Atlas de Histologia. Cap. 2. Tecido Conjuntivo - matriz extra-celular e principais células

O tecido conjuntivo (ou conectivo, como algumas traduções o colocam) apresenta várias funções dentro de nosso organismo. Está associado à defesa, armazenamento de reserva (lipídica), sustentação e preenchimento, entre outras funções. É um tecido onde temos células especializadas na síntese, degradação e remodelagem da matriz extra-celular, tanto de elementos protéicos quanto glicosaminoglicanos. Há outros papéis, como o de produzir substâncias envolvidas na defesa, como os anticorpos, pelos plasmócitos, e as citocinas, muitas das quais produzidas pelos macrófagos do conjuntivo. 

De acordo com sua origem, as células do tecido conjuntivo podem ser derivadas de dois tipos de precursores. Um deles são as células mesenquimais indiferenciadas, como é o caso de fibroblastos e células adiposas, bem como de condroblastos e osteoblastos, células produtoras de matriz extra-celular em formas especializadas do tecido conjuntivo. Também são consideradas precursoras de células do conjuntivo as células-tronco hematopoiéticas, que originam células do conjuntivo ligadas à defesa, como mastócitos, os vários tipos de macrófagos e os linfócitos, em especial os linfócitos B, que originam os plasmócitos, produtores de anticorpos.

Podemos diferenciar o tecido conjuntivo em especializado (ossos, cartilagens, sangue, linfático e adiposo) e "propriamente dito" , o qual se subdivide em frouxo ou denso, conforme o volume que as grandes fibras de colágeno I ocupam, associados a fibroblastos, e ainda conforme sua celularidade. No tecido conjuntivo frouxo, em geral encontramos uma maior variedade de células típicas do tecido conjuntivo, como os fibroblastos, plasmócitos, macrófagos e mastócitos, além de outras células, comuns a outros tecidos (sangue, linfático).

Um elemento importantíssimo do tecido conjuntivo é a matriz extra-celular. A matriz extra-celular apresenta uma grande diversidade de funções e componentes. Ações como sustentar as células, regular a comunicação intercelular, separar os tecidos, dar suporte mecânico às células epiteliais e musculares, são alguns exemplos de atribuições da matriz. A matriz regula a dinâmica de comportamento da célula, permitindo que os fatores de crescimento interajam com o tecido. Alterações nas condições fisiológicas podem desencadear as atividades das proteases, que irão causar alterações nas proteínas da matriz. Um exemplo é o enfisema pulmonar, que é desencadeado pela ativação de uma protease, a elastase. A formação da matriz extracelular é essencial para o crescimento, cicatrização e nas fibroses. A compreensão da estrutura da matriz nos permite compreender a dinâmica da invasão tumoral nas metástases. Os componentes da matriz extracelular são produzidos por células residentes nos tecidos, e liberados por exocitose.

Glicosaminoglicanos

A matriz é composta por componentes fibrosos e glicosaminoglicanos, de caráter mais amorfo. Glicosaminoglicanos ou GAGs são polímeros de carboidratos, eletricamente carregados, usualmente ligados a proteínas da matriz, formando proteoglicanos (com exceção do ácido hialurônico).  Podem ainda ter outras funções, como a heparina e o condroitin sulfatos, liberados pelos mastócitos nas reações alérgicas ou anafiláticas.

Heparan sulfato

Heparan sulfato (HS) é um heteropolissacarídio linear, que é encontrado em todos os tecidos animais. Ele ocorre formando vários proteoglicanos multidomínio, como perlecana, nas lâminas basais, e a agrina. Ainda apresenta-se ligado ao colágeno XVIII. HS regula várias atividades celulares, como angiogênese, coagulação do sangue e metástase de tumores. É formado por repetições do dissacarídio ácido glicurônico ou idurônico (sullfatados) e N-acetil-glicosamina-sulfato.

Condroitin sulfato

Condroitin sulfato (CS) contribui para incrementar a força tênsil nas cartilagens, tendões, ligamentos e paredes da aorta.Também apresenta relação com a neuroplasticidade. É formado por repetições do dissacarídio ácido glicurônico e N-acetil-galactosamina-sulfato. 

