Fisiologia Oral Série Fundamentos de Odontologia

preparados,  as  fibras  colágenas  aparecem  como  estruturas  cilíndricas,  alongadas  e  tortuosas  de

comprimento indefinido e com diâmetro que varia de 1 a 20 μm.

Ao microscópio de luz as fibras colágenas são acidófilas e se coram em rosa pela eosina, em azul

pelo tricrômico de Mallory, em verde pelo tricrômico de Masson e em vermelho pelo sirius red.

 Fibras reticulares

As  fibras  reticulares  são  formadas  predominantemente  por  colágeno  do  tipo  III.  Elas  são

extremamente finas, com um diâmetro entre 0,5 e 2 μm, e formam uma rede extensa em determinados

órgãos.  Essas  fibras  não  são  visíveis  em  preparados  corados  pela  hematoxilina-eosina  (HE),  mas

podem ser visualizadas em cor preta por impregnação com sais de prata. Por causa de sua afinidade

por sais de prata, estas fibras são chamadas de argirófilas (Figura 5.22 ).

Figura 5.21

 A. Preparado total de mesentério de rato jovem mostrando que os feixes de fibras de colágeno se coram em vermelho pelo picrosirius; as fibras

elásticas, coradas em escuro pela orceína, aparecem como estruturas finas e retilíneas. Essas fibras fornecem resistência e elasticidade, respectivamente, ao

mesentério. (Médio aumento.) B. A mesma preparação observada com microscópio de polarização. São observados feixes de colágeno de várias espessuras. Nas

regiões de sobreposição, os feixes de colágeno aparecem escuros. As fibras de colágeno são o principal componente estrutural do corpo. (Médio aumento.)

As  fibras  reticulares  também  são  PAS-positivas.  Considera-se  que  tanto  a  positividade  ao  PAS

quanto a argirofilia se devem ao alto conteúdo de cadeias de açúcar associadas a estas fibras. Fibras

reticulares contêm 6 a 12% de hexoses, enquanto as fibras de colágeno contêm apenas 1%.

Estudos  imunocitoquímicos  e  histoquímicos  mostraram  que  as  fibras  reticulares  são  compostas

principalmente de colágeno do tipo III associado a elevado teor de glicoproteínas e proteoglicanos.

Ao  microscópio  eletrônico  exibem  estriação  transversal  típica  das  fibras  colágenas.  São  formadas

por  finas  fibrilas  (diâmetro  médio  de  35  nm)  frouxamente  arranjadas  (Figura  5.23  ),  unidas  por

pontes  provavelmente  compostas  de  proteoglicanos  e  glicoproteínas.  Devido  ao  seu  pequeno

diâmetro, as fibras reticulares se coram em verde pelo sirius red quando observadas ao microscópio

de polarização.

As  fibras  reticulares  são  particularmente  abundantes  em  músculo  liso,  endoneuro  e  em  órgãos

hematopoéticos  como  baço,  nódulos  linfáticos,  medula  óssea  vermelha.  As  finas  fibras  reticulares

constituem uma delicada rede ao redor de células de órgãos parenquimatosos (nos quais predominam

as  células)  como  as  glândulas  endócrinas.  O  pequeno  diâmetro  e  a  disposição  frouxa  das  fibras

reticulares criam uma rede flexível em órgãos que são sujeitos a mudanças fisiológicas de forma ou

volume, como as artérias, baço, fígado, útero e camadas musculares do intestino.

Figura 5.22

 Corte histológico do córtex da glândula adrenal corado pela prata para mostrar as fibras reticulares. Este corte histológico é propositadamente

espesso para enfatizar a rede formada por essas fibrilas finas formadas por colágeno do tipo III. Os núcleos das células aparecem em negro e o citoplasma não

está corado. As fibras reticulares são os principais componentes estruturais deste órgão e de órgãos hemocitopoéticos e cria as condições locais adequadas para as

atividades deste órgão. (Médio aumento.)

