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Guinness Sebenta de Histologia Módulo II.II 2011-2012 Ana Dagge 2 Boa Noite, São 3 da manhã e estou boquiaberta a tentar perceber como é que tive paciência e tempo para escrever 150 páginas de resumos sobre uma cadeira em que tudo é definido por diferenças nos tons de cor-de-rosa. Os resumos foram feitos com base no Ross e na grande Rita Luz, esse ícone da FML, e à custa de doses de cafeína pouco saudáveis. A quem estudar por aqui, aconselho que vejam sempre que possível um dos livros recomendados e tenham à mão um atlas ou o Iowa. De resto, só precisam de uma dose infinita de paciência e de uma boa banda sonora. Qualquer erro que detectem, é favor enviar um mail à gerência (anadagge@campus.ul.pt). Agradeço a todos os que foram insistindo comigo para eu ir fazer isto, especialmente ao rapaz de Beja, famosíssimo vencedor de torneios de beer pong, que, quando questionado sobre a qualidade dos presentes resumos, respondeu “estão bons, têm um aspecto bonito e tal”; à minha vizinha que anda há seis meses a ‘cantar’ ópera e a tentar tocar Adele e não consegue; ao Esmegma Fest e ao Joao_Carlos, porque ainda me dói a barriga de tanto rir; ao João Gramaça, pelo épico nome de praxe que deu o nome a esta sebenta; e, por último, ao Alex Turner, ao Zach Condon, ao Matt Berninger, à Florence Welch, ao Bob Dylan, ao Josh Homme, ao Marcus Mumford, à Régine Chassagne e a todos os outros que passaram horas infinitas durante estes meses a cantar para mim e a tornar tudo isto um bocadinho mais suportável. Ana Dagge (Pronuncia-se Dégue) “The sea's only gifts are harsh blows and, occasionally, the chance to feel strong.” http://en.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gine_Chassagne 3 Índice TECIDO EPITELIAL .......................................................................................................................... 6 EPITÉLIO GLANDULAR ................................................................................................................. 18 TECIDO CONJUNTIVO .................................................................................................................. 20 Tecido conjuntivo embrionário ............................................................................................... 20 Tecido conjuntivo propriamente dito ..................................................................................... 20 Matriz Extracelular .................................................................................................................. 25 Células do Tecido Conjuntivo .................................................................................................. 26 TECIDO CARTILAGÍNEO ............................................................................................................... 30 Cartilagem Hialina ................................................................................................................... 30 Cartilagem Elástica .................................................................................................................. 33 Fibrocartilagem ....................................................................................................................... 33 Condrogénese ......................................................................................................................... 34 Reparação da Cartilagem Hialina ............................................................................................ 35 Identificação Histológica ......................................................................................................... 36 TECIDO ÓSSEO ............................................................................................................................. 37 Matriz extracelular ou Osteóide ............................................................................................. 37 Células do Tecido Ósseo .......................................................................................................... 39 Ossificação ............................................................................................................................... 41 TECIDO ADIPOSO ......................................................................................................................... 46 SANGUE ....................................................................................................................................... 49 Plasma – constituição .............................................................................................................. 49 Células do sangue .................................................................................................................... 50 Hematopoiese ......................................................................................................................... 57 Medula Óssea .......................................................................................................................... 61 TECIDO MUSCULAR ..................................................................................................................... 63 Músculo Esquelético ............................................................................................................... 63 Músculo Liso ............................................................................................................................ 67 Contracção Muscular .............................................................................................................. 68 Identificação Histológica ......................................................................................................... 71 TECIDO NERVOSO ........................................................................................................................ 72 O Neurónio .............................................................................................................................. 72 Sinapse .................................................................................................................................... 74 4 Transporte Axonal ................................................................................................................... 76 Neuroglia ................................................................................................................................. 77 Origem das células nervosas ................................................................................................... 81 Organização do SNP ................................................................................................................ 81 Organização do SNA ................................................................................................................ 82 Organização do Sistema Nervoso Central ............................................................................... 83 Tecido Conjuntivo do SNC – Meninges ................................................................................... 84 Barreira Hemato-Encefálica .................................................................................................... 85 Degeneração e Regeneração do SNP ...................................................................................... 85 SISTEMA CARDIOVASCULAR ........................................................................................................ 87 Coração ................................................................................................................................... 87 Artérias e Veias ....................................................................................................................... 88 Linfáticos ................................................................................................................................. 93 Identificação Histológica......................................................................................................... 94 SISTEMA IMUNITÁRIO ................................................................................................................. 97 Células do Sistema Imunitário ................................................................................................. 97 Órgãos Linfóides ...................................................................................................................... 98 SISTEMA DIGESTIVO I: cavidade oral e estruturas associadas .................................................. 104 Cavidade Oral ........................................................................................................................ 104 Glândulas Salivares ................................................................................................................ 109 SISTEMA DIGESTIVO II: Esófago e Tracto Gastrointestinal ....................................................... 113 Esófago .................................................................................................................................. 115 Transição Cárdio-Esofágica ................................................................................................... 116 Estômago ............................................................................................................................... 116 Intestino Delgado .................................................................................................................. 121 Intestino Grosso .................................................................................................................... 