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111> Introdução O tecido cartilaginoso é uma forma especializada de tecido conjuntivo de consistência rígida. Desempenha a função de suporte de tecidos moles, reveste superfícies articulares, em que absorve choques, e facilita o desliza- mento dos ossos nas articulações. A cartilagem é essencial para a formação e o crescimento dos ossos longos, na vida intrauterina e depois do nascimento. Como os demais tipos de conjuntivo, o tecido cartilaginoso contém células, os condrócitos, e abundante material extracelular, que cons- titui a matriz. As cavidades da matriz, ocupadas pelos con- drócitos, são chamadas lacunas. Uma lacuna pode conter um ou mais condrócitos. As funções do tecido cartilaginoso dependem prin- cipalmente da estrutura da matriz, que é constituida por colágeno ou colágeno mais elastina, em associação com macromoléculas de proteoglicanos (proteínas + glicosami- noglicanos), ácido hialurônico e diversas glicoproteínas. Como o colágeno e a elastina são flexíveis, a consistên- cia firme das cartilagens se deve, principalmente, às liga- ções eletrostáticas entre os glicosaminoglicanos sulfatados e o colágeno, e à grande quantidade de moléculas de água presas a esses glicosaminoglicanos (água de solvatação), o que confere turgidez à matriz. O tecido cartilaginoso não contém vasos sanguíneos, sendo nutrido pelos capilares do conjuntivo envolvente (pericôndrio). As cartilagens que revestem a superfície dos ossos nas articulações móveis não têm pericôndrio e recebem nutrientes do líquido sinovial das cavidades articulares. Em alguns casos, vasos sanguí- neos atravessam as cartilagens, indo nutrir outros tecidos. O tecido cartilaginoso é também desprovido de vasos lin- fáticos e de nervos. Conforme as diversas necessidades funcionais do orga- nismo, as cartilagens se diferenciam em três tipos: carti- lagem hialina, que é a mais comum e cuja matriz contém delicadas fibrilas constituídas principalmente de colágeno tipo II; cartilagem elástica, que contém poucas fibrilas de colágeno tipo II e abundantes fibras elásticas; e cartilagem fibrosa, que apresenta matriz constituída preponderante- mente por fibras de colágeno tipo I. As cartilagens (exceto as articulares e a cartilagem fibrosa) são envolvidas por uma bainha conjuntiva que recebe o nome de pericôndrio (Figuras 7.1 e 7.2), o qual continua gradualmente com a cartilagem por uma face e com o conjuntivo adjacente pela outra. O pericôndrio con- tém nervos, vasos sanguíneos e linfáticos. .,. Cartilagem hialina o tipo mais frequentemente encontrado no corpo humano e, por isso, o mais estudado. A fresco, a cartilagem hialina é branco-azulada e translúcida. Forma o primeiro esqueleto do embrião, que posteriormente é substituido por um 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. Hístología Básíca Figura 7 .1 da cartilagem hialina. Obsertt que os condrócitos estão localizados nas lawnas da matriz, e muitos fazem pane de grupos isógenos. Tanto na pane superior como na inferior, aparece o pericôndrio corado em roScl. As células do pericôndrio gradualmente se difefenóam em condrócitos. (Coloração HE. Pequeno aumento.) No adulto, a cartilagem hialina é encontrada principal- mente na parede das fossas nasais, traqueia e brônquios, na extremidade ventral das costelas e recobrindo as superfí- cies articulares dos ossos longos (articulações com grande mobilidade). • Matriz A cartilagem hialina é formada, em 40% do seu peso seco, por fibrilas de colágeno tipo II associadas a ácido hia- lurônico, proteoglicanos muito hidratados e glicoproteínas. Nos preparados comuns, o colágeno não se distingue por- que está principalmente sob a forma de fibrilas de dimen- sões submicroscópicas; além disso, as fibrilas têm índice de refração muito semelhante ao das macromoléculas que as envolvem. Outro componente importante da matriz da cartilagem hialina é a glicoproteína estrutural condronectina, uma macromolécula com sítios de ligação para condróàtos, fibrilas colágenas tipo II e glicosarninoglicanos. Assim, a condronectina participa da associação do arcabouço macromolecular da matriz com os condrócitos. 