 Queratan sulfato

Queratan sulfato tem uma carga sulfatada variável, não contendo ácido urônico. Ocorre na córnea, cartilagem, ossos e chifres de animais. É formado por galactose e N-acetil-glicosamina sulfatada

Dermatan sulfato

Dermatan sulfato ocorre na cartilageme na pele. É formado por ácido idurônico e N-acetil-galactosamina sulfatada. 

Ácido Hialurônico

Ácido hialurônico ou hialuronana é um polissacarídio que consiste em resíduos alternados de ácido glicurônico e N-acetilglicosamina, e, ao contrário das outras GAGs, não forma proteoglicanos.AH permite aos tecidos uma turgescência maior, com com resistência a processos compressivos, devido a sua alta higroscopia. AH é comum em articulações, portanto. É o principal componente do gel intersticial e do líquido sinovial. AH ainda regula o comportamento das células durante o desenvolvimento embrionário, processos de cicatrização, inflamações, edemas, desenvolvimento de tumores e em modificações dérmicas conhecidas como fibroedemas gelóides (popularmente denominada de celulite). AH interage com um receptor específico, o CD44.

Proteoglicanos

Proteoglicanos são proteínas extracelulares, onde um eixo protéico, ou proteína central, é ligado a glicosaminoglicanos. Essa ligação pode ser feita de duas maneiras. Pode estar ligado através de um resíduo de N-acetil-galactosamina, unida a um oligossacarídio ramificado, e, por sua hidroxila do carbono 1, também a um resíduo de serina ou treonina. A outra via de ligação é através de um tetrassacarídio de ligação, formado por xilose, duas galactoses e um ácido glicurônico. A xilose liga-se a um resíduo serina da proteína central do proteoglicano.

Os glicosaminoglicanos possuem alta quantidade de carga negativa, e por isso acabam atraindo uma nuvem de cátions, onde o mais atraído é o sódio que traz com ele moléculas de água. Essa capacidade dos glicosaminoglicanos de atrair cátions e água, confere aos proteoglicanos a função de dar a matriz extracelular uma característica ricamente hidratada. Além disso os proteoglicanos têm a função de dar rigidez a matriz, resistindo a forças de compressão e preenchendo espaços. Alguns proteoglicanos ainda podem estar ancorados na membrana e lâminas basais, podendo se ligar à fatores de crescimento e a outras proteínas.

Sua alta carga aniônica permite que atuem como um filtro iônico na lâmina basal dos glomérulos, e ainda, podem bloquear, ativar ou guiar a migração celular através da matriz. A importância funcional dos proteoglicanos traduz-se na ligação de várias moléculas de sinalização, como por exemplo o fator de crescimento dos fibroblastos (FGF), cuja ligação provoca a estimulação ou inibição da proliferação de vários tipos de células. Os proteoglicanos também desempenham funções de ligação e regulação de enzimas proteolíticas e de inibidores de proteases, assim como regulam a actividade de proteínas segregadas e as protegem da degradação proteolítica.

Uma propriedade importante dos proteoglicanos é a de regular a fibrilogênese dos vários tipos de colágeno. Um exemplo é o decorin, proteoglicano que regula, inibindo ou modulando, as interações com o colágeno XIV e outros elementos de matriz. Em trabalhos experimentais, verificou-se que a infusão de decorin em lesões da medula espinal de ratos promoveu o crescimento do cone axônico, além de prevenir cicatrizes tipo quelóide. Outro importante regulador da fibrilogênese é o pequeno proteoglicano fibromodulin. Com 42 Kda, esse proteoglicano rico em queratan sulfato, rico em resíduos sulfatados do aminoácido tirosina, está, via de regra, ligado a fibras de colágeno, nos diferentes tecidos.

Entre os principais proteoglicanos, está o agrecan, que apresenta 2316 resíduos de aminoácidos. Juntamente com o colágeno II, é um dos principais componentes das cartilagens, em especial nas articulações. Agrecan consiste em dois domínios globulares, separados por um domínio pesadamente ligado a glicosaminoglicanos. Este domínio de ligação é altamente sensível a proteólise, e sua degradação está associada ao desenvolvimento da artrite.