123 Recto e Canal Anal ................................................................................................................. 125 SISTEMA DIGESTIVO III: Fígado, Vesícula Biliar e Pâncreas ....................................................... 126 Fígado .................................................................................................................................... 126 Sistema Biliar ......................................................................................................................... 131 Vesícula Biliar ........................................................................................................................ 132 Pâncreas ................................................................................................................................ 133 SISTEMA RESPIRATÓRIO ............................................................................................................ 135 Fossas Nasais ......................................................................................................................... 135 5 Faringe ................................................................................................................................... 137 Laringe ................................................................................................................................... 137 Traqueia ................................................................................................................................ 137 Brônquios .............................................................................................................................. 139 Bronquíolos ........................................................................................................................... 139 Alvéolos ................................................................................................................................. 140 PADRÕES CITOQUÍMICOS ......................................................................................................... 143 6 TECIDO EPITELIAL O tecido epitelial é um conjunto de células poliédricas, justapostas e funcionalmente interligadas que recobrem a superfície corporal e as cavidades do organismo. Formam ainda a porção secretora (parênquima) das glândulas e os seus ductos. Algumas células epiteliais especializadas são receptores dos órgãos dos sentidos. O tecido epitelial forma uma barreira selectiva que facilita ou inibe a passagem de substâncias específicas. Características As células estão muito próximas e unidas por junções celulares. Têm uma polaridade morfológica e funcional, apresentando três domínios: apical ou livre, lateral e basal. A superfície basal está unida a uma lâmina basal rica em proteínas e polissacarídeos. Algumas células podem não ter um domínio apical livre, sendo por isso chamadas de tecidos epitelióides (ex: células de Leydig, ilhéus de Langerhans, células luteínicas do ovário, parênquima da glândula adrenal, lobo anterior da glândula pituitária). Classificação Os tecidos epiteliais são classificados de acordo com o número de camadas que os constituem e de acordo com a forma das células da camada mais superficial. Quanto ao número de camadas: ► Simples (uma só camada de células) ► Estratificado (duas ou mais camadas) Quando à forma das células: ► Pavimentoso (o comprimento é superior á altura) ► Cubóide (as três dimensões são semelhantes) ► Cilíndrico (a altura é superior ao comprimento) Podem ainda ser classificados pela especialização do domínio apical em: ciliados, queratinizados, não queratinizados, etc. 7 Simples Pavimentoso Endotélio Mesotélio Cápsula de Bowman Cubóide Ductos das glândulas exócrinas Superfície do ovário Túbulos do rim Folículos da tiróide Cilíndrico Intestino delgado e cólon Estômago Vesícula biliar Estratificado Pavimentoso Epiderme Cavidade oral e esófago Vagina Cubóide Ductos das glândulas sudoríparas Grandes ductos de glândulas exócrinas Cilíndrico Grandes ductos de glândulas exócrinas Categorias especiais ► Tecido epitelial pseudoestratificado – é aparentemente estratificado, mas todas as células assentam na membrana basal. Ex: traqueia (com cílios), epidídimo (com estereocílios). ► Epitélio de transição – epitélio estratificado com características morfológicas que permitem a sua distensão. As células mais superficiais são arredondadase e as células que se situam imediatamente abaixo têm forma de pêra e são ligeiramente mais pequenas. Por último, as células da última camada são muito pequenas. Limitado ao epitélio do trato urinário (urotélio). Consoante a sua localização, os epitélios podem ter nomes específicos. O endotélio está presente nos vasos sanguíneos e linfáticos, o endocárdio está presente nos ventrículos do coração e o mesotélio é o epitélio das cavidades do organismo. Funções do epitélio: secreção, absorção, transporte, protecção, receptores. 8 Domínios das células epiteliais Livre/Apical – direccionado para o exterior ou para o lúmen das cavidades. Lateral – comunica com as células adjacentes. Basal – assenta na lâmina basal. Modificações do domínio apical Estas modificações incluem a presença de enzimas específicas, canais iónicos, proteínas transportadoras, microvilosidades, estereocílios e cílios. 9 Microvilosidades (1 a 3 micrómetros) São projecções em forma de dedo de luva que podem ser pequenas e desordenadas ou compridas, uniformes e muito próximas. Têm como função aumentar a área de absorção da célula e o seu número depende da capacidade absortiva da mesma. No intestino, tomam o nome de prato estriado e, nos tubos renais, de bordadura em escova. Em condições ideias de observação, é possível distinguir no prato estriado uma ténue estriação paralela ao eixo maior das células. Nos tubos renais, as microvilosidades são menos concentradas do que no intestino, daí terem adquirido o nome de bordadura em escova. Ambas as estruturas estão associadas a uma desenvolvida glicocálix, podendo ser evidenciados com corantes que demonstram glicoproteínas.As microvilosidades são constituídas por um núcleo com 20 a 30 filamentos de actina cuja extremidade positiva está ligada à proteína vilina na porção mais distal e a extremidade negativa está ligada à rede terminal na base da microvilosidade. Os filamentos de actina estão ligados entre si por várias proteínas (fimbrina, espina, fascina) que conferem suporte e rigidez à estrutura e estão ligados à membrana das microvilosidades por miosina I. A rede terminal é constituída por espectrina que faz a ancoragem da rede à membrana da célula e por miosina II + tropomiosina que permitem o movimento passivo das microvilosidades. 9 Estereocílios (120 micrómetros) Estão presentes no epidídimo dos canais deferentes e nas células sensoriais do ouvido interno. 9 No primeiro caso, os estereocílios são muito longos e semelhantes a microvilosidades. Apresentam um núcleo de actina associado a fimbrina. Têm ainda α-actinina que faz a união entre dois esterocílios e está presente também na rede terminal. No ouvido interno, os estereocílios são muito sensíveis à vibração (são mecanoreceptores). Estão organizados em feixes que vão aumentando de tamanho e formam uma estrutura em forma de escada. Os filamentos de actina estão unidos por espina e não apresentam α-actinina. Possuem um mecanismo de renovação constante através da adição de monómeros de actina na extremidade positiva e na sua remoção na extremidade negativa. 9 Cílios Os cílios podem ser: x Móveis x Primários (ou monocílios) x Nodais Os cílios móveis estão presentes na árvore tráqueo-brônquica, onde são responsáveis pela eliminação de muco e bactérias. No microscópio óptico, são pequenas estruturas muito finas com 5 a 10 μm, sendo visível uma banda mais escura na base dos cílios – os corpos basais (visíveis individualmente no microscópio electrónico). São constituídos por um axonema e por corpos basais. O axonema é um núcleo de microtúbulos constituído por 9 pares dispostos em círculo e por um par central (9+2). Cada par é constituído por um microtúbulo A (13 protofilamentos de tubulina) e por um microtúbulo B (10 protofilamentos de tubulina) que partilham uma parte da sua parede. Têm 2 “braços” de dineína (proteína motora) em volta de cada par e pares adjacentes estão ligados por nexina. Os corpos basais são centros organizadores de microtúbulos e são constituídos por 9 porções de tripletos de microtúbulos arranjados em anel. A actividade dos cílios é baseada no movimento dos microtúbulos uns em relação aos outros, o que é permitido pela dineína. O par central de microtúbulos têm quinesina que provoca um movimento de rotação dos microtúbulos responsável pela regulação da interacção da dineína com os restantes microtúbulos e pela coordenação do sentido do movimento. 