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Professor: Dr. Rodrigo Roncato Pereira Setembro, 2019 Disciplina: Histologia e Embriologia Curso: Enfermagem Histologia Histologia O que é Histologia? • É o ramo da ciência que estuda os tecidos do corpo e como eles se organizam para constituir órgãos. • Histo = tecido; e Logos = estudo. • Organização do corpo: • Átomos →Moléculas → Células → Tecidos → Órgãos → Sistemas → Organismo • O conhecimento dos tecidos básicos é fundamental para estudo da estrutura e funcionamento dos órgãos e sistemas. Níveis de organização corporal Moléculas: DNA, RNA, aminoácidos, glicídios, lipídios, H2O.... átomos Tecidos = conjunto de céls. semelhantes, diferenciadas e complementares que se associam para realizar funções específicas. Órgãos = estruturas funcionais formadas por 2 ou + tecidos diferentes associados. Há 4 tecidos fundamentais: • Epitelial • Conjuntivo • Muscular • Nervoso Constituição dos tecidos • Células • Matriz extracelular (MEC) – espaço extracelular. Composta por moléculas altamente organizadas formando estruturas complexas, como: proteoglicanas, glicoproteínas multiadesivas, glicosaminoglicanos, proteínas, polissacarídeos, fibras, membranas basais e líquido intersticial. • Cada um dos 4 tecidos fundamentais é formado por diferentes tipos de células e arranjos característicos de MEC. pavimentosas, cúbicas, colunares Sustentação DefesaTransporte • A pequena dimensão das células e dos componentes da matriz extracelular (MEC) contida entre as células faz com que a histologia dependa do uso de microscópios. As Células ESTRUTURA CELULAR Todos os seres vivos são constituídos por unidades básicas chamadas células. Membrana Citoplasma Núcleo Célula: base para organização da vida • A célula se divide em dois compartimentos básicos: citoplasma e núcleo. Delimitados por Membrana celular e Membrana nuclear. CITOLOGIA •A área da Biologia que estuda a célula→ estrutura e funcionamento. Kytos (célula) + Logos (estudo) As células são as unidades funcionais e estruturais básicas dos seres vivos! É a unidade morfo-fisiológica dos seres vivo. • É a menor unidade viva que é responsável por oferecer mecanismos fundamentais a um organismo, e que, além disso, provocam as reações do metabolismo. Célula A descoberta da célula História da Citologia - A invenção do microscópio (1590 – Janssen – Holandês) condição necessária à descoberta do mundo das céls vivas. - Antonie van Leeuwenhoek (1654 - Holandês) – usou microscopia para visualizar material biológico (protozoários, espermatozoides e céls sanguíneas). 1º a observar microrganismos e células (glóbulos). Pequeno aparelho de uma lente • Em 1665, influenciado por Leeuwenhoek, o físico inglês Robert Hooke, criou um microscópio de duas lentes, mais eficiente (maior capacidade de ampliação - 300x). Foi o primeiro a sugerir a existência e criar o nome: célula. • Examinou num microscópio rudimentar: lâmina de cortiça (tecido vegetal morto) → constituída por pequenas cavidades poliédricas justapostas, às quais chamou de células (do latim cella = pequena cavidade). Na realidade Hooke observou blocos que eram as paredes de células vegetais mortas. O Núcleo • 1833 – Botânico escocês R. Brown observou que tanto as células animais como as vegetais apresentam em seu interior um corpo esférico ou ovoide, que ele denominou núcleo. Não se sabia seu conteúdo e nem função. - O restante do fluído celular passou a ser chamado de citoplasma. A célula observada ao Microscópio Óptico Aumento no microscópio óptico de 100 a 1500 vezes. Visualização somente de citoplasma, núcleo (Cromossomos) e parede celular. Usa Feixes de Luz para atravessar e ampliar amostras e gerar imagens (1.500X) A célula observada ao Microscópio Eletrônico A partir de 1950, a pesquisa biológica começa o estudo mais detalhado da célula, pela criação do microscópio eletrônico. Aumenta 5 mil a 300 mil vezes. Existem dois tipos: • MET: Microscópio eletrônico de transmissão. • MEV: Microscópio eletrônico de varredura. Origem da Citologia Ultra estrutural Usa Feixes de Elétrons (menores comprimentos de ondas) para atravessar e ampliar uma amostra e gerar imagem que é transmitida para um computador Visualizações no MET ovócito e espermatozoide Vírus Membrana plasmática Bactéria ciliada RER Eletromicrografia do RER na sua conformação mais frequente, a de cisternas amplas e paralelas onde se observa a presença dos ribossomos associados à superfície citoplasmática das cisternas do RER e da carioteca externa. (MET, planária terrestre) Visualizações no MEV Visualização da imagem em 3D. Produz imagens de alta resolução da superfície de uma amostra. Devido a maneira com que as imagens são criadas, imagens de MEV tem uma aparência tridimensional dos objetos e são úteis para avaliar a estrutura superficial de uma dada amostra. Grãos de Pólen - profundidade Bactéria Escherichia coli vista ao microscópio óptico (a) e eletrônico (b). a b Imagens Microscópio Eletrônico Imagem da bactéria E. coli – colônia. Im a g e m : B a c té ri a E . c o li, a m p lia d a 1 0 .0 0 0 v e z e s / F o to p o r E ri c E rb e , c o lo ri z a ç ã o d ig it a l, C h ri s to p h e r P o o le y, a m b o m s d o U S D A , A R S , a U E M / P u b lic D o m a in . Ácaro de poeira Imagens Microscópio Eletrônico Olhos de um mosquito TIPOS CELULARES • Existem dois tipos básicos de células: PROCARIÓTICAS e EUCARIÓTICAS Célula Procariótica: sem carioteca Célula Eucariótica: presença de carioteca 27 Componentes básicos da célula Membrana plasmática - É uma “capa” dupla (bicamada lipoproteica) que envolve e protege todo o interior da célula. • Proteção e delimitação da célula; • Elasticidade; • Retenção e transporte de moléculas de forma seletiva. • Permeabilidade Seletiva: capacidade de selecionar as substâncias que entram e saem da célula. Parede Celular É uma estrutura típica das células vegetais, bacterianas e dos fungos e tem como principal função dar proteção extra à membrana plasmática. Difere por sua constituição química: nas bactérias, a parede celular é composta por carboidratos (açúcares) e proteínas (peptideoglicanos); nos vegetais, é composta por celulose, um carboidrato estrutural resistente; nos fungos, por quitina e carboidratos nitrogenados. Reduz a perda de água e promove a rigidez das células. Principais características dos componentes básicos da célula Citoplasma • Auxilia a morfologia da célula; • Fica entre a membrana e o núcleo; • É preenchido pelo hialoplasma; • Armazenamento de substâncias essências à vida; • Local onde se situam as organelas citoplasmáticas. Organelas Citoplasmáticas Organelas Citoplasmáticas Mitocôndria: são organelas formadas por dupla membrana lipoproteica. Encontradas em grande No, têm como função a produção e liberação de energia para o metabolismo celular = respiração celular. Células que gastam bastante energia têm + mitocôndrias, por exemplo, as células cardíacas, sptz, musculares. Apresentam a capacidade de se autoduplicar e de controlar seu metabolismo, pois possuem material genético próprio. Os cientistas atribuem esta capacidade à sua origem, de bactérias primitivas que passaram a viver nas células eucarióticas – Teoria da Endossimbiose. Organela não membranosaAnimais e protozoários Organelas membranosas Organela mais abundante, parte da composição da carioteca. ribossomos Retículo Endoplasmático: é formado por uma rede de canais interligados e distribuídos por toda a célula. É responsável pela síntese, transporte, distribuição e armazenamento de proteínas e enzimas (RE Rugoso) ou síntese e transporte de lipídeos (produção de memb. e horm.) (RE liso) pelo citoplasma. RER Eletromicrografia do RER na sua conformação mais frequente, a de cisternas amplas e paralelas onde se observa a presença dos ribossomos associados à superfície citoplasmática das cisternas do RER