Histologia e Embriologia

Embriologia Capítulo 2 – Fecundação: iniciando um novo organismo Fecundação é o processo no qual duas células sexuais se fundem para criarum novo individuo com potencial genético derivado de ambos os pais. A fecundação realiza, então, duas atividades independentes: sexual (combinação dos genes) e reprodutiva (criação de novos organismos). Os principais eventos da fecundação são: • Contato e reconhecimento entre espermatozóide e óvulo; • Regulação da entrada do espermatozóide no óvulo; • Fusão do material genético do óvulo e do espermatozóide; • Ativação do metabolismo do óvulo para iniciar o desenvolvimento. Estrutura dos gametas – Espermatozóide: Leeuwenhoek acreditava primeiro que os espermatozóides eram parasitas que viviam no sêmen humano, depois pensou que eram sementes e a mulher apenas forneciam o “solo”. Hartsoeker desenhou o “homunculus”, porém essa crença de que o espermatozóide continha um embrião inteiro, nunca foi muito aceita, pois implicava um enorme desperdício de vida em potencial. Spallazani demonstrou que filtrado, o sêmen de rã sem espermatozóide, não fecundava os óvulos(???). Prevost e Dumas descobriram que os espermatozóides não eram parasitas, mas sim agentes ativos da fecundação (“existe uma íntima relação entre sua presença nos órgãos e a capacidade fecundante do animal”). Eles propuseram que o espermatozóide realmente entrava no óvulo e contribuía concretamente para a próxima geração. A. von Kolliker descreveu a formação do espermatozóide a partir de células testiculares, desmentiu que havia algum contato físico entre o espermatozóide e o óvulo e acreditava que o espermatozóide excitava o óvulo a se desenvolver. Hertwig e Fol demonstraram a penetração do espermatozóide no óvulo e a união dos núcleos destas células. Hertwig usou o ouriço-do-mar do mediterrâneo, não apenas por ser comum nesta região ou por se apresentar sexualmente maduro uma boa parte do ano, mas também pela grande quantidade de ovos disponíveis. Ele observou que apenas um espermatozóide podia ser visto penetrando em cada óvulo e que todos os núcleos do embrião eram derivados daqueles núcleos fundidos durante a fecundação. A fecundação foi finalmente reconhecida como a união do espermatozóide com o óvulo. Cada espermatozóide possui um núcleo haplóide, um sistema de propulsão para mover o núcleo e um saco de enzimas que torna o núcleo apto a penetrar no óvulo. Durante o processo de maturação o núcleo se torna aerodinâmico e seu DNA firmemente comprimido. À frente está a vesícula acrossômica que é derivado do complexo de Golgi e contém enzimas que digerem proteínas e açucares complexos e são usadas para digerir os envoltórios ovulares. A principal porção motora do flagelo é denominada AXONEMA, que é formado por microtúbulos originados do centríolo localizado na base do núcleo do espermatozóide. O centro do axonema é constituído por dois microtúbulos centrais rodeados por uma fileira de nove duplas de microtúbulos e são constituídos de uma proteína chamada tubulina. A dineína está ligada aos microtúbulos, ela pode hidrolizar moléculas de ATP e converter a energia química em energia mecânica que impulsiona o espermatozóide. A energia para mover o flagelo é proveniente dos anéis de mitocôndria localizados na região da peça intermediaria do espermatozóide. Óvulo: todo o material necessário para iniciar o crescimento e desenvolvimento deve estar estocado no óvulo maduro. O espermatozóide elimina a maior parte do seu citoplasma, o óvulo em desenvolvimento não só conserva o seu material como está ativamente envolvido em acumular mais. Ele tanto sintetiza como absorve proteínas, como o vitelo, por exemplo, que constitui reserva de alimento para o embrião em desenvolvimento. Este rico citoplasma inclui: • Proteínas: são suficientes até o embrião estar pronto pra se alimentar pos si só, muitas destas proteínas do vitelo são produzidas pelos órgãos da mãe e transportadas para o óvulo; • Ribossomos e tRNA: há uma repentina síntese protéica logo após a fecundação efetuada pelos ribossomos e tRNA que já existem no óvulo. O óvulo em desenvolvimento tem mecanismos especiais para sintetizar ribossomos; • RNA mensageiro: as mensagens para a síntese de proteínas, utilizadas durante o inicio do desenvolvimento, já estão empacotadas no ovócito; • Fatores morfogênicos: moléculas que dirigem a diferenciação das células em determinados tipos celulares. Sobre a membrana plasmática está o envoltório vitelínico. Esta membrana glicoprotéica é essencial para a ligação espécie-específica do espermatozóide. Em mamíferos o envoltório é bastante espesso, sendo chamado de zona pelúcida. O óvulo de mamíferos está também rodeado por uma camada de células, as células do cumulus, que representam as células foliculares ovarianas que nutrem o óvulo quando este deixa o ovário. O espermatozóide deverá passar por estas células para fecundar o óvulo. Abaixo da membrana plasmática há o córtex. O citoplasma dessa região é mais gelatinoso por causa das altas concentrações de moléculas globulares de actina que durante a fecundação polimerizam para formar longos fios de actina conhecidos como microfilamentos. Presentes também no córtex estão os grânulos corticais que são organelas derivadas do complexo de golgi que contêm enzimas proteolíticas, mucopolissacarídeos e proteína hialina. As enzimas e os mucopolissacarídeos são ativos na prevenção da entrada de outro espermatozóide no óvulo, depois que o primeiro tenha entrado e moléculas de proteína hialina rodeiam o embrião jovem dando-lhe suporte durante o estagio de clivagem dos blastômeros. Reconhecimento entre espermatozóide e óvulo: na fecundação externa: (1) como podem o espermatozóide e o óvulo se encontrarem em concentrações tão baixas?; (2) que mecanismo impede o espermatozóide da estrela-do-mar de tentar fecundar o óvulo do ouriço-do-mar? Ovos secretam um fator quimiotático que atrai o espermatozóide e regulam também o momento no qual esse fator será liberado (resacina). A fusão da vesícula acrossômica é causada pela fusão, mediada pelo cálcio, da membrana acrossômica com a membrana plasmática adjacente do espermatozóide. Além de causar a extensão do processo acrossômico, este significante aumento do pH é também responsável pela ativação da dineína ATPase, localizada no pescoço do espermatozóide. Esta ativação causa uma rápida utilização do ATP e um aumento de 50% na respiração mitocondrial. A geléia do ovo pode promover um reconhecimento do tipo espécie-específico em algumas espécies mas não em outras. O processo acrossômico do espermatozóide contata a camada externa do envoltório vitelínico do óvulo, esse é o principal passo do reconhecimento espécie-específico e a proteína mediadora é a bindina. Bindinas de espécies muito próximas são de fato diferentes. Esta descoberta implica na existência de receptores espécie-específicos para bindina, no envoltório vitelínico. Mamíferos – reconhecimento e ligação dos gametas – capacitação: espermatozóides recém-ejaculados são incapazes de sofrer a reação acrossômica sem que tenham permanecido por um certo tempo no trato reprodutivo feminino. Este prérequisito para capacitação varia de espécie para espécie e pode ser mimetizado in vitro. Ligação primaria do espermatozóide à zona pelúcida: a camada mais externa é composta pelas células do cummulus e sua matriz, rica em ácido hialurônico. Estas células do cummulus são remanescentes das células da granulosa do folículo ovariano e acompanham o óvulo durante a ovulação. Em algumas espécies as células do cummulus não estão presentes no momento da fecundação, mas elas não constituem barreira para o espermatozóide mesmo quando estão presentes. A especificidade da ligação do espermatozóide à zona é relativa, mas não absolutame4nte espécie-específica (em fecundações internas especificidade desse tipo não deveria ser um grande problema) e a ligação do espermatozóide de camundongo à zona pelúcida de camundongo pode ser inibida por uma incubação previa do espermatozóide com glicoproteínas da zona pelúcida. ZP1 e ZP2 não competem pela ligação com o espermatozóide. Um conjunto de proteínas no espermatozóide, capazes de reconhecer um carboidrato especifico e regiões da proteína ZP3 da zona pelúcida do óvulo, parece ser a hipótese mais provável para a ligação entre os gametas de mamíferos. Existem três proteínas, no espermatozóide, que são capazes de se ligar à zona pelúcida. (1) proteína que se liga aos resíduos de galactose da ZP3; (2) enzima presente na membrana celular do espermatozóide; (3) protease. Indução da reação acrossômica pela ZP3: a aglutinação dos receptores de espermatozóides para ZP3 é necessária para a reação acrossômica. A ZP3 poderia provocar uma liberação de íons cálcio dentro do espermatozóide. O receptor está acoplado à proteína de ligação ao GTP (proteína- G) que é ativada quando o receptor se liga ao seu sítio ativo específico. A proteína-G ativada, ativa uma enzima que quebra um lipídio de membrana e é capaz de liberar íons cálcio ligados a compartimentos da membrana. Tal proteína-G foi descoberta em espermatozóides de mamíferos e parece ser ativada pela ligação com ZP3. Além disso, se a ativação da proteína-G é inibida, o espermatozóide pode se ligar a ZP3, mas não sofre a reação acrossômica. Ligação secundária do espermatozóide à zona pelúcida: a porção anterior da membrana plasmática do espermatozóide é desprendida dele. Aí estão localizadas as proteínas de ligação à ZP3. Porém, o espermatozóide precisa permanecer ligado à zona pelúcida para lisar um caminho através dela. Esta ligação secundaria à zona é completada por proteínas na membrana acrossômica interna que se ligam à ZP2. O acrossomo intacto não poderá se ligar à glicoproteína ZP2, mas o acrossoma do espermatozóide que já reagiu o fará. A estrutura da zona é constituída por unidades repetidas de ZP3 e ZP2, ocasionalmente, ligadas pela ZP1. Parece que o acrossoma que já reagiu transfere suas ligações de ZP3 para ZP2 adjacente. Após a entrada do espermatozóide no óvulo seus grânulos corticais liberam seu conteúdo e uma dessas proteínas é uma protease que altera especificamente ZP2. Esta inibiria o espermatozóide que já sofreu reação acrossômica de entrar mais profundamente no óvulo. Em suínos a proacrosina é uma proteína que se liga à fucose que mantém a conexão entre o espermatozóide cujo acrossomo que já reagiu e a zona pelúcida. Contracepção pelos anticorpos: se animais machos e fêmeas são injetados com extratos de espermatozóides, muitos produzirão anticorpos e se tornarão inférteis. Primakoff descobriu uma proteína do espermatozóide de cobaia que poderia induzir este tipo de esterilidade. O soro desses animais continha altas concentrações de anticorpos conta a proteína PH-20m que está presente tanto na membrana plasmática como na membrana interna do acrossomo do espermatozóide de cobaia. Outra forma de contracepção imunológica por longos períodos foi conseguida produzindo-se anticorpos contra a zona pelúcida (ZP3). Fusão dos gametas e prevenção da poliespermia: o reconhecimento é seguido pela lise de uma porção do envoltório que contata a cabeça do espermatozóide. Esta lise é seguida pela fusão da membrana celular do espermatozóide com a membrana celular do óvulo. A fusão espermatozóide-óvulo parece causar a polimerização da actina e extensão de muitas microvilosidades do óvulo, para formar o cone de fecundação. As membranas do óvulo e do espermatozóide se fundem e o material da membrana celular do espermatozóide pode, mais tarde, ser encontrado na membrana do óvulo. Nem todos os componentes da membrana do espermatozóide podem se misturar com a do óvulo. Algum material parece estar localizado no ponto de entrada do espermatozóide. Suspeitam que essa localização dos componentes do espermatozóide em uma área restrita provoca uma assimetria celular, que auxilia diretamente o plano da primeira clivagem e os movimentos citoplasmáticos dentro do ovo. Fusão é um processo ativo, frequentemente mediado por proteínas “fusogênicas” específicas. A entrada de múltiplos espermatozóides – poliespermia – traz, para a maioria dos organismos, conseqüências desastrosas. O núcleo triplóide e o par extra de centríolos causam a distribuição desigual dos cromossomos. Algumas células poderiam receber cópias extras de certos cromossomos os quais faltariam em outras células. O modo mais comum é prevenir a entrada de mais de um espermatozóide no óvulo. Existem dois mecanismos principais para prevenir a poliespermia: uma reação rápida, alcançada através de uma alteração elétrica na membrana plasmática do óvulo e uma reação mais lenta, provocada pela exocitose dos grânulos corticais. O bloqueio rápido à poliespermia: alcança seu objetivo mudando o potencial elétrico da membrana do óvulo. A concentração iônica do óvulo é deferente da do ambiente, e isso é especialmente diferente para os íons potássio e sódio. No caso do ouriço-do-mar, a água do mar tem uma concentração particularmente alta de íons sódio, enquanto que o citoplasma do óvulo tem relativamente pouco sódio livre. Com os íons potássio acontece o inverso. Essa condição é mantida pela membrana celular, o potencial de membrana em repouso é -70mV. De 1 a 3 segundos após a ligação do primeiro espermatozóide, o potencial de membrana se desloca para um nível positivo. Um pequeno influxo de íons sódio para dentro do óvulo é permitido, elevando assim a diferença de potencial para +20mV. O espermatozóide não pode se fundir com membranas que têm uma ddp positiva. A abertura dos canais de sódio no óvulo parece ser causada pela ligação do espermatozóide ao óvulo. O bloqueio elétrico à poliespermia provavelmente não ocorre na maioria dos mamíferos e só é efetivo quando o espermatozóide possui um componente que é sensível à diferenças de voltagem. Bloqueio lento da poliespermia: a poliespermia pode ainda ocorrer se os espermatozóides ligados ao envoltório vitelino não são de alguma forma removidos. Esta remoção é efetivada pela reação dos grânulos corticais. Estas vesículas contêm a proteína hialina, proteases, uma peroxidase e mucopolissacarídeos. Após a entrada do espermatozóide, estes grânulos corticais se fundem com a membrana plasmática do óvulo liberando seu conteúdo na área entre a membrana e o envoltório vitelínico. As proteínas que ligam o envoltório vitelínico ao óvulo são dissolvidas pelas enzimas proteolíticas liberadas e os mucopolissacarídeos, recém liberados, produzem um gradiente osmótico que permite a entrada de água no espaço entre a membrana celular e o envoltório vitelínico, que é então elevado e passa a ser denominado membrana de fecundação. Primeiro, as proteases modificam ou removem o receptor de bindina e algum espermatozóide ligado a ele. Segundo, a peroxidase endurece a membrana de fecundação pela ligação de resíduos de tirosina às proteínas adjacentes. A membrana de fecundação começa a se formar no local da entrada do espermatozóide e se expande ao redor do óvulo. Tão logo o envoltório de fecundação se forma a proteína hialina é estocada nos grânulos corticais, forma uma cobertura ao redor do óvulo. A célula estende microvilosidades longas cujas extremidades se ligam à camada hialina. Este envoltório hialino constitui suporte para os blastômeros durante a clivagem. Em mamíferos a reação dos grânulos corticais não produz uma membrana de fecundação, mas o efeito é o mesmo. A liberação de enzimas modifica os receptores dos espermatozóides na zona pelúcida de tal forma que eles não podem mais se ligar aos espermatozóides (reação de zona) em seguida à fusão dos grânulos corticais próximos ao ponto de entrada do espermatozóide, uma onda de exocitose dos grânulos corticais se propaga ao redor do córtex em direção ao lado oposto do ovo. Íons de cálcio são diretamente responsáveis pela propagação da reação cortical e estão estocados no próprio óvulo, dentro do reticulo endoplasmático. Variações nas estratégias que previnem a poliespermia estão amplamente distribuídas na natureza. Fusão do material genético: após a fusão das membranas do espermatozóide e do óvulo, o núcleo e o centríolo do primeiro se separam das mitocôndrias e do flagelo, sendo que esses se desintegram dentro do óvulo. O núcleo do óvulo, ainda haplóide, é denominado pronúcleo feminino. Dentro do citoplasma do óvulo, o núcleo do espermatozóide de descondensa para formar o pronúcleo masculino. As proteínas ligadas à cromatina do espermatozóide, em seu estado condensado e inativo, são trocadas por proteínas semelhantes, derivadas do óvulo. Esta troca permite a descondensação da cromatina do espermatozóide. Pedaços remanescentes do envoltório nuclear original do espermatozóide são transportados pela cromatina. Rapidamente novas vesículas membranosas se agregam ao longo da periferia da massa de cromatina e se conectam com os fragmentos do velho envoltório para produzir a nova membrana do pronúcleo masculino. Esse sofre uma rotação de 180º, de tal forma que o centríolo do espermatozóide fica entre os dois pronúcleos. Os microtúbulos do centríolo do pronúcleo masculino se estendem e conectam o pronúcleo feminino e ambos migram para se encontrarem. A fusão forma o núcleo zigótico diplóide. O início da síntese de DNA pode ocorrer ainda na fase de pronúcleo ou após a formação do núcleo zigótico. O pronúcleo masculino de mamíferos aumenta em tamanho enquanto o núcleo do ovócito completa sua segunda divisão de meiose. Então, cada pronúcleo migra para se encontrar com o outro, replicando seu DNA enquanto viaja. No encontro, os dois envoltórios nucleares se tocam e rompem. Contudo, em vez de produzir um núcleo zigótico comum, a cromatina se condensa em cromossomos que se orientam para um fuso mitótico comum. Então podem ser vistos verdadeiros núcleos diplóides em mamíferos, não no zigoto, mas na fase de duas células. A não equivalência dos pronúcleos de mamíferos: os pronúcleos masculino e feminino e mamíferos são geneticamente equivalentes, porém podem ser funcionalmente diferentes. A mola hidatiforme é um tumor que se desenvolve a partir de um espermatozóide haplóide que fecunda um óvulo cujo pronúcleo feminino está ausente. O desenvolvimento não ocorre nesse caso. Estas diferenças podem estar em modificações do DNA que são diferentes nos núcleos dos óvulos e dos espermatozóides. Ativação do metabolismo do óvulo: o óvulo maduro é uma célula inerte, que é reativada pela entrada do espermatozóide. Esta ativação é meramente um estímulo, contudo, transforma em ação um conjunto de eventos metabólicos pré-programados. As respostas do óvulo ao espermatozóide podem ser: (1) respostas imediatas – muitos experimentos demonstram que esta liberação de cálcio é essencial para a ativação do desenvolvimento do embrião. A liberação de cálcio é responsável pela ativação de uma serie de reações metabólicas. Uma delas é a ativação da enzima NAD+ quinase, que converte NAD+ em NADP+. Esta mudança deve ter importantes conseqüências para o metabolismo da célula. Uma delas envolve o metabolismo dos lipídios. Assim, a mudança de NAD+ para NADP+ pode ser importante na construção de muitos componentes das novas membranas celulares. Um outro efeito desta mudança envolve o consumo de oxigênio. Uma súbita redução do oxigênio é verificada durante a fecundação. A enzima responsável pela redução do oxigênio é dependente de NADPH. (2) respostas tardias – acoplado ao aumento intracelular de cálcio livre está um aumento do pH intracelular. Esse aumento inicia-se com um segundo influxo de íons sódio, causando a troca de um íon sódio que entra novo por um íon de hidrogênio que vai para a água do mar. Esta perda de íons de hidrogênio provoca uma alteração no pH que aumenta de 6,8 para 7,2 e traz enormes mudanças na fisiologia do ovo. Ainda que se acredite que esta mudança seja causada por uma reação mediada por cálcio, tem sido verificado que independente da causa, o aumento do pH intracelular pode iniciar muitas das respostas tardias, essas incluem a ativação da síntese de DNA e da síntese protéica, para a qual são suados mRNA’s já presentes no citoplasma do ovócito. Agentes que bloqueiam o aumento do pH também bloqueiam esses eventos tardios da fecundação. A bioquímica da ativação do óvulo: a ativação do óvulo é causada por uma onda de liberação de cálcio de compartimentos internos da célula. A ligação do espermatozóide à membrana celular do óvulo provoca uma serie de reações envolvendo enzimas da membrana que sintetizam “mensageiros secundários” (inositol 1,4,5 – trifosfato {IP3} pode liberar íons cálcio). O IP3 liberado nesta reação se liga a uma proteína no reticulo que libera íons cálcio. A proteína-G está envolvida na liberação dos íons cálcio ligados e na exocitose dos grânulos corticais. Parece que a mesma química que permite ao óvulo ativar o espermatozóide também permite ao espermatozóide ativar o óvulo. Rearranjo do citoplasma do óvulo: a fecundação pode também iniciar o deslocamento radical do material citoplasmático. Estes arranjos do citoplasma do ovócito são frequentemente cruciais para a diferenciação celular durante o desenvolvimento. O citoplasma de óvulo freqüentemente contém determinantes morfogênicos que se segregam em células específicas durante a clivagem. Esses determinantes conduzem à ativação ou à repressão de genes específicos e consequentemente conferem certas propriedades às células que os incorporam. O arranjo espacial correto destes determinantes é crucial para o desenvolvimento normal. O crescente amarelo, que se estende do pólo vegetal ao equador traz o plasma amarelo para a área onde futuramente os músculos serão formados na larva do tunicado. O movimento destas regiões citoplasmáticas é dependente de microtúbulos que provavelmente são gerados pelo centríolo do espermatozóide. O citoplasma subjacente, localizado próximo ao equador, do lado exatamente oposto ao ponto de entrada do espermatozóide é o crescente cinzento, que marca a região onde a gastrulação é iniciada em embriões de anfíbios. O motor desses movimentos citoplasmáticos em ovos de anfíbios parece ser o arranjo paralelo dos microtúbulos que se situam entre o citoplasma cortical e o citoplasma interno do hemisfério vegetal. A orientação dos microtúbulos é paralela à direção da rotação do citoplasma. Os microtúbulos paralelos são originários do óvulo, mas parece que o áster do espermatozóide dá a orientação aos microtúbulos. Esses movimentos citoplasmáticos iniciam uma cascata de eventos que determinam o eixo dorso-ventral. Preparação para clivagem: o aumento intracelular de íons cálcio livres também movimenta a aparelhagem da divisão celular. Os mecanismos através dos quais a clivagem é iniciada, provavelmente diferem entre as espécies. O ritmo das divisões celulares é regulado pela síntese e degradação da ciclina, que mantém a célula em metáfase e a quebra da ciclina permite à célula retornar à interfase. Clivagem, o evento que separa a fecundação da embriogênese. A posição da primeira clivagem não é ao acaso, mas, tende a ser determinada pelo ponto de entrada do espermatozóide e a subseqüente rotação do citoplasma do ovo. A coordenação do plano de clivagem e os rearranjos do citoplasma são provavelmente mediados pelos microtúbulos do áster do espermatozóide. Histologia básica 1 – A histologia e seus métodos de estudo A histologia estuda as células e o material extracelular que constituem os tecidos do corpo. O ME que é 1000 vezes mais potente que o MO ampliou bastante o campo de estudo da histologia, assim como outros instrumentos e técnicas de estudo como a cultura de células, as técnicas de radioautografia e de imuno-histoquímica. Como são feitas as lâminas histológicas: o que se deseja é levar ao microscópio um preparado no qual os tecidos estejam perfeitamente preservados, apresentando a mesma estrutura e composição química que possuíam quando vivos. A fixação estabiliza os tecidos: para que a célula não se destrua (autólise), ou bactérias não a destruam, os tecidos devem ser tratados imediatamente após sua retirada. Esse tratamento é denominado fixação, cuja principal função é insolubilizar as proteínas do tecido. Um dos melhores fixadores para o MO é o formaldeído a 4% em solução tamponada. No ME são usadas duas fixações, primeiro em solução tamponada de aldeído glutárico, e em seguida, em solução também tamponada, de tetróxido de ósmio. Etapas Finalidades Durações 1. Fixação em fixador simples ou em mistura fixadora (liquido de Bouin, Helly etc.). 2. Desidratação em álcool etílico de concentrações crescentes, começando com álcool a 70% e terminando com álcool absoluto. 3. Clareamento ou diafanização em benzol, xilol ou toluol, solventes do álcool e da parafina. 4. Impregnação pela parafina fundida, geralmente realizada em estufa a 60ºC. Preservar a morfologia e a Cerca de 12 hs, composição dos tecidos. dependendo do fixador do tamanho da peça. Remover a água dos tecidos. 6 a 24hs, dependendo do tamanho da peça. Embeber a peça em substancia 1 a 6hs, dependendo o miscível com a parafina. tamanho da peça. A parafina penetra nos vasos, 30 min a 6hs, nos espaços intercelulares e dependendo do mesmo no interior das células, tamanho da peça. impregnando o tecido e tornando mais fácil a obtenção dos cortes no micrótomo. 5. Inclusão: a peça é colocada Obtenção do bloco de parafina num molde retangular de forma regular, para ser contendo parafina fundida. cortado no micrótomo. Após a fixação os tecidos são impregnados com parafina ou resinas sintéticas a fim de que possam ser cortados em fatias finas: para a obtenção dos cortes os tecidos tem que ser embebido e envolvidos em substancias de consistência firme (parafinas ou resinas plásticas). Há uma série de tratamentos que o tecido deve sofrer antes da impregnação. Na primeira etapa, a desidratação, a água é extraída dos tecidos pela passagem dos mesmos em banhos de concentrações crescentes de etanol, geralmente de 70% até o etanol absoluto (ou puro ou 100%). Em seguida, o etanol é substituído por um liquido miscível como meio de inclusão. Para a inclusão em parafina usa-se o xilol ou benzol. Os tecidos embebidos nessas substancias tornam-se translúcidos, por isso essa etapa é chamada diafanização ou clareamento. Mergulha-se o tecido em parafina a 60ºC. Devido ao calor o xilol ou benzol evaporam e os espaços anteriormente ocupados por eles são ocupados pela parafina. Em seguida coloca-se o tecido num recipiente contendo um pouco de parafina fundida e deixa solidificar em temperatura ambiente formando um bloco de parafina como tecido no seu interior, que é seccionado pela navalha de aço do micrótomo, obtendo-se cortes de 6 a 8 µm de espessura. Esses cortes são estirados em água quente e colocados nas lâminas. A imersão dos tecidos em etanol e xilol ou benzol retira os lipídios, quando são eles que se quer estudar usa-se o micrótomo de congelação. A coloração facilita a visualização dos componentes teciduais: a maioria dos tecidos é incolor. A maioria dos corantes utilizados em histologia comporta-se como ácido ou base e tende a formar ligações salinas com radicais ionizáveis presentes nos tecidos. Os componentes basófilos têm caráter ácido e se ligam aos corantes com caráter básico, já os acidófilos têm caráter básico e se ligam aos corantes com caráter ácido. Azul-detoluidina, azul-de-metileno e a hematoxilina são corantes básicos, enquanto orange G, eosina e fucsina ácida são corantes ácidos. O núcleo celular é basófilo e o citoplasma é quase sempre acidófilo. A coloração dupla pela hematoxilina e a eosina (HE) é a mais utilizada na rotina em histologia, porem muitos outros corantes são usados. Além dos corantes usa-se também a impregnação metálica com sais de prata e ouro. Técnicas Constituintes Núcleos Citoplasma Fibras Fibras Fibras colágenas elásticas reticulares HE Hemalúmen Azul ------Irregular ---(hematoxilina) Eosina ---Róseo Róseo Irregular ---Hematoxilina Preto férrica Fucsina ácida ---e ponceau de xilidina Verde-luz ------Vermelho ---------Verde ------------------- Tricrômico de Masson FucsinaFucsina---------Púrpura ---resorcina de resorcina Weigert Impregnação Soluções de ------Castanho- ---Preto argêntica sais de prata escuro para fibras reticulares O microscópio óptico não permite o estudo de detalhes com menos de 0,2µm: a parte óptica do microscópio consiste em três sistemas de lentes: condensador, objetiva e ocular. A ampliação total dada pelo MO é igual ao aumento da objetiva multiplicado pelo aumento da ocular. O fator mais significativo para uma boa imagem é a resolução, que é a menor distancia para que duas partículas apareçam como objetos separados. O limite da resolução dos melhores MO é 0,2µm e ele depende essencialmente da objetiva, a ocular apenas aumenta de tamanho a imagem projetada de foco pela objetiva. Os microscópios de contraste de fase facilitam a visualização das células e tecidos vivos: o estudo de tecidos vivos é difícil, pois a maioria dos seus componentes são incolores e transparentes. O microscópio de contraste permite o estudo de muitos detalhes celulares in vivo. A velocidade com que a luz atravessa um corpo transparente depende da quantidade de matéria presente e determina o índice de refração desse corpo. Quanto maior a densidade, maior o índice de refração e menor a velocidade da luz no corpo. Como as diversas estruturas celulares têm índices diferentes, causam atrasos diferentes nas ondas luminosas dando origem a diferenças de fase entre as ondas luminosas emergentes, mas essas diferenças ao são visíveis. No microscópio de contraste de fase existem dispositivos especiais que transformam essas diferenças de fase em diferenças de amplitude, dando diferenças de intensidade luminosa, para as quais a retina é sensível. Cortes ópticos podem ser obtidos com o microscópio confocal: este tipo de microscópio utiliza raios laser e gera imagens de planos ópticos do tecido em exame. Isto torna possível imagens muito nítidas porque o material situado abaixo do plano de foco não contribui para a formação da imagem e, assim, não compromete sua nitidez. O microscópio de polarização revela a presença de moléculas alongadas e orientadas: ao atravessar um filtro polariode a luz torna-se polarizada. Colocando-se um segundo filtro no microscópio, acima do primeiro e com seu eixo perpendicular, a luz não atravessa o conjunto. O primeiro filtro é colocado no condensador e recebe o nome de polarizador. O segundo filtro, ou analisador, é colocado entre a objetiva e a ocular. Quando o polarizador e o analisador estão com seus eixos perpendiculares, o campo do microscópio aparece escuro, mas se entre os dois filtros existirem estruturas contendo moléculas orientadas (anisotrópicas ou birrefringentes, modificam o eixo da luz recebida do polarizador), estas estruturas aparecerão brilhantes contra um fundo escuro. Microscopia de fluorescência: quando excitadas por certos comprimentos de onda, algumas substâncias absorvem energia e emitem luz de maior comprimento de onda. Em microscopia utiliza-se a citação com radiação ultravioleta, para que a radiação emitida caia na faixa de luz visível. As substancias fluorescentes aparecem como substancias brilhantes contra um fundo escuro. Microscopia eletrônica: os elétrons são produzidos graças ao aquecimento no vácuo de um filamento que então emite elétrons. Essas partículas são aceleradas devido a uma ddp de 60 a 100 kV existente entre o filamento e o anodo. Devido ao fato de serem elétrons facilmente desviados pelo objeto, torna-se necessário utilizar cortes muito finos de tecido (20 a 100 nm de espessura). Para isso foi necessário desenvolver métodos especiais de microtomia, os cortes são feitos em um ultramicrótmo, nos quais são utilizadas navalhas de vidro ou diamante. Enquanto no MO a luz é absorvia pelas estruturas coradas, no ME os elétrons são desviados por porções do objeto que contenham átomos de elevado peso atômico. O resultado é que as estruturas que desviam elétrons aparecem escuras na tela fluorescente e são chamadas de elétrondensas. A capacidade de desviar os elétrons depende do numero atômico, por isso se costuma impregnar os cortes de tecidos com metais pesados a fim de aumentar o contraste, resultando assim uma imagem nítida e bem visível. A analise dos elétrons refletidos permite o estudo da superfície de células e tecidos especialmente preparados: alem do ME já descrito, chamado de transmissão, existe outro tipo, denominado microscópio de varredura aqui, entre lente eletromagnética e o objeto é interposta uma bobina de varredura que provoca um desvio no feixe de elétrons, de tal modo que o mesmo vai incidir sobe o objeto ponto por ponto, numa seqüência determinada. O objeto não se deixa atravessar pelo feixe eletrônico, devido a sua espessura e a uma cobertura feita por evaporação de metal pesado sobre a sua superfície. Desse modo, o feixe de elétrons que incide sobre o objeto (feixe primário) sofre reflexões, originando elétrons secundários, os quais são captados por detectores especiais que geram um sinal elétrico, transferido para um tubo de vídeo. O uso combinado de moléculas radioativas e suspensões de brometo de prata em gelatina (emulsões fotográficas) é a base da técnica radioautográfica: essa técnica torna possível a localização de substancias radioativas nos tecidos. Cristais de brometo de prata agem como microdetectores da radioatividade, pois atingidos pela radiação, depois de revelados, transformam-se em grãos de prata metálica, que aparecem negros ao microscópio, denunciando a presença de radioatividade nas estruturas com as quais estão em contato. Esse método tem sido utilizado para o estudo de fenômenos biológicos. Por exemplo, a síntese de proteínas pode ser estudada pela injeção de aminoácidos marcados com carbono 14 e hidrogênio 3, as moléculas que se formarem serão radioativas e poderão ser encontradas pela radioautografia. A separação , em quantidade, dos componentes celulares é possível pela técnica de centrifugação fracionada: é um processo físico que aplica a força centrifuga para separar organelas celulares, de acordo como coeficiente de sedimentação de cada uma, esse depende do tamanho, forma e densidade da partícula e da densidade e viscosidade do meio. Submetendo-se uma célula à ação de uma força centrifuga adequada, suas organelas se distribuirão em diferentes camadas. Utilizando essa técnica pode-se isolar qualquer organela celular, determinar sua composição química e estudar suas funções in vitro. Após a homogeneização, inicia-se a centrifugação d sobrenadante, utilizando-se forças centrífugas cada vez maiores. As partículas mais densas sedimentam primeiro. O sobrenadante de cada centrifugação é submetido a uma força centrífuga maior, obtendose, desse modo, a separação dos diversos componentes celulares. Histoquímica e citoquímica: esses termos são usados para indicar os métodos para a localização de diferentes substancias nos cortes de tecido e eles têm por base reações químicas especificas, ou a interação macromolecular de alta afinidade. Nos dois casos, o resultado final é a produção de compostos insolúveis, coados, ou eletrón-densos, que possibilitam a localização de sustâncias específicas nos cortes de tecidos através do uso do MO ou ME. Para os lipídios os corantes mais usados são: o Sudan IV e o Sudan negro, que coram os lipídios respectivamente em vermelho e preto; para os ácidos nucléicos: a reação de Feulgen; para o RNA: azul-de-toluidina ou azul-de-metileno (precisa de lâmina controle com ribonuclease); para polissacarídeos: PAS (reação do acido periódico de Schiff, precisa de lâmina controle com amilase); para enzimas: produzir um precipitado fortemente corado ou elétron-denso no local da atividade enzimática. Interações de alta afinidade entre macromoléculas servem para a realização de técnicas importantes como a imunocitoquímica, a citoquímica com lectinas e a hibridização in situ: essas interações são muito especificas, localizando as moléculas com muita precisão, o exemplo mais bem estudado é a interação antígeno-anticorpo. A técnica da imunocitoquímica baseia-se no seguinte fato: quando uma macromolécula estranha denominada antígeno é introduzida em um organismo, este reage produzindo uma proteína chamada anticorpo, que por sua vez combina-se especificamente com o antígeno. A técnica consiste em acoplar sustâncias marcadoras a anticorpos sem que estes percam a capacidade de se combinar como antígeno. Isto é utilizado de duas maneiras, denominadas técnicas direta e indireta de imunocitoquímica. Três métodos são muito utilizados para marcar os anticorpos: (1) conjugação com composto fluorescente; (2) conjugação com uma enzima e (3) conjugação com uma substancia que não se deixa atravessar pela luz e que dispersa elétrons. TÉCNICA DIRETA: para um antígeno x tirado de um animal é feito um anticorpo em outro animal, que depois de purificado e acoplado com um composto fluorescente volta para o animal que tinha o antígeno X e se liga a ele formando uma estrutura acoplada fluorescente, ficando visível a localização do antígeno X. TÉCNICA INDIRETA: na primeira etapa faz-se a imersão do corte histológico em solução com anticorpo não marcado, obtido do sangue de um animal no qual foi injetado o antígeno cuja localização se deseja determinar. O anticorpo fixa-se ao antígeno, mas isso não pode ser observado ao microscópio, por isso o anticorpo não está marcado. Na segunda etapa, imerge-se o preparado em solução com antigamaglobulina marcada. Esta ultima é, portanto, um anticorpo. A antigamaglobulina marcada fixa-se à gamaglobulina que já está ligada ao antígeno, revelando a localização dele. TÉCNICAS DE HIBRIDIZAÇÃO IN SITU: para entender como a célula funciona é necessário entender o fluxo de informações entre o DNA e as proteínas sintetizadas na célula. Dentre as técnicas com essa finalidade encontra-se a técnica de análise Southern, que possibilita caracterizar e quantificar o DNA de um gene; análise Northern, que identifica e quantifica um RNAm mesmo na presença dos numerosos outros RNA’s; e a análise Western, para detecção de uma proteína especifica, dentre as que existem numa célula ou tecido. As análises Southern e Northern se baseiam na alta afinidade que existe entre segmentos complementares de ácidos nucléicos, o que torna possível a hibridização. A análise Western se baseia na alta afinidade e especificidade entre antígenos e respectivos anticorpos. HISTOQUÍMICA COM LECTINAS: as lectinas são proteínas obtidas de sementes de vegetais, que se ligam com alta afinidade e especificidade a carboidratos da superfície celular. As diferentes lectinas ligam-se a segmentos específicos de certos hidratos de carbono. Caracterizam moléculas da membrana que contêm certos carboidratos, e geralmente, é marcada com peroxidase, para tornar possível sua localização através da técnica histoquímica para peroxidase. Histologia básica 2 – Tecido epitelial Os tecidos que constituem os diversos órgãos do corpo são constituídos por células mais a matriz extracelular, que é produzida pelas células. Existem quatro tipos básicos de tecido: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. Os epitélios são constituídos por células, geralmente, poliédricas, justapostas, entre as quais se encontra pouca substância extracelular. As células epiteliais aderem firmemente umas às outras, formando camadas celulares contínuas que revestem a superfície externa e as cavidades do corpo. Além dos epitélios de revestimento, existem também os epitélios glandulares, formados por células especializadas na produção de secreção. Há ainda epitélios especializados na captação de estímulos provenientes do ambiente, são os neuroepitélios. Geralmente a forma do núcleo acompanha a forma da célula: células cúbicas apresentam núcleo esférico, ao passo que células prismáticas têm núcleo elíptico. O eixo maior dos núcleos acompanha o eixo maior das células. O glicocálice é uma delgada camada glicoprotéica que reveste as células epiteliais (e outras células também): as glicoproteínas tomam parte nos processos celulares de pinocitose, de adesão entre as células, em fenômenos imunológicos e em outros processos vitais. A lâmina basal separa e prende o epitélio ao tecido conjuntivo adjacente, permitindo porem a passagem de diversas moléculas: os epitélios apresentam na sua superfície de contato com o tecido conjuntivo, uma estrutura chamada lâmina basal, que tem espessura de 20 a 100 nm, é formada principalmente, por colágeno tipo IV, uma glicoproteína denominada laminina e proteoglicanas, sendo sintetizada pelas células epiteliais. Em determinadas regiões do organismo, verifica-se, em continuação à lâmina basal, um acúmulo de fibras reticulares e complexos de proteínas e glicoproteínas, formando um conjunto que e visíveis ao microscópio óptico. A associação da lâmina basal com essa estrutura chama-se membrana basal. Nos epitélios sujeitos a atritos fortes, a lâmina basal fixa-se ao tecido conjuntivo subjacente por meio de finas fibrilas de colágeno tipo VII, chamadas fibrilas de ancoragem. Quando as células migram para suas localizações corretas, no desenvolvimento embrionário, apoiando-se nas lâminas basais, as mutações que modificam as proteínas normais da lâmina basal afetam gravemente a organogênese. Estruturas diversas, principalmente os desmossomos, asseguram forte coesão entre as células epiteliais: da aderência das células epiteliais participam proteínas da família das caderinas, que são proteínas transmembrana, com a função de prender as membranas de células contíguas. As caderinas perdem sua adesividade na ausência de Ca+. As junções celulares servem para a aderência e também para vedar o espaço intercelular. Certas junções formam canais de comunicação entre as células adjacentes. Nos epitélios prismáticos com uma única camada de células, frequentemente, as junções se apresentam numa ordem definida da parte apical para a parte basal da célula. Nessas células, as zônulas de oclusão são as junções mais apicais. Todas as zônulas são estruturas em forma de faixa, formando um cinturão em volta da célula. As zônulas de oclusão são caracterizadas pela íntima justaposição periódica das membranas celulares das células vizinhas, com fusão dos folhetos externos das membranas e forma uma barreira que impede a passagem de moléculas por entre as células epiteliais, ou seja, ela tem um efeito soldador, contribuindo para a formação de compartimentos funcionais delimitados por células epiteliais. A junção encontrada a seguir é a zônula de adesão, que circunda toda a volta da célula e contribui para a aderência entre células vizinhas. Aqui há uma discreta separação entre as membranas celulares e um pequeno acúmulo de material elétrondenso na superfície interna dessas membranas. No material elétron-denso se inserem componentes da trama terminal, uma estrutura localizada no pólo apical das células e que contém a proteína espectrina, filamentos de actina e filamentos intermediários. Admite-se que a trama terminal reforça o citoplasma do ápice da célula. O conjunto formado pelas zônulas de oclusão e de adesão constitui o complexo unitivo e é responsável por uma estrutura a muito conhecida como rede terminal. A junção comunicante (gap junction) ou néxus pode ocorrem em qualquer posição nas membranas laterais das células epiteliais. São encontradas também nos outros tecidos, menos no muscular estriado esquelético. Caracteriza-se pela aposição das membranas de células adjacentes, após criofratura observam-se agregados de partículas formando placas circulares nas membranas. As junções comunicantes são formadas de hexâmeros protéicos, cada um com um poro hidrofílico central de 1,5 nm. Cada hexâmero se alinha como da célula adjacente e forma um canal hidrofílico entre as duas células, esses canais permitem a passagem de moléculas informacionais como AMP cíclico, GMP, íons etc., e podem propagar informações entre células vizinhas integrando as funções celulares nos tecidos. As junções comunicantes se formam rapidamente entre células previamente isoladas. O fato de inibidores metabólicos, especialmente os que bloqueiam a oxidação fosforilativa, impedirem a formação dessas comunicações e também promoverem a desagregação das existentes mostra que elas se mantêm graças a um processo que consome energia. Como as novas junções comunicantes se formam mesmo que a síntese protéica seja interrompida, admite-se que elas podem se formar pela aproximação das moléculas protéicas (unidades do hexâmero) preexistentes e dispersas na membrana celular. O desmossomo ou mácula de adesão está relacionado com a aderência intercelular, ele é uma estrutura complexa, em forma de disco constituído pela membrana de duas células contíguas. Na região do desmossomo as membranas celulares se afastam. Desmossomos apresentam rigidez. Proteínas da família das caderinas participam da aderência proporcionada pelos desmossomos. Na face citoplasmática de cada membrana existe uma placa circular constituída de ao menos 12 proteínas na qual se prendem filamentos intermediários de queratina (tonofilamentos). Na zona de contato entre algumas células epiteliais e a lamina basal, frequentemente, existem hemidesmossomos. Eles auxiliam a fixação da célula epitelial à lâmina basal subjacente e são mais freqüentes onde o epitélio está sujeito a atritos fortes. Aqui a aderência é devido à proteínas da família das integrinas. As junções intercelulares podem ter três funções: (1) junções de adesão (zônula de adesão, desmossomos e hemidesmossomos), (2) junções impermeáveis (zônulas de oclusão) e (3) junções de comunicação (junções comunicantes). OBS.: a adesão entre as células pode ser aumentada pela grande quantidade de interdigitacões observadas nas membranas das paredes laterais das células epiteliais vizinhas. As células epiteliais geralmente são polarizadas: a maioria das células epiteliais possui uma estrutura diferente, conforme a extremidade do citoplasma que é observada. Organelas, vesículas de secreção, material de deposito (inclusões) não se distribuem de modo uniforme no citoplasma. Certas estruturas predominam num pólo, conforme a atividade funcional da célula. O pólo basal é aquele em contato com a lâmina basal e o pólo apical é a direção oposta. A polaridade celular não é exclusiva das células epiteliais. As células epiteliais apresentam estruturas para aumentar a superfície ou movimentar partículas: MICROVILOS: as células epiteliais com função de absorção apresentam na superfície livre milhares de microvilos (formados por filamentos de actina). Frequentemente, nos microvilos, o revestimento glicoprotéico (glicocálice) apresenta-se mais denso. ESTEREOCÍLIOS: são estruturas imóveis, de distribuição restrita, encontradas na região apical das células de revestimento do epidídimo e do canal deferente. São constituídos por longos prolongamentos citoplasmáticos, que podem sofrer anastomose. Aumentam a superfície celular, facilitando o transito de moléculas para dentro e fora das células. Apesar do nome tem semelhança com os microvilos e não com os cílios. CÍLIOS E FLAGELOS: os cílios apresentam forma cilíndrica, revestidos pela membrana celular, contendo no centro um par de microtúbulos isolados e, na periferia, nove pares de microtúbulos fundidos dois a dois e dispostos circularmente. Os cílios se inserem nos corpúsculos basais. O movimento celular é coordenado, provocando uma corrente de fluido em uma só direção. Os movimentos ciliares resultam da atividade dos microtúbulos, que utilizam a energia fornecida por moléculas de ATP. Os flagelos, que no organismo humano existem apenas nos espermatozóides, têm estrutura semelhante à dos cílios, porem são muito mais longos e, normalmente, cada espermatozóide tem apenas um flagelo. As funções básicas dos epitélios são de revestir, separando compartimentos, e secretar: os epitélios estão classificados em dois grandes grupos: de revestimento e glandulares. De acordo com as condições funcionais locais, os epitélios de revestimento podem ter uma ou mais camadas de células: são tecidos cujas células se dispõem em camadas, recobrindo a superfície externa ou as cavidades do corpo. Estão sempre apoiados numa camada de tecido conjuntivo que contem os vasos sanguíneos cujo sangue nutre o epitélio. São classificados tendo em vista o numero de camadas constituintes e a forma das células na camada mais superficial. Pelo primeiro critério, os epitélios podem ser simples ou estratificados. Os epitélios simples subdividem-se em pavimentosos, cúbicos e prismáticos ou cilíndricos. Nos epitélios estratificados, a classificação baseia-se na forma das células da camada mais superficial do epitélio. O epitélio estratificado, chamado de transição, que reveste a bexiga, caracteriza-se pelo fato de suas células superficiais não serem nem pavimentosas nem prismáticas, mas globosas. Nesse epitélio, o número de camadas e a forma das células superficiais variam conforme o órgão esteja distendido ou não. Chama-se mucosa o conjunto constituído por epitélio mais tecido conjuntivo, que reveste cavidades úmidas, como boca, bexiga, intestino. O conjuntivo das mucosas recebe o nome de lâmina própria ou córion. Com raras exceções, os vasos sanguíneos não penetram no epitélio, de modo que a nutrição é feita por difusão através do tecido conjuntivo. O tecido epitelial, geralmente, apresenta fibras nervosas sensoriais, que acabam em terminações nervosas livres, constituindo, às vezes, uma rica rede intra-epitelial, conferindo grande sensibilidade ao epitélio. As células epiteliais glandulares se especializam na produção de vários tipos de secreção: quase sempre os produtos elaborados pelas células glandulares são acumulados temporariamente no citoplasma, sob a forma de pequenas partículas envolvidas por membrana, as vesículas ou grânulos de secreção. Os epitélios glandulares formam órgãos denominados glândulas. Quando cada célula secretora aparece isolada, a glândula é unicelular. A maioria das glândulas, porém, é pluricelular. As glândulas originam-se pela proliferação das células de epitélios de revestimento, com invasão do tecido conjuntivo subjacente e posterior diferenciação. As glândulas são órgãos envolvidos por uma cápsula de tecido conjuntivo que emite septos, dividindo-as em lobos e lóbulos. Vasos sanguíneos e nervos penetram na glândula dentro dos septos, fornecendo nutrientes e estímulo nervoso para as funções glandulares. De acordo coma maneira pela qual o produto de secreção sai das células, as glândulas podem ser merócrinas (só saem os produtos de secreção – pâncreas e glândulas salivares), holócrinas (a célula toda se destaca da glândula, arrastando consigo o produto de secreção – sebácea) e apócrinas (são intermediárias, o produto de secreção é eliminado com uma parte do citoplasma apical – sudoríparas). Glândulas endócrinas: - tipo cordonal (adrenal, hipófise e paratireóide): células se dispõem em cordões maciços que sofrem anastomose e ficam separados por capilares sanguíneos, que recolhem os produtos elaborados pela glândula. - tipo vesicular (tireóide): células se agrupam formando vesículas, constituídas por uma só camada de células, limitando o espaço onde a secreção se acumula temporariamente. Glândulas exócrinas: existe uma porção secretora e o ducto excretor. Quando a glândula tem um único ducto que não se divide, é uma simples. Quando os ductos se dividem, a glândula é chamada composta. A forma da porção secretora permite separar as glândulas em acinosas e tubulosas. Os ácinos de luz ampla são por vezes chamados de alvéolos. A associação das partes secretoras mencionadas forma as glândulas tubuloacinosas e as tubuloalveolares. Quanto à parte secretora, as glândulas podem ser ramificadas ou não. Renovação das células epiteliais: há uma renovação constante das células graças a uma atividade mitótica continua. Metaplasia é a transformação patológica de um tecido em outro: em condições patológicas, certas células podem sofrer alterações e dar origem a um novo tipo de tecido. Exemplos: o epitélio pseudo-estratificado da taqueia e dos brônquios, em fumantes crônicos sob a ação irritante do fumo, pode transformar-se em epitélio estratificado pavimentoso; na deficiência crônica de vitamina A, o epitélio dos brônquios, o epitélio de transição da bexiga e vários outros são substituídos por epitélio estratificado pavimentoso queratinizado. As glândulas são controladas por mecanismos nervosos e hormonais mediados por mensageiros químicos: geralmente um fator predomina sobre o outro no controle da atividade glandular. Tanto o controle nervoso como o hormonal se exercem através de substancias chamadas mensageiros químicos. Os mensageiros químicos são chamados neurotransmissores, e os produzidos pelas glândulas endócrinas são os hormônios. OBS.: a partir de ATP ou GTP formam-se AMP ou GMP cíclicos, pela ação da enzima adenilato ciclase ativada pelo primeiro mensageiro. A adenilato ciclase está localizada na membrana e a ela se associa um receptor para o primeiro mensageiro. Os segundos mensageiros, cAMP ou cGMP, formam-se dentro da célula, enquanto o primeiro mensageiro permanece na face externa da membrana. Os efeitos de muitos neurotransmissores e hormônios são mediados por cAMP ou cGMP. A especificidade dos primeiros mensageiros sobre os diferentes tipos celulares depende dos receptores específicos. Os mensageiros químicos agem através de dois mecanismos. No primeiro caso, o mensageiro penetra na célula, combina-se com receptores intracelulares e o complexo do mensageiro com o receptor liga-se ao DNA ativando um ou mais genes, iniciando a produção de proteínas específicas. Os hormônios esteróides que atravessam facilmente a membrana plasmática, graças a sua grande solubilidade nos lipídios, agem desta maneira. O segundo mecanismo depende da interação do mensageiro com receptores localizados na superfície externa da membrana da célula glandular. Essa molécula mensageira, chamada primeiro mensageiro, induz o aparecimento dos mensageiros intracelulares, que iniciam uma serie de eventos culminando com a ativação da secreção. Os hormônios polipeptídicos e os neurotransmissores, que não são solúveis nos lipídios e portanto não atravessam facilmente a membrana celular, atuam através dos mensageiros intracelulares. O transporte ativo de íons é facilitado pelo aumento da superfície celular e consome muita energia: nos mamíferos, a concentração de Na+ no liquido extracelular é de 140 mmol/L, enquanto a concentração intracelular desse íon é de apenas 5 – 15 mmol/L. Acresce que o interior da célula é eletricamente negativo em relação ao meio extracelular. Nessas condições o íon sódio eletricamente positivo, tende a penetrar na célula, a favor de um gradiente de concentração e elétrico. A célula usa a energia acumulada em ATP para expelir Na+ por meio de um sistema conhecido como bomba de sódio, mantendo assim baixa a concentração de sódio no meio intracelular. Em muitos epitélios simples pavimentosos é intenso o transporte através de vesículas de pinocitose: as células utilizam pinocitose para transportar macromoléculas. Essa atividade observa-se nos epitélios simples dos endotélios e mesotélios, caracterizados pela forma pavimentosa, presença de grande numero de vesículas pinocitóticas na membrana e no citoplasma e relativa escassez de organelas. O material captado por pinocitose numa face da célula atravessa o citoplasma no interior das vesículas de pinocitose e é descarregado na face oposta da célula. As células que secretam proteínas são ricas em reticulo endoplasmático rugoso: todas as células sintetizam proteínas continuamente, para substituir as moléculas gastas nos processos metabólicos normais. Mas algumas são especializadas, pela diferenciação, para a produção de grandes quantidades de proteínas. Em células que produzem enzimas digestivas, como o pâncreas, os grânulos que ficam no ápice da célula, são chamados de grânulos de zimogênio. Células epiteliais com função endócrina e parácrina, de localização difusa: muitas células do sistema secretor difuso, encontrado no revestimento epitelial do estômago e dos intestinos, são capazes de captar precursores das aminas e de promover a descarboxilação destes precursores. Por estas razões, estas células secretoras foram denominadas células APUD (Amine Precursors Uptake and Decarboxylation). A secreção mucosa contém glicoproteínas complexas, hidrofílicas, viscosas e de função lubrificante e protetora: a célula caliciforme é um exemplo desse tipo de célula. Apresentam muitos grânulos de secreção glicoprotéica, grandes e pouco elétrondensos no seu pólo apical. O núcleo é geralmente achatado e deslocado para a base da célula. Esta região é rica em REG, o aparelho de Golgi é bem desenvolvido e localizado logo acima do núcleo. Quando as glicoproteínas são liberadas da célula, tornam-se muito hidratadas e formam um gel viscoso e elástico chamado muco, que protege e lubrifica a superfície do epitélio. Células serosas e mucosas: o termo seroso provém do fato do produto de secreção dessas células ser um fluido claro, pouco viscoso, rico em proteínas, parecidas como soro sanguíneo. As células mucosas caracterizam-se pela presença de grânulos de secreção grandes e pouco corados, que ocupam a maior parte do citoplasma, deslocando o núcleo, eu é achatado, para a base da célula. As células serosas apresentam núcleo arredondado e claro, basofilia citoplasmática (REG) localizada principalmente no terço basal da célula e numerosos grânulos de secreção acidófilos, facilmente visíveis na parte apical da célula. As células que secretam hormônios esteróides são ricas em REL e em mitocôndrias contendo cristas tubulares: essas células são encontradas nos testículos, nos ovários, e nas glândulas adrenais. Elas distinguem-se pelas seguintes características: são células poliédricas ou arredondadas, com núcleo central e citoplasma geralmente com numerosas gotículas de lipídios; o REL é muito desenvolvido; apresentam mitocôndrias grandes, geralmente esféricas ou ligeiramente alongadas, que contêm parte das enzimas necessárias para a síntese dos hormônios esteróides. Esta síntese resulta da colaboração entre o REL e as mitocôndrias. As células mioepiteliais, contráteis, envolvem ácinos e participam da expulsão da secreção: em várias glândulas (sudoríparas, mamarias, salivares e lacrimais), encontram-se células contrateis denominadas mioepiteliais, que se localizam entre a lâmina basal e as células secretoras. Aumentam o fluxo do produto de secreção das glândulas através da compressão das unidades secretoras. O citoplasma apresenta numerosos filamentos de actina e contém também miosina. Apresentam ainda filamentos intermediários de queratina, o que confirma sua origem epitelial. Tumores derivados do tecido epitelial: os tumores malignos são os carcinomas, quando derivados de um epitélio glandular, devem ser denominados adenocarcinomas. Os tumores malignos são constituídos por células que se proliferam de modo descontrolado e são capazes de atacar e perfurar a lâmina basal, para se espalharem pelo organismo, formando as metástases. Como nos tumores dos outros tecidos, também nos tumores de origem epitelial o grau de diferenciação das células tumorais é variável. Quanto mais indiferenciado o tumor, maior sua malignidade. Muitas vezes é difícil identificar a origem dos tumores muito indiferenciados. Como geralmente as células dos tumores do tecido epitelial contêm proteínas da família das queratinas, a identificação dessas proteínas, por meio de técnicas imunocitoquímicas, auxilia no diagnostico e no planejamento do tratamento. Histologia básica 3 – Tecido conjuntivo Apresenta diversos tipos de células separadas por abundante material extracelular, sintetizado por elas. Esse material é representado por uma parte com estrutura microscópica bem definida, as fibras do conjuntivo, e pela matriz extracelular ou substância fundamental, um gel viscoso de macromoléculas alongadas (glicosaminoglicanas, proteoglicanas e glicoproteínas adesivas) muito hidratadas, que formam um arcabouço entrelaçado e ligado às fibras e a receptores celulares denominados integrinas. As fibras do conjuntivo são de três tipos principais: colágenas, reticulares e elásticas. Os tecidos conjuntivos originam-se do mesênquima. As células mesenquimais possuem núcleos ovóides, com a cromatina fina. O mesênquima deriva, principalmente, do mesoderma e suas células migram no embrião, envolvendo os órgãos em formação e neles penetrando. As fibras do conjuntivo são constituídas por proteínas que se polimerizam formando estruturas alongadas: os três tipos de fibra se distribuem desigualmente entre as variedades de tecido conjuntivo. Muitas vezes as fibras predominantes são responsáveis por certas propriedades do tecido. Como as fibras colágenas e as reticulares são constituídas por proteínas da família dos colágenos, existem na realidade dois sistemas de fibras: o sistema colágeno e o sistema elástico. O colágeno constitui uma família de proteínas que se diferenciaram durante a evolução, para exercer funções diversificadas: o colágeno é a proteína mais abundante do corpo humano. Essa família de proteínas é produzida por diversos tipos celulares e se distingue pela composição bioquímica, características morfológicas, distribuição, funções e patologia. De acordo com sua estrutura e funções, o colágeno pode ser classificado em grupos, como descrito a seguir: • Colágenos que formam fibrilas: as moléculas desse colágeno se agregam sem gasto de energia, para formar fibrilas bem visíveis no ME. Pertencem a esse grupo os colágenos I, II, III, V e XI. O tipo I é o mais abundante no corpo humano, fazendo parte de muitos tecidos, onde ocorre como estruturas que correspondem ao que classicamente se denomina fibras colágenas. • Colágenos associados a fibrilas: suas moléculas constituem estruturas pequenas que ligam as fibrilas colágenas umas às outras e também a outros componentes da matriz extracelular. Compõem este grupo os colágenos tipos IX e XII. • Colágenos que forma rede: suas moléculas se associam para formar um feltro ou rede tridimensional é o tipo IV. • Colágeno de ancoragem: é o tipo VII, que está presente nas fibrilas de ancoragem que prendem as fibras colágenas às lâminas basais. Tipos de colágenos I Distribuição Derme, tendão, osso, fibrocartilagem Cartilagem hialina, disco intervertebral Músculo liso, tecido conjuntivo reticular Célula produtora Fibroblastos, odontoblastos, osteoblastos, condroblastos Condroblastos Células musculares, células reticulares, Interações com glicosaminoglicanas Fraca, com sulfato de dermatana Forte, com sulfato de condroitina Média, com sulfato de heparana Principal função Resistência a trações Resistência à pressão Manutenção da estrutura de tecidos delicados e Organização molecular Forma fibrilas II III Forma fibrilas Forma fibrilas IV Lâminas basais V Derme, tendão, osso, fibrocartilagem Derme Cartilagem hialina Cartilagem hialina, disco intervertebral Tendão, ligamentos células de Schwann Células endoteliais, epiteliais, e de Schwann Fibroblastos expansíveis Médio, com sulfato de heparana Suporte de estruturas delicadas, filtração Participa das funções do colágeno tipo I Une células ao tecido conjuntivo Associação lateral das fibrilas Participa das funções do colágeno tipo II Associação lateral de fibrilas Forma rede tridimensional (feltro) Forma fibrilas VII IX XI Colágeno de ancoragem Colágeno associado a fibrilas Forma fibrilas Condroblastos Condroblastos XII Fibroblastos Colágeno associado fibrilas a Os principais aminoácidos encontrados no colágeno são glicina (33,5%), prolina (12%) e hidroxiprolina (10%). Os AA característicos desta proteína são hidroxiprolina e hidroxilisina. A unidade protéica que se polimeriza para formar fibrilas colágenas é uma molécula alongada denominada tropocolágeno, que consiste em três cadeias polipeptídicas dispostas em hélice. As diferenças nas estruturas químicas dessas cadeias são responsáveis pelos vários tipos de colágeno. Nos colágenos dos tipos I, II e III, as moléculas de tropocolágeno se agregam em unidade microfibrilares que se juntam para formar fibrilas. Pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas são importantes para a união dessas unidades que, posteriormente, são reforçadas por ligações covalentes, catalisadas pela atividade da enzima extracelular lisil-oxidase, que oxida moléculas do aminoácido lisina, estabelecendo pontes entre elas. Nos colágenos tipos I e III as fibrilas formam fibras e no tipo I as fibras podem formar feixes. O colágenos tipo II, presente nas cartilagens forma fibrilas mas não forma fibras. O colágeno tipo IV, característico das lâminas basais, não forma fibrilas nem fibras e, provavelmente, ocorre sob a forma de moléculas de tropocolágeno não polimerizadas ou muito fracamente polimerizadas. Fibras colágenas tipo I: as fibra colágenas clássicas são as mais freqüentes. No estado fresco são brancas. Essas fibras são birrefringentes, pois são constituídas por moléculas alongadas e paralelas. Desse modo, quando examinadas ao microscópio de polarização, entre os filtros polaróides cruzados, as fibras colágenas aparecem brilhantes, contra um fundo escuro. Em muitos tecidos essas fibras aparecem formando feixes. Fibras colágenas são acidófilas e mostram estriação lateral. Biossíntese do colágeno tipo I: ocorre de acordo com as seguintes etapas: • De acordo com a codificação do mRNA, polirribossomos ligados ao REG sintetizam cadeias polipeptídicas, que crescem para o interior das cisternas. • À medida que essas cadeias (alfa) se formam, ocorre a hidroxilação da prolina e da lisina. Hidroxiprolina e hidroxilisina livres não são incorporadas às cadeias protéicas. A hidroxilação começa com a cadeia ainda presa aos polirribossomos, mas continua após sua liberação nas cisternas. No processo tomam parte duas enzimas, a prolina hidroxilase e a lisina hidroxilase. • Quando a hidroxilisina se forma começa sua glicosilação. Todas as cadeias colágenas têm galactose ou glicosilgalactose ligadas à hidroxilisina. • Cada cadeia alfa é sintetizada com dois peptídeos de registro, um em cada extremidade. Esses peptídeos determinam o alinhamento das cadeias protéicas em grupos de três, facilitando a combinação dessas cadeias pra formar a molécula de procolágeno, que é precursora, porém maior que o tropocolágeno. Outra função dos peptídeos de registro é impedir a formação de fibrilas colágenas no interior das células, pois as moléculas de procolágeno são solúveis e não se agregam, como acontece como tropocolágeno. • No meio extracelular, os peptídeos de registro são separados das cadeias alfa pela ação das enzimas procolágeno peptidases, que aparentemente são produzidas pelas mesmas células que sintetizam colágeno. Originam-se, então, as moléculas de tropocolágeno, que se polimerizam para formar as fibrilas colágenas. Os resíduos de hidroxiprolina formam pontes de hidrogênio entre as três cadeias alfa, contribuindo para a estabilidade da hélice tripla do tropocolágeno. • Nos colágenos tipos I e III, as fibrilas se agregam espontaneamente, para formar fibras. Certas proteoglicanas e glicoproteínas estruturais desempenham papel importante na agregação do tropocolágeno para formar fibrilas e na agregação da fibrilas para formar fibras. • A estrutura fibrilar é reforçada para a formação de ligações covalentes entre as moléculas de tropocolágeno. Este processo é catalisado pela enzima extracelular lisil-oxidase (enzima que oxida a lisina). OBS.: a renovação do colágeno é,em geral, muito lenta, e em muitos órgãos, como os tendões e ligamentos, ele é praticamente estável. A degradação, para renovação, é iniciada por enzimas específicas, as colagenases. Essas enzimas quebram a molécula em dois pedaços que são suscetíveis ao ataque das proteases (enzimas que digerem proteínas) não específicas. As fibras reticulares são constituídas principalmente de colágeno do tipo II: formam uma rede extensa em certos órgãos, geralmente apoiando as células. Em virtude de sua afinidade pelos sais de prata, são chamadas também de fibras argirófilas. São formadas pelo colágeno tipo III associado a elevado teor de glicoproteínas e proteoglicanas. As ME exibem estriação transversal típica das fibrilas colágenas. Constituem o arcabouço de sustentação das células dos órgãos hemocitopoéticos (baço, linfonodos, medula óssea) das células musculares e das células de muitos órgãos epiteliais, como o fígado, os rins e as glândulas endócrinas. O pequeno diâmetro dessas fibras e sua disposição em rede criam um suporte adaptado às necessidades dos órgãos que sofrem modificações fisiológicas de forma e de volume. O sistema elástico: fibras elásticas, elaunínicas e oxitalânicas: as fibras elásticas são facilmente distinguidas por serem mais delgadas que a fibras colágenas e não apresentarem estriação longitudinal. Ramificam-se e ligam-se umas às outras, formando uma trama de malhas muito irregulares. Têm coloração amarelada. Cedem facilmente, mesmo a trações mínimas, porem retornam a sua forma inicial tão logo cessem as forças deformantes. Pela técnica HE, as fibras elásticas coram-se mal e irregularmente. O principal componente das fibras elásticas é a glicoproteína estrutural elastina, que é resistente a diversas enzimas, mas pode ser digerida pela elastase secretada pelo pâncreas. As fibras elásticas são formadas por microfibrilas (aparecem primeiro) com 10 nm de espessura, envolvendo uma parte central, amorfa. A elastina constitui o material amorfo dessas fibras, sendo as microfibrilas formadas por várias glicoproteínas, incluindo uma cuja molécula é muito grane denominada fibrilina. OBS.: defeito no gene responsável pela codificação da fibrilina, localizado no cromossomo 15, resulta na síndrome de Marfan na qual ocorre hiperextensibilidade das articulações, deslocamento do cristalino e dilatação da aorta. Alem das fibras elásticas típicas, nas quais existe grande abundancia de elastina e uma quantidade muito menor de microfibrilas, descreve-se ainda no sistema elástico as fibras elaunínicas e as oxitalânicas (só possuem microfibrilas, não têm elastina), encontradas com menor freqüência. As primeiras foram observadas na pele e as segundas no ligamento periodontal e nos tendões. As principais células produtoras de elastina são os fibroblastos e as células musculares lisas dos vasos sanguíneos. Inicialmente, é sintetizada uma molécula de proelastina que, no espaço extracelular, polimeriza-se para formar elastina. A elastina contém dois aminoácidos típicos, desmosina e isodesmosina, formados por ligações covalentes entre resíduos de lisina. Células do tecido conjuntivo: algumas se originam localmente, enquanto outras, como os leucócitos, vêm de outros locais e são habitantes temporários desse tecido. As células do tecido conjuntivo são: fibroblastos, macrófagos, mastócitos, plasmócitos, células adiposas e leucócitos. Tipo celular Localização Funções principais Monócito Sangue Precursor dos macrófagos Macrófago Tecido conjuntivo, órgãos Secreção de citocinas, linfáticos, pulmão fatores quimiotáticos e diversas outras moléculas que participam do processo defensivo da inflamação Célula de Kupffer Fígado A mesma dos macrófagos Célula da micróglia Tecido nervoso do SNC A mesma dos macrófagos Célula de Langerhans Pele Apresentação de antígenos Osteoclasto Tecido ósseo Digestão da matriz óssea Célula gigante Tecido conjuntivo (fusão Digestão ou segregação de multinucleada de diversos macrófagos) corpos estranhos O fibroblasto sintetiza colágeno, elastina, proteoglicanas e glicoproteínas estruturais: a célula em intensa atividade sintética, tem morfologia diferente do fibroblasto que já sintetizou muito e que se situa entre as fibras por ele fabricadas. O fibroblasto tem prolongamentos citoplasmáticos irregulares, seu núcleo é claro, com cromatina fina e nucléolo evidente. O citoplasma é rico em REG e o aparelho de Golgi é bem desenvolvido. O fibrócito é uma célula menor, fusiforme, e com menor numero de prolongamentos. Tem núcleo menor, alongado, e mais escuro, apresentando o citoplasma acidófilo. Ao ME chama a atenção a deficiência em REG e aparelho de Golgi. OBS.: havendo um estímulo adequado, como na cicatrização, o fibrócito pode voltar a sintetizar fibras, reassumindo a estrutura de fibroblasto. Os fibroblastos sintetizam as fibras colágenas, reticulares e elásticas, e as glicoproteínas e proteoglicanas da matriz extracelular. No tecido conjuntivo do adulto os fibroblastos não se dividem com freqüência, entrando em mitose apenas quando ocorre uma solicitação. Macrófago e sistema mononuclear fagocitário: o macrófago é uma célula muito ativa na movimentação amebóide, com grande capacidade de fagocitose, morfologia variável conforme seu estado funcional e sua localização, núcleo ovóide ou em forma de rim, com cromatina condensada, seu citoplasma contém muitos lisossomos que derramam suas enzimas nos vacúolos que contêm material englobado, formando-se, assim, os fagossomos, onde se processa a digestão do material fagocitado. Os macrófagos atuam como elementos de defesa. Fagocitam restos de células, material extracelular alterado, células cancerosas, bactérias e partículas inertes que penetram no organismo, e secretam diversas substancias que têm papel importante nos processos imunitários de defesa. Alem disso, atuam como células apresentadoras de antígenos. Quando encontram corpos estranhos de grandes dimensões, os macrófagos fundem-se uns com os outros, constituindo células muito grandes, com 100 ou mais núcleos: as células gigantes multinucleadas. Os macrófagos são originários dos monócitos, que são produzidos na medula óssea. Os monócitos atravessam a parede das vênulas e capilares, penetrando no tecido conjuntivo, onde adquirem o aspecto morfológico do macrófago. Durante esse processo de transformação há um aumento da síntese protéica, do tamanho da célula, do tamanho do aparelho de Golgi e do numero de lisossomos, microtúbulos e microfilamentos. O conjunto das células da medula óssea que são precursoras dos monócitos, mais os próprios monócitos e os macrófagos, denomina-se sistema fagocitário mononuclear. Mastócito participa da inflamação e tem um papel central na alergia: é uma célula globosa, grande e com o citoplasma carregado de grânulos basófilos que se coram intensamente, seu núcleo é esférico e central, mas frequentemente não pode ser visto por estar coberto pelos grânulos citoplasmáticos. São difíceis de serem observados nas lâminas coradas com HE, porém com azul-de-toluidina os grânulos são corados de vermelho. A capacidade de modificar a coloração do corante chama-se metacromasia e é devida à presença de numerosos radicais ácidos nas estruturas. Os grânulos dos mastócitos são metacromáticos por conterem heparina ou então sulfato de condroitina, glicosaminoglicanas sulfatadas, eles contêm ainda histamina e o fator quimiotático dos eosinófilos na anafilaxia, mais conhecido pela sigla ECF-A (Eosinophil Chemotactic Factor of Anaphylaxis), que atrai eosinófilos. Mastócitos secretam também alguns leucotrienos (C4, D4 e E4) ou SRS-A (Slow Reacting