10 Os cílios primários/monocílios são imóveis devido à ausência de proteínas motoras e do par de microtúbulos central (9+0). Movem-se passivamente devido à acção de fluidos e, geralmente, está presente apenas um por célula. Recebem estímulos químicos, osmóticos, luminosos e mecânicos e geram sinais que são transmitidos à célula. São essenciais no controlo da divisão celular. Estão localizados nas células epiteliais dos túbulos renais, nas células vestibulares do ouvido e no tracto biliar. Os cílios nodais são imóveis (9+0) e têm um papel importante no desenvolvimento embrionário, nomeadamente na determinação da simetria direita-esquerda. Possuem quinesina e dineína que provocam movimentos de rotação no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio. Especializações do domínio lateral A membrana lateral apresenta moléculas de adesão celular (CAM) que fazem parte de especializações de junção que podem ser de três tipos: oclusivas (de oclusão), de adesão ou comunicantes. A membrana lateral pode ainda apresentar invaginações que são responsáveis por aumentar a área de contacto entre as células e que são particularmente desenvolvidas em tecidos envolvidos no transporte de fluidos e iões. 9 Junções de oclusão: zonula ocludens ou tight junctions São as estruturas mais apicais e formam uma faixa circunferencial em volta da célula. Formam uma barreira selectiva entre células adjacentes, limitando o movimento de água e outras moléculas pelo espaço intercelular. São ainda responsáveis por evitar a migração de lípidos e proteínas entre as membranas apical e lateral, mantendo a integridade dos dois domínios. Ocludina 4 domínios transmembranares Presente na grande maioria dos epitélios 11 Claudinas 4 domínios transmembranares Responsável por formar canais aquosos para a passagem de pequenos iões Junctional adhesion molecules (JAM) 1 domínio transmembranar Pertencem à família das imunoglobulinas. Formação de tight junctions entre células epiteliais e entre estas e os monócitos em migração do espaço vascular para o tecido conjuntivo. Os domínios extracelulares destas proteínas formam uma estrutura em forma de fecho que sela o espaço intercelular. Os domínios intracelulares têm sequências de aminoácidos que atraem PDZ-domain proteins (complexos proteicos) que incluem ZO-1, ZO-2 e ZO-3 e que se associam à ocludina e aos filamentos de actina do citoesqueleto. Tipos de transporte ► Transporte transcelular (transcitose) – tipo de transporte activo da membrana apical para o citoplasma e do citoplasma para a membrana lateral (abaixo na zonula ocludens) ou para a membrana basal. ► Transporte paracelular – é feito através da zonula ocludens e a quantidade de moléculas transportadas depende da densidade da zonula ocludens, nomeadamente da composição molecular e do número de canais aquosos activos. 9 Junções de adesão São responsáveis pela adesão entre células através da ligação do citoesqueleto de células adjacentes. Estão situadas abaixo da zonula ocludens e podem ser de dois tipos: Zonula adherens (fazem a ligação dos filamentos de actina) Macula adherens /desmossomas (fazem a ligação dos filamentos intermédios) 12 A principal função deste tipo de junção é a estabilidade mecânica do epitélio, impedindo que as células se separem quando sujeitas a certos tipos de forças, bem como o reconhecimento célula-a-célula. Têm ainda um papel na morfogénese e diferenciação celulares. Proteínas envolvidas: 9 CAM (moléculas de adesão celular) O domínio extracelular interage com os de CAM de células vizinhas. Esta interacção pode ser de dois tipos: homotípica, se ocorrer entre CAMs do mesmo tipo, ou heterotípica, se ocorrer entre CAMs de tipos diferentes. O domínio intracelular está ligado ao citoesqueleto. Estas moléculas estão envolvidas na comunicação, diferenciação e reconhecimento celular, na apoptose, respostas imunitárias, etc. Existem 4 famílias de CAMs: Caderinas Dependentes de cálcio Interacções homotípicas Associadas a cateninas que são responsáveis por fazer a ligação à actina Conduzem sinais que regulam a divisão e o crescimento celular Caderina-E: epitélios Caderina-N: SNC, cristalino, músculo esquelético e cardícaco Integrinas Constituídas por 2 glicoproteínas transmembranares Interacções heterotípicas Interagem com moléculas da matriz extracelular (colagénio, fimbrina, fibronectina) e com os filamentos de actina e filamentos intermédios do citoesqueleto Selectinas Dependentes de cálcio São expressas em células epiteliais e nos glóbulos brancos Fazem o reconhecimento neutrófilo-endotélio que inicia a migração dos neutrófilos pelo endotélio dos vasos sanguíneos Superfamília das Regulam a adesão celular homotípica 13 imunoglobulinas Existem vários tipos: ICAM (intercellular cell adhesion molecule), CCAM (cell-cell adhesion molecule), VCAM (vascular cell adhesion molecule)… Têm um papel na adesão celular, na metastização de tumores, na angiogénesee nos processos inflamatórios. Zonula Adherens Formam um anel em volta da célula. São compostas por E-Caderina que está ligada, no domínio intracelular, a catenina. O complexo E-caderina - catelina liga-se à vinculina e α- catenina que por sua vez interagem com os filamentos de actina. O domínio extracelular está ligado a cálcio, pelo que a remoção destes iões leva à dissociação da E-caderina. No microscópio electrónico, o espaço intercelular é pouco denso. Abaixo da membrana, é visível uma zona mais densa que corresponde aos complexos E-caderina - catenina e às proteínas associadas. Fascia adherens São junções específicas do tecido muscular cardíaco que são semelhantes a zonula adherens. Ao microscópio electrónico, apresentam um aspecto ondulado. Têm ZO-1. Macula adherens / desmossomas São junções muito fortes e que fazem a ancoragem de filamentos intermédios de células adjacentes. Ao contrário das zonula adherens, não são contínuas ao longo de toda a célula. No lado citoplasmático da membrana, existe uma zona mais densa que corresponde a placas citoplasmáticas onde estão ligados os filamentos intermédios e que são compostas por desmoplaquina e placoglobina. Estas placas são responsáveis pela dissipação de forças. O espaço intercelular apresenta, ao microscópio electrónico, uma banda mais densa no meio que representa a porção extracelular de glicoproteínas: desmogleína e desmocolina (membros da família das caderinas – são dependentes de cálcio). A porção citoplasmática destas glicoproteínas interage com a desmoplaquina e com a placoglobina. 14 9 Junções comunicantes: gap junctions ou nexus Permitem a passagem de moléculas entre células adjacentes através de um conjunto de canais transmembranares e poros, sendo importantes em tecidos com actividade coordenada. Ao microscópio electrónico, são pontos de contacto entre células vizinhas. Os canais são formados por dois conexões, um em cada uma das células adjacentes. Cada conexão é constituído por 6 subunidades de conexina, sendo que, no total, cada canal tem 12 conexinas organizadas de forma circular. A interacção entre as conexinas pode ser homotípica se as moléculas passam igualmente nos dois sentidos ou heterotípica se as moléculas passam mais rápido num dos sentidos. Mutações nos genes das conexinas estão associados a surdez e cataratas. Especializações do domínio basal: membrana basal, junções célula-matriz e invaginações 9 Membrana basal Não é visível em preparações de hemalúmen-eosina por ser muito fina e ficar corada da mesma forma que o tecido conjuntivo adjacente (pode ser usada impregnação em prata). É PAS-positiva, o que indica a presença de proteoglicanos. Forma uma camada mais escura e muito fina entre o epitélio e o tecido conjuntivo. O termo membrana basal inclui a lâmina basal e a lâmina reticular. ► A lâmina reticular é uma camada pertencente ao tecido conjuntivo formada por colagénio tipo III (colagénio reticular). ► A lâmina basal ou lamina densa é uma camada de material mais denso entre o epitélio e o tecido conjuntivo. Contém: laminina, colagénio tipo IV, proteoglicanos e glicoproteínas. Entre a lâmina basal e a célula, existe uma camada mais clara constituída por CAMs (fibronectina e receptores de laminina) que se denomina lamina lucida. 15 Conteúdo da lâmina basal: Colagénio Tipo IV (50%) - isoformas deste tipo conferem especificidade à lâmina basal associada a diferentes tecidos. Tipo XV – estabilização dos músculos esquelético e cardíaco. Tipo XVIII – vasos e epitélios. Tipo VII – ancoragem da lâmina basal à lâmina reticular. Lamininas Glicoproteínas constituídas por 3 cadeias polipeptídicas. Importantes na iniciação da formação da lâmina basal. Têm locais para ligação de receptores de integrina existentes no domínio basal do epitélio. Entactina Glicoproteína Faz a ligação entre a laminina e a rede de colagénio IV Liga-se a iões cálcio Proteoglicanos Têm um carácter muito negativo, pelo que são muito hidratados (dão volume à lâmina basal) Regulam a passagem de iões A adesão da lâmina basal ao tecido conjuntivo é feita por: Colagénio tipo VII – faz um loop à volta do colagénio tipo III Microfibrilhas – ancoragem das fibras elásticas Projecções da lamina densa Funções da lâmina basal: ► Ligação das células ao tecido conjuntivo ► Isolamento do tecido conjuntivo dos epitélios, nervos e tecido muscular ► Filtração ► Guia na regeneração de tecidos ► Impede a invasão tumoral ► Controlo das funções celulares por interacção com receptores das membranas celulares 16 9 Junções célula-matriz Mantêm a integridade da interface célula-matriz. Podem ser adesões focais (envolvem os filamentos de actina) ou hemidesmossomas (envolvem filamentos intermédios). Existem ainda, no domínio basal, proteínas transmembranares da família das integrinas que interagem com a lâmina basal. Adesões focais Fazem a interacção entre a lâmina basal e os filamentos de actina. As proteínas transmembranares envolvidas são as integrinas que interagem, no domínio intracelular, com α-actinina, vinculina, etc. que estão ligadas à actina. No domínio extracelular, ligam-se a glicoproteínas da lâmina basal, nomeadamente a laminina e a fibronectina. As adesões focais são a base para a migração celular e são importantes na conversão de sinais mecânicos, provenientes do meio exterior, em sinais bioquímicos que afectam a actividade da célula (crescimento, migração, diferenciação, etc.). Hemidesmossomas Estão presentes em epitélios sujeitos a forças abrasivais, como a córnea, pele, mucosa da cavidade bucal, esófago e vagina. São semelhantes ao desmossomas. Na porção intracelular, têm uma placa citoplasmática composta por proteínas da família das desmoplaquinas (plectina, BP230, erbina) que se ligam aos filamentos intermédios. As proteínas transmembranares são as integrinas. 