Biglican é um pequeno proteoglicano, rico em leucina, encontrado na matriz extracelular de vários tecidos, como ossos, cartilagens e tendões. Biglican interage com o colágeno, tanto pela proteína de ligação quanto pelas cadeias de GAGs. O biglican interage em especial com o colágeno II, preferindo-o ao tipo I. Biglican competiria com o proteoglicano decorin pelos sítios de ligação com o colágeno. Esse proteoglicano apresenta um papel importante no processo de mineralização dos ossos. Em camundongos com o gene do biglican suprimido por nocaute gênico, foi observado um fenótipo similar ao da osteoporose, com redução na taxa de crescimento e ossos menores que o dos ratos que expressam plenamente o biglican. A proteína central do biglican apresenta afinidade com o fator de crescimento BMP-4, influenciando sua bioatividade. O biglican é essencial para que BMP-4 exerça seus efeitos em osteoblastos. Também sugere-se que biglican ligue-se ao TGF-beta-1.

Perlecan é um proteoglicano ligado às lâminas basais epiteliais. Apresenta uma grande proteína central de 400 Kda, e mais três ou quatro cadeias de heparan sulfato. Perlecan interage com os diferentes componentes da lâmina basal, formando um arcabouço forte e flexível, que apresenta diferentes funções. Nas lâminas basais dos glomérulos do rim, é o responsável pelo aumento da seletividade na filtração de ânions, devido a sua forte carga negativa dos radicais sulfatados. Por outro lado, perlecan, nos músculos, auxilia a ancorar a enzima acetilcolinesterase, recicladora da acetilcolina da junção mioneural. Assim como o biglican, também sugere-se que ancore o fator de crescimento TGF-beta-1.

Versican é um grande proteoglicano, rico em condroitin sulfato, com uma massa molecular superior a 1000kDa. Expressão de versican é observada em vários tecidos adultos, como em vasos sanguíneos, pele, e no desenvolvimento do coração. Fibras musculares lisas dos vasos, células epiteliais da pele e células do sistema nervoso central e periférico são alguns exemplos de tipos celulares que expressam fisiologicamente o versican. Versican está envolvido no desenvolvimento e condução de migração de células embrionárias, o que o torna essencial no processo de fechamento do tubo neural e no dobramento do tubo cardíaco. No processo inflamatório, versican é um fator chave devido a suas interações com moléculas da superfície de leucócitos, além de interragir com quimocinas e estar envolvido no recrutamento de células para combater o processo patológico nascente. Um aumento da expressão de versican é observado nos tumores do sistema nervoso central, mama, ovário, trato gastro-intestinal, próstata e nos melanomas. No sistema nervoso central adulto, versican é encontrado nas redes perineurais, onde pode estabilizar as conexões sinápticas.

Sindecam é um outro pequeno proteoglicano, com apenas 30 Kda de peso molecular na sua proteína central. Esse proteoglicano é produzido por células epiteliais e fibroblastos, sendo importante para o empacotamento e estoque de moléculas secretoras.

Colágeno

Colágeno é a mais abundante glicoproteína da matriz extracelular. De fato, o colágeno é responsável por 90% da matriz óssea. É responsável por dar suporte estrutural para as células residentes. Colágeno é exocitado como procolágeno, que é clivado por proteinases que permitem a posterior fibriligênese colagênica. Doenças como a osteogênese imperfeita e a epidermiose bolhosa, ligadas a defeitos genéticos, são devido a doenças de genes do colágeno. Uma panorâmica dos vários tipos de colágeno está na tabela 8.1. O colágeno se divide em muitas formas e famílias:

1. Fibrilar; tipos I, II,III,V e XI.
2. FACIT: colágeno associado a fibrilas com tripla hélice interrompida; tipos: IX, XII, XIV.
3. Cadeias curtas: tipos VIII e X.
4. Outros: tipos VI, VII e XIII.

Estudos recentes apontam as possibilidades do uso do colágeno no reparo de lesões, sejam elas causadas por projéteis ou por outros tipos de acidentes, inclusive queimaduras. O gel de colágeno é usado experimentalmente em centros cirúrgicos de Campinas e São Paulo, no Brasil. Na Guerra do Iraque, também foi utilizada uma formulação pelos soldados dos EUA, no sentido de permitir uma cicatrização mais rápida.