7 1 Tecido Cartilaginoso Condroblasto Fibroblasto do pericôndrio Matriz capsular Condr6clto Pericôndrio Cartilagem Figura 7 .2 Esquema da transição entre o pericôndrio e a cartilagem hi.Jlina. À medidd que se difere11ciam em condrócitos,as células alongadas do peri<ôndrio 1omam-se globosas e sua superficie, irre<Jular. A matriz & cartilagem contém fibrilas colágenas muito finas (colágeno tipo li). exceto em volta dos condrócitos, onde a mauiz consiste principalmente em proteoglicanos; esta re<Jião na periferia dos condróõtos é a matriz capsular. f Para saber mais • Estrutura dos proteoglicanos Além do colágeno, a matriz contém glicosaminoglicanos combina- dos por covalência com proteínas, formando proteoghcanos. Cada molé- cula de proteoglicano consiste em uma parte central proteica (cerne), de onde irradiam numerosas moléculas não ramificadas e relativamente curtas de gficosaminoglicanos sulfatados (condroitina-4-sulfato, con- droitina-6-sulfato e sulfato de queratina). As moléculas de proteogli- canos parecem escovas de limpar tubos de ensaio, em que a proteína (cerne proteico) representa a parte central e as moléculas de glicosa- minoglicanos correspondem aos pelos da escova. Até 200 desses pro- teoglicanos podem estabelecer ligações não covalentes com uma única molécula de ácido hialurônico (Figura 7.3), que é uma glicosamina não sulfatada e de alto peso molecular, para formar um agregado molecular enorme, med indo até 4 µm, muito importante para manter a rigidez da mauiz cartilaginosa. Esses agregados de proteoglicanos ligam-se às fibrilas colágenas, formando o arcabouço macromolecular da matriz. O alto conteúdo de água de solvatação das moléculas de glicosami- noglicanos atua como um sistema de absorção de choques mecânicos, ou mola biomecânica, de grande significado funcional, principalmente nas G!rtilagens articulares (Capítulo 8). Em torno dos condrócitos existem zonas estreitas (Figuras 7.1 e 7.2), ricas em proteoglicanos e pobres em colágeno. Essas zonas mostram basofilia, metacromasia e reação PAS mais intensas do que o resto da matriz, sendo Fibrila de colágeno tipo li Cerne proteico (core protein) Colágeno tipo li Ácido hialurônico Proteína de ligação condroitina Acido hialurõnico Figura 7 .3 Representação esquemática & organização molecular da matriz da carti- lagem hialina. As proteínas de ligação unem por covalência a proteína central dos proteo- glicanos às moléculas muito longas do ácido hialurônico [HA). As cadeia.s de sulfatos de condroitina do proteoglicano estabelecem ligações eletJostáticas com as fibras colágenas, contribuindo para a rigidez da matriz. inapropriadamente chamadas de cápsulas, porque inicial- mente se acreditava que constituíssem uma parede envol- vendo as células. A basofilia da matriz da cartilagem se deve à existência dos glicosaminoglicanos que contêm radicais sulfato. • Pericôndrio Todas as cartilagens hialinas, exceto as cartilagens articulares, são envolvidas por uma camada de tecido con- juntivo, denso na sua maior parte, denominado pericôn- drio (Figuras 7.1 e 7.2). Além de ser uma fonte de novos condrócitos para o crescimento, o pericôndrio é respon- sável pela nutrição, oxigenação e eliminação dos rcfugos metabólicos da cart ilagem, porque nele estão localizados vasos sanguíneos e linfáticos, inexistentes no tecido carti · laginoso. O pericôndrio é formado por tecido conjuntivo muito rico em fibras de colágeno tipo 1 na parte mais superficial, porém gradativamente mais rico em células à medida que se aproxima da cartilagem. Morfologicamente, as células do pericôndrio são semelhantes aos fibroblastos, porém as situadas maisprofundamente, isto é, próximo à cartila- gem, podem facilmente multiplicar-se por mitoses e origi- nar condrócitos, caracterizando-se assim, funcionalmente, como condroblastos. • Condrócitos Na periferia da cartilagem hialina, os condrócitos apre- sentam forma alongada, com o eixo maior paralelo à super- fície. Mais profundamente, são arredondados e aparecem em grupos de até oito células, chamados grupos isógenos (Figura 7.1), porque suas células são originadas de um único condroblasto. As células e a matriz cartilaginosa sofrem retração durante o processo histológico, o que explica a forma estrelada dos condrócitos e seu afastamento da cápsula. Nos tecidos vivos e nos cortes cuidadosamente prepa- rados, os condrócitos ocupam totalmente as lacunas (Figura 7.4). A superfície dos condrócitos parece regular ao microscópio óptico, porém o eletrônico mostra reen- trâncias e saliências maiores e mais frequentes nos con- drócitos jovens. Essa disposição aumenta a superfície dos condrócitos, facilitando as trocas com o meio ex:tracelular, o que é importante