Figura 5.23

 Micrografia eletrônica de cortes transversais de fibra reticular (esquerda) e fibra colágena (direita). Observe que cada tipo de fibra é composto de

numerosas fibrilas delgadas de colágeno. As fibrilas reticulares (R) têm um diâmetro significantemente menor do que as fibrilas das fibras de colágeno (C), como

mostra o histograma. Além disso, as fibrilas reticulares se associam a um abundante material granular (proteoglicanos) que não existe na superfície das fibrilas de

colágeno (direita). (Grande aumento.)

 Sistema elástico

O  sistema  elástico  é  composto  por  três  tipos  de  fibras:  oxitalânica,  elaunínica  e  elástica.  A

estrutura do sistema de fibras elásticas se desenvolve por meio de três estágios sucessivos (Figuras

5.24 e 5.25 ):

  No  primeiro  estágio  as  fibras  oxitalânicas  consistem  em  feixes  de  microfibrilas  de  10  nm  de

diâmetro  compostas  de  diversas  glicoproteínas,  entre  as  quais  uma  molécula  muito  grande,

denominada 

fibrilina

.  As  fibrilinas  formam  o  arcabouço  necessário  para  a  deposição  da  elastina.

Fibrilinas  defeituosas  resultam  na  formação  de  fibras  elásticas  fragmentadas.  As  fibras

oxitalânicas

  podem  ser  encontradas  nas  fibras  da  zônula  do  olho  e  em  determinados  locais  da

derme, onde conecta o sistema elástico com a lâmina basal

Figura 5.24

 Derme da pele corada seletivamente para fibras elásticas. As fibras elásticas escuras se entremeiam entre as fibras colágenas coradas em rosa-

pálido. As fibras elásticas são responsáveis pela elasticidade da pele. (Médio aumento.)

Figura 5.25

 Micrografias eletrônicas das fibras elásticas em desenvolvimento. A. No estágio inicial da formação, as fibras em desenvolvimento consistem em

numerosas e delgadas microfibrilas proteicas (fibrilina). B. Com o desenvolvimento, um agregado amorfo de proteína elastina deposita-se entre as microfibrilas

de fibrilina. C. A elastina amorfa se acumula e finalmente ocupa o centro da fibra madura (elástica), a qual permanece envolvida por microfibrilas de fibrilina.

Observe cortes transversais de fibrilas de colágeno. (Cortesia de G.S. Montes.)

  No  segundo  estágio  de  desenvolvimento  ocorre  deposição  irregular  de  proteína 

elastina

  entre  as

microfibrilas  oxitalânicas,  formando  as  fibras 

elaunínicas

.  Estas  estruturas  são  encontradas  ao

redor das glândulas sudoríparas e na derme

  No  terceiro  estágio,  a  elastina  continua  a  acumular-se  gradualmente  até  ocupar  todo  o  centro  do

feixe de microfibrilas, as quais permanecem livres apenas na região periférica. Estas são as 

fibras

elásticas

, o componente mais numeroso do sistema elástico.

As  fibras  oxitalânicas  não  têm  elasticidade,  mas  são  altamente  resistentes  a  forças  de  tração,

enquanto as fibras elásticas, ricas em proteína elastina, distendem-se facilmente quando tracionadas.

Por usar diferentes proporções de elastina e microfibrilas, o sistema elástico constitui uma família de

fibras  com  características  funcionais  variáveis  capazes  de  se  adaptar  às  necessidades  locais  dos

tecidos.

As  principais  células  produtoras  de  elastina  são  os  fibroblastos  e  o  músculo  liso  dos  vasos

sanguíneos. Antes da elastina madura forma-se a 

proelastina

, uma molécula globular de 70 kDa de

massa,  que,  no  espaço  extracelular,  polimeriza-se  para  formar  a  elastina,  uma  glicoproteína  com

consistência  de  borracha  que  predomina  nas  fibras  elásticas  maduras.  A  elastina  é  resistente  à

fervura,  à  extração  com  álcalis  e  com  ácido  e  à  digestão  com  proteases  usuais,  mas  é  facilmente

hidrolisada pela 

elastase pancreática

.

Como  a  proteína  colágeno,  a  elastina  é  rica  em  glicina  e  em  prolina.  Além  destes,  a  elastina

contém  dois  aminoácidos  incomuns,  a 

desmosina

  e  a 

isodesmosina

,  formados  por  ligações

covalentes  entre  quatro  resíduos  de  lisina.  Estas  ligações  cruzadas  parecem  ser  responsáveis  pela

consistência elástica da elastina, que é cinco vezes mais extensível do que a borracha. A Figura 5.26

mostra um modelo que ilustra a elasticidade da elastina.

A  elastina  também  ocorre  na  forma  não  fibrilar,  formando  as 

membranas  fenestradas

  (lâminas

elásticas) encontradas nas paredes de alguns vasos sanguíneos.

Figura 5.26

 As moléculas de elastina são unidas por pontes covalentes que geram uma rede interconectada e extensível. Como cada uma das moléculas de

elastina contida na rede pode expandir-se em qualquer direção, resulta que a rede inteira pode esticar-se e encolher-se como um fio de elástico. (Reproduzida,

com autorização, de Alberts B et al.: Molecular Biology of the Cell. Garland, 1983.)

 Histologia aplicada

Mutações  no  gene  da  fibrilina,  localizado  no  cromossomo  15,  resultam  na 

síndrome  de  Marfan

,  uma  doença

caracterizada pela falta de resistência dos tecidos ricos em fibras elásticas. Por causa da riqueza em componentes do

sistema  elástico,  grandes  artérias  como  a  aorta,  que  são  submetidas  a  alta  pressão  de  sangue,  rompem-se  com

facilidade em pacientes portadores da síndrome de Marfan, uma condição de alto risco de morte.

 Substância fundamental

A  substância  intercelular  fundamental  é  uma  mistura  complexa  altamente  hidratada  de  moléculas

aniônicas  (

glicosaminoglicanos

  e 

proteoglicanos)

  e 

glicoproteínas  multiadesivas

.  Esta  complexa

mistura  molecular  é  incolor  e  transparente.  Ela  preenche  os  espaços  entre  as  células  e  fibras  do

tecido  conjuntivo  e,  como  é  viscosa,  atua  ao  mesmo  tempo  como  lubrificante  e  como  barreira  à

penetração de microrganismos invasores. Quando adequadamente fixada para análises histológicas,

seus  componentes  se  agregam  e  precipitam  nos  tecidos  como  um  material  granular  que  pode  ser

identificado em micrografias eletrônicas (Figura 5.27 ).

Figura 5.27

 Microscopia eletrônica mostrando a matriz extracelular do conjuntivo de útero de camundongo (estroma endometrial) após a fixação com

glutaraldeído-safranina O. Observe que nestas condições os proteoglicanos da substância fundamental precipitam formando uma rede que preenche os espaços

intercelulares. Observe que os filamentos de proteoglicanos (setas) estão em grande proximidade com a superfície dos fibroblastos (F). E, fibra elástica. (Médio

aumento. Imagem de T.M.T. Zorn e C. Greca.)

Os 

glicosaminoglicanos

 (originalmente chamados de 

mucopolissacarídios  ácidos

)  são  polímeros

lineares formados por unidades repetidas dissacarídicas em geral compostas de ácido urônico e de

uma hexosamina. A hexosamina pode ser a 

glicosamina

 ou a 

galactosamina

, e o ácido urônico pode

ser o 

ácido

 

glicurônico

 ou o 

ácido

 

idurônico

. Com exceção do ácido hialurônico, todas estas cadeias

lineares  são  ligadas  covalentemente  a  um  eixo  proteico  (Figura  5.28  ),  formando  a 

molécula  de

proteoglicano

.  Esta  molécula  é  uma  estrutura  tridimensional  que  pode  ser  imaginada  como  uma

escova de limpar tubos na qual a haste representa o eixo proteico e as cerdas representam as cadeias

de  glicosaminoglicanos  (Figura  5.28  ).  Estudos  realizados  em  cartilagem  mostraram  que,  neste

tecido,  as  moléculas  de  proteoglicanos  se  ligam  à  cadeia  de  ácido  hialurônico,  formando  grandes

agregados de proteoglicanos.

Devido  à  abundância  de  grupos  hidroxila,  carboxila  e  sulfato  nas  cadeias  de  carboidratos

encontradas na maioria dos glicosaminoglicanos e proteoglicanos, suas moléculas são intensamente

hidrofílicas  e  atuam  como  poliânions.  Com  exceção  do  ácido  hialurônico,  todos  os  outros

glicosaminoglicanos  têm  algum  grau  de  sulfatação.  A  porção  de  carboidrato  dos  proteoglicanos

constitui  80  a  90%  do  peso  destas  macromoléculas.  Em  razão  dessas  características,  os

proteoglicanos podem ligar-se a um grande número de cátions (normalmente ao sódio) por meio de

pontes  eletrostáticas  (iônicas).  Os  proteoglicanos  são  estruturas  altamente  hidratadas  por  uma

espessa camada de água de solvatação que envolve a molécula. Nesta forma hidratada são altamente

viscosos e preenchem grandes espaços nos tecidos.

Os proteoglicanos são compostos de um eixo proteico associado a um ou mais dos quatro tipos de

glicosaminoglicanos: 

sulfato de dermatana

, 

sulfato de condroitina

, 

sulfato de

 

queratana

 e 

sulfato

de  heparana

.  A  Tabela  5.5  mostra  a  composição  dos  glicosaminoglicanos  e  proteoglicanos  e  sua

distribuição  nos  tecidos.  Os  grupos  ácidos  dos  proteoglicanos  fazem  com  que  essas  moléculas  se

liguem a resíduos de aminoácidos básicos encontrados no colágeno.

Figura 5.28

 Representação esquemática da estrutura molecular de proteoglicanos e glicoproteínas. A. Os proteoglicanos contêm um eixo de proteína (bastão

vertical no desenho) ao qual se ligam covalentemente moléculas de glicosaminoglicanos (GAG). Os GAG são polissacarídios não ramificados construídos por

unidades repetidas de dissacarídios; um dos componentes é um açúcar amino e o outro é o ácido urônico. Os proteoglicanos contêm maior quantidade de

carboidrato do que as glicoproteínas. B. Glicoproteínas são moléculas de proteínas globulares às quais se associam, covalentemente, cadeias ramificadas de

monossacarídios.

Além de atuar como componentes estruturais da matriz extracelular e de ancorar células à matriz

(Figura  5.29  ),  tanto  os  proteoglicanos  de  superfície  como  aqueles  da  matriz  extracelular  ligam-se

também a fatores de crescimento (p. ex., TGF-β, fator de crescimento transformante de fibroblastos

do tipo beta).

A síntese dos proteoglicanos se inicia com a síntese do eixo proteico no retículo endoplasmático

granuloso.  A  glicosilação  é  iniciada  ainda  no  retículo  endoplasmático  granuloso  e  completada  no

complexo de Golgi, onde também ocorre o processo de sulfatação (ver Capítulo 2).

Tabela 5.5 Composição e distribuição de glicosaminoglicanos no tecido conjuntivo e suas interações com as

fibrilas de colágeno.

Unidades dissacarídicas repetitivas

Glicosaminoglicano

Ácido hexurônico

Hexosamina

Distribuição

Interação

eletrostática com o

colágeno

Ácido hialurônico

Ácido D-glicurônico

D-glicosamina

Cordão umbilical, fluido sinovial,

humor vítreo, cartilagem

Pode interagir com colágeno

tipo VI

Sulfato de condroitina 4

Ácido D-glicurônico

D-

galactosamina

Cartilagem, osso, córnea, pele,

notocorda, aorta

Frequentemente com

colágeno tipo I

Sulfato de condroitina 6

Ácido D-glicurônico

D-

galactosamina

Cartilagem, tendão, aorta

(média)

Principalmente com colágeno

tipo II

Sulfato de heparana

Ácido L-idurônico ou

Ácido D-glicurônico

D-

galactosamina

Pele, tendão, aorta (adventícia)

Principalmente com colágeno

tipo I

Sulfato de heparana

Ácido D-glicurônico ou

ácido L-idurônico

D-

galactosamina

Aorta, pulmão, fígado, lâmina

basal

Principalmente com

colágenos tipos III e IV

Sulfato de queratana

D-galactose

D-

galactosamina

Córnea

Nenhuma

Sulfato de queratana

D-galactose

D-glicosamina

Esqueleto

Nenhuma

Figura 5.29

 Representação esquemática do sindecam (proteoglicano de superfície celular). O eixo de proteína atravessa a membrana plasmática e estende um

domínio citoplasmático para o interior do citoplasma. Os proteoglicanos da família dos sindecanos contêm normalmente três cadeias de sulfato de heparana que

podem ser substituídas por sulfato de condroitina.

 Histologia aplicada

A  degradação  dos  proteoglicanos  é  feita  por  vários  tipos  de  células  e  depende  de  várias  enzimas  lisossômicas

denominadas genericamente glicosidases.

Conhecem-se várias patologias nas quais a deficiência nas enzimas lisossômicas bloqueia a degradação e tem como

consequência o acúmulo destas moléculas nos tecidos. A falta de glicosidases específicas nos lisossomos causa várias

doenças em humanos, incluindo síndrome de Hurler, síndrome de Hunter, síndrome de Sanfilippo e síndrome de Morquio.

Graças  a  sua  alta  viscosidade  e  sua  localização  estratégica  nos  espaços  intercelulares,  essas  substâncias  atuam

como  barreira  à  penetração  de  bactérias  e  outros  microrganismos  invasores.  As  bactérias  capazes  de  produzir  a

enzima 

hialuronidase

, glicosidase que hidrolisa o ácido hialurônico, têm grande poder de invasão, uma vez que podem

reduzir a viscosidade da substância fundamental dos tecidos conjuntivos.

 Glicoproteínas multiadesivas

São compostos de proteínas ligadas a cadeias de glicídios. Ao contrário dos 

proteoglicanos

,  são

o  componente  proteico  que  predomina  nestas  moléculas,  as  quais  também  não  contêm  cadeias

lineares  de  polissacarídios  formados  por  unidades  dissacarídicas  repetidas  contendo  hexosaminas.

Em  vez  destas,  o  componente  glicídico  das  glicoproteínas  é  frequentemente  uma  estrutura  muito

ramificada (Figura 5.30 A e B).

Várias glicoproteínas já foram isoladas do tecido conjuntivo e verificou-se que desempenham um

importante  papel  não  somente  na  interação  entre  células  adjacentes  nos  tecidos  adultos  e

embrionários, como também ajudam as células a aderirem sobre os seus substratos. A 

fibronectina

 é

uma  glicoproteína  sintetizada  pelos  fibroblastos  e  algumas  células  epiteliais.  Esta  molécula  tem

massa  molecular  de  222  a  240  kDa  e  apresenta  sítios  de  ligação  para  células,  colágeno  e

glicosaminoglicanos. Interações nestes sítios ajudam a intermediar e a manter normais as migrações e

adesões celulares (Figuras 5.30A e 5.31 ). A 

laminina

 é outra glicoproteína de alta massa molecular

que participa na adesão de células epiteliais à sua lâmina basal, que é uma estrutura muito rica em

laminina (Figuras 5.30B e 5.32).

 Para saber mais

Interação entre células e matriz extracelular

As células interagem com componentes da matriz extracelular por meio de proteínas transmembrana (ver Capítulo 2).

Essas proteínas são 

receptores de

 

matriz

 denominados 

integrinas

 que se ligam ao colágeno, à fibronectina e à laminina

(Figuras  5.33  e  5.34  ).  A  ligação  das  integrinas  com  moléculas  da  matriz  extracelular  (ligante)  é  de  baixa  afinidade  e

dependente de Ca

2+

 ou Mg

2+

. As integrinas podem ligar-se e desligar-se da matriz extracelular, tornando possível que as

células  explorem  seu  ambiente  sem  perder  a  interação  nem  ficar  permanentemente  aderidas  a  ele.  Pelo  lado

citoplasmático, as integrinas interagem com elementos do citoesqueleto, normalmente com microfilamentos de actina.

As interações entre integrinas, matriz extracelular e citoesqueleto são mediadas por várias proteínas intracelulares, entre

as  quais  estão  a 

paxilina

, 

vinculina

  e 

talina

.  As  interações  mediadas  por  integrinas  entre  o  meio  extracelular  e  o

citoesqueleto  operam  em  ambas  as  direções  e  desempenham  um  papel  importante  na  orientação  das  células  e  dos

elementos das matrizes extracelulares nos tecidos (Figura 5.33 ).

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