A síntese de colágeno depende da ativação de uma proteína, a lisil hidroxilase, pela vitamina C. A síntese ocorre em fibroblastos e outras células produtoras de elementos de matriz, e inicia-se no retículo rugoso, com a síntese das cadeias alfa dos pró-colágenos. Ocorre a remoção de um peptídio de registro, encurtando um pouco a cadeia nascente. Essas cadeias de pró-colágenos irão sofrer hidroxilação de prolinas e lisinas, pela ação da prolil e lisil hidroxilase. Essa ação depende da vitamina C, que age como cofator enzimático. Sua carência na alimentação leva à síntese defeituosa do colágeno, portanto, caracterizando a patologia conhecida como escorbuto.  

Em resíduos específicos de hidroxi-lisina, ocorre glicosilação, que permitirá a formação da tripla hélice de pró-colágeno. Os peptídios já alinhados são transportados em vesículas para o complexo golgiense, onde ocorre o empacotamento dos peptídios. O prócolágeno solúvel é exportado para a superfície celular, sendo descarregado no meio extracelular. A prócolágeno peptidase quebra a maioria dos peptídios de registro, transformando o pró-colágeno em tropocolágeno, insolúvel, que agrega na forma de fibrilas. Essas fibrilas formam pontes covalentes com outras moléculas de tropocolágeno, catalisada pela ação da lisil oxidase.

Categoria	Tipo	Fórmula molecular	Forma polimerizada	tecidos
Colágenos fibrilares	I	[α 1(I)]2α2(I)‏	fibrila	osso, pele, tendão, membranas sinoviais, placenta, ligamentos, córnea, órgãos internos (90% do colágeno total do corpo)‏
	II	[α 1(II)]3	fibrila	cartilagem, disco intervertebral, notocorda, humor vitreo
	III	[α 1(III)]3	fibrila	Pele, vasos, arcabouço de órgãos linfáticos, medula óssea, fígado.
	V	[α 1(V)]2α2(V)‏	Fibrila (com tipo I)	Ligado ao I
	XI	α1(XI) α2(XI) α3(XI)‏	Fibrila (com tipo II)	Ligado ao II
Colágeno FACIT (colágeno associado a fibrilas com tripla hélice interrompida)	IX	α1(IX) α2(IX) α3(IX) c/ tipo II	Associação lateral	Cartilagens e humor vítreo
	XII	[α 1(XII)]3 c/ tipo I	Associação lateral	Tendão, ligamentos e pele fetal
	XIV	[α 1(XIV)]3	Associação lateral	Tendões, medula óssea, pele,
Lâmina basal	IV	[α 1(IV)2α2(IV)‏	Lâmina Basal	Lâminas basais dos epitélios e músculos
Fibrilas de ancoragem	VII	[α 1(VII)]3	Fibrilas de ancoragem	Une as lâminas basais ao conjuntivo
Colágenos de cadeias curtas	VIII	[α 1(VIII)]2 [α 2(VIII)]	Associado a fibrilas	Endotélios e membrana de Descemet
	X	[α 1(X)]3	Asociado a colágeno II	Cartilagem hipertrófica e mineralizada

Diferentes tipos de colágeno, sua estrutura e localização.

Fibronectina

Fibronectinas são proteínas que unem as células com as fibras de colágeno na matriz extracelular, permitindo que as células interjam com a matriz. Fibronectinas ligam o colágeno e as integrinas da superfície celular, promovendo a reorganização do citoesqueleto e facilitando o movimento celular. São secretadas pela célula em forma não dobrada, inativa. Ligando-se nas integrinas, passam a formar dímeros, podendo exercer sua função propriamente. Fibronectinas podem auxiliar a sanar lesões, ligando-se nas plaquetas durante a coagulação do sangue, permitindo assim o reparo ao tecido ferido.

Elastina

Ao contrário dos colágenos, a elastina é uma protein que, como o nome indica, permite que os tecidos adquiram uma certa elasticidade, permitindo que os tecidos deformem-se, mas voltem ao estado nativo. A elastina é encontrada nos vasos sangüíneos, pulmões, pele, cartilagem elástica e outros tecidos com alta capacidade de distensão. Elastina é produzida pelos fibroblastos e por leiomiócitos. São proteínas hidrofóbicas, altamente insolúveis; as cadeias de tropoelastina são secretadas dentro de uma chaperonina, que libera a molécula precursora quando ela contata com a elastina madura. Tropoelastinas então são incorporadas à fibra elastic. Doenças como a síndrome de Williams associam-se à síntese deficiente ou nula da elastina.