9 Invaginações Aumentam a superfície da membrana basal, permitindo a presença de um maior número de proteínas transportadoras e canais, sendo muito importantes em células com um transporte activo de moléculas, como os túbulos renais e alguns ductos das glândulas salivares. Ao microscópio óptico, apresentam um aspecto estriado devido ao facto de as mitocôndrias se posicionarem numa posição vertical no meio das invaginações (a presença de mitocôndrias é importante no fornecimento de energia para o transporte activo que ocorre ao longo da membrana). 17 Renovação Epitelial O turn-over celular é característico de cada epitélio. A renovação de celular ocorre por divisões sucessivas das células estaminais do epitélio que estão localizadas em nichos. As novas células vão empurrando as que se situam em camadas suprajacentes. 18 EPITÉLIO GLANDULAR É um tipo de epitélio com função essencialmente secretora e que se diferenciam como glândulas. As glândulas endócrinas e exócrinas originam-se por crescimento e diferenciação de botões celulares existentes nos epitélios de revestimento. As glândulas podem ser de dois tipos: ► Endócrinas – o produto (hormonas) é secretado para a corrente sanguínea directamente; não existem ductos excretores. ► Exócrinas – o produto é secretado no tecido conjuntivo ou epitelial através de um sistema de ductos. Glândulas exócrinas Apresentam 3 mecanismos de secreção: Merócrina O produto é libertado por exocitose do domínio apical. Ex: Glândulas salivares e pâncreas exócrino Apócrina Juntamente com o produto é secretada uma pequena porção de citoplasma e há destruição parcial da membrana apical. Ex: Glândula mamária, glândulas ciliares (de Moll) no olho. Holócrina Acumulação do produto no citoplasma da célula e libertação por apoptose. Ex: Glândulas sebáceas da pele ClassificaçãoAs glândulas exócrinas podem ser unicelulares (ex: células caliciformes do intestino e do tracto respiratório) ou multicelulares. Estas últimas podem ainda ser classificadas tendo em conta as unidades secretoras (parênquima, ou seja, as células que produzem e libertam substâncias) e os ductos excretores. Com base nas unidades secretoras, as glândulas exócrinas podem ser: ► Tubulares (em forma de tubo) ► Acinares / alveolares (forma arredondada) 19 ► Mistas / tubuloalveolares (um tubo que termina numa dilatação em forma de saco) Com base nos ductos excretores, podem ser: ► Simples (não tem ramificações) ► Compostos (canais excretores ramificados) Quanto ao tipo de secreção, as glândulas podem ser mucosas ou serosas. As secreções mucosas são viscosas, ricas em glicoproteínas e glicolípidos (PAS- positivas). Nas preparações de hemalúmen-eosina, o citoplasma não é visível porque o conteúdo é perdido. O núcleo é alongado e periférico devido à acumulação de muco no citoplasma. Ex: células caliciformes, glândula submaxilar, células superficiais do estômago. As secreções serosas são mais aquosas e ricas em proteínas. O núcleo das células é redondo/oval, o citoplasma perinuclear é basófilo devido à abundância de retículo endoplasmático rugoso e o citoplasma apical cora intensamente com eosina. Ex: pâncreas exócrino. No mesmo tecido, podem ser encontradas glândulas serosas e glândulas mucosas. Ex: pâncreas, glândula parótida. Glândulas Endócrinas As moléculas secretadas podem actuar sobre células situadas longe do local de secreção, sobre células vizinhas (acção parócrina) ou sobre a própria célula (autócrina). Glândulas Mistas Apresentam, simultaneamente, compartimentos endócrinos e exócrinos. Ex: pâncreas, fígado. 20 TECIDO CONJUNTIVO O tecido conjuntivo tem origem mesodérmica e é constituído por células e matriz extracelular (fibras e proteínas especializadas que constituem a substância fundamental). Pode ser classificado em três categorias: embrionário, tecido conjuntivo propriamente dito e especializado. Tecido conjuntivo embrionário A mesoderme é um folheto embrionário que origina quase todos os tipos de tecido conjuntivo do organismo com excepção do da região da cabeça que tem origem na ectoderme, a partir de células da crista neural. A proliferação e diferenciação da mesoderme origina o mesênquima, um tecido conjuntivo primitivo que por sua vez dá origem aos tecidos conjuntivos, aos músculos, ao sistema vascular e urinário e às membranas serosas das cavidades. Existem dois subtipos de tecido conjuntivo embrionário: ► O mesênquima que é constituído por pequenas células fusiformes que possuem prolongamentos que contactam com outras células. Estes prolongamentos têm gap junctions. O espaço extracelular tem pouco colagénio devido ao facto de o feto estar pouco sujeito a stress físico. ► Tecido conjuntivo mucoso presente no cordão umbilical. A sua substância fundamental é chamada de geleia de Wharton. As células fusiformes estão mais separadas e são semelhantes a fibroblastos. Os prolongamentos são pouco visíveis com hemalúmen-eosina. Tecido conjuntivo propriamente dito Tecido conjuntivo Características Localização Laxo Fibras de colagénio finas e escassas; Maior quantidade de células; Importante na difusão de oxigénio, dióxido de carbono e nutrientes entre os capilares e as células; Local onde ocorre a resposta imunitária e inflamatória, pelo que podem estar presentes células imunitárias; Mucosa dos órgãos Epitélio glandular Endotélio dos pequenos vasos sanguíneos 21 Denso irregular Grande quantidade de colagénio cujas fibras estão dispostas em várias direcções, o que confere ao tecido elevada resistência mecânica Células são escassas e geralmente apenas estão presentes fibroblastos Pouca MEC Submucosa dos órgãos ocos (como o tracto intestinal) onde permite a sua distensão Pele, onde se chama camada reticular da derme Denso regular Pouca quantidade de MEC Fibras de colagénio organizadas em paralelo e muito próximas, o que confere elevada resistência As células que produzem as fibras estão localizadas entre os feixes paralelos de colagénio Tendões Ligamentos Aponevroses Os tendões são estruturas que fazem a ligação entre os músculos e os ossos. Entre os feixes de colagénio existem tendinócitos, que são fibroblastos com um aspecto estrelado. Os tendões estão revestidos por uma camada de tecido conjuntivo no qual as fibras estão menos organizadas. Prolongamentos desta camada dividem o tendão em feixes e contêm os vasos e nervos responsáveis pela sua vascularização e inervação. Os ligamentos são estruturas menos organizadas do que os tendões e são responsáveis por ligar dois ossos. Alguns possuem mais fibras elásticas e menos colagénio pelo que são chamados de ligamentos elásticos. As aponevroses são constituídas por várias camadas de fibras e, em cada uma delas, as fibras estão organizadas de forma paralela. Entre camadas vizinhas, as fibras formam ângulos de 90º. Este tipo de arranjo está presente também na córnea, sendo responsável pela sua transparência. Constituição do tecido conjuntivo O tecido conjuntivo é formado por colagénio, fibras reticulares e fibras elásticas, sendo todas produzidas por fibroblastos. 9 Colagénio É o composto mais abundante. As suas fibras são muito flexíveis e têm elevada resistência à tensão. Coram com eosina e outros corantes ácidos. 22 As fibras de colagénio são constituídas por fibrilhas (subunidades) que se associam “cabeça com cauda”. A resistência é causada pelas ligações covalentes entre moléculas de feixes diferentes. Cada molécula de colagénio é constituída por: ► Tripla hélice de hélices-alfa ► A glicina aparece a cada três aminoácidos ► A sequência hidroxiprolina/hidroxilisina – glicina – prolina é frequente ► Hidratos de carbono associados ► 600-3000 aminoácidos Existem 28 tipos de colagénio, sendo que os mais importantes são os 5 primeiros. Tipo Localização Função I Pele, osso, tendões, ligamentos, dentina, aponevroses, órgãos ocos (90% do colagénio total do organismo) Resistência à tensão e ao estiramento II Cartilagem hialina e elástica, notocorda e disco intervertebral Resistência a pressões intermitentes. III Tecido conjuntivo laxo, tecido muscular liso, endoneuro, vasos sanguíneos e pele do feto Forma fibras reticulares que confere um esqueleto para células especializadas de alguns órgãos IV Lâmina basal dos epitélios, glomérulos do rim Barreira de filtração V Tecido conjuntivo do estroma Associado a colagénios tipo I, XII e XIV para modular as propriedades biomecânicas das fibrilhas VI Matriz cartilagínea que envolve os condrócitos União dos condrócitos à matriz; Associado ao tipo I VII Fibrilhas de ancoragem da pele, olhos, útero e esófago Ligação da lâmina basal ao tecido conjuntivo 23 Biossíntese de colagénio Eventos intracelulares: ► Síntese de hélices-alfa no REr na forma de cadeias pro-α que apresentam longos domínios carboxilo e amina. ► No lúmen do REr, sofrem várias modificações: x Remoção da sequência sinal da extremidade amina. x Hidroxilação dos resíduos de prolina e lisina. Este processo requer ácido ascórbico (vitamina C) pois na sua ausência não se formam pontes de hidrogénio. x Glicolização dos resíduos de lisina. x Formação da tripla hélice (excepto nas extremidades). x Formação de pontes de H e dissulfito intra e inter-cadeia. x Estabilização da cadeia por chaperones (hsp47) que previnem a formação de agregados. ► O produto final é o pro-colagénio