e da carioteca externa. (MET, planária terrestre) REL Ponto de transição no RE (marcador de limite) entre sua porção rugosa (R) e sua porção lisa (L) pode ser facilmente observada pela ausência dos ribossomos associados na superfície citoplasmática de suas cisternas, na parte lisa. Há concentração de substância no interior de uma vesícula do REL (seta) e nas vesículas de secreção já formadas (V). (MET, planária terrestre) Complexo de Golgi: É constituído por dupla membrana lipoproteica, formando bolsas achatadas, empilhadas e estão localizados próximo ao núcleo, após o RE. Tem como principal função o armazenamento e transformação de substâncias produzidas dentro da célula e a secreção celular. Assim, recebe (armazena), transforma, empacota e libera substâncias no interior de vesículas que atuarão no próprio citoplasma ou no meio extracelular. Complexo de Golgi Lisossomos: são organelas (bolsas) produzidas pelo Complexo de Golgi. Em seu interior, encontram-se enzimas digestivas, o que lhe confere a função de digestão intracelular. Vesículas contendo enzimas que se desprendem do complexo de Golgi Incorporação de produtos sólidos Incorporação de produtos líquidos Processo utilizado pela célula para englobar partículas sólidas ou liquidas, que lhe irão servir de alimento ou para defesa. Remoção de resíduos ENDOCITOSE EXOCITOSE Organela membranosa que contém enzimas que usa O2 para oxidar (quebrar) substâncias orgânicas e rim Composto formado como produto final em muitas reações do metabolismo, de efeito altamente lesivo às células. Produção de anticorpos, hormônios, .... • Ribossomos: Podem ser encontrados livres no citoplasma ou associadas ao RER. Tem como função a síntese de proteínas. • Citoesqueleto: É formado por microfilamentos e microtúbulos de proteínas responsáveis pela organização interna (sustentação) e pelo formato da célula; também participa dos movimentos celulares (cílios e flagelos). Ainda auxilia na adesão celular. Núcleo Fig. 24: Núcleo Celular O Núcleo atua na reprodução celular. Também é portador das características hereditárias e coordena todas as atividades químicas da célula através de instruções fornecidas pelos genes. Organela membranosa • Carioteca: membrana dupla e porosa que delimita o Núcleo, permitindo a comunicação com o Citoplasma; • Nucleoplasma: massa fluída limitada pela Carioteca que ocupa o interior do núcleo – água + proteínas; • Cromatina: material constituído por DNA (material genético) + proteínas. Responsável pelas CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS. • Nucléolo: armazena rRNA e têm sequências de DNA que controlam a reprodução celular. RESUMO UNIDADES DE MEDIDA DAS CÉLULAS Micrômetro (µm)- milésima parte do milímetro • 1 m = 1mm/1000 ou 1mm = 1000 m Nanômetro (nm) = milionésima parte do milímetro • 1 nm = 1mm/1.000.000 ou 1mm = 1.000.000 nm Ângstron (A) = décima de milionésima parte do milímetro • 1 A = 1mm/10.000.000 ou 1mm = 107 A • Geralmente o tamanho das células é inferior ao poder de resolução do olho humano: •Céls animais apresentam de ± 10 a 20 µm; •Céls vegetais, de 20 a 50 µm; •O tamanho médio das bactérias varia de 2 a 5 µm. HISTOLOGIA E SEUS MÉTODOS DE ESTUDOS E MICROSCOPIA TEÓRICO-PRÁTICA • Preparações histológicas – maior parte não pode ser visualizada a olho nu Amostras do tecido precisam ser preparadas e analisadas em MICROSCÓPIO Biologia Celular e Histologia Preparação de tecidos para exames microscópicos • Procedimento mais usado no estudo de tecidos – preparação de lâminas a partir de CORTES HISTOLÓGICOS. • Microscópio de luz (ou óptico ou fotônico) – a imagem se forma após um feixe de luz atravessar uma estrutura. • Apenas céls vivas, camadas muito delgadas de tecidos, membranas transparentes de animais vivos (ex. cauda de girino), podem ser observadas diretamente ao microscópio – sem nenhum preparo. • Na maioria dos casos, tecidos e órgãos são espessos e não possibilitam a passagem adequada da luz para a formação de uma imagem. • Os cortes dos tecidos são obtidos por meio de instrumentos de grande precisão – micrótomos. • Mas antes o tecido precisa passar por uma série de tratamentos. preservação MO Coleta 1- COLETA Fragmentos de tecidos podem ser obtidos: • Biópsia; • Excisão cirúrgica; • Necropsia. Logo após a remoção, os fragmentos de tecidos devem ser imersos imediatamente em fixador. 