para a nutrição dessas células, tão afas- tadas da corrente sanguínea. Os condrócitos são células secretoras de colágeno, prin- cipalmente do tipo li, proteoglicanos e glicoproteínas, como a condronectina. Uma vez que as cart.ilagens são desprovidas de capila- res sanguíneos, a oxigenação dos condrócitos é deficiente, vivendo essas células sob baixas tensões de oxigênio. A car- tilagem hialina degrada a glicose principalmente por meca- nismo anaeróbio, com formação de ácido láctico como produto final. Os nutrientes transportados pelo sangue atra- vessam o pericôndrio, penetram a matriz da cartilagem e alcançam os condrócitos mais profundos. Os mecanismos dessa movimentação de moléculas são principalmente a difusão através da água de solvatação das macromoléculas e o bombeamento promovido pelas forç.as de compressão e descompressão exercidas sobre as cartilagens. A falta de capi- lares sanguíneos limita a espessura máxima das cartilagens. Histologia Básica f Para saber mais . Citofuiologia dos condrócitos O funcionamento dos condrócitos depende de um balanço hormonal adequado. A síntese de proteoglícanos é acelerada por tiroxina e tes- tosterona, e diminuída por cortisona, hidr0<01'1isona e estradíol. O hor- mônio do crescimento, produzido pela hipófise, promove a síntese de somatomedina C pelo fígado. A somatomedina C aumenta a capacidade sintética dos condroblastos e também a multíplicação dessas células, estimulando o crescimento das car1ilagens. • Histogênese No embrião, os esboços das cartilagens surgem no mesên- quima (Figura 7.5). A primeira modificação observada con- siste no arredondamento das células mesenquimatosas, que retraem seus prolongamentos e, multiplicando-se rapida- mente, formam aglomerados. As células assim formadas têm citoplasma muito basófilo e recebem o nome de condroblas- tos. Em seguida, inicia-se a síntese da matriz, o que afasta os condroblastos uns dos outros. A diferenciação das cartila- gens ocorre do centro para a periferia, de modo que as células mais centrais já apresentam as características de condrócitos, enquanto as mais periféricas ainda são condroblastos típicos. O mesênquima superficial forma o pericôndrio. • Crescimento O crescimento da cartilagem deve-se a dois processos: o crescimento intersticial, por divisão mitótica dos con- drócitos preexistentes; e o crescimento aposicional, que se faz a partir das células do pericôndrio. Nos dois casos, os novos condrócitos formados logo produzem fibrilas colágenas, proteoglicanos e glicoproteinas, de modo que o crescimento real é muito maior do que o produzido pelo Figura 7 .4 Esta miaografia ele1rónica de coite da cartilagem fibrosa de um animal jOYml mostra Uês condrócitos em suas lacunas. Note a abundãnóa de retículo endoplasmático granuloso no ótoplasma dos condrócitos. Essas célula.s estão sintetizando as moléculas da mat!ÍZ. Na matriz existe grande quantidade de fibrilas colágenas. (3.750X .) 7 1 Tecido Cartilaginoso A B e D Figura 7 .S Histogénese da cartilagem hialina, a partir do mesênquima (A). A multiplicação das células mesenquimatosas forma um tecido muno celular (8). Em seguida, pela produção da matriz, os condroblastos se afastam {(). finalmente, a multiplicação mitótica dessas célwlas dá origem aos grupos de condrócnos (grupos isógenos) (D). .i0 Histologia aplicada Alterações degenerativas Em comparação com os outros tecidos, a cartilagem hial ina é sujeita com relativa frequência a processos degenerativos. O mais comum é a calcificação da matriz, que consiste na deposição de fosfato de cálcio sob a forma de cristais de hidroxiapatita, precedida por aumento de volume e morte das células. Ascartilagens não se regeneram bem A cartilagem que sofre lesão regenera-se com dificuldade e, fre- quentemente, de modo incompleto, salvo em crianças de pouca idade. No adulto, a regeneração ocorre pela atividade do pericôndrio. Quando há lesão de uma cartilagem, células derivadas do pericôndrio invadem a área destruída e dão origem a tecido carti laginoso que repara a lesão. Quando a área destru ída é extensa, ou mesmo, algumas vezes, pequena, o pericôndrio, em vez de formar novo tecido cartilaginoso, forma uma cicatriz de tecido conjuntivo denso. atunento do nt'unero de células. O crescimento intersticial é menos importante e quase só ocorre nas primeiras fases da vida da cartilagem. A medida que a matriz se torna cada vez mais rígida, o crescimento intersticial