que é excretado Eventos extracelulares: ► Remoção das extremidades amina e carboxilo por peptidases. ► Formação de fibrilhas por fibrilhogénese. ► Formaçãode ligações covalentes entre lisina e hidroxilisinas de cadeias diferentes. O colagénio maduro é formado por vários tipos de colagénio e é sintetizado por fibroblastos, que na cartilagem se chamam condrócitos e no osso são osteoblastos. O colagénio da lâmina basal é produzido pelas células epiteliais. A biossíntese de colagénio é regulada por factores de crescimento, hormonas e citocinas, sendo que o factor de crescimento derivado de plaquetas (PDGF) e o factor de crescimento β estimulam a sua produção e os glicocorticóides (hormonas esteróides) a inibem. Degradação do colagénio Ocorre por duas vias principais: degradação proteolítica e degradação fagocítica. A degradação proteolítica ocorre pela acção de metaloproteínases de matriz (MMP) que são sintetizadas por fibroblastos, células epiteliais e células cancerígenas. As MMPs 24 incluem: colagenases (degradam os tipos I, II, III e X), gelatinases (degradam colagénio desnaturado, laminina, fibronectina e elastina), estromalisinas (degradam proteoglicanos e fibronectina), MMPs de membrana (produzidas por células cancerígenas), etc. Geralmente, a estrutura em tripla hélice é resistente à degradação. A actividade das MMPs pode ser inibida por inibidores específicos para estas enzimas, podendo vir a ser de elevada importância no tratamento do cancro. A degradação fagocítica ocorre no meio intracelular. Os macrófagos e fibroblastos fagocitam os fragmentos de colagénio previamente degradados que são digeridos nos lisossomas das células. 9 Fibras Reticulares São compostas por colagénio tipo III (colagénio reticular), têm cerca de 20nm de diâmetro e não coram com hemanlúmen-eosina. São PAS-positivas o que indica a presença de grupos de glícidos. Estão presentes no tecido conjuntivo em contacto com epitélios e rodeiam adipócitos, pequenos vasos sanguíneos, nervos e células musculares. São ainda encontrados em tecidos embrionários e nos primeiros estádios de reparação de tecidos e formação de tecido cicatrizado, onde vai sendo substituído progressivamente por tipo I. Estão também presentes nos tecidos hematopoiéticos e linfóides, nomeadamente no timo. Nestes tecidos, são produzidos por células especiais, as células reticulares, que envolvem as fibras e as isolam de outros componentes. As fibras reticulares são geralmente produzidas por fibroblastos, excepto nos nervos onde são produzidas pelas células de Schwann, na túnica média dos vasos e no músculo liso do tubo digestivo. 9 Fibras Elásticas São produzidas por fibroblastos e por células musculares lisas. Possuem um núcleo de elastina e uma rede de microfibrilhas de fibrilina. A elastina é rica em prolina e lisina e é hidrofóbica. A fibrilina-1 é uma glicoproteína que forma microfibrilhas de 10-12nm de diâmetro e que permite a organização da elastina em fibras. A sua ausência está associada à síndrome de Marfan caracterizada por uma elevada elasticidade da pele. 25 As fibras elásticas formam uma extensa rede tridimensional e entrelaçam-se com o colagénio, limitando a distensão do tecido e impedindo que este “rasgue”. Estas fibras estão presentes nas cordas vocais e algumas artérias. Matriz Extracelular A matriz extracelular é uma rede que rodeia e suporta as células presentes no tecido conjuntivo. Contém, além do colagénio, das fibras reticulares e das fibras elásticas, uma grande variedade de proteoglicanos, glicosaminoglicanos e glicoproteínas não-colagenosas (fibronectina e laminina). Estes três últimos componentes formam a substância fundamental da matriz extracelular. Funções da matriz extracelular: ► Suporte mecânico e estrutural ► Força de tensão ► Barreira biomecânica ► Regulação das funções metabólicas da célula ► Ancoragem das células por adesões célula-matriz ► Importante no desenvolvimento embrionário e diferenciação ► Retém factores de crescimento ► Informa a célula sobre a constituição do meio extracelular Substância fundamental É uma substância viscosa e límpida que, no microscópio óptico, tem uma aparência amorfa. Nas preparações de hemalúmen-eosina, a substância fundamental é perdida, pelo que só as células e fibras são visíveis. Os glicosaminoglicanos são o composto mais abundante. São formados por uma longa cadeia não ramificada constituída por dissacáridos (N-acetilgalactosamina ou N- acetilglicosamina e ácido urónico). São sintetizados sob a forma de proteoglicanos e sofrem, posteriormente, modificações. Estão carregados negativamente devido aos grupos sulfato e carboxilo, o que faz com que tenham a capacidade de atrair água e formar um gel que permite a difusão rápida de moléculas. 26 O ácido hialurónico é um glicosaminoglicano com algumas características especiais: tem uma cadeia muito longa, consegue deslocar maiores quantidades de água, é sintetizado por proteínas de membrana pelo que não sofre modificações após a tradução, não contém sulfatos e não forma proteoglicanos. Estes, ao interagirem com o ácido hialurónico através de proteínas específicas, formam agregados. É muito abundante na cartilagem conferindo-lhe maior capacidade para resistir a choques e é um bom isolante devido à dificuldade que as moléculas têm em difundir-se através dele. As glicoproteínas não-colagenosas têm locais de ligação para as proteínas da MEC e interagem com receptores de laminina e integrina das membranas celulares, pelo que são responsáveis pela estabilização da MEC e pela ligação desta às células. A fibronectina é a mais abundante. É um dímero de 2 péptidos iguais ligados por ligações dissulfito. Possui locais de ligação para componentes da MEC (sulfato de heparina, colagénio tipo I, II e III, fibrina, fibronectina, ácido hialurónico) e para a integrina, um receptor membranar. A laminina está presente na lâmina basal e possui locais de ligação para colagénio tipo IV, heparina e para o receptor de laminina. A osteopontina está presente no osso e liga os osteoclastos à superfície deste. É importante na captação de cálcio. Células do Tecido Conjuntivo Constantes Que migram da corrente sanguínea Fibroblastos e miofibroblastos Mastócitos Células estaminais adultas Macrófagos Adipócitos Linfócitos Neutrófilos Eosinófilos Basófilos Monócitos Plasmócitos 27 9 Fibroblastos Responsáveis pela síntese de colagénio, fibras reticulares e fibras elásticas, proteoglicanos, glicoproteínas, etc. Quando corados com hemalúmen-eosina só o núcleo é visível. Têm uma forma alongada ou em forma de disco. No microscópio electrónico, é possível ver o REr e o complexo de Golgi bem desenvolvidos devido à elevada síntese proteica. Se a preparação for feita durante uma fase de crescimento activo ou reparação de tecido, os fibroblastos activados são maiores e mais basófilos devido ao aumento do REr. 9 Miofibroblastos São alongados e possuem feixes de filamentos de actina associados a proteínas motoras que atravessam a célula e lhe conferem capacidade contráctil. O local onde se ligam à membrana chama-se fibronexus e serve é semelhante às adesões focais. Ao microscópio electrónico, apresentam simultaneamente características de fibroblastos (REr e complexo de Golgi abundantes) e de músculo liso (membrana nuclear irregular devido à contracção). No entanto, contrariamente às células musculares lisas, não apresentam lâmina basal e estão geralmente isoladas, podendo contactar com outros miofibroblastos através de gap junctions. 9 Macrófagos São derivados de monócitos – células sanguíneas que migram para os tecidos e se diferenciam. É possível identificá-los ao microscópio devido à presença de um núcleo em forma de rim, lisossomas abundantes, material ingerido por fagocitose e numerosas invaginações e projecções. A capacidade fagocítica dos macrófagos é evidenciada pelaabundância de lisossomas, invaginações e vesículas endocíticas. A presença de REr, RE liso e complexo de Golgi indicam uma elevada síntese proteica necessária à digestão das substâncias fagocitadas, bem como elevada actividade secretora. Os produtos podem ser secretados por via constitutiva ou regulada (activada por fagocitose, complexos imunitários e libertação de sinais pelos linfócitos). Os produtos incluem substâncias de resposta imunitária e inflamatória, proteases e GAGases (degradam glicosaminoglicanos) que facilitam a migração dos macrófagos para os tecidos. 28 Têm um importante papel na resposta imunitária. Apresentam à superfície um conjunto de proteínas específicas – o complexo maior de histocompatibilidade II (MHC II). O MHC permite a interacção com linfócitos CD4+. Quando os macrófagos fagocitam um microrganismo, mostram à superfície os seus antigénios. Caso estes sejam reconhecidos pelos linfócitos T, é desencadeada uma resposta imunitária. Devido a esta capacidade, são denominadas células apresentadoras de antigénio (APC). As células de Langhans são conjuntos multinucleados de macrófagos que fagocitam grandes organismos. 