2- Fixação • Logo após sua remoção do corpo, céls ou fragmentos de tecidos devem ser submetidos a um processo chamado fixação; • Finalidades: • Evitar a digestão e degradação dos tecidos por enzimas presentes nas próprias células que o constitui (autólise) ou por ação de bactérias (proliferação); • Enrijecer os fragmentos de tecido tornando-os mais resistentes a danos com o tempo; • Preservar a estrutura e a composição molecular dos tecidos. • Fixadores: subst. químicas que mantem a integridade do tecido, sem alterar as estruturas celulares. Fixação pode ser: Química ou Física • Química: tecidos são imersos em soluções fixadoras de agentes estabilizadores de moléculas (formam pontes com moléculas vizinhas). + comum: formaldeído a 4-10 % (reage com grupos amina das proteínas). Glutaraldeído. Álcool + ác. Acético. Tetróxido de ósmio (preserva e dá contraste aos lipídeos e proteínas). Demorada – até 48h para conclusão. • Física: Congelamento (fixação menos comum); • Não inativa a maioria das proteínas e enzimas (diferente da fixação química) e as mantem em suas conformações naturais. • É + usada quando se quer estudar lipídios presente nos tecidos ou céls, pois a imersão de tecidos em solventes (ex. xilol) dissolve essas substâncias. • É um método rápido (até 12h para conclusão). Muito usado em biopsias. É feito pouco após a remoção do tecido. 3- Inclusão • Para conseguir secções delgadas com o micrótomo, os fragmentos de tecido fixados devem ser infiltrados com substâncias que lhes proporcionem um consistência ainda + rígida. • Substâncias + usadas: Parafina e resinas de plástico. • Inclusão ou embebição em parafina é precedido por 2 etapas: desidratação e diafanização ou clareamento. • Etanol = desidratação do tecido (perda de água) – facilita a impregnação do tecido com parafina. • Diafanização ou Clareamento = Xilol – transparência. (infiltração de um solvente da parafina e desalcolizante). Clorofórmio, Benzol, Toluol .... • Parafina derretida – confere rigidez ao tecido. 4- Microtomia • Os blocos de parafina com tecidos são levados a um micrótomo onde são seccionados por uma lâmina de aço ou de vidro de modo a fornecer cortes de 1 a 10 micrômetros de espessura. • Imprescindível para que haja boa transparência do material e consequentemente para uma boa visualização ao microscópio. UNIDADES DE MEDIDAS CITOLÓGICAS Micrômetro (µm)- milésima parte do milímetro • 1 m = 1mm/1000 Nanômetro (nm) = milionésima parte do milímetro • 1 nm = 1mm/1.000.000 Ângstron (A) = décima de milionésimaparte do milímetro • 1 A = 1mm/10.000.000 4 m • Após seccionados, as fatias delgadas são colocadas para flutuar sobre uma superfície de água aquecida (“esticar” o tecido) e então sobre lâminas de vidro, onde se aderem e serão corados. Banho-Maria 4 – Coloração • Finalidade: dar contraste aos componentes dos tecidos, tornando-os visíveis e destacados uns dos outros. Naturalmente, tecidos são transparentes. • A maioria dos corantes se comportam como substâncias de caráter ácido ou básico e formam ligações eletrostáticas (salinas) com componentes ionizados dos tecidos. • Componentes dos tecidos que se coram bem com corantes básicos são chamados de basófilos e que tem afinidade por corantes ácidos – acidófilos. • Ex.: Corantes básicos (ligam-se a radicais ácidos): Azul-de-toluidina, Azul-de- metileno, Hematoxilina. • Corantes ácidos (ligam-se a radicais básicos): Eosina, Orange G, Fucsina ácida. PREPARAÇÕES HISTOLÓGICAS Coloração histoquímica Principal técnica