Cartilagem hialina

Definição: um tipo de cartilagem que é caracteristicamente brilhante e de aparência lisa e com substância intersticial contendo finas fibras de colágeno tipo II obscurecidas pela substância fundamental. A imagem mostra o corte transversal da cartilagem hialina (ampliação: 200x).

Definição de cartilagem hialina

Em primeiro lugar, deixe-nos perguntar , o que é cartilagem? A cartilagem é um material resistente e flexível. Ele pode ser descrito como tecido conjuntivo. Tecido de cartilagem hialina, também conhecido como tecido conjuntivo hialino ou tecido hialino é o tipo mais comum de cartilagem, caracterizado por uma aparência brilhante e lisa.

Então, onde se encontra a cartilagem hialina? As localizações da cartilagem hialina incluem ao redor dos ossos das articulações que se movem livremente. Isso é conhecido como cartilagem articular. Outro exemplo de cartilagem hialina é o tecido encontrado nas paredes do trato respiratório. Isso inclui os brônquios, o nariz, os anéis da traqueia e as pontas das costelas.

Existem 3 tipos diferentes de cartilagem. Isso inclui (1) cartilagem elástica, (2) cartilagem hialina e (3) fibrocartilagem. Eles diferem principalmente das fibras que estão presentes e serão discutidos em mais detalhes abaixo.

Estrutura da cartilagem hialina

Do que é feita a cartilagem? A cartilagem é composta de condroblastos (ou células pericondriais) que produzem a matriz extracelular (ou substância fundamental), condrócitos que se encontram em espaços conhecidos como lacunas e fibras de colágeno. Mais detalhes sobre os componentes da cartilagem serão discutidos abaixo. Veja a figura 2 para um diagrama de cartilagem hialina.

O que é cartilagem hialina e onde está localizada?

Como você identifica a cartilagem hialina? Ele se desenvolve a partir de células mesenquimais, que são as células-tronco encontradas na medula óssea. A cartilagem hialina não contém vasos sanguíneos ou nervos, portanto é uma estrutura muito simples. Ela obtém seus nutrientes por difusão dos tecidos próximos.

A cartilagem hialina tem uma aparência brilhante, semitransparente, branca com um tom levemente azulado. A palavra hialina é derivada da palavra grega “hyalos”, que significa “vítreo”, implicando sua aparência brilhante e lisa. Curiosamente, essa aparência se perde com o envelhecimento do tecido. Em um embrião, a cartilagem hialina constitui o primeiro esqueleto e se modifica à medida que o embrião se desenvolve. Isso ocorre por um processo conhecido como ossificação endocondral.

A cartilagem hialina consiste em fibras finas de colágeno tipo II, condrócitos (células produtoras de matriz) e a matriz extracelular (ou substância fundamental). As fibras de colágeno do tipo II são mais finas do que as fibras de colágeno do tipo I. O colágeno tipo I, IV, V, VI, IX e XI também estão presentes em quantidades muito pequenas e ajudam a fortalecer as fibras juntas.

A matriz da cartilagem, conhecida como matriz extracelular ou substância fundamental, é um material gelatinoso abundante em glicosaminoglicanos (GAGs), proteoglicanos e glicoproteínas. A matriz extracelular preenche os espaços entre as células e as fibras.

Os GAGs são polissacarídeos essencialmente longos feitos de amino açúcares que atraem íons de sódio e potássio. Esses íons trazem água junto com ele. Portanto, isso ajuda a regular a quantidade de água na matriz extracelular.

O sulfato de condroitina e o sulfato de queratana são exemplos de GAGs sulfatados e o ácido hialurônico é um exemplo de GAG não sulfatado. Todos eles são encontrados no fluido extracelular da cartilagem.

Proteoglicanos e glicoproteínas são aminoácidos e moléculas de carboidratos unidos. Eles ligam moléculas extracelulares e componentes juntos, dando um fluido semelhante a um gel, ajudando a absorver a compressão e a força.

O que são condrócitos? Os condrócitos são as únicas células da cartilagem encontradas na cartilagem hialina. Essas células começam como condroblastos (ou células pericondriais) que produzem a matriz cartilaginosa e, em seguida, são imobilizadas dentro dela em pequenos espaços chamados lacunas.