9 Mastócitos Células grandes e ovóides, com núcleo esféricos e citoplasma com grânulos que coram com azul de toluidina porque contêm heparina (proteoglicano). Têm pouco REr, poucas mitocôndrias e complexo de Golgi pouco desenvolvido. Desenvolvem-se de células estaminais hematopoiéticas. Circulam no sangue na forma de agranulócitos e, ao migrarem para os tecidos, produzem os grânulos. Possuem receptores para as imunoglobulinas E, pelo que a ligação destas aos mastócitos desencadeia a libertação dos grânulos e a consequente resposta alérgica. Estão presentes na vizinhança de vasos sanguíneos (excepto no SNC para que o cérebro e a medula estejam protegidos de eventuais reacções alérgicas), nos folículos capilares, nas glândulas sudoríparas e sebáceas e no timo e órgãos linfóides (excepto o baço). Os produtos secretados pelos mastócitos estão armazenados nos grânulos e incluem mediadores de inflamação que podem ser pré-sintetizados ou recém-sintetizados: ► Histamina – aumenta a permeabilidade dos vasos, causa edemas, aumenta a produção de muco na árvore tráqueo-brônquica, etc. ► Heparina – é um anticoagulante usado no tratamento de tromboses. ► Proteases de serina – induzem a apoptose de células vasculares nas áreas ateroscleróticas. ► Factores que atraem neutrófilos e eosinófilos. ► CTC4 – libertado em choques anafiláticos; provoca a constrição dos brônqueos. ► Tumos necrosis factor α. ► Prostaglandina D2 ► Interleucina-5 29 9 Basófilos São formados na medula óssea e libertados na corrente sanguínea. Secretam as mesma substâncias que os mastócitos (excepto interleucina-5 e prostaglandina D2). 30 TECIDO CARTILAGÍNEO É um tecido conjuntivo especializado, composto por condrócitos e matriz extracelular. A matriz extracelular (95% do volume) é sólida, moldável, resistente e é essencial para a sobrevivência dos condrócitos devido à elevada concentração de glicosaminoglicanos e colagénio tipo II que permitem a difusão de substâncias até eles. A elevada resistência do colagénio, associada à hidratação dos proteoglicanos, confere à cartilagem uma elevada resistência ao peso durante longos períodos de tempo. A cartilagem pode ser dividida em três tipos: cartilagem hialina, cartilagem elástica e fibrocartilagem. Cartilagem Hialina A matriz extracelular é amorfa e possui lacunas, pequenos espaços onde estão situados os condrócitos. Possui uma capacidade de regeneração muito limitada e é o precursor de ossos que de desenvolvem por ossificação endocondral. Localização: Superfícies articulares Traqueia Brônquios Laringe Septo nasal Extremidade esternal das costelas Composição Colagénio (15%) x Tipo II (principalmente) x Tipo XI (regula o tamanho das fibrilhas) x Tipo X (organização tridimensional) x Tipo IX (interage com os proteoglicanos) x Tipo VI (presente à superfície dos condrócitos) Proteoglicanos (9%) 31 A substância fundamental contém 3 tipos de glicosaminoglicanos: ácido hialurónico, condroitino sulfato e queratano sulfato. Estes dois últimos estão unidos a uma proteína para formar um proteoglicano. Cada molécula de ácido hialurónico está ligada a vários proteoglicanos, formando agregados carregados negativamente entre as fibrilhas de colagénio que atraem moléculas de água. Glicoproteínas não-colagenosas (5%) Influenciam as interacções entre os condrócitos e a matriz. São marcadores da degeneração da cartilagem. Água (60-80%) A água confere à cartilagem resistência e capacidade de resposta a variações da pressão e permite a difusão de substâncias importantes para a nutrição dos condrócitos. A regeneração da matriz extracelular depende da capacidade dos condrócitos detectarem mudanças na sua composição. A pressão cria sinais mecânicos, químicos e eléctricos que influenciam a actividade destas células. Com a idade, a composição da matriz altera-se e os condrócitos deixam de ser capazes de responder a esses estímulos. Condrócitos Os condrócitos estão agrupados na cartilagem em grupos isógenos que correspondem a células que se dividiram recentemente. À medida que vão produzindo matriz extracelular, vão-se afastando. Os condrócitos secretam, além das proteínas que compõem a matriz, metaloproteinases que são responsáveis pela sua degradação. Condrócitos activos têm: ► Citoplasma com zonas mais basófilas (mais escuras) que revelam uma elevada síntese proteica; ► Citoplasma com zonas mais claras que correspondem ao Complexo de Golgi; ► No microscópio electrónico, são visíveis grânulos, vesículas, REr e citoesqueleto abundantes. Condrócitos inactivos têm: 32 ► Complexo de Golgi mais pequeno; ► Elevado número de gotículas de lípidos; ► Então “encolhidos” devido à perda do conteúdo lipídico e glicogénico durante a preparação. Os componentes da matriz extracelular não estão distribuídos uniformemente, podendo distinguir-se 3 zonas baseadas na forma como coram: Matriz capsular/pericelular É representada por um anel mais denso em volta de cada condrócitos. Tem uma elevada concentração de proteoglicanos, ácido hialurónico, glicoproteínas não- colagenosas e colagénio tipo VI (faz a ancoragem do condrócito à matriz). Matriz territorial Rodeia os grupos isógenos e cora menos intensamente. Tem maior quantidade de colagénio tipo II. Matriz interterritorial Ocupa o espaço entre condrócitos e é a zona que cora de forma mais clara, porque é a zona com menor quantidade de proteoglicanos. Pericôndio Tecido conjuntivo denso composto por células semelhantes a fibroblastos que envolve a cartilagem hialina, excepto nas superfícies articulares e nas superfícies onde ela contacta com o osso. É constituído por duas camadas: uma camada mais externa fibrosa e uma mais interna celular que origina condrócitos (é condrogénica). A cartilagem articular pode ser divida em 4 camadas (de superficial para profundo): 33 Zona Superficial Muito resistente à pressão. Condrócitos muito numerosos e achatados rodeados por colagénio tipo II disposto em feixes paralelos Zona Intermédia Condrócitos e as fibras de colagénio distribuídos de forma mais irregular Zona Profunda Condrócitos pequenos e redondos organizados em colunas perpendiculares à superfície Zona Calcificada Condrócitos muito pequenos Matriz extracelular calcificada Cartilagem Elástica A matriz extracelular é semelhante à da cartilagem hialina mas possui também fibras elásticas, apresentando por isso propriedades elásticas. Está rodeada por pericôndio, cora com orceína e não calcifica. Localização: Ouvido externo Paredes do canalauditivo externo Trompa de Eustáquio Epiglote Fibrocartilagem É constituída por tecido conjuntivo denso regular e por cartilagem hialina. Os condrócitos encontram-se dispersos entre as fibras, podendo ser solitários ou estar reunidos em grupos isógenos. Os núcleos são arrendondados e existe menor quantidade de matriz extracelular. Não existe pericôndio. São visíveis alguns núcleos alongados que não pertencem a condrócitos mas sim a fibroblastos. Este tipo de cartilagem é muito resistente à compressão e absorve os choques. Localização: Sínfise púbica Discos intervertebrais 34 Menisco do joelho Alguns locais onde o tendão se une ao osso Composição da Matrix Extracelular x Colagénio tipo I (típico do tecido conjuntivo) x Colagénio tipo II (típico da cartilagem) x A proporção dos tipos de colagénio varia consoante a localização e com a idade (ao longo dos anos a quantidade de colagénio tipo II aumenta porque é constantemente libertado pelos condrócitos) x Menor quantidade de proteoglicanos e água Condrogénese O processo de desenvolvimento dos condrócitos inicia-se por agregação de células mesenquimais (ou ectomesenquimais da crista neural, no caso das cartilagens da cabeça). A expressão do factor de transcrição SOX-9 diferencia estas células em condroblastos, que são responsáveis pela segregação da matriz. Quando um condroblasto está completamente rodeado por matriz extracelular passa a chamar-se condrócito. As células mesenquimais que rodeiam os pontos de condrogénese originam o pericôndio que envolve a cartilagem. A regulação do processo de condrogénese é feita por proteínas da matriz extracelular, por receptores nucleares, por moléculas de adesão, por factores de transcrição e por forças biomecânicas exercidas sobre estas células. O crescimento da cartilagem pode ocorrer por dois processos: Crescimento aposicional – os condroblastos da camada condrogénica (mais interna) do pericôndio sofrem mitoses sucessivas e originam condrócitos. Crescimento intersticial – os condrócitos da região interna da cartilagem dividem-se; as células-filhas ocupam primeiro a mesma lacuna da progenitora mas à medida que vão depositando nova matriz afastam-se, provocando o crescimento da cartilagem. 35 Reparação da Cartilagem Hialina A cartilagem é incapaz de se regenerar devido à ausência de vascularização, à imobilidade dos condrócitos e à sua limitada capacidade de divisão. A regeneração só ocorre se a lesão afectar apenas o pericôndio. Nesta situação, a reparação é feita por células pluripotentes localizadas neste tecido mas poucas células cartilagíneas são produzidas. A reparação ocorre principalmente por produção de tecido conjuntivo denso. A reparação de cartilagem é feita por deposição de colagénio tipo I e formação de cicatriz. Desenvolvem-se geralmente vasos sanguíneos na zona afectada que estimulam a formação de tecido ósseo. A cartilagem hialina é susceptível à calcificação em zonas que estão em contacto com o osso nas articulações, no processo de ossificação endocondral e ao longo do envelhecimento. 