Substance of Anaphylasis), porém esses compostos não existem pré-formados na célula. Produzem lentas contrações no músculo liso. As moléculas produzidas pelo mastócito atuam localmente, caracterizando uma secreção parácrina. Embora com a mesma morfologia, há ao menos duas populações diferentes de mastócitos. Numa delas, encontrada no tecido conjuntivo em geral, os grânulos contêm heparina, uma substância anticoagulante. Na outra população, presente nas mucosas, os grânulos contêm sulfato de condroitina. A superfície do mastócito contém receptores específicos para a imunoglobulina E (IgE), produzida pelos plasmócitos. OBS.: a liberação dos mediadores químicos armazenados nos mastócitos promove as reações alérgicas denominadas reações de sensibilidade imediata. Admite-se que na anafilaxia ocorra o seguinte: na primeira injeção forma-se IgE que se prende à membrana dos mastócitos. Numa injeção subseqüente, isto é, na que provoca o choque, o medicamento reage com as moléculas de IgE presas aos mastócitos, provocando a extrusão maciça dos grânulos e a liberação de histamina, leucotrienos e ECF-A. O plasmócito se origina do linfócito B ativado e produz anticorpos: são pouco numerosos no conjuntivo normal, exceto nos locais sujeitos à penetração de bactérias e proteínas estranhas, mas aparecem em grande quantidade nas inflamações crônicas. Os plasmócitos são células ovóides, com citoplasma muito basófilo, graças a sua riqueza em REG. A área onde está o aparelho de Golgi aparece clara. O núcleo do plasmócito é esférico com a cromatina em grumos compactos e grosseiros, que se alternam com áreas claras, o que lhe confere o aspecto de uma roda de carroça. Eles sintetizam e secretam anticorpos, proteínas específicas também denominadas imunoglobulinas, fabricadas em resposta ao antígeno. Os efeitos da reação antígeno-anticorpo são variados, podendo neutralizar as ações prejudiciais que o antígeno teria sobre o organismo. Células adiposas: é especializada no armazenamento de energia, sob a forma de triglicerídeos. O conjuntivo normal contém leucócitos vindos do sangue por diapedese: a diapedese aumenta muito nas invasões locais de microorganismos, pois os leucócitos são células cuja função é defesa. Os leucócitos mais freqüentes no tecido conjuntivo são: neutrófilos, eosinófilos e os linfócitos. Exceto os linfócitos, que circulam essas células não retornam ao sangue depois que penetram no tecido conjuntivo, onde permanecem por um período variável e morrem pelo processo de apoptose. A matriz extracelular é muito hidratada e constituída principalmente de proteoglicanas e glicoproteínas adesivas: a matriz é formada por proteoglicanas e glicoproteínas adesivas assim chamadas porque participam da aderência entre as células, fibras e macromoléculas de matriz extracelular. As proteoglicanas são compostos macromoleculares, constituídos por glicosaminoglicanas sulfatadas ligadas por covalência a proteínas. Uma molécula de proteoglicana parece uma escova de limpar frascos, com uma parte central protéica (cerne protéico) e as glicosaminoglicanas como os pêlos da escova. Glicosaminoglicanas (GAGs) são polímeros lineares (não ramificados) de peso molecular elevado, formados por unidades dissacarídicas constituídas por um ácido urônico e uma hexosamina. As GAGs eram chamadas mucopolissacarídeos, hoje não são mais, porém as doenças resultantes de defeitos no metabolismo da GAGs ainda são chamadas mucopolissacaridoses. O ácido urônico das GAGs é quase sempre o ácido glicurônico e as hexosaminas são a glicosamina ou a galactosamina. As principais GAGs são o ácido hialurônico e o dermatansulfato (também chamados sulfato de dermatana, sulfato de queratana, sulfato de condroitina e sulfato de heparana). A única GAG não sulfatada é o ácido hialurônico, que apresenta a peculiaridade de não se ligar por covalência a proteínas, embora possa participar de agregados dos quais participam moléculas protéicas. Possuindo numerosos grupos carboxila e sulfato em suas moléculas, as GAGs são poliânions, ligando-se por eletro valência a elevado numero de cátions, que atraem grande quantidade de moléculas de água. Por sua hidratação, as moléculas de proteoglicanas ocupam enorme espaço, tornando-se muito eficientes para resistir a forças de compressão, enquanto as fibras colágenas são muito resistentes a forças de distensão. Algumas proteoglicanas servem como locais de ancoragem para o fator do crescimento fibroblástico e para outras proteínas que estimulam a proliferação celular. As moléculas das glicoproteínas adesivas contêm uma parte protéica que se associa a glicídios. Porém, ao contrário das proteoglicanas, há uma predominância da parte protéica, e as glicoproteínas não apresentam os polissacarídeos lineares. Nas glicoproteínas a parte glicídica é uma estrutura ramificada. As moléculas dessas glicoproteínas possuem regiões que aderem a receptores celulares e fibras do conjuntivo, promovendo a ligação entre esses elementos. A fibronectina e a laminina são glicoproteínas adesivas. A primeira representa uma família de glicoproteínas, com sítios de aderência para células, colágeno e glicosaminoglicanas, essa aderência torna possível a migração das células, que só pode ser feita sobre um substrato, e a fixação das células em locais determinados. A glicoproteína laminina é encontrada nas lâminas basais, onde participa da aderência dessas estruturas às células e influencia a filtração de moléculas através das lâminas basais. O edema é causado pelo acumulo de água no meio extracelular (excesso de entrada ou dificuldade de drenagem): há duas forças que atuam sobre a água contida nos capilares: pressão hidrostática do sangue (pressão arterial – conseqüência da contração cardíaca) e pressão osmótica do plasma sanguíneo (que atrai água para dentro dos capilares – deve-se às proteínas do plasma). Em condições normais, ocorre uma passagem de água para fora dos capilares na porção arterial deles, pelo fato de que aí a pressão hidrostática vence a pressão osmótica. Mas a pressão hidrostática decresce ao longo do capilar, sendo mínima na sua extremidade venosa. Enquanto a hidrostática cai, a osmótica aumenta, em conseqüência da saída de água. O aumento da concentração de proteínas e a queda da pressão hidrostática fazem com que, na parte venosa do capilar, a pressão osmótica prevaleça, atraindo água para o interior do capilar. A quantidade de água que volta aos capilares é menor do que a que saiu deles. A água que resta na matriz extracelular do conjuntivo retorna ao sangue por meio dos vasos linfáticos. A linfa movimenta-se em direção ao sangue, pois os vasos linfáticos desembocam em veias onde toda a linfa é lançada. Os capilares linfáticos são estruturas em fundo de saco, que drenam o excesso de água existente no conjuntivo. Variedades de tecido conjuntivo: os nomes dados aos diferentes tipos refletem o componente predominante ou a organização estrutural do tecido. São comuns os tecidos cuja estrutura é intermediaria entre duas variedades típicas da classificação adiante mencionada. Tecido conjuntivo Tecido conjuntivo propriamente dito Tecido conjuntivo de propriedades especiais Tecido cartilaginoso Tecido ósseo Frouxo Denso Tecido adiposo Tecido elástico Tecido reticular Tecido mucoso Modelado Nãomodelado O tecido conjuntivo frouxo sustenta estruturas normalmente sujeitas a pressão e atrito pequenos: preenche espaços entre as fibras e feixes musculares, serve de apoio para os epitélios e forma uma camada em torno dos vasos sangüíneos e linfáticos. Aqui não há predomínio acentuado de qualquer um dos componentes. As células mais comuns são os fibroblastos e os macrófagos, mas todos os outros tipos descritos estão presentes. Esse tecido é de consistência delicada, flexível e pouco resistente às trações. O tecido conjuntivo denso é adaptado para oferecer resistência e proteção: formado pelos mesmos elementos encontrados no tecido frouxo, havendo predominância acentuada das fibras colágenas. Menos flexível que o frouxo e muito mais resistente às trações. Quando as fibras colágenas se dispõem em feixes arranjados sem orientação fixa, o tecido chama-se denso não-modelado, aqui os feixes colágenos formam uma trama tridimensional, que confere ao tecido resistência à tração exercida em qualquer direção. O denso modelado apresenta feixes colágenos paralelos uns aos outros. Trata-se de um conjuntivo que formou suas fibras colágenas em resposta a trações exercidas num determinado sentido. Entre os feixes paralelos de fibras colágenas existe pequena quantidade de substancia fundamental. Seus fibroblastos têm núcleo alongados, paralelos às fibras, e citoplasma delgado com prolongamentos que tendem a envolver os feixes colágenos. os feixes colágenos do tendão (feixes primários) formam conjuntos (feixes secundários) envolvidos por tecido conjuntivo frouxo que contém vasos sangüíneos e nervos. Finalmente, o tendão é envolvido externamente por uma bainha de conjuntivo denso. Em alguns tendões essa bainha é dividida em duas camadas: uma presa ao tendão e a outra ligada às estruturas vizinhas. Forma-se, assim, uma cavidade revestida por células achatadas e de origem mesenquimatosa, que encera um liquido viscoso semelhante ao liquido sinovial das articulações, o qual contém água, proteínas, GAGs, glicoproteínas e íons. Este líquido é lubrificante e facilita o deslocamento do tendão dentro da sua bainha. Tecido elástico: formado por feixes paralelos de fibras elásticas grossas. O espaço entre estas fibras é ocupado por fibras colágenas e fibroblastos achatados. Um tecido rico nessas fibras tem cor amarela e grande elasticidade, porém ele é pouco freqüente, sendo encontrado nos ligamentos amarelos da coluna vertebral e no ligamento suspensor do pênis. O tecido reticular, muito delicado, forma uma rede tridimensional para sustentação celular: constituído por fibras reticulares em intima associação com fibroblastos especializados chamados células reticulares. Encontra-se nos órgãos formadores de células do sangue (medula óssea hematógena e órgãos linfáticos). O tecido mucoso é encontrado principalmente no cordão umbilical: tem consistência gelatinosa e apresenta predomínio da matriz extracelular, constituída principalmente por ácido hialurônico. Contém poucas fibras colágenas e raras fibras elásticas e reticulares. As células são principalmente fibroblastos. O tecido mucoso é o principal componente do cordão umbilical, onde é chamado de gelatina de Wharton, sendo encontrado também na polpa dental jovem. HISTOFISIOLOGIA: o tecido conjuntivo desempenha as funções de: sustentação, preenchimento, armazenamento, transporte, defesa e reparação. O conjuntivo integra o sistema imunitário de defesa contra proteínas estranhas presentes nas bactérias, vírus, células tumorais etc.: esse tecido contém células fagocitárias e células produtoras de anticorpos. O material extracelular, sendo um gel viscoso, representa uma barreira à penetração da bactérias e partículas inertes. Por isso, as bactérias que produzem hialuronidase têm acentuado poder invasivo. Na inflamação, os leucócitos passam em grande quantidade do sangue para conjuntivo atravessando, por movimento amebóide, a parede das vênulas e capilares, atraídos por diversas substâncias que se formam na inflamação. As células que se acumulam na área inflamada fagocitam microorganismos, restos de células e fibras alteradas pela inflamação e produzem anticorpos contra os invasores. Células do conjuntivo têm a capacidade de se multiplicar para regenerar o tecido destruído: esse tipo de tecido é dotado de grande capacidade de regeneração, o que é muito importante, também, quando ocorre destruição de outros tecidos, pois o espaço é preenchido pelo conjuntivo, formando as cicatrizes. O conjuntivo é muito sensível à hidrocortisona e aos hormônios da tireóide: diversos hormônios influem sobre o metabolismo do tecido conjuntivo. Um exemplo é o cortisol ou hidrocortisona (córtex da adrenal) que impede a síntese das fibras do conjuntivo. O hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), produzido pela adenoipófise, tem o mesmo efeito porque estimula a produção de cortisol. Injeções desses hormônios dificultam a cicatrização e atenuam a resposta inflamatória. A deficiência em hormônio da tireóide causa um acúmulo excessivo de proteoglicanas no tecido conjuntivo. Por isso, o hipotireoidismo do adulto é chamado de mixedema, o que significa edema de muco. A renovação normal do colágeno varia conforme o tecido, mas em geral é lenta: o colágeno é uma proteína estável, sendo sua renovação, portanto, um tanto lenta. A deficiência de vitamina C impede a síntese de colágeno pelos fibroblastos, de modo que as fibras removidas não podem ser substituídas. A conseqüência é uma degeneração generalizada do tecido conjuntivo (escoburto), mais acentuada onde a renovação do colágeno é, mas acelerada. A destruição fisiológica do colágeno para sua renovação é iniciada pela ação da enzima específica colagenase, produzida por células do tecido conjuntivo. Histologia básica 4 – Tecido adiposo É um tipo especial de conjuntivo onde se observa predominância de células adiposas (adipócitos), que podem ser encontradas isoladas ou em pequenos grupos no tecido conjuntivo comum, porém a maioria delas se agrupa no tecido adiposo espalhado pelo corpo. O tecido adiposo é o maior depósito de energia (sob forma de triglicerídeos) do corpo. As células hepáticas e o músculo esquelético também acumulam energia, mas sob forma de glicogênio. Os triglicerídeos são mais eficientes como reserva de energia porque fornecem 9,3 kcal/ g contra apenas 4,1 kcal/ g do glicogênio. Outra função do tecido adiposo é que ele forma coxins absorventes de choques, principalmente na planta dos pés e na palma das mãos. Como as gorduras são, mas condutoras de calor, o tecido adiposo contribui para o isolamento térmico do organismo. Alem disso preenche espaços entre outros tecidos e auxilia a manter certos órgãos em suas posições normais. Há duas variações de tecido adiposo que apresentam distribuições no corpo, estrutura, fisiologia e patologia diferentes. Existe o tecido adiposo comum, amarelo ou unilocular (células com apenas uma gota de gordura) e o tecido adiposo pardo ou multilocular (células com numerosas gotículas lipídicas e muitas mitocôndrias). O tecido adiposo unilocular apresenta-se distribuído no corpo humano de acordo como biótipo, sexo, idade, e constitui reserva de energia contra o frio: a coloração do tecido adiposo deve-se principalmente, ao acúmulo de carotenóides dissolvidos nas gorduras. Praticamente todo o tecido adiposo presente no homem adulto é unilocular, que se distribui por todo o corpo e seu acúmulo em certos locais depende do sexo e da idade. Esse tecido forma o panículo adiposo, camada disposta sob a pele e que é de espessura uniforme por todo o corpo do recém-nascido. Com a idade, o panículo adiposo tende a desaparecer de certas áreas e desenvolver em outras. Essa deposição seletiva de gordura é regulada pelos hormônios sexuais e os adrenocorticais. Todas as gotículas das células, independente do tamanho são desprovidas de membranas envolventes, mas são envoltas por uma rede de filamentos intermediários. Cada célula adiposa é envolvida por uma lâmina basal. O tecido unilocular apresenta septos de conjuntivo, que contêm vasos e nervos. Desses septos partem fibras reticulares que vão sustentar as células adiposas. A vascularização do tecido adiposo é muito abundante, quando se considera a pequena quantidade de citoplasma funcionante. Histofisiologia do tecido unilocular: os triglicerídeos existentes originam-se da seguinte maneira: absorvidos da alimentação e trazidos até as células adiposas como triglicerídeos dos quilomícrons; oriundos do fígado e transportados até o tecido adiposo, sob a forma de triglicerídeos constituintes das lipoproteínas de pequeno peso molecular ou VLDL (Very Low Density Lipoproteins); da síntese nas próprias células adiposas, a partir da glicose. Quando é necessária a hidrolise dos triglicerídeos é desencadeada por estímulos neurogênicos e humorais que promovem a liberação de ácidos graxos e glicerol, os quais passam para o sangue. A enzima lípase sensível a hormônio é ativada pela adenilciclase, quando o tecido adiposo é estimulado pela noradrenalina. A membrana dos adipócitos possui receptores para diversos hormônios, e o metabolismo do tecido adiposo é complexo, nele intervindo o hormônio do crescimento, os glicocorticóides, a insulina, o hormônio da tireóide e a prolactina. O tecido adiposo unilocular e o multilocular são inervados por fibras simpáticas do SN Autônomo. No tecido unilocular as terminações são encontradas somente nas paredes dos vasos sanguíneos, já no multilocular as terminações nervosas simpáticas atingem diretamente as células adiposas. As células adiposas se originam no embrião, a partir de células derivadas do mesênquima, os lipoblastos. São parecidas com os fibroblastos, porém logo acumulam gordura no seu citoplasma. Em humanos o tecido multilocular está presente no recém-nascido, localizado na porção dorsal do tronco: a cor parda desse tecido é devida à vascularização abundante e às numerosas mitocôndrias presentes em suas células. O tecido adiposo pardo apresenta-se abundante nos animais que hibernam e, devido a isso, recebeu o nome pouco próprio de glândula hibernante. Esse tecido não cresce, por isso no adulto é extremamente reduzido. No tecido adiposo multilocular as células tomam um arranjo epitelióide, formando massas compactes em associação com capilares sanguíneos, lembrando as glândulas endócrinas. A principal função do tecido adiposo multilocular é produzir calor: esse tecido é especializado na produção de calor, tendo papel importante nos mamíferos que hibernam. Na espécie humana, a quantidade deste tecido só é significativa no recémnascido, com função auxiliar na termorregulação. Ao ser estimulado pela liberação de noradrenalina nas terminações nervosas abundantes em torno das suas células, o tecido adiposo multilocular acelera sua lipólise e oxidação dos ácidos graxos. A oxidação dos AG produz calor e não ATP, porque as mitocôndrias do tecido multilocular apresentam, nas suas membranas internas, uma proteína transmembrana chamada termogenina. Esta proteína permite a volta para a matriz mitocondrial dos prótons transportados para o espaço intermembranoso, sem que eles passem pelo sistema de ATP sintetase existente nos corpúsculos elementares das mitocôndrias. Em conseqüência, a energia gerada pelo fluxo de prótons não é usada para sintetizar ATP, sendo dissipada como calor. O calor aquece o sangue contido na extensa rede capilar presente no tecido multilocular e é distribuído para todo o corpo, aquecendo os diversos órgãos. Nas espécies que hibernam o despertar da hibernação é devido à ação dos estímulos nervosos sobre o tecido multilocular, que funciona como um acendedor dos outros tecidos, por distribuir para esses sangue aquecido. A histogênese do tecido multilocular: sua formação é diferente da do tecido unilocular. As células mesenquimatosa que vão formar o tecido multilocular tornam-se epitelióides, adquirindo um aspecto de glândula endócrina cordonal antes de acumularem gordura. Não há neoformação de tecido adiposo multilocular após o nascimento nem ocorre transformação de um tipo de tecido adiposo no outro. Histologia básica 5 – Tecido cartilaginoso É uma forma especializada de tecido conjuntivo de consistência rígida. Desempenha função de suporte de tecidos moles, reveste superfícies articulares onde absorve choques e facilita o deslocamento, e é essencial para a formação e o crescimento dos ossos longos. Como os demais tecidos do conjuntivo, o tecido cartilaginoso contém células, os condrócitos, e abundante material extracelular, que constitui a matriz. As cavidades da matriz ocupadas pelos condrócitos são chamadas lacunas. As funções do tecido cartilaginoso dependem principalmente da estrutura da matriz, que é constituída por colágeno ou colágeno mais elastina em associação com macromoléculas de proteoglicanas e glicoproteínas adesivas. Como colágeno e a elastina são flexíveis, a consistência firme das cartilagens, se deve, principalmente, às ligações eletrostáticas entre as GAGs sulfatadas e o colágeno, e à grande quantidade de moléculas de água presa a essas GAGs (água de solvatação), o que confere turgidez à matriz. O tecido cartilaginoso não possui vasos sanguíneos, sendo nutrido pelos capilares do conjuntivo envolvente (pericôndrio) ou através do líquido sinovial das cavidades articulares. O tecido cartilaginoso é desprovido de vasos linfáticos e nervos. Existem três tipos de cartilagem: (1) cartilagem hialina, que é a mais comum e cuja matriz possui delicadas fibrilas constituídas principalmente de colágeno tipo II; (2) cartilagem elástica, que possui poucas fibrilas de colágeno tipo II e abundantes fibras elásticas; (3) cartilagem fibrosa), que apresenta matriz constituída por fibras de colágeno tipo I. As cartilagens (exceto as articulares e a fibrosa) são envolvidas por uma bainha conjuntiva que recebe o nome de pericôndrio. Cartilagem hialina: é o tipo mais frequentemente encontrado no corpo humano, tem cor branco-azulada e é translúcida. Forma o primeiro esqueleto do embrião, que posteriormente, é substituído por esqueleto ósseo. Entre a diáfise e a epífise dos ossos longos em crescimento observa-se o disco epifisário, de cartilagem hialina, que é responsável pelo crescimento do osso em extensão. É encontrada: na parede das fossas nasais, traquéia, brônquios, extremidade ventrais das costelas e recobrindo as superfícies articulares dos ossos longos. A matriz da cartilagem hialina contém fibrilas colágenas, proteoglicanas e glicoproteínas: a cartilagem hialina é formada, em 40% do seu peso seco, por fibrilas de colágeno tipo II associadas à proteoglicanas muito hidratadas e a glicoproteínas adesivas. Em adição ao colágeno, a matriz contém GAGs combinadas por covalência com proteínas, formando proteoglicanas. Ate 200 proteoglicanas podem estabelecer ligações não covalentes com uma única molécula de ácido hialurônico, que é uma glicosamina não sulfatada e de alto peso molecular, para formar uma molécula enorme de agrecana, que é um agregado muito importante para manter a rigidez da matriz cartilaginosa, interage com as fibrilas colágenas. O alto conteúdo de água de solvatação das moléculas de GAGs atua como um sistema de absorção de choques mecânicos, ou mola biomecânica, de grande significado funcional, principalmente nas cartilagens articulares. Outro componente importante da matriz da cartilagem hialina é a glicoproteína adesiva condronectina, uma macromolécula com sítios de ligação para condrócitos, fibrilas colágenas e GAGs. Histologia básica 10 – Tecido muscular É responsável pelos movimentos corporais. Constituído por células alongadas caracterizadas pela presença de grande quantidade de filamentos citoplasmáticos responsáveis pela contração. Têm origem mesodérmica. Pode se distinguir em três tipos: • Músculo liso: células fusiformes que não possuem estrias transversais. O processo de contração é lento e não está sujeito ao controle voluntário. • Músculo estriado esquelético: feixes de células cilíndricas muito longas e multinucleares, com estrias transversais. Têm contração rápida, vigorosa e sujeita ao controle voluntário. • Músculo estriado cardíaco: apresenta estrias transversais, é formado por células alongadas e ramificadas, que se unem entre si por meio dos discos intercalares. Apresentam contração involuntária, vigorosa e rítmica. Numa célula muscular a membrana é chamada sarcolema, o citoplasma é o sarcoplasma, o RE é o retículo sarcoplasmático e as mitocôndrias são sarcosomas. O músculo esquelético é constituído de fibras musculares envoltas por camadas gradualmente mais complexas de tecido conjuntivo: o endomísio, o perimísio e o epimísio: as fibras musculares se originam no embrião através da fusão de células alongadas, os mioblastos. Num músculo, os feixes de fibras não estão agrupados ao acaso, mas organizados em feixes envolvidos por uma membrana externa de tecido conjuntivo, chamada epimísio. Dele partem septos muito finos de tecido conjuntivo, que se dirigem para o interior do músculo, dividindo-o em feixes, esses septos constituem o perimísio. Cada fibra muscular é envolvida por uma camada muito fina constituída pela lamina basal da fibra muscular e por fibras reticulares do endomísio. O tecido conjuntivo permite que a força de contração gerada por cada fibra atue sobre o músculo inteiro. Este papel tem grande significado funcional, porque na maioria das vezes as fibras não se estendem de uma extremidade do músculo até a outra. É ainda por intermédio do tecido conjuntivo que a força de contração do músculo se transmite a outras estruturas como tendões, ligamentos e ossos. Cada fibra muscular apresenta perto do seu centro uma terminação nervosa motora, chamada placa motora. O citoplasma da fibra muscular apresenta-se preenchido principalmente por fibrilas paralelas - as miofibrilas. Cada miofibrila é formada de unidades morfofuncionais – os sarcômeros: as estriações aparecem pela alternância de faixas claras e escuras, ou seja, pela repetição de unidades iguais, chamadas sarcômeros. Um sarcômero é formado por uma banda A (anisotrópica) escura, com uma banda H clara no meio dela, duas semibandas I (isotrópicas) claras e duas linhas Z. Da linha Z partem filamentos finos (actina) que correm até o bordo externo da banda H. os filamentos grossos de miosina ocupam a região central do sarcômero. Na região lateral da banda A, os filamentos finos e grossos se interdigitam, num arranjo hexagonal como filamento grosso no meio. Os filamentos grossos são formados de miosina e os filamentos finos têm actina, tropomiosina e troponina. • Actina: polímeros longos (actina F) formados por duas cadeias de monômeros globulares (actina G) torcidas uma sobre a outra em hélice dupla. Uma característica importante das moléculas de actina G é sua assimetria estrutural. Cada monômero globular de actina G possui uma região que interage com a • • • miosina. Os filamentos de actina ancorados perpendicularmente em cada lado da linha Z exibem polaridades opostas em cada lado dessa linha. Tropomiosina: é uma molécula longa e fina com duas cadeias polipeptídicas, uma enrolada na outra. Elas se unem pela extremidade para formar filamentos longos que se localizam ao longo do sulco existente entre os dois filamentos de actina F. Troponina: é um complexo de três subunidades: TnT, que se liga à tropomiosina; TnC, que tem grande afinidade pelos íons cálcio; e TnI, que cobre o sitio ativo da actina onde ocorre a interação entre a actina e a miosina. Cada molécula de tropomiosina tem um local específico onde se prende um complexo de troponina. Miosina: é formada por dois peptídeos enrolados em hélice. Numa de suas extremidades a miosina apresenta uma saliência globular ou cabeça, que possui locais específicos para a combinação com ATP e é dotada de atividade ATPásica. É nesta parte da molécula que tem lugar todas as reações relacionadas com a hidrólise do ATP. Nesta parte também se encontra o local de combinação com a actina. Quando submetida à ligeira proteólise, a molécula de miosina pode ser dividida em dois fragmentos; meromiosina leve e meromiosina pesada. As moléculas de miosina são dispostas nos filamentos grossos de tal maneira que suas pares em bastão se sobrepõem e as cabeças situam-se pra fora. Histologia básica 12 – Células do sangue O sangue é a massa líquida contida no aparelho circulatório, que a mantém em movimento regular e unidirecional. É formado de duas fases: os glóbulos sanguíneos e o plasma, fase líquida na qual os primeiros estão suspensos. Os corantes para o sangue são: Leishman, Wrigth e Giemsa, que são misturas do tipo Romanowsky. Os glóbulos sanguíneos são os eritrócitos ou hemácias, as plaquetas e diversos tipos de leucócitos. Esses últimos são esféricos quando suspensos no sangue e classificados em dois grupos: os granulócitos ou polimorfonucleares e os agranulócitos. Os granulócitos têm núcleo de forma irregular e mostram no citoplasma grânulos específicos. De acordo com a afinidade tintorial de seus grânulos citoplasmáticos, distinguem-se três tipos de granulócitos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos, que vivem pouco e morrem por apoptose. O núcleo dos agranulócitos tem forma mais regular e o citoplasma não possui granulações especificas, podendo, porém, apresentar grânulos azurófilos inespecíficos, presentes também em outros tipos celulares. Há dois tipos de agranulócitos: os linfócitos e os monócitos. As plaquetas são anucleadas e constituídas por fragmentos do citoplasma de células gigantes da medula óssea, os megacariócitos. O resultado obtido na centrifugação do sangue (sedimentação) chama-se hematócrito. Os glóbulos sedimentam em duas camadas: a inferior formada pelas hemácias, a imediatamente superior (papa leucocitária), que contém os leucócitos e sobre esta repousa delgada camada de plaquetas, não distinguíveis a olho nu. Funções do sangue: o sangue é principalmente um meio de transporte. Por seu intermédio, os leucócitos, dos quais alguns são fagocitários e representam uma das primeiras barreiras contra a infecção, percorrem todo o corpo e podem concentrar-se rapidamente nos tecidos atingidos por infecção. O sangue transporta oxigênio e gás carbônico, o primeiro ligado à hemoglobina dos eritrócitos e o segundo ou ligado à hemoglobina ou dissolvido no plasma sob a forma de bicarbonato. O plasma também transporta nutrientes e metabólitos dos locais de absorção ou síntese, distribuindo-os pelo organismo. Transporta, ainda, escorias do metabolismo que são removidas do sangue pelos órgãos de excreção. O sangue, sendo o veiculo de distribuição dos hormônios, permite a troca de mensagens químicas entre órgãos distantes. Tem ainda papel regulador na distribuição d calor, do equilíbrio ácido-básico e do equilíbrio osmótico. Composição do plasma: o plasma é uma solução aquosa contendo componentes de pequeno e grande peso molecular. As proteínas plasmática correspondem a 7%, os sais inorgânicos a 0,9%, sendo o restante formado por compostos orgânicos diversos, tais como AA, vitaminas, hormônios, lipoproteínas e glicose. Os componentes de baixo peso molecular do plasma estão em equilíbrio, através das paredes dos capilares e das vênulas, com o líquido intersticial dos tecidos. Por isso, a composição do plasma é um indicador da composição do líquido extracelular. As principais proteínas do plasma são as albuminas, as alfa e beta e gamaglobulinas, e o fibrinogênio. As albuminas desempenham um papel fundamental na manutenção da pressão osmótica. As gamaglobulinas são anticorpos, por isso, chamadas imunoglobulinas. O fibrinogênio é necessário para a formação de fibrina, na coagulação do sangue. Diversas substâncias, que são insolúveis em água, podem ser transportadas no plasma combinadas com as albuminas ou com as alfa e betaglobulinas. Os eritrócitos são glóbulos anucleados e bicôncavos contendo hemoglobina: a forma bicôncava proporciona grande superfície em relação ao volume, o que facilita as trocas de gases. As hemácias são flexíveis, passando facilmente pelas bifurcações dos capilares mais finos, sem se romperem. As que têm mais de 8µm e menos de 6µm de diâmetro são denominadas macrócitos e micrócitos. Quando o sangue contém muitas hemácias com dimensões anormais, diz-se que existe anisocitose. As anemias são doenças caracterizadas por baixa concentração de hemoglobinas no sangue. Muitas vezes a anemia é uma conseqüência de uma diminuição do numero de eritrócitos. No entanto, este pode ser normal, mas cada hemácia pode conter pouca hemoglobina (anemia hipocrômica). As anemias pode ser causadas por: (1) hemorragia; (2) produção insuficiente de hemácias pela medula óssea; (3) produção de eritrócitos com hemoglobina insuficiente, por deficiência de ferro na alimentação; e (4) destruição acelerada dos eritrócitos. Devido à sua riqueza em hemoglobina, uma proteína básica, os eritrócitos são acidófilos, corando-se peã eosina. A forma bicôncava é mantida pelas proteínas contrácteis ligadas à membrana da hemácia, que usam energia derivada da glicose. Ao penetrarem na corrente sanguínea, vindos da medula óssea vermelha, onde são formados, os glóbulos vermelhos contêm ainda certa quantidade de ribossomos. Quando corados esses corpúsculos apresentam uma coloração azulada, devido à basofilia do RNA, que quando é precipitado forma uma rede de corpúsculos chamados reticulócitos. A molécula hemoglobina é formada por quatro subunidades, cada uma contendo um grupo heme ligado a um polipeptídeo. O grupo heme é um derivado porfirínico contendo Fe+. Devido às variações das cadeias polipeptídicas distinguem-se vários tipos de hemoglobinas, dos quais três são considerados normais – as hemoglobinas A1 (Hb A1 – 97%), A2 (Hb A2 – 2%) e F (Hb F – 100% da hemoglobina do feto, que é muito ávida pelo oxigênio, tendo importante papel na vida fetal, pois o feto não tem acesso ao ar, e obtém oxigênio dos eritrócitos do sangue materno, através da placenta). Cada molécula de hemoglobina se comina com quatro moléculas de O2, formando-se a oxi-hemoglobina. Esta combinação é reversível e o oxigênio transportado pela hemoglobina é transferido para os tecidos, onde a pressão de O2 é baixa. A combinação da hemoglobina com CO2 também é reversível e constitui a carbamino-hemoglobina. Mas a maior parte do CO2 é transportada, dos tecidos para os pulmões, dissolvida no plasma. O eritrócito falciforme não tem flexibilidade, é frágil e tem vida curta. O sangue se torna mais viscoso, o fluxo sanguíneo nos capilares é prejudicado, levando os tecidos a uma deficiência em oxigênio. O monóxido de carbono (CO) reage com a hemoglobina, para formar a carbo-hemoglobina. A finidade entre eles é maior que a Hb com o O2. O CO aspirado desloca o O2 e impede seu transporte pela Hb, determinando uma deficiência na oxigenação dos tecidos, eu pode levar À morte. Durante a maturação na medula óssea, o eritrócito perde o núcleo e as outras organelas, ao tendo, portanto, a possibilidade de renovar suas moléculas. Ao cabo de 120 dias, as enzimas já estão em nível crítico, o rendimento dos ciclos metabólicos geradores de energia é insuficiente e o corpúsculo é digerido pelos macrófagos, principalmente no baço. Os leucócitos são células especializadas na defesa do organismo: os leucócitos deixam os capilares por diapedese, passando entre as células epiteliais, para penetrar no tecido conjuntivo. Quando os tecidos são invadidos por microrganismos os leucócitos são atraídos por quimiotaxia. Chama-se leucocitose o aumento e leucopenia a diminuição do numero de leucócitos no sangue. Os neutrófilos contêm grânulos específicos muito pequenos: os neutrófilos têm núcleos formados por dois a cinco lóbulos, a célula muito jovem tem núcleo não segmentado em lóbulos, sendo chamada de neutrófilo com núcleo em bastonete ou só bastonete. Nos núcleos dos neutrófilos de pessoas do sexo feminino aparece um apêndice que contém a cromatina sexual. Os grânulos azurófilos ou primários são produzidos antes dos grânulos específicos ou secundários. Esses últimos são menores do que os azurófilos e sua composição química os diferencia dos lisossomos. Eles contêm tipos de moléculas dotadas de poder bactericida ou bacteriostático. Os neutrófilos constituem importante defesa celular contra a invasão de microrganismos. No sangue, não fagocitam, mas se tornam amebóides e fagocitários tão logo toquem um substrato sólido sobre o qual possam emitir pseudópodos. A bactéria invasora é rodeada por pseudópodos, que se fundem em trono dela. Assim, a bactéria finalmente ocupa um vacúolo (fagossomo) delimitado por uma membrana derivada da superfície do neutrófilo. Logo a seguir, os grânulos específicos se fundem com o fagossomo e esvaziam seu conteúdo no interior dele. Bombas de prótons localizados na membrana do fagossomo acidificam o interior deste vacúolo. O pH ácido pode matar bactérias e constitui ambiente adequado à atividade das hidrolases dos grânulos azurófilos. Durante a fagocitose há um aumento brusco e acentuado no consumo de oxigênio, devido à produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) e ânion superóxido (O2-), ambos oxidantes energéticos são provavelmente os principais responsáveis pela morte das bactérias fagocitadas. Morto o microrganismo, as enzimas lisossômicas promovem sua hidrólise em moléculas pequena que se difundem para fora do vacúolo. Como nem todas as bactérias são digeridas e nem todos os neutrófilos sobrevivem à ação bacteriana, pode aparecer pus. O núcleo dos eosinófilos é geralmente bilobulado e seus grânulos citoplasmáticos específicos são lisossomos: presença de granulações ovóides que se coram pela eosina, que são maiores que as dos neutrófilos. Paralelamente ao eixo maior do granulo, encontra-se um cristalóide ou internum alongado, elétron-denso, cuja principal proteína é rica em arginina. A camada que envolve o internum é menos densa aos elétrons, rica em fosfatase ácida e denomina-se externum ou matriz. Essas células fagocitam e eliminam complexos de antígenos com anticorpos que aparecem em casos de alergia. São atraídos para as áreas de inflamação alérgica pela histamina, produzida principalmente por basófilos e mastócitos. Eosinófilos produzem moléculas que inativam leucotrienos e histamina, assim modulando a inflamação. Eosinófilos participam da defesa contra parasitas, não são células especializadas para a fagocitose de microrganismos. Sua atividade defensiva é realizada pela liberação do conteúdo de seus grânulos para o meio extracelular e pela fagocitose de complexos antígenoanticorpo. Os corticosteróides induzem uma queda imediata na concentração dos eosinófilos do sangue e nos locais de inflamação. Esses hormônios interferem na passagem dos eosinófilos da medula óssea, onde são produzidos, para a corrente sanguínea. Os basófilos participam dos processo alérgicos e possuem receptores para imunoglobulina E (IgE): o basófilo tem núcleo volumoso, com forma de S, seu citoplasma é carregado de grânulos maiores do que os dos outros granulócitos, os quais muitas vezes obscurecem o núcleo, e contêm histamina, fatores quimiotáticos para eosinófilos e neutrófilos, e heparansulfato, que é responsável pela metacromasia. A membrana plasmática dos basófilos também possui receptores para a imunoglobulina E (IgE). Eles liberam seus grânulos para o meio extracelular, sob ação dos mesmos estímulos que promovem a expulsão dos grânulos dos mastócitos. Embora morfologicamente semelhantes, existem diversos tipos de linfócitos identificáveis por técnicas imunológicas: o citoplasma do linfócito pequeno é muito escasso, apresenta basofilia discreta e por vezes não é visível. Pode conter grânulos azurófilos, que não são exclusivos dos linfócitos e mostra-se pobre em organelas. Embora os linfócitos tenham morfologia semelhante, dependendo das moléculas localizadas em sua superfície, podem ser separados em dois tipos principais, linfócito B e T, com diversos subtipos. Ao contrário dos outros leucócitos que não retornam ao sangue depois de migrarem para os tecidos, os linfócitos voltam dos tecidos para o sangue, recirculando continuamente. Depois de saírem do sangue, por diapedese, os monócitos se transformam em macrófagos: os monócitos do sangue representam uma fase na maturação da célula mononuclear fagocitária originada na medula óssea. Esta célula passa para o sangue, onde permanece apenas alguns dias, e, atravessando a parede dos capilares e vênulas, penetra em alguns órgãos, transformando-se em macrófagos, que constituem uma fase mais avançada na vida da célula mononuclear fagocitária. As plaquetas, resultantes da fragmentação do citoplasma dos megacariócitos da medula óssea, desempenham importantes funções na coagulação do sangue: as plaquetas são corpúsculos anucleados que promovem a coagulação do sangue, auxiliando a reparação da parede dos vasos sanguíneos e evitando hemorragia. Elas apresentam uma parte transparente, o hialômero, o qual contém grânulos corados em púrpura, que constituem o cromômero, além de microfilamentos de actina e moléculas de miosina, responsáveis pela formação de filopódios e pela contração das plaquetas. O granulômero possui uma variedade de grânulos delimitados por membrana, algumas mitocôndrias e grânulos de glicogênio. Os grânulos densos ou delta armazenam ADP, ATP e serotonina; os grânulos alfa contêm fibrinogênio e fator de crescimento plaquetário; e os grânulos lambda são lisossomos carregados com as enzimas usuais dessas organelas. Quando um vaso sanguíneo sofre lesão inicia-se a hemostasia (que visa impedir a hemorragia), que envolve a musculatura lisa do vaso lesado, as plaquetas e diversos fatores do plasma sanguíneo, que promovem a coagulação do sangue. A contração do músculo liso é estimulada pela serotonina liberada pelas plaquetas. A participação das plaquetas na coagulação do sangue pode ser resumida da maneira que segue: (1) agregação primária: as plaquetas também aderem ao colágeno formando um tampão plaquetário; (2) agregação secundária: as plaquetas do tampão liberam ADP, que é um potente indutor da agregação plaquetária, fazendo aumentar o número de plaquetas do tampão; (3) coagulação do sangue: fatores do plasma sanguíneo, dos vasos lesados e das plaquetas promovem a interação seqüencial de cerca de 13 proteínas plasmáticas, dando origem a um polímero, a fibrina, e formando uma rede fibrosa tridimensional, que aprisiona eritrócitos, leucócitos e plaquetas. Forma-se assim o coágulo sanguíneo, mais consistente e firme do que o tampão plaquetário; (4) retração do coágulo: se contrai graças à ação da actina, miosina e ATP das plaquetas; e (5) remoção do coágulo: protegida pelo coágulo, a parede do vaso se restaura pela formação de tecido novo. Então o coágulo é removido principalmente pela enzima plasmina. Histologia básica 13 – Hemocitopoese As células do sangue têm vida curta e são constantemente renovadas pela proliferação mitótica de células localizadas nos órgãos hemocitopoéticos. As primeiras células sanguíneas do embrião surgem muito precocemente, no mesoderma do saco vitelino. Posteriormente, o fígado e o baço funcionam como órgãos hemocitopoéticos temporários, porém, no segundo mês de vida intra-uterina a clavícula já começou a se ossificar e inicia a formação de medula óssea hematógena em seu interior. Na vida pósnatal, a medula óssea origina todas as células do sangue (eritropoese, granulocitopoese, linfocitopoese, monocitopoese e megacitopoese). Células fonte, fatores de crescimento e diferenciação: (1) células fonte: originam células filhas que seguem dois destinos: umas permanecem como células fonte e outras se diferenciam em outros tipos celulares com características especificas. O pool de lulas fonte se mantém constante porque as que se diferenciam são substituídas por células filhas que se mantêm no pool. As células do estroma da medula óssea sintetizam glicoproteínas estimulantes das células hemocitopoéticas. Essas glicoproteínas ficam integradas na membrana das células do estroma, de modo que só atuam por contato, estimulando as células hemocitopoéticas; (2) células fonte pluripotentes: todas as células do sangue derivam de um único tipo celular da medula óssea, essas células se proliferam e formam duas linhagens: a das células linfóides, que vai formar linfócitos, e a as células mielóides, que origina os granulócitos, eritrócitos, monócitos e plaquetas. Os linfócitos são transportados pelo sangue para os linfonodos, timo, baço e outros órgãos linfáticos onde completam sua maturação; (3) células progenitoras e células precursoras: a proliferação das células fonte pluripotentes origina células filhas com potencialidade menor. Estas células filhas são as células progenitoras uni ou bipotentes que produzem as células precursoras (blastos). É nas células precursoras que as características morfológicas diferenciais das linhagens aparecem pela primeira vez. As células progenitoras, quando se dividem, podem originar outras células progenitoras e também células precursoras, mas as precursoras só originam células sanguíneas maduras. A hemocitopoese resulta da proliferação e diferenciação simultâneas de células fonte que, à medida que se diferenciam, vão reduzindo sua potencialidade. A hemocitopoese depende do microambiente adequado e da presença de fatores de crescimento ou fatores estimuladores de colônias (CSF), que estimulam a proliferação e a diferenciação das células imaturas e a atividade funcional da células maduras. Na hemocitopoese o potencial de diferenciação e a capacidade de auto-renovação diminuem gradualmente e a resposta mitótica ao fatores de crescimento aumenta. A capacidade de estimular mitoses, promover a diferenciação e acelerar as atividade funcionais da células freqüentemente estão presentes no mesmo fator de crescimento, mas estas três propriedades podem variar de intensidade de acordo como fator de crescimento considerado. A medula óssea é encontrada no canal medular dos ossos longos e nas cavidades dos ossos esponjosos. Distinguem-se a medula óssea vermelha, hematógena, que deve sua cor à presença de numerosos eritrócitos em diversos estágios de maturação, e a medula óssea amarela, rica em células adiposas e que não produz células sanguíneas. No recém-nascido, toda a medula óssea é vermelha e, portanto, ativa na produção de células do sangue. Com o avançar da idade, porém, a maior parte da medula óssea transforma-se na variedade amarela, existindo a medula vermelha no adulto apenas no esterno, vértebras, costelas, díploe dos ossos do crânio e, no adulto jovem, nas epífises proximais do fêmur e do úmero. Em certos casos, a medula amarela pode voltar a produzir células do sangue, transformando-se em medula vermelha. A hemocitopoese ocorre na medula óssea vermelha, em microrregiões contendo diversos estágios de uma mesma linhagem celular: a medula óssea vermelha, como todo tecido hemocitopoético, é constituída por células reticulares, associadas a fibras reticulares. Esses elementos formam uma esponja percorrida por numerosos capilares sinusóides. Entre as células reticulares existe um número variável de macrófagos, células adiposas e muitas células hemopoéticas. A matriz extracelular possui colágeno tipos I e III, fibronectina e laminina (que junto com a hemonectina interagem com receptores celulares, fixando temporariamente as células), além das proteoglicanas. Além e produzir as células do sangue, a medula óssea armazena ferro sob a forma de ferritina (ferro + apoferritina) e hemossiderina (ferro + apoferritina + outras proteínas + glicídios + lipídios + outras moléculas) no citoplasma das células reticulares, células endoteliais dos sinusóides e macrófagos. A liberação de células maduras da medula para o sangue é controlada pelos fatores de liberação, moléculas produzidas em resposta às necessidades do organismo, tais como o componente C3 do complemento, hormônios como os glicocorticóides e os andrógenos, e certas toxinas bacterianas. Maturação dos eritrócitos: de acordo com o grau de maturação, as células eritrócitas são chamadas de: proeritroblastos (as proteínas sintetizadas por ele destinam-se principalmente a aumentar seu próprio protoplasma, pois esta célula s divide ativamente e há também síntese de hemoglobina), eritroblastos basófilos (menor que a anterior), eritroblastos policromatófilos (menor ainda que a precedente, contém hemoglobina em quantidade suficiente para aparecer uma acidofilia citoplasmática), eritroblastos ortocromáticos (ou acidófilos ou normoblastos – núcleo se torna picnótico, por sua riqueza em hemoglobina o citoplasma é acidófilo, em certo momento essa célula começa a emitir uma série de saliências citoplasmáticas, uma delas contendo o núcleo, que é expelido levando ao seu redor uma delgada camada de citoplasma), reticulócitos (parte anucleada que sobra após a expulsão do núcleo da célula anterior) e hemácias. O processo básico da maturação é a síntese da hemoglobina e a formação de um corpúsculo pequeno e que oferece o máximo de superfície para as trocas de oxigênio. Durante a maturação ocorre o seguinte: (1) o volume das células diminui; (2) a cromatina torna-se cada vez mais densa, até que o núcleo se apresenta picnótico e finalmente é expulso da célula; (3) os núcleos diminuem de tamanho e depois se tornam invisíveis no esfregaço; (4) há uma diminuição dos polirribossomos (basofilia) e um aumento da hemoglobina (acidofilia) no citoplasma; e (5) a quantidade de mitocôndrias diminui. O ferro é trazido para os pro e os outros eritroblastos pela transferrina, uma proteína plasmática transportadora de ferro. Os núcleos como resto do citoplasma, separados dos normoblastos, são fagocitados pelos macrófagos da medula óssea. Erítron: chama-se erítron ao conjunto formado pelos eritrócitos mais as células precursoras desses corpúsculos. Função: suprir o meio interno com oxigênio necessário ao metabolismo dos tecidos. Pode ser dividido em dois compartimentos funcionais: (1) o compartimento circulante ou sanguíneo representado pelas hemácias e reticulócitos do sangue, e (2) o compartimento medular, onde ocorre a formação dos elementos do erítron. O compartimento medular praticamente ao contém eritrócitos, sendo constituído por elementos nucleados (proeritroblastos, eritroblastos, normoblastos) e u número relativamente pequeno de reticulócitos. Como o erítron não tem um compartimento de reserva, a concentração de eritrócitos no sangue traduz o nível de produção medular. A deficiência em oxigênio nos tecidos aumenta o teor sanguíneo do hormônio glicoprotéico eritropoetina, que estimula o compartimento medular a produzir maior número de eritrócitos (85% da eritropoetina é sintetizado nos rins e 15% no fígado). Numerosas substâncias são essenciais para o bom funcionamento do erítron, entre elas, o hormônio eritropoetina, ferro, vitamina B12 e ácido fólico. Maturação dos granulócitos: o mieloblasto é a célula mais imatura, já determinada para formar exclusivamente os três tipos de granulócitos. Quando nela surgem granulações citoplasmáticas especificas, essa célula passa a ser chamada de promielócito neutrófilo, eosinófilo e basófilo, conforme o tipo de granulação presente. Os estágios seguintes de maturação são: mielócito, metamielócito, o granulócito com núcleo em bastão e o granulócito maduro (neutrófilo, eosinófilo e basófilo). Mieloblasto: rico em grânulos azurófilos. Promielócito: menor que o mieloblasto e contém alguns grânulos específicos (promielócitos, neutrófilos, eosinófilos e basófilos) ao lado das granulações azurófilas. Mielócito: desaparece a basofilia citoplasmática e aumenta a quantidade de grânulos específicos. Metamielócito: possui núcleo com uma chanfradura profunda, o basófilo não costuma ser descrito. Antes de tomar a forma lobulada típica da célula madura, o granulócito neutrófilo passa por uma fase intermediária, chamada neutrófilo com núcleo em bastonete. Os neutrófilos encontram-se localizados nos compartimentos de formação, de reserva, circulante e de marginação: (1) compartimento medular de formação: onde novos neutrófilos são produzidos e amadurecem; (2) compartimento medular de reserva: contém neutrófilos maduros; (3) compartimento circulante: neutrófilos suspensos no plasma e circulando nos vasos sanguíneos; (4) compartimento de marginação: neutrófilos que, embora contidos nos vasos sanguíneos, não circulam. Estes neutrófilos estão: (a) nos capilares colocados temporariamente fora de circulação, por vasoconstrição, e (b) ligados ao endotélio dos vasos, não sendo levados pela corrente sanguínea. Há uma troca constante de células entre compartimento circulante e o de marginação. Maturação dos linfócitos e monócitos: linfoblasto (citoplasma basófilo, sem granulações azurófilas, apresenta dois ou três núcleos) forma o prolinfócito (menor que a anterior, citoplasma basófilo, podendo conter granulações azurófilas, dá origem ao linfócito circulante). Ao contrário dos granulócitos, que são células diferenciadas e terminais, que não mais se dividem, os monócitos são células intermediárias, destinadas a formar os macrófagos dos tecidos. A célula mais jovem da linhagem é o promonócito (numerosos grânulos azurófilos finos, que são lisossomos), encontrado somente na medula óssea, se dividem duas vezes e se transformam em monócitos que passam para o sangue, depois migram para os tecidos, e se diferenciam em macrófagos. Origem das plaquetas: a primeira célula é o megacarioblasto (núcleo poliplóide ?; citoplasma homogêneo e intensamente basófilo), depois vem o megacariócito (núcleo irregularmente lobulado, citoplasma abundante e levemente basófilo e com numerosas granulações que ocupam sua maior parte – essas granulações vão formar os cromômeros das plaquetas). Durante a maturação do megacariócito aparecem grânulos citoplasmáticos, delimitados por membranas, que são precursores do hialômero das plaquetas. As primeiras células do sangue se formam nas ilhotas sanguíneas do saco vitelino do embrião, e este processo é gradualmente transferido para outros órgãos: fígado, baço, timo, medula óssea e linfonodos: todos os glóbulos sanguíneos são os de origem mesenquimatosa. Em órgãos de origem embrionária dupla, como o fígado e o timo, as células originadas do mesoderma são as responsáveis pela hemocitopoese. A hemocitopoese intra-uterina passa por três períodos mal definidos, quando um período se inicia, os processos que predominavam no anterior ainda persistem por algum tempo, os períodos são: (1) período primordial ou pré-hepático: primeiras células do sangue aparece no mesoderma do saco vitelino. Aí surgem ilhotas sanguíneas, que são aglomerados alongados de células mesenquimatosas. As células mais superficiais de cada ilhota dão origem ao endotélio dos primeiros vasos, enquanto as mais internas tornam-se esféricas e se diferenciam nas primeiras células sanguíneas. Pela união do endotélio de ilhotas contíguas, formam-se vasos sanguíneos que se comunicam com os do corpo do embrião, das células sanguíneas formadas no saco vitelino, que divide.-se no interior dos vasos e formam eritroblastos primitivos (eritropoese megaloblástica), que não chegam a perder seus núcleos. Durante o período primordial, o sangue possui apenas os elementos já mencionados. Não contém leucócitos nem plaquetas. (2) período hepatoesplênico-tímico: (segundo mês) hemocitopoese no fígado e baço, em seguida, o timo começa a produzir linfócitos. No mesênquima que invade o esboço endodérmico do fígado, aparecem células precursoras dos granulócitos, megacariócitos e eritroblastos definitivos (sem perder os núcleos). Durante este período predomina a síntese de HbF. O baço produz principalmente células da série vermelha e, em menor quantidade, granulócitos e plaquetas. (3) período medular-linfóide: a clavícula é o primeiro osso a mostrar atividade hemocitopoética. Sua medula óssea começa a funcionar entre o segundo e o terceiro mês de vida fetal. A medula óssea mostra grande atividade eritrocítica, granulocítica e megacariocítica. Forma também linfócitos e monócitos. Nesse período, e próximo ao nascimento, entram em atividade os linfonodos, que, desde o início da sua existência, são órgãos produtores de linfócitos. Histologia básica 14 – Sistema imunitário e órgãos linfáticos Sua principal função é defender o organismo contra microrganismos e moléculas estranhas. As células desse sistema têm a capacidade de identificar as moléculas que são próprias do corpo e as moléculas estranhas, quer estejam isoladas, quer façam parte de um vírus, bactéria, fungo, célula maligna ou protozoário. Após identificar os agressores, o sistema imunitário coordena a inativação ou a destruição do invasor. O sistema imunitário compreende estruturas individualizadas (linfonodos e baço) e células livres (linfócitos, granulócitos e células do sistema mononuclear fagocitário). Outro componente importante desse sistema são as células apresentadoras de antígenos, encontradas no tecido linfático, na pele etc. As células desse sistema se comunicam entre si e com células de outros sistemas através de moléculas protéicas denominadas citocinas. Órgãos linfáticos: as principais estruturas são: timo, baço, linfonodos e nódulos linfáticos (localizados na mucosa do aparelho digestivo – tonsilas, placas de Peyer do íleo, e apêndice; do aparelho respiratório e do aparelho urinário, formando um conjunto conhecido como MALT {Mucosa-Associated Lymphoid Tissue}). Todos os linfócitos se originam na medula óssea, mas os linfócitos T completam sua maturação no timo, enquanto os linfócitos B saem da medula já como células maduras. Por esse motivo o timo e a medula óssea são chamados de órgãos linfáticos centrais. Os linfócitos migram dos órgãos centrais, através do sangue e da linfa, para os órgãos linfáticos periféricos (baço, linfonodos, nódulos linfáticos isolados, tonsilas, apêndice e placas de Peyer do íleo), onde eles proliferam e completam a diferenciação. Tipos básicos de resposta imunitária: existem dois mecanismos básicos: (1) imunidade celular, pela qual células imunocompetentes reagem e matam células que exibem na superfície moléculas estranhas, essa resposta imunitária celular é mediada principalmente pelos linfócitos T; e (2) imunidade humoral, depende de glicoproteínas circulantes no sangue e outros líquidos, chamados anticorpos (plasmócitos - linfócitos B), que neutralizam moléculas estranhas e participam da destruição das células que contêm essas moléculas. Imunógenos e antígenos: as moléculas estranhas são os imunógenos. Antígeno é uma molécula que reage com um anticorpo, mesmo que não seja capaz de desencadear uma resposta imune. Geralmente, todo imunógeno é antígeno também. Na resposta humoral (linfócitos B) a parte da molécula antigênica que determina a resposta imunitária é chamada determinante antigênico ou epitopo. A resposta celular (linfócitos T) é determinada por pequenos peptídeos associados às moléculas MHC localizadas na membrana das células apresentadoras de antígenos. Anticorpos: são glicoproteínas plasmáticas circulantes, do tipo gamaglobulinas, também chamadas imunoglobulinas (Ig). Cada um interage especificamente como determinante antigênico que promoveu sua formação. Uma importante função do anticorpo é combinar especificamente com o epitopo que ele reconhece e, então, provocar o aparecimento de sinais químicos iniciando a presença do invasor aos outros componentes do sistema imunitário. Alguns anticorpos podem aglutinas células e precipitar antígenos solúveis, a primeira facilita a fagocitose e a segunda pode torná-las inócuas. Os neutrófilos e macrófagos têm receptores para a região Fc do complexo antígeno-IgG, e, dessa maneira, IgG prende o complexo antígeno-anticorpo à superfície dessas células, o que facilita a fagocitose. A imunoglobulina mais abundante no plasma sanguíneo é a IgG, que consistem em duas cadeias leves idênticas e duas cadeias pesadas, também idênticas. Os quatro segmentos da extremidade amínica constituem os fragmentos Fab da imunoglobulina. A seqüência de AA do segmento Fab é muito variável, sendo responsável pela especificidade da resposta imune. IgG é a única que atravessa a barreira placentária humana e penetra no sangue fetal, contribuindo para a defesa do recém-nascido. IgA aparece em pequena quantidade no sangue (é encontrado: lágrima, leite, saliva, secreção nasal, bronquial, intestino delgado, próstata, líquido que umedece a vagina). IgM existe sob a forma de pentâmero, predomina no início das respostas imunitárias, junto com IgD, é a principal Ig encontrada na superfície do linfócito B, onde funcionam como receptores para antígenos específicos. IgE, está sob a forma de monômero e tem grande afinidade para receptores localizados na membrana dos mastócitos e basófilos. Quando o antígeno que provocou a produção de IgE é novamente encontrado, o complexo antígeno-IgE que se forma na superfície dos mastócitos e basófilos determina a produção e a liberação de diversas substâncias biologicamente ativas como histamina, heparina e leucotrienos. Linfócitos B e T: a diferenciação em células imunocompetentes tem lugar na medula óssea e no timo (órgãos linfáticos primários ou centrais). A bursa de Fabricius é uma massa de tecido linfático localizada próximo da cloaca em aves, sem essa estrutura a ave não é capaz de produzir Ig, portanto a imunidade humoral é prejudicada. A remoção do timo resulta numa deficiência profunda nas respostas imunitárias de base celular. Os linfócitos B originados na medula óssea são transportados pelo sangue e vão se instalar nas estruturas linfáticas não-tímicas, onde, quando ativados, proliferam e se diferenciam em plasmócitos, que são as células produtoras de anticorpos. Alguns linfócitos B ativados não se diferenciam em plasmócitos, formando as células B da memória imunitária. Os precursores dos linfócitos T se originam na medula óssea, penetram no sangue, são retidos no timo onde proliferam e se diferenciam em linfócitos T que, novamente carregados pelo sangue, vão ocupar áreas definidas nos outros órgãos linfáticos. No timo os linfócitos T se diferenciam nas subpopulações das células T – helper (estimula a transformação de linfócitos B em plasmócitos), T – supressora (inibem a resposta humoral e celular e apressam o termino da resposta imunitária) e T – citotóxica (perforinas provocam a lise celular; indução à apoptose). Em outros locais se podem formar as células T da memória. As células T – helper são mortas pelo retrovírus HIV que causa AIDS, que paralisa o sistema imune do paciente, tornando-o muito susceptível ao ataque de microrganismos, mesmo os que, usualmente não causam doenças.a diferenciação entre essas células e também seus subtipos torna-se possível porque elas possuem proteínas integrais em suas membranas que são especificas e podem ser identificas por técnicas imunocitoquímicas. Quando estimuladas por antígenos, as células B e T produzem células grandes e de citoplasma basófilo, chamadas imunoblastos, os que derivam da célula B produzem plasmócitos, enquanto os derivados das células T continuam com muitos polirribossomos não ligados ao RE. O linfócito NK (natural killer) não apresenta em sua superfície nem os marcadores da células B nem os das células T, eles atacam células cancerosas e células infectadas por vírus, sem necessidade de estimulo prévio. Células apresentadoras de antígenos: são células dendríticas, macrófagos, células de Langerhans da epiderme, linfócitos B e células epiteliais reticulares do timo. No processamento de antígenos as células digerem parcialmente as proteínas, transformando-as em pequenos peptídeos. O processamento é essencial para a ativação do linfócito T, pois ela não reconhece moléculas antigênicas nativas, só reconhecem peptídeos e outro antígenos quando associados a moléculas MHC, enquanto as células B reconhecem diretamente certas substâncias. CÉLULAS DENDRÍTICAS: se originam de precursores provenientes da medula óssea, na pele recebem o nome de células de Langerhans, são imunoestimuladoras, pois além de apresentarem os antígenos às células T, elas são capazes de estimular células T que ainda não entraram em contato com qualquer antígeno. São levadas pelo sangue para muitos órgãos linfáticos, onde elas se alojam, ainda numa forma imatura. Essas células dendríticas imaturas se caracterizam por sua grande capacidade de capturar e processar antígenos, porém têm pequena capacidade de estimular células T. A inflamação induz a maturação das células dendríticas que, então, migram pelo sangue ou pela linfa, indo para os órgãos linfáticos periféricos. Nesse estagio, elas perdem a capacidade de capturar antígenos e adquirem capacidade de ativar células T. centros germinativos dos linfonodos baço e outros órgãos linfáticos têm células denominadas células foliculares dendríticas que não derivam da medula óssea, não são capazes de englobar no citoplasma antígenos por endocitose, nem são capazes de processar antígenos. São eficiente na captação do complexo antígeno-anticorpo e de fatores do complemento, retendo antígenos em sua superfície por longos períodos de tempo, onde os antígenos são reconhecidos por linfócitos B. Complexos de histocompatibilidade: o sistema imune distingue as moléculas próprias do organismo das moléculas estranhas, por meio da presença na superfície celular do complexo MHC, também conhecido como HLA. O MHC I está presente em todas as células, enquanto o MHC II è de distribuição mais restrita, sendo encontrado nas células apresentadoras de antígenos. Os MHC’s têm uma estrutura que é única para cada pessoa, e esse é o principal motivo pelo qual enxertos e transplantes de órgãos são rejeitados, exceto quando feitos entre irmãos univitelinos. A rejeição deve-se principalmente à atividade dos linfócitos NK e citotóxicos, que penetram o transplante e destroem suas células. Citocinas na resposta imunitária: coletivamente, são chamadas citocinas e as produzidas pelos linfócitos são as linfocinas. Algumas citocinas são mediadoras entre leucócitos e são chamadas interleucinas. Certas citocinas são fatores estimuladores de colônias sintetizados por linfócitos T e que atuam sobre células dos órgãos linfáticos e hemocitopoéticos. Outras citocinas, como os fatores alfa e beta da necrose tumoral, e o fator beta de transformação e crescimento, estão relacionadas com a inflamação, defesa contra tumores, crescimento celular e cicatrização da feridas. Timo: não apresenta nódulos, cada lóbulo é formado por uma zona cortical e uma zona medular, onde podem ser encontrados corpúsculos de Hassall, constituídos por células reticulares epiteliais achatadas, em arranjo concêntrico. O timo tem origem embrionária dupla, seus linfócitos formam-se a partir de células mesenquimatosas, que invadem um esboço epitelial derivado do endoderma. Além dos linfócitos T e da células reticulares epiteliais, o timo possui macrófagos, principalmente na cortical. As células reticulares epiteliais formam uma camada por dentro do tecido conjuntivo da cápsula e septos; formam o retículo da cortical e da medular, onde se multiplicam e diferenciam os linfócitos T; formam uma camada em torno dos vasos sanguíneos do parênquima tímico; e constituem os corpúsculos de Hassall. Após a puberdade o timo entra em involução, mas não desaparece: a cortical pouco a pouco se torna mais delgada. As células reticulares epiteliais e os corpúsculos de Hassall são mais resistentes à involução do que os linfócitos. Vascularização e barreira hematotímica: os capilares do timo possuem endotélio sem poros e lâmina basal muito espessa. As células endoteliais possuem prolongamentos finos que perfuram a lâmina basal e podem entrar em contato com as células reticulares epiteliais. Estas células envolvem, externamente, os capilares, contribuindo para a formação da barreira hematotímica, cujos outros componentes são lâmina basal das células reticulares e as células endoteliais não fenestradas da parede capilar. A barreira, que só existe na zona cortical, impede que antígenos circulantes penetrem na cortical do timo, onde se estão formando os linfócitos T. não existe tal barreira na medular. O timo é responsável pela diferenciação dos linfócitos T e produz hormônios que estimulam outros órgãos linfáticos: células fonte migram continuamente da medula óssea através do sangue, e vão para o timo, onde proliferam e se diferenciam em linfócitos T. Elas formam uma população localizada na zona cortical do timo. Essas células imaturas, ou timócitos, já expressam certas moléculas em suas superfícies, como os marcadores CD1 e CD4. O primeiro rearranjo gênico de receptor da célula T tem lugar nesse estagio. A seleção positiva envolve a interação de timócitos duplamente positivos com complexos de MHC com autopeptídeos, esses sobreviverão e irão se proliferar, a seleção negativa envolve a interação de timócitos duplamente positivos com complexos de autopeptídeos localizados nas células apresentadoras de antígenos do timo, o que leva esses timócitos à morte por apoptose. À medida que s timócitos sobreviventes se diferenciam, eles migram para a zona medular e tornam-se células helper CD4+ ou células citotóxicas CD8+. Ao contrario da células T, cuja especificidade é adquirida exclusivamente no timo, as células B adquirem suas especificidades não somente na medula óssea, mas também nos órgãos periféricos, por um processo de maturação por afinidade, que modifica a afinidade e pode até modificar a especificidade do receptor da célula B. após atravessarem a parede das vênulas póscapilares e saírem do timo, pelo sangue, os linfócitos T vão se estabelecer em certas áreas de outros órgãos linfoides, denominados secundários ou periféricos. Essas áreas são, portanto, timo-dependentes e estão representadas pela zona paracortical dos linfonodos, pelas bainhas periarteriais da polpa branca do baço e pelo tecido linfóide frouxo situado entre os nódulos linfático das placas de Peyer e das tonsilas. O resto do tecido linfóide contém linfócitos B e é timo-independente. O timo, provavelmente por suas células reticulares epiteliais, produz vários fatores de crescimento protéicos que estimulam a proliferação e a diferenciação de linfócitos T, atuando localmente por secreção parácrina. O hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) e os hormônios sexuais aceleram a involução do timo, e a castração tem efeito oposto. Linfonodos: são órgãos encapsulados constituídos por tecido linfóide e que aparecem espalhados pelo corpo. O parênquima do órgão é sustentado por um arcabouço de células reticulares e fibras reticulares, sintetizadas por essas células. A circulação da linfa é unidirecional. O parênquima do linfonodo apresenta a região cortical e a região medular, entre elas há a região paracortical. A região cortical superficial (predominância de linfócitos B) é constituída nódulos linfáticos suja área central, contém imunoblastos em divisão mitótica e é chamada de centro germinativo. A região medular também é formada principalmente por linfócitos B. Histofisiologia: os linfonodos são filtros da linfa, removendo partículas celulares estranhas, antes eu a linfa retorne ao sistema circulatório sanguíneo. A passagem da linfa pelo linfonodo remove, por fagocitose pelos macrófagos, cerca de 99% da moléculas, microrganismos e células estranhas. Infecções e estímulos antigênicos provocam a divisão mitótica de imunoblastos, responsáveis pelo aparecimento de áreas menos coradas no centro dos nódulos linfáticos denominados centros germinativos. Recirculação de linfócitos: um sistema de comunicação: os linfócitos deixam os linfonodos pelos vasos linfáticos eferentes, que confluem com outros vasos linfáticos, até se formarem os grandes linfáticos, que desembocam em veias. Pelo sangue, os linfócitos retornam aos linfonodos através de vênulas de endotélio alto, presentes na região paracortical. Os linfócitos possuem em suas membranas glicoproteínas para as quais há receptores nessas células endoteliais, eles migram, por diapedese, passando por entre as células endoteliais. Após atravessarem as vênulas, os linfócitos caem no tecido linfático e finalmente saem do linfonodo pelo vaso linfático eferente. O significado funcional da recirculação parece residir no fato de que os linfócitos estimulados poderão partir para informar outros órgãos linfáticos, contribuindo para que o organismo prepare uma resposta imunitária mais geral e mais eficiente contra a infecção. A recirculação de linfócitos constitui num sistema de monitorização constante de todas as partes do corpo. Baço: é o maior acúmulo de tecido linfóide do organismo, é um importante órgão de defesa contra microrganismos e é o principal órgão destruídos de eritrócitos desgastados pelo uso. Por sua localização na corrente sanguínea, o baço responde com rapidez aos antígenos que invadem o sangue, sendo um importante filtro fagocitário e imunológico para o sangue e grande produtor de anticorpos. Circulação sanguínea: ao deixarem as trabéculas para penetrarem no parênquima, as artérias são imediatamente envolvidas por uma bainha de linfócitos, chamada bainha linfática periarterial. Esses vasos são chamados de artérias centrais ou artérias da polpa branca. Ao longo do seu trajeto a bainha fagocitária, que é parte da polpa branca, se espessa diversas vezes, formando nódulos linfáticos, nos quais o vaso (agora uma arteríola) ocupa posição excêntrica. Depois de deixar a polpa branca, as arteríolas se subdividem, formando as arteríolas peniciladas. Alguns amos da arteríola penicilada apresentam, próximo à sua terminação, um espessamento, o elipsóide, constituído por macrófagos, células reticulares e linfócitos. Aos elipsóides seguem-se capilares arteriais que levam sangue para os sinusóides ou seios da polpa vermelha. Polpa branca: constituída pelo tecido linfático que constitui as bainhas periarteriais e pelos nódulos linfáticos que se formam por espessamentos dessas bainhas (linfócitos T). Predominam os linfócitos B nos nódulos. Entre a polpa branca e a vermelha existe uma faixa mal determinada, denominada zona marginal que contém muitos antígenos trazidos pelo sangue e desempenha um importante papel na função imunitária do baço (filtragem). Polpa vermelha: formada por cordões esplênicos separados por sinusóides. Esses cordões são contínuos e de espessura variável, constituídos por uma rede frouxa de células reticulares e fibras reticulares (colágeno tipo III) que contêm outras células como macrófagos, linfócitos B e T, plasmócitos, monócitos, granulócitos, além de plaquetas e eritrócitos. Histofisiologia: as funções mais conhecidas do baço são: a formação de linfócitos, a destruição de eritrócitos desgastados (hemocaterese), a defesa do organismo contra invasores e o armazenamento de sangue. A polpa branca do baço produz linfócitos, que migram para a polpa vermelha e atingem a luz dos sinusóides, incorporando-se ao sangue aí contido. As hemácias fagocitadas são digeridas pelos lisossomos do macrófagos e a hemoglobina é desdobrada em diversos fragmentos, dando origem a um pigmento sem ferro, a bilirrubina. Esta é devolvida ao sangue, captada pelas células hepáticas e por estas excretada como um dos constituintes da bile. O ferro formado pelo desdobramento da hemoglobina pode ser imediatamente armazenado sob a forma de ferritina, ou passar para o sangue, onde se combinará com a transferrina. DEFESA: contendo linfócitos T e B e macrófagos, o baço é um órgão de defesa importante. Do mesmo modo que os linfonodos filtram a linfa, o baço atua como um filtro para o sangue. De todos os macrófagos do organismo, os do baço são os mais ativos na fagocitose de partículas vivas e inertes que penetram no sangue. Tonsilas: estão localizadas em posição estratégica para defender o organismo contra antígenos transportados pelo ar e pelos alimentos, iniciando uma resposta imunitária. Existem as tonsilas: palatinas, faringianas e linguais.