de coloração: Hematoxilina - eosina (+ usado) Corante básico cora estruturas ácidas (basófilas) coloração azulada ou violeta Núcleo, RER, porções do citop. ricas em RNA, Matriz da cartilagem hialina. Corante ácido cora citoplasma, fibras colágenas e outras substâncias básicas (acidófilas) coloração cor-de-rosa Hematoxilina Eosina E H PREPARAÇÕES HISTOLÓGICAS Hematoxilina: Cor azul CORA SUBSTÂNCIAS BASÓFILAS Eosina Cor rosada Cora substâncias ACIDÓFILAS “cola” – sela o material na lâmina para durar por muito tempo. Outras formas de obtenção de tecidos • Esfregaço – é uma pequena camada de líquido biológico sobre uma lâmina de vidro, para fins de observação microscópica. Esmagamento Microscopia de Luz • O microscópio é composto por partes mecânicas e ópticas (lentes oculares, objetivas e condensador). • 3 conjuntos principais de lentes: - condensadoras: concentram os raios luminosos que atravessarão o objeto a ser observado. • - objetivas: formação da imagem aumentada. • - oculares: produzem a imagem. • Resolução (parte óptica): o fator + crítico para conseguir uma imagem aumentada e com muitos detalhes é o parâmetro poder de resolução. 1 = ocular 2 = objetivas e revólver 3 = platina - mesa 4 = charriot – movim. a lâmina 5 = parafuso macrométrico 6 = parafuso micrométrico 7 = diafragma do condensador 8 = condensador 9 = botão do condensador 10 = dois parafusos centralizadores do condensador 11 = Botão liga/desliga 12 = controle de iluminação Base Braço Lâmpada (Fonte de Luz) Canhão Presilhas Ou pinças Mecanismo de focalização Proporcionam aumento MICROSCÓPIO ÓPTICO - feixe de luz atravessa um objeto muito fino e é recolhido por um sistema de lentes que ampliam a imagem (até 1000x). Observações IMPORTANTES • 1. O microscópio não deverá ser retirado do local, nem mesmo arrastado sobre a bancada, pois poderá haver o risco de queimar a lâmpada e danificar os sistemas de lentes. • 2. Se há mais de um aluno usando o microscópio, coloquem-se numa posição ideal para evitar a movimentação do microscópio. • 3. Por fim, lembremos o cuidado em, após o uso, abaixar a platina, retirar e guardar a lâmina (se usar óleo de imersão, limpar a lâmina), posicionar a objetiva de menor aumento (4x) e cobrir com a capa o microscópio. Para um bom diagnóstico histológico, é necessário que você siga corretamente os passos a seguir: • 1. Observe se o microscópio está em perfeito funcionamento: lentes oculares e objetivas bem atarraxadas e limpas; Charriot com as pinças sobre a platina movimentando-se normalmente. • 2. Observe a lâmina contra a luz e examine o corte a olho nu. • 3. Coloque a lâmina na platina, prendendo-a com as pinças e, movimentando o Charriot, centralize a preparação na “janela” da platina. • 4. Encaixe a objetiva de pequeno aumento (4x), girando o revólver; acenda a lâmpada e tente focalizar para o seu olho (movimentando o parafuso macro e micrométrico), não conseguindo, peça ajuda. • 5. Passeie por toda a estrutura corada, movimentando o Charriot, para ter uma visão panorâmica do corte. Detenha-se em algum campo específico e encaixe a objetiva de 10x. De quanto foi o aumento anterior com a objetiva de pequeno aumento e agora com a de médio aumento? Faça os cálculos. • 6. Tente interpretar a lâmina. Lembre-se de que você está diante de um único plano de corte e que as estruturas como vasos e ductos têm distribuição tridimensional nos tecidos e órgãos. Os cortes transversais apresentam-se com uma luz central. • 7. Utilize outra objetiva e vá aprofundando seu estudo. Observe as dimensões das estruturas com cada objetiva empregada. • 8. Não desanime da primeira vez. Repita as operações até que possa dominar o microscópio. Antes de devolver a lâmina ao suporte, certifique-se de que reconheceu as estruturas pela coloração e pela morfologia que apresentam. Faça os seus questionamentos, discuta com o colega vizinho e, só após, chame o professor para esclarecimentos.