36 Identificação Histológica Cartilagem Hialina (Hemalúmen-eosina e orceína): ► Condrocitos localizados em lacunas ► Cápsula envolvente mais corada devido à presença de muitos glicosaminoglicanos ► As fibras da matriz confundem-se com a substância fundamental e dão à cartilagem um aspecto amorfo ► A matriz tem glicosaminoglicanos sulfatados e por isso cora com corantes básicos como a hematoxilina ► O pericôndio cora com eosina e apresenta núcleo alongados que correspondem aos condroblastos e núcleo mais externos e menos evidentes de fibroblastos ► Existe uma camada mais clara entre o pericôndio e a matriz que corresponde a matriz não-madura (possui menos grupos sulfatados e condrócitos imaturos menos visíveis) Cartilagem Elástica (Hemalúmen-eosina e orceína): ► Fibras elásticas coradas a azul-escuro ► As zonas não coradas correspondem às lacunas ► Os condrócitos ocupam apenas parte das lacunas porque encolhem devido à perda dos lípidos durante a preparação ► Na epiglote é visível uma camada de tecido conjuntivo acima e abaixo da cartilagem, glândulas mucosas e tecido adiposo Fibrocartilagem (Método de Mallory): ► Colagénio corado a azul-claro ► Aspecto fibroso ► Fibroblastos pouco numerosos e com núcleo mais pequenos e alongados ► Os condrócitos estão isolados ou em grupos isógenos e muito corados ► A matriz da cartilagem envolve directamente os condrócitos e é ligeiramente mais clara 37 TECIDO ÓSSEO O tecido ósseo é uma forma especializada de tecido conjuntivo cuja matriz extracelular se encontra mineralizada (o fosfato de cálcio encontra-se na forma de cristais de hidroxiapatita). Tem como função o suporte e protecção dos órgãos, a inserção de músculos e a reserva de cálcio e fósforo para a manutenção da homeostase do cálcio. Matriz extracelular ou Osteóide Colagénio tipo I (50%) Proteoglicanos Conferem resistência ao osso Retenção de factores de crescimento Glicoproteínas não-colagenosas Osteonectina, osteopontina, sialoproteínas I e II União das células e das fibras de colagénio à substância fundamental Proteínas dependentes de vitamina K Osteocalcina (captação de cálcio) Proteína S MGP (matrix Gla-protein) Factores de crescimento TNF-α, PDGF-α, TGF-α BMP (bone morphogenic protein) – induz a diferenciação das células mesenquimais em osteoblastos Isoleucinas 1 e 6 (IL-1 e IL-6) A matriz tem lacunas onde se encontram localizados os osteócitos. Estes possuem prolongamentos que penetram em canalículos que formam uma rede ao longo do osso. A comunicação entre os prolongamentos de diferentes osteócitos é feita por gap junctions. 38 Periósteo É uma cápsula que envolve os ossos, excepto nas superfícies articulares. Possui duas camadas: uma externa fibrosa e uma interna celular com células osteoprogenitoras e que é pouco definida nos ossos em crescimento. É constituída por fibras de colagénio paralelas à superfície do osso e está fixo a este pelas fibras de Sharpey (colagénio). Endósteo É uma camada de células que reveste as trabéculas do tecido esponjoso. Contem células osteoprogenitoras, achatadas e muito alongadas, que se diferenciam em osteoblastos e osteoclastos. Medula Óssea Vermelha Ocupa os espaços no tecido esponjoso. É formada por um conjunto de células sanguíneas e por uma rede de fibras e células reticulares que lhes servem de suporte. Com a idade, vai sendo substituída por tecido adiposo, passando a chamar-se medula amarela. Classificação 9 Osso primário, esponjoso, trabecular ou medular É formado por um conjunto de trabéculas ou espículas separados por espaços que contêm a medula óssea. 9 Osso secundário, compacto ou cortical É composto por colunas cilíndricas que constituem o sistema de Havers ou osteão. Este sistema consiste em lamelas concêntricas em torno de um canal (canal de Havers), que contém os vasos sanguíneos e linfáticos e os nervos. O seu eixo é paralelo ao maior eixo do osso. As lamelas que não rodeiam os canais de Havers constituem o sistema intersticial ou lamelas intersticiais. Os feixes neuro-vasculares comunicam entre si e com o periósteo e endósteo através dos canais de Volkman que perfuram as colunas em ângulo recto com os canais de Havers. 39 Os osteócitos emitem prolongamentos situados em canalículos que ligam o canal central às lacunas adjacentes. Células do Tecido Ósseo 9 Células osteoprogenitoras Diferenciam-se de células mesenquimais. A sua diferenciação em osteoblastos ocorre através da expressão do factor de transcrição CBFA-1 (core binding factor alpha-1). Estão localizadas na superfície interna e externa do osso compacto e têm uma forma achatada,núcleo ovóide e são pouco coradas. 9 Osteoblastos São células secretoras das proteínas que constituem a matriz. Osteoblastos activos Forma poliédrica. Formam agregados numa única camada ao longo da superfície de formação do osso. A matriz recém-secretada cora pouco e a matriz mineralizada cora intensamente com eosina (os osteoblastos parecem estar separados do osso por uma banda mais clara que representa matriz não-mineralizada). Citoplasma basófilo com grânulos PAS-positivos. Complexo de Golgi bem desenvolvido (no microscópio óptico corresponde a uma zona não corada junto do núcleo). Osteoblastos inactivos Células achatadas semelhantes a osteoprogenitores. 40 9 Osteócitos Funções: Manutenção da matriz Mecanotransdução Síntese e degradação da matriz Manutenção da homeostase do cálcio Estas células ocupam lacunas e enviam prolongamentos por canalículos ao longo do osso que não são visíveis com hemalúmen-eosina. São mais pequenos do que os osteoblastos e têm menor actividade metabólica, bem como incapacidade de se dividirem. 9 Bone-Lining Cells São as células presentes à superfície do osso e que formam o periósteo e o endósteo. Têm como função o suporte nutricional dos osteócitos e a regulação dos movimentos de cálcio e fosfato. Têm prolongamento que penetram nos canalículos. 9 Osteoclastos São células multinucleadas localizadas em locais onde o osso está a ser removido, dentro das lacunas de Howship. São acidófilos e têm uma reacção forte para a fosfatase ácida devido ao elevado número de lisossomas. Derivam de células progenitoras de granulócitos/macrófagos. Os osteoclastos têm 3 domínios: 1. Bordadura em escova Região em contacto directo com o osso Invaginações numerosas semelhantes a microvilosidades Secreção de enzimas hidrolíticas e protões Endocitose dos produtos degradados Cora com menos intensidade do que o resto da célula (é uma zona mais clara junto à superfície do osso) Na parte interna, existem mitocôndrias e lisossomas 41 2. Clear zone Porção de citoplasma adjacente à bordadura em escova Local onde ocorre a reabsorção e degradação da matriz Tem muitos filamentos de actina arranjados em forma de anel à volta da célula A membrana adjacente tem moléculas de adesão responsáveis por unir o plasma à matriz calcificada 3. Zona basolateral Local onde ocorre a exocitose do material digerido É onde se encontra o núcleo Descalcificação e Reabsorção Para iniciar a dissolução da matriz óssea é necessário fazer a acidificação da superfície do osso. Os osteoclastos têm anidrase carbónica II que produz ácido carbónico a partir de dióxido de carbono e água. O ácido carbónico por sua vez dissocia-se em bicarbonato e H+. Estes protões são transportados para o exterior da célula por bombas de protões situadas na membrana da bordadura em escova (ao mesmo tempo são transportados também iões cloreto para manter a electroneutralidade). O ph desce para cerca de 4 ou 5. O bicarbonato em excesso é removido por troca com iões cloreto na região basolateral. Este ambiente ácido inicia a degradação do osso em iões cálcio, fosfato inorgânico e água. Os osteoclastos libertam então vesículas com enzimas hidrolíticas (como metaloproteinases) que degradam o colagénio e as restantes proteínas da matriz. Os produtos degradados são absorvidos pelos osteoclastos. Quando a reabsorção está completa, os osteoclastos entram em apoptose. Ossificação Existem dois processos de ossificação: Intramembranosa (directamente a partir da diferenciação dos osteoprogenitores) – ex: ossos achatados da base do crânio. Endocondral (a partir de um modelo cartilagíneo) – ex: ossos dos membros, da coluna vertebral e da pélvis. 42 Ossificação Intramembranosa Na 8ª semana de gestação, as células mesenquimais agrupam-se me locais específicos e diferenciam-se em células osteoprogenitoras que expressam o factor CBFA-1. O novo tecido torna-se mais vascularizado. O citoplasma das células osteoprogenitoras torna-se basófilo e surge uma área não corada que corresponde ao complexo de Golgi. Nesta fase, passam a chamar-se osteoblastos. Estes secretam colagénio e outras proteínas de matriz. A matriz é mais densa do que o mesênquima envolvente. Os osteoblastos vão-se separando e originam osteócitos. A matriz calcifica e as espículas formadas vão aumentando de tamanho por crescimento aposicional até se formar o osso. Ossificação Endocondral Na 12ª semana de gestação, as células mesenquimais agregam-se e diferenciam-se em condroblastos por expressão dos factores de transcrição FGF (fibroblast growth factor) e BMP (bone morphogenic protein). Os condroblastos produzem matriz cartilagínea e originam um modelo cartilagíneo que aumenta de tamanho por crescimento aposicional e intersticial. As células do pericôndio na região central da cartilagem originam osteoblastos e o tecido conjuntivo adjacente torna-se funcionalmente em periósteo. Nos ossos longos, forma-se uma camada de osso por ossificação intramembranosa na diáfise que se denomina colar periostal. Os condrócitos na região central da cartilagem ficam hipertróficos e sintetizam fosfatase ácida que provoca a calcificação da matriz cartilagínea, levando à morte dos condrócitos e à confluência das lacunas. Estes espaços são invadidos por vasos sanguíneos e por células mesenquimais que se diferenciam em células osteoprogenitoras. Algumas células estaminais hematopoiéticas acompanham os vasos e formam posteriormente a medula óssea. Quando as células osteoprogenitoras entram em contacto com as espículas de cartilagem calcificada originam osteoblastos que depositam osteóide, formando um centro de ossificação primário (local onde se inicia a formação de osso na diáfise). A cartilagem calcificada é basófila, cora a azul-claro com o método de Mallory e não tem células. Por oposição, o osso é eosinófilo, cora a azul-escuro e tem osteócitos. 