da outra: zônulas de adesão, desmossomos e junções comunicantes. Na comunicação entre uma fibra e outra há a presença dos discos intercalares. A função dos discos intercalares é garantir uma contração em conjunto das células, uma contração uniforme. Isso vai ser garantido, primeiramente, pelo fato deles permitirem que as células estejam unidas, pois todas possuem junção de adesão. Além disso, as células ainda possuem as junções comunicantes, onde o principal composto que passa nelas é o cálcio. Com isso, se cálcio for liberado de uma célula, ele rapidamente passa para outra célula, garantindo que todas as células podem contrair ao mesmo tempo. Músculo liso Formado por tecido muscular liso. Todas as vísceras, com exceção do coração, são formadas pelo músculo liso (estômago, intestino, esôfago, etc). Características: células longas e fusiformes, com um único núcleo no centro, sem estrias. A contração é lenta e voluntária. As células do músculo liso são revestidas por uma lâmina basal (como se fosse a MEC, mas é tecido conjuntivo propriamente dito), e são unidas por fibras reticulares. A lâmina basal é rica em fibras reticulares. Cada célula muscular, através das proteínas de membrana, está conectada às fibras reticulares da lâmina basal. Se uma célula contrai, ela muda a forma da lâmina basal, que acaba a estimulando a contração das demais células, de modo a se ter uma contração em conjunto de todas as células do músculo. O músculo liso não tem retículo sarcoplasmático. Ao invés disso, ele tem cavéolas, que são vesículas que contêm cálcio. O cálcio deve ficar aprisionado dentro das cavéolas, pois se ele ficar fora, o músculo iria contrair o tempo todo, o que não pode acontecer. O músculo liso também possui junções comunicantes para fazer a comunicação entre as células. Neles, essas junções não estão associadas ao desmossomo e às zônulas de adesão, de forma que não forma os discos intercalares. O músculo liso contém uma estrutura chamada de corpos densos, que são aglomerados de proteínas contráteis (são bolinhas – ver slide). Eles contêm α-actinina (proteína parecida com actina). Esses corpos densos possuem um papel na contração. Como ocorre a contração? Como não tem estrias, o músculo liso não tem sarcômero (a disposição dos sarcômeros é o que dá o padrão de estrias). Portanto, como não tem sarcômeros, o músculo liso não contrai da mesma maneira que o estriado. A miosina do músculo liso é diferente do estriado esquelético (é miosina do tipo II). Os filamentos de miosina se formam somente no momento da contração. Elas ficam enroladas, uma sobre a outra. Ao chegar um estímulo nervoso, que liga o neurotransmissor, abre o canal iônico e faz a despolarização da membrana, o cálcio é liberado no citoplasma (assim como ocorre no músculo estriado). Quando o cálcio é liberado, ele se liga à miosina e esta, que estava enrodilhada, se abre, e fica na forma de filamento. Com isso, o sítio de ligação da miosina fica exposto e ela consegue interagir com a α-actinina, de modo que uma desliza sobre a outra e a célula contrai. Para voltar ao estado inicial, a miosina quebra o ATP (assim como no músculo estriado), voltando ao seu estado enrodilhado. Obs: quando a miosina interage com a α-actinina, é como se a miosina conectasse um ponto a outro ponto, de modo que quando todos os pontos se aproximam, a célula contrai. A fibra muscular lisa contrai das bordas para o centro. FIM DA PARTE DE HISTOLOGIA =)
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