O papel dos condrócitos é desenvolver, reparar e manter a matriz extracelular.Os condrócitos têm uma capacidade de cura limitada devido à sua capacidade de replicação limitada. Eles raramente fazem contato célula-célula e são simplesmente responsáveis por manter seu entorno imediato. A Figura 3 mostra a estrutura básica de um condrócito.

A cartilagem hialina é geralmente coberta por pericôndrio. O pericôndrio é encontrado nos ossos em desenvolvimento, mas não cobre a cartilagem articular nas extremidades dos ossos em adultos. O pericôndrio consiste em uma camada externa e uma camada interna. A camada externa é cartilagem fibrosa e produz fibras de colágeno e a camada interna está envolvida na formação da cartilagem pela formação de condroblastos ou condrócitos.

Cartilagem articular

A cartilagem articular é diferente da cartilagem hialina normal, pois tem condrócitos achatados perto da superfície. Mais profundamente no tecido, os condrócitos assumem uma estrutura mais típica. Nas camadas muito profundas da cartilagem, as células são encontradas em colunas com uma matriz calcificada. As fibras de colágeno formam arcos, proporcionando um forte arranjo estrutural para suportar a pressão. A cartilagem articular é composta de colágeno tipo II, mas também foi descoberto que contém pequenas quantidades de colágeno tipo VI, IX, X e XI. A Figura 4 mostra a localização da cartilagem hialina articular em uma articulação.

A cartilagem articular é composta por diferentes zonas. Isso inclui a zona superficial, seguida pela zona intermediária de transição, a zona profunda e, finalmente, a zona calcificada. Em cada zona, existem 3 regiões. Estas são a região pericelular, a região territorial e a região interterritorial. O vídeo abaixo apresenta as camadas encontradas na cartilagem articular.

A zona superficial representa em torno de 10-20% da espessura total do cartilagem. As fibras de colágeno II e IX podem ser encontradas aqui. Ele contém um grande volume de condrócitos que têm uma aparência mais achatada.

A zona superficial está em contato direto com o líquido sinovial e protege as camadas mais profundas de forças e tensões.

O a zona do meio segue diretamente da zona superficial e fornece a ponte para as camadas mais profundas. Esta zona representa cerca de 40-60% da espessura total da cartilagem. É composto por fibras de colágeno mais espessas e proteoglicanos. Os condrócitos aqui são esféricos e encontrados em pequenas quantidades.

A zona do meio funciona para proteger contra forças de compactação. A zona profunda segue-se à zona média e oferece a melhor resistência às forças de compactação. Ele contém o maior conteúdo de proteoglicanos e o mínimo de água. As fibras de colágeno são dispostas em ângulos retos com a superfície e os condrócitos são dispostos em colunas. Representa cerca de 30% do volume total da cartilagem articular. Finalmente, a zona calcificada une a cartilagem ao osso. Ele faz isso ancorando as fibras de colágeno na zona profunda ao osso subcondral.

Histologia da cartilagem hialina

Como mencionado acima, o tecido conjuntivo da cartilagem hialina é composto de células e fibras dentro uma matriz extracelular. A histologia da cartilagem hialina descreve a aparência da cartilagem hialina quando vista ao microscópio.

Os condrócitos podem ser vistos como arredondados ou angulares na forma. Na cartilagem adulta, as células estão presentes em grupos isógenos, formados a partir de uma única célula progenitora. A matriz é visualmente homogênea e de aparência basofílica. A razão para isso é porque a alta concentração de GAGs sulfatados na matriz mascara as fibras de colágeno. As fibras de colágeno do tipo II também são muito pequenas, por isso a matriz extracelular parece tão brilhante e lisa.

Não há distribuição uniforme dentro da matriz extracelular. Portanto, as três zonas básicas podem ser vistas. Figura 5. Mostra essas diferentes zonas.

1. A matriz capsular, que consiste em uma zona fina que circunda cada lacuna. Aqui está a maior concentração de GAGs sulfatados.
2. A matriz territorial, que circunda a matriz capsular.
3. A matriz interterritorial, que é menos basofílica devido a uma menor concentração de GAGs sulfatados e uma proporção maior de colágeno.