43 Crescimento do Osso Em cada extremidade da diáfise, forma-se uma placa de cartilagem epifisária que apresenta várias zonas (da mais distal para a mais proximal do ponto de ossificação primário): Zona de Reserva Não há proliferação celular nem produção de matriz Zona de Proliferação Os condrócitos dividem-se e organizam-se em colunas Produção de colagénio e outras proteínas Zona de Hipertrofia Células cartilagíneas hipertrofiadas Produção de colagénio I e X Zona de Cartilagem Calcificada Degeneração dos condrócitos Calcificação da matriz Deposição de osso Zona de Reabsorção Zona mais próxima da diáfise Pequenos vasos sanguíneos com células osteoprogenitoras À medida que é depositado osso forma-se osso primário esponjoso que é posteriormente substituído por osso compacto. Pouco depois do nascimento, formam-se centros de ossificação secundários perto de cada epífise. A única cartilagem que permanece está presente nas superfícies articulares e no disco de crescimento epifisário, um disco transversal que separa a diáfise das epífises e que, após o crescimento estar completo, se torna apenas numa linha vestigial formada por tecido ósseo. O crescimento do osso ocorre devido à propagação do disco epifisário. A sua espessura permanece sempre constante. A formação de nova matriz cartilagínea provoca o afastamento das epífises da diáfise levando ao aumento do comprimento do osso. A quantidade de cartilagem produzida é igual à reabsorvida e esta é substituída por osso primário. O aumento do diâmetro ocorre por crescimento aposicional entre as lamelas corticais e o periósteo. 44 A cavidade da medula óssea aumenta por reabsorção de osso ao nível da superfície do endósteo. Desenvolvimento do sistema de Havers (remodelação interna) Os osteoclastos formam estruturas em forma de túnel por absorçãodo osso de forma centrífugas, ou seja, do centro para a periferia. Estes túneis são ocupados por vasos e tecido conjuntivo adjacente. Os osteoblastos depositam então tecido ósseo por lamelas sucessivas num sentido centrípeto. No adulto, a velocidade de reabsorção é igual à de deposição. Ao longo dos anos, a reabsorção torna-se mais rápida, podendo levar à osteoporose. Mineralização A ligação do Ca2+ à osteocalcina da matriz leva ao aumento da sua concentração local. Este aumento da concentração de cálcio estimula os osteoblastos e produzir fosfatase ácida que aumenta a concentração de fosfato. Este por sua vez aumenta ainda mais a concentração de Ca2+. O fosfato de cálcio acaba por cristalizar e deposita-se sob a forma de cristais de hidroxiapatite. Homeostase do Cálcio A concentração fisiologia de cálcio situa-se entre 8,9 e 10,1 mg/dL. A regulação da sua concentração é feita principalmente por duas hormonas com efeitos contrários: PTH (hormona da paratiróide) Aumenta os níveis de cálcio no sangue Estimula a absorção de osso pelos osteoblastos e osteoclastos Diminui a excreção de cálcio nos rins e aumenta a excreção do fosfato produzido na reabsorção Aumenta a absorção de cálcio no intestino 45 Calcitonina (hormona da glândula tiroideia) Diminui os níveis de cálcio no sangue (inibe o efeito da PTH) 46 TECIDO ADIPOSO O tecido adiposo é um tipo de tecido conjuntivo especializado constituído por adipócitos e que desempenha um importante papel na homeostase energética. Existem dois tipos: tecido adiposo branco e o tecido adiposo castanho. Tecido adiposo branco Forma uma camada denominada panículo adiposo ou hipoderme no tecido conjuntivo que se situa abaixo da pele e faz o isolamento térmico do organismo, evitando as perdas de calor. Nas glândulas mamárias, faz o suporte do aleitamento através do fornecimento de lípidos e energia para a produção de leite, bem como a síntese de factores de crescimento. Localiza-se preferencialmente no grande epíploon, no mesentério, no espaço retro- peritoneal, à volta do rim, na medula e entre outros tecidos, preenchendo o espaço entre eles. Os adipócitos sintetizam e secretam hormonas, factores de crescimentos e citocinas: ► Leptina - hormona que inibe a fome e a perda de peso e estimula a taxa metabólica, actuando ao nível de receptores do hipotálamo; ► Adiponectina; ► Angiotensina – uma produção excessiva desta hormona contribui para a hipertensão que é um problema associado à obesidade; ► Hormonas esteróides. Indivíduos obesos produzem uma quantidade excessiva destas substância o que pode ter como consequências o desenvolvimento de diabetes e outros problemas metabólicos. Diferenciação dos Adipócitos Os adipócitos têm origem em células mesenquimais que expressam os factores de transcrição PPARγ (peroxisome proliferator-activated receptor gamma) e RXR (retinoid X receptor). Estes induzem a maturação de lipoblastos jovens que são alongados e possuem vários prolongamentos. Ao longo do processo de diferenciação, o número de vesículas aumenta, surgem pequenas gotículas de lípidos num dos pólos do citoplasma e forma-se uma lâmina externa. Nos lipoblastos maduros, as gotículas de lípidos fundem-se numa só que ocupa uma posição central no citoplasma, o núcleo é empurrado para a periferia e o RE liso é 47 abundante. Como a gotícula de lípidos é única, estas células são denominadas adipócitos uniloculares. Estrutura do Tecido Adiposo Os adipócitos são arredondados, podendo tornar-se poliédricos quando estão compactados no tecido adiposo. O núcleo é achatado e periférico e o citoplasma forma um aro à volta dos lípidos. Nas preparações histológicas, os lípidos são perdidos pelo que o tecido adiposo é um conjunto de formas poliédricas sem conteúdo. Entre o citoplasma e o conteúdo lipídico, existe uma camada de filamentos de vimentina que separa os lípidos do conteúdo hidrofílico do citoplasma. O citoplasma perinuclear contém o complexo de Golgi, ribossomas livres, microfilamentos, filamentos intermédios e RE liso. Este tecido é ricamente vascularizado. A impregnação por prata mostra que as células estão rodeadas por colagénio reticular secretado pelos adipócitos. Regulação do Tecido Adiposo A quantidade de tecido adiposo é controlada por dois mecanismos. O mecanismo a curto prazo é responsável pela regulação do apetite e do metabolismo diário e tem por base duas hormonas peptídicas: Grelina Produzida no estômago Estimula o apetite Actua sobre receptores do hipotálamo, aumentando a sensação de fome No síndrome de Prader-Willi esta hormona é produzida em excesso, o que faz com que os doentes comam compulsivamente Péptido YYY Produzido no intestino delgado Indução a sensação de saciedade após uma refeição Actua em receptores do hipotálamo que fazem a supressão do apetite 48 O mecanismo a longo prazo é controlado pela leptina, pela insulina, pela hormona da tiróide, por glicocorticóides e por homonas da glândula pituitária. A insulina promove a síntese lipídica pois estimula a produção de enzimas (sintase de ácidos gordos, acetil-CoA carboxilase) e inibe a degradação de lípidos. A glucagina e a hormona do crescimento da glândula pituitária, pelo contrário, estimulam a lipólise, bem como a norepinefrina. Tecido Adiposo Castanho As células do tecido adiposo castanho são multioculares (têm várias gotículas de lípidos), têm muitas mitocôndrias com grande quantidade de citocromo c oxidase (que confere, em parte, a cor castanha ao tecido) e um complexo de Golgi pouco desenvolvido, bem como poucas quantidade de REr e liso. Nas preparações, o citoplasma é formado por vacúolos vazios, devido à perda do conteúdo lipídico. É muito vascularizado e está associado a fibras nervosas amielinizadas. Este tipo de tecido é abundante do feto e no recém-nascido, onde é muito importante para evitar hipotermia. Está localizado principalmente nas costas e nos ombros. Ao longo dos anos, vai-se perdendo e, no adulto, está presente apenas à volta dos rins, perto dos grandes vasos e em algumas regiões do pescoço, costas e tórax (mediastino). O tecido adiposo castanho é uma fonte de calor para a manutenção da temperatura corporal quando estimulado pelo sistema nervoso simpático. As mitocôndrias contêm UCP-1 que permite o fluxo de protões do espaço inter-membranar para a matriz mitocondrial sem passar pelas ATPases. Assim, produz-se energia que é dissipada sob a forma de calor (termogénese) sem que haja produção de ATP. A actividade metabólica do tecido adiposo castanho é regulada principalmente pela norepinefrina que estimula a lipólise. Diferenciação Os adipócitos do tecido adiposo castanho diferenciam-se de células mesenquimais por expressão de factores de transcrição específicos que estimulam a síntese de UCP-1 (uncoupling protein) que é essencial no metabolismo lipídico. O gene UPC-1 é também activado pela norepinefrina. 49 SANGUE É um tecido conjuntivo fluido que circula no sistema cardiovascular. É constituído por células e plasma e tem como funções: ► Transporte de oxigénio e nutrientes para as células ► Transporte de dióxido de carbono e produtos de excreção das células ► Transporte de hormonas e substâncias reguladores ► Manutenção da homeostase ► Participação nos processos de coagulação e termorregulação ► Transporte de agentes do sistema imunitário. Um hematócrito é o volume de eritrócitos presentes numa amostra de sangue. Para fazer essa contagem é centrifugada a amostra após a adição de anticoagulantes (heparina, citrato) e é feito o cálculo da percentagem do tubo ocupado por eritrócitos e pelo total de sangue. Nas mulheres esse valor deve ser de 35-45% e nos homens de 39-50%. Valores mais baixos são indicativos de
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