deixa de ser viável e a cartilagem passa a crescer somente por aposição. Células da parte profunda do pericôndrio multiplicam-se e diferen- ciam-se em condrócitos, que são adicionados à cartilagem. A parte superficial das cartilagens em crescimento mostra transições entre as células do pericôndrio e os condrócitos (Figuras 7.1 e 7.2). ... Cartilagem elástica A cartilagem elástica é encontrada no pavilhão auditivo, no conduto auditivo externo, na tuba auditiva, na epiglote e na cartilagem cuneiforme da laringe. Basicamente, é semelhante à cartilagem hialina, porém inclui, além das fibrilas de colágeno (principal- mente do tipo II), uma abundante rede de fibras elás- ticas (Figura 7.6), contínuas com as do pericôndrio. A elastina confere a esse tipo de cartilagem uma cor ama- relada, quando examinada a fresco. As fibras de elastina podem ser demonstradas por seus corantes usuais, como a orceína. Como a cartilagem hialina, a elástica apresenta pericôn- drio e cresce principalmente por aposição. A cartilagem elástica é menos sujeita a processos degenerativos do que a hialina. ... Cartilagem fibrosa A cartilagem fibrosa ou fibrocartilagem é tun tecido com características intermediárias entre o conjuntivo denso e a cartilagem hialina (Figura 7.7). É encontrada nos discos intervertebrais, nos pontos em que alguns tendões e liga- mentos se inserem nos ossos, e na sínfise pubiana. A fibro - cartilagem está sempre associada a conjuntivo denso, sendo imprecisos os limites entre os dois. Muito frequentemente, os condrócitos formam fileiras alongadas (Figura 7.7). A matriz da fibrocartilagem é acidófila, por conter grande quantidade de fibras colágenas. A substância fundamen- tal (ácido hialurônico, proteoglicanos e glicoproteínas) é escassa e limitada à proximidade das lacunas que contêm os condrócitos, região em que forma cápsulas basófilas, metacromáticas e PAS-positivas. Na cartilagem fibrosa, as munerosas fibras colágenas (tipo I) constituem feixes que seguem uma orientação aparentemente irregular entre os condrócitos ou um arranjo paralelo ao longo dos condró- citos em fileiras (Figura 7.7). Na fibrocartilagem não existe pericôndrio. :. · (1 1 Fígura 7 .6 Fotomicrografia de corte da cartilagem elástica, corada para fibras elásticas. As células MO foram coradas. Essa cartilagem é flexível e é encontrada, por exemplo, no pavilhão da orelha e na epiglote. {Coloração pela resoràna.Médio aumento.) ... Discos intervertebrais Localizado entre os corpos das vértebras e unido a elas por ligamentos, cada disco intervertebral é formado por dois componentes: o anel fibroso e uma parte central, deri- vada da notocorda do embrião, o núcleo pulposo. O anel fibroso contém uma porção periférica de tecido conjuntivo denso, porém em sua maior extensão é constituído por fibrocartilagem, cujos feixes colágenos for- mam camadas concêntricas. Na parte central do anel fibroso existe mn tecido formado por células arredondadas, dispersas em um líquido viscoso rico em ácido hialurônico e contendo pequena quantidade de colágeno tipo II. Esse tecido constitui o núcleo pulposo. No jovem, o núcleo pulposo é relativamente maior, sendo •o Histologia aplicada Hérnia do disco intervertebral A ruptura do anel fibroso, mais frequente na sua parte posterior, na qual os feixes colágenos são menos densos, resulta na expulsão do núcleo pu lposo e no achatamento concomitante do disco. Frequentemente este se desloca de sua posição normal entre os corpos vertebrais. Quando o disco se movimenta na direção da medula espinal, pode comprimir ner· vos, provocando fortes dores e distúrbios neu rológicos. Na maioria dos casos a dor se estende pela parte inferior da região lombar. Histologia Básica Fígura 7 .7 Fotomicrografia da fibrocartilagem. Note as fileiras de condrócitos separadas por fibras colágenas. A fibrocartilagem é encontrada com frequência na inserção dos ten· dões na cartilagem hialina da epífi.se dos ossos. {Coloração pelo picrosirius·hematoxilina. Médio aumento.) gradual e parcialmente substittúdo por fibrocartilagem com o avançar da idade. Os discos intervertebrais funcionam como coxins lubrificados que previnem o desgaste do osso das vérte- bras durante os movimentos da coluna espinal O núcleo pulposo, rico em ácido hialurônico, é muito hidratado e absorve as pressões como se fosse uma almofada, prote- gendo as vértebras contra impactos. ... 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