Laminina

Abaixo dos epitélios, existe uma trama feita por proteínas da matriz, a lâmina basal. Ela é composta por um tipo de colágeno (colágeno IV), por um proteoglicano (perlecana), e por duas glicoproteínas, uma delas a laminina. Ela forma redes, que garante força tênsil para a lâmina basal. 
 

Adesão cellular à Matriz Extracelular

A união das células com os componentes da matriz extracelular é regulada por moléculas de adesão celular, as CAM. Uma das principais classes de CAM são as integrinas, que ligam a célula com a fibronectina e laminina, bem como a outras células. Fibronectinas ligam com a matriz e facilitam sua ligação a integrinas. A ligação da fibronectina ao domínio extracelular inicia uma rota de sinalização intracelular, permitindo que o citoesqueleto auxilie a célula a se adaptar às alterações do meio. Entre as moléculas que ligam nas integrinas, estão os microfilamentos de actina. As integrinas estão ligadas à formação de uma família de junções celulares, os desmossomas, hemidesmossomas e as zônulas de adesão. Em todas essas junções, existe ligação entre as integrinas das células, ou entre estas e a lâmina basal.

A célula do tecido conjuntivo responsável pela síntese e remodelagem da matriz extra-celular é o fibroblasto. De alta capacidade de síntese, quando estimulados passam a multiplicar-se, em geral no caso de lesões, ou em algumas patologias (fibroses). Apresentam aparato de síntese bastante desenvolvido (retículo rugoso e complexo de Golgi). Os fibroblastos quiescentes são chamados fibrócitos.

Tecido conjuntivo denso não moldado, coloração com resorcina para fibras elásticas, contra-corado com HE. No círculo, dois fibroblastos. As fibras delicadas em negro são elásticas. As fibras mais grosseiras, em rosado, são colágeno, predominando o tipo I.

Uma célula do conjuntivo encarregada de "disparar" a resposta inflamatória é o mastócito. repleto de grânulos com glicosaminoglicanos (heparina e, nas mucosas, condroitin sulfato), ainda apresentam nos grânulos outros compostos, como a histamina, potente agente vasoativo, que permite o extravasamento de líquido dos vasos nos edemas, entre outras respostas. Ainda possuem, nos grânulos, os fatores quimiotáticos para eosinófilos e neutrófilos, que atraem essas células para os focos inflamatórios. Os mastócitos ainda produzem, a partir do ácido araquidônico de suas membranas, uma série de vasoativos como as prostaglandinas e leucotrienos, que, como a histamina, possuem ação sobre a permeabilidade vascular e secreção de glândulas exócrinas, aumentando a secreção de muco (como nas rinites, por exemplo). A ativação dessas células se dá a partir de uma classe específica de anticorpos, os IgE, típicos das reações alérgicas

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mastócitos, preparação de mesentério por distensão, corado com azul de toluidina.

detalhe da foto acima, note os grânulos do citoplasma do mastócito.

Outra célula importante do tecido conjuntivo é o macrófago, ligado à defesa, apresentação de antígenos e remodelagem de tecido. Há macrófagos específicos de alguns órgãos, como as células de poeira do pulmão, as células de Kupffer hepáticas e a micróglia cerebral. Os macrófagos do tecido conjuntivo propriamente dito derivam dos monócitos do sangue, que realocam-se para o conjuntivo. São células com alta capacidade fagocitadora

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macrófago do fígado em destaque. A célula de Kupffer foi corada com injeção de tinta nanquim no animal que forneceu o tecido. Por sua atividade fagocitadora, a célula engloba as partículas de nanquim, formando fagolisossomos e ficando, dessa forma, diferenciada das demais células do parênquima hepático.

Responsável pela produção de anticorpos, o plasmócito é considerado a forma ativada de uma célula de defesa, o linfócito B. Está presente associado a todas as mucosas do corpo. Seu núcleo é bem característico, assemelhado a um mostrador de relógio.

Intestino delgado. Observe, na lâmina própria, formada por tecido conjuntivo frouxo, a presença de plasmócitos (círculo). Na eletron-micrografia abaixo (disponível em http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTlQXb04xGXEUed41XSb_0BE8ssh2kLyuBKSghKWXVng5XGeESdhw), note detalhes do retículo rugoso muito desenvolvido nessas células.