A hematoxilina e a eosina (coloração H & E) juntamente com os métodos de coloração de Van Geison podem ser usado para observar a cartilagem hialina ao microscópio. A coloração de Van Geison usa ácido pícrico e fucsina ácida e tinge o colágeno de vermelho. A cartilagem é vista como uma zona vermelha situada abaixo do epitélio. A coloração é mais clara onde se torna mais próxima das lacunas, indicando a matriz territorial.

Nas seções manchadas H & E, as intensidades de cor são invertidas, mas dão um melhor definição do que com a mancha de Van Geison. A matriz territorial é escura e a matriz interterritorial é muito mais clara. Grupos de condrócitos podem ser encontrados rodeados por essas áreas mais escuras no método H & E. Esses condrócitos são derivados do mesmo progenitor e são, portanto, um grupo isógeno. O pericôndrio envolve a cartilagem, exceto na cartilagem articular.

As imagens da Figura 6 mostram Van Gieson e, em seguida, coloração H & E da traqueia.

A diferença de outros tipos de cartilagem

Existem 3 tipos diferentes de cartilagem encontrados no corpo. A cartilagem hialina é a mais comum, mas também o tipo mais fraco de cartilagem. Os outros dois tipos de cartilagem são fibrocartilagem e cartilagem elástica. Como a cartilagem hialina difere da cartilagem elástica ou fibrocartilagem? Veja abaixo as descrições de cada tipo de cartilagem. As diferenças visuais entre os tipos de cartilagem podem ser vistas na Figura 1.

Cartilagem elástica

Vejamos Cartilagem hialina versus cartilagem elástica. A cartilagem elástica (ou fibrocartilagem amarela) fornece força e elasticidade a certas partes do corpo. Onde se encontra a cartilagem elástica? Pode ser encontrada na parte externa das orelhas conhecida como pavilhão auricular e epiglote e cartilagens laríngeas e tuba auditiva / tuba auditiva. A cartilagem elástica funciona para dar suporte com elasticidade adicional. Ele contém uma densa rede de fibras de elastina. Não protege contra tensões mecânicas ou compressão. Mais detalhes, como localização e aparência da cartilagem elástica, estão destacados na tabela 1 abaixo.

Fibrocartilagem

O tecido conjuntivo da fibrocartilagem é uma cartilagem densa flexível e de suporte composta de tecido fibroso. Onde a fibrocartilagem é encontrada? As localizações da fibrocartilagem incluem os discos intervertebrais da coluna, na mandíbula, joelho e punho. Este tecido de fibrocartilagem contém grandes feixes de colágeno tipo I. É o tipo mais forte de cartilagem. A fibrocartilagem funciona para dar suporte contra as forças de carga e pressão.

A fibrocartilagem pode ser descrita separando-a em 4 grupos diferentes.

1. O primeiro grupo é a fibrocartilagem intra-articular . Isso age como um amortecedor entre as articulações expostas a alto impacto e movimentos frequentes. Um exemplo são os meniscos do joelho.
2. O segundo grupo conecta a fibrocartilagem que se encontra em articulações com movimento limitado, como os discos intervertebrais.
3. Fibrocartilagem estratiforme é encontrada revestindo o osso sulcos onde os tendões e músculos se encontram.
4. Finalmente, o último grupo, a fibrocartilagem circunferencial, envolve algumas margens da cavidade articular que protegem suas bordas. Um exemplo é um lábio acetabular (revestindo o encaixe do quadril).

Fibrocartilagem versus cartilagem hialina, bem como os locais no corpo onde a fibrocartilagem está localizada, são descritos na tabela 1 abaixo.

Tabela 1.Cartilagem hialina vs cartilagem elástica e fibrocartilagem

Função da cartilagem hialina

Então, qual é a função da cartilagem hialina? A cartilagem hialina contém relativamente poucas fibras e fornece uma superfície lisa para movimentos, bem como uma almofada que absorve choques onde os ossos se encontram. Na cartilagem articular, a função principal é fornecer uma superfície lisa que possa suportar o atrito e a pressão das funções de suporte de peso.

Na traqueia, ela fornece suporte para os tecidos mais macios e permite que eles mantenham uma abertura posição.

Importância biológica da cartilagem hialina

O papel mais importante da cartilagem hialina é fornecer suporte mecânico para o sistema respiratório, desenvolver ossos e superfícies articulares.

À medida que envelhecemos, problemas com a qualidade de nossa cartilagem hialina podem surgir. Com o aumento da idade, o número de condrócitos na camada superficial da cartilagem articular diminui, enquanto o número de condrócitos nas camadas mais profundas aumenta. Além disso, com o aumento da idade ocorre uma diminuição dos proteoglicanos na matriz extracelular. Há também um aumento no sulfato de queratina e uma diminuição no sulfato de condroitina. O volume do ácido hialurônico também aumenta. A cartilagem hialina é suscetível ao desgaste devido ao seu papel como um amortecedor e uso pesado nas atividades diárias. Todos esses fatores podem fazer com que a cartilagem hialina se torne mais suscetível a danos e doenças do que os outros tipos de cartilagem.

Os tecidos da cartilagem tendem a ter uma cicatrização lenta após uma lesão, porque há falta de suprimento de sangue para os condrócitos. Isso significa que a matriz demora a se formar. Além disso, os condrócitos ficam presos nas lacunas e não podem migrar para uma área de tecido danificado. O tecido danificado se torna tecido cicatricial.

Na matriz extracelular, o sulfato de condroitina desempenha um papel importante, pois é um mediador antiinflamatório e reduz a dor. Alguns estudos sugerem que sua presença ajuda a retardar a degradação da cartilagem e, portanto, previne doenças como a osteoartrite. A osteoartrite ocorre quando a cartilagem se desgasta, permitindo que os ossos se esfreguem uns contra os outros, causando esclerose (endurecimento) do osso subcondral (osso logo abaixo da cartilagem) e inflamação da membrana sinovial levando à dor. em outros animais

Os animais da classe Chondrichthyes têm um esqueleto composto totalmente por cartilagem. Tubarões e raias são bons exemplos disso.A cartilagem é menos densa que o osso, mas ainda fornece força e, portanto, permite que esses animais se movam rapidamente na água sem fazer muito esforço.

A cartilagem também é encontrada em invertebrados, como caranguejos-ferradura, caracóis e cefalópodes (moluscos predadores, por exemplo, polvo e lula). A cartilagem branquial do artrópode caranguejo ferradura do Atlântico (Limulus polyphemus), é rica em condrócitos vacuolados que difere de qualquer outro artrópode.

A cartilagem endosternita é outro tipo encontrado nesta espécie. É mais fibrosa do que a cartilagem hialina encontrada nos vertebrados. É encontrado próximo aos cordões nervosos ventrais e ao tecido da cartilagem branquial.

No polvo (um exemplo de cefalópode), a cartilagem craniana se assemelha à cartilagem hialina e é uma das únicas partes duras do corpo do polvo. O crescimento dessa cartilagem ocorre por meio de células que se movem de fora para o centro. No choco comum (Sepia officianalis), a cartilagem é o colágeno fibrilar. O padrão de crescimento desta cartilagem é essencialmente o mesmo da cartilagem de vertebrados.

Em gastrópodes (caracóis, lesmas ou búzios), o odontóforo é uma estrutura de alimentação formada por cartilagem que fornece suporte alimentar. O odontóforo é uma cartilagem rica em células contendo mioglobina que é circundada por um baixo volume de matriz extracelular e colágeno.

Finalmente, nos vermes espanadores (poliquetas sabellídeos), a cartilagem sustenta seus tentáculos.

Conclusão

No geral, a cartilagem pode ser descrita como uma parte estrutural vital do corpo encontrada em vertebrados e alguns invertebrados. É um tecido firme, mas macio, que fornece suporte, flexibilidade e força. A importância da cartilagem pode ser observada na cartilagem hialina entre as articulações. Aqui, à medida que envelhecemos, a cartilagem se afina, causando inflamação e atrito ósseo. Estudos estão em andamento por pesquisadores nesta área da ciência que podem ajudar a melhorar nossa compreensão dos processos que levam a isso e desenvolver formas de neutralizar / tratar / prevenir essas doenças.