EPITÉLIO SENSORIAL
1429
AS VIAS AÉREAS E
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O INTESTINO
VASOS SANGUÍNEOS,
1450
LINFÁTICOS E CÉLULAS
ENDOTELIAIS
RENOVAÇÃO POR
1450
CÉLULASTRONCO
MULTIPOTENTES:
FORMAÇÃO DE CÉLULAS
DO SANGUE
ORIGEM, MODULAÇÃO
1463
E REGENERAÇÃO DO
MÚSCULO ESQUELÉTICO
FIBROBLASTOS E SUAS
1467
TRANSFORMAÇÕES:
A FAMÍLIA DE CÉLULAS
DO TECIDO CONECTIVO
MODIFICAÇÃO DAS
1476
CÉLULASTRONCO
As células originalmente evoluíram como indivíduos de vida livre, mas as células que têmimportância principal para nós, como seres humanos, são membros especializados de uma comunidade multicelular. Elas perderam características necessárias à sobrevivência inde- pendente e adquiriram peculiaridades que servem às necessidades do organismo como um todo. Embora partilhem o mesmo genoma, elas são formidavelmente diferentes: há mais de 200 tipos celulares diferentes reconhecidos no corpo humano. Elas colaboram umas com as outras para formar muitos tecidos diferentes, arranjados em órgãos executando funções extremamente variadas. Para entendê-las, não basta analisá-las em uma placa de cultivo: também precisamos conhecer como elas vivem, funcionam e morrem em seu habitat natu- ral, o corpo intacto.
Nos Capítulos 7 e 21, vimos como os vários tipos de células tornam-se diferentes no embrião e como a memória celular e os sinais celulares de suas vizinhas lhes permitem per- manecer diferenciadas daí em diante. No Capítulo 19, discutimos a tecnologia de constru- ção de tecidos multicelulares – os dispositivos que mantêm as células unidas e os materiais extracelulares que dão suporte a elas. Neste capítulo, consideramos as funções e o ciclo de vida de células especializadas no organismo adulto de um vertebrado. Descrevemos como as células trabalham juntas para realizar suas funções, como novas células especializadas são originadas, como vivem e morrem e como a arquitetura dos tecidos é preservada, apesar da constante substituição de células velhas por novas. Examinamos em particular o papel desempenhado em muitos tecidos pelas células-tronco – células que são especializadas para fornecer um suprimento indefinido de células diferenciadas frescas quando estas são perdi- das, descartadas ou necessárias em grande número.
Discutiremos esses tópicos por meio de uma série de exemplos – alguns escolhidos porque ilustram princípios gerais importantes, outros porque salientam objetos de estudo preferidos e outros ainda porque colocam problemas intrigantes que a biologia celular ain- da tem que solucionar. Por fim, confrontaremos a questão prática que sustenta a turbulên- cia atual de interesses em células-tronco: como podemos utilizar nosso conhecimento dos processos de diferenciação celular e renovação de tecidos para que funcionem acima do normal e melhorar aquelas lesões e falhas do organismo humano que até agora parecem sem recuperação?
A EPIDERME E SUA RENOVAÇÃO POR MEIO
DE CÉLULASTRONCO
Começaremos com um tecido muito familiar: a pele. Como quase todos os tecidos, a pele é um complexo de vários tipos celulares diferentes. Para desempenhar sua função básica como uma barreira, a camada que cobre a parte mais externa da pele depende de uma va- riedade de células e estruturas de sustentação, muitas das quais também são necessárias na maior parte dos outros tecidos. Ela necessita de suporte mecânico, em grande parte propor- cionado pela estrutura de matriz extracelular, secretada principalmente por fibroblastos. Ne- cessita de um suprimento de sangue para trazer nutrientes e oxigênio e remover produtos de excreção e dióxido de carbono, e isso requer uma rede de vasos sanguíneos revestidos com
células endoteliais. Estes vasos também fornecem vias de acesso para as células do sistema
imune se defenderem contra infecções: os macrófagos e as células dendríticas fagocitam os patógenos invasores e ajudam a ativar os linfócitos, e os próprios linfócitos servem como intermediários para respostas mais sofisticadas do sistema imune adaptativo (discutido no Capítulo 24). As fibras nervosas também são necessárias para transmitir a informação sen-
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sorial desde o tecido até o sistema nervoso central e para liberar sinais na direção oposta para a secreção glandular e a contração do músculo liso.
A Figura 23-1 ilustra a arquitetura da pele e mos-
tra como ela satisfaz todas estas necessidades. Um epitélio, a epiderme, forma a cobertura mais externa, criando uma barreira impermeável que é autorreparada e renovada continua- mente. Abaixo desta, encontra-se uma camada relativamente grossa de tecido conectivo, a qual inclui a derme resistente e rica em colágeno (da qual é feito o couro) e a camada adi- posa subjacente do tecido conectivo subcutâneo, ou hipoderme. Na pele, como em qualquer outro órgão, o tecido conectivo, com os vasos e os nervos que passam através dele, supre a maioria das funções gerais de sustentação listadas anteriormente. Entretanto, a epiderme é o componente fundamental, essencial da pele – o tecido que é característico para este ór- gão, mesmo ainda que não seja a maior parte de seu volume. Anexos como pelos, unhas, glândulas sebáceas e sudoríparas desenvolvem-se como especializações da epiderme (Fi- gura 23-2). Mecanismos complexos regulam a distribuição destas estruturas e seus padrões distintos de crescimento e renovação. As regiões de epitélio menos especializado, mais ou menos liso, que cobre a superfície do corpo entre os folículos pilosos e outros anexos, são chamadas de epiderme interfolicular. Esta tem uma organização simples e proporciona uma boa introdução para a maneira pela qual os tecidos de um organismo adulto são renovados continuamente.
EPIDERME
Epiderme
Célula pigmentar (melanócito) Queratinócitos
Fibroblasto Linfócito Macrófago
Fibroblasto Fibra de colágeno Fibra elástica Nervos sensoriais Vaso sanguíneo (A) (B) Tecido conectivo frouxo da DERME
Tecido conectivo frouxo da derme Tecido conectivo
denso da DERME
Tecido conectivo denso da derme Tecido conectivo adiposo
da HIPODERME
Fibra de colágeno Mastó-cito Célula dendrítica
(célula de Langerhans) Célula endotelial
formando capilar
100 m Derme
Epiderme
Figura 23-1 Pele de mamífero. (A) Es- tes esquemas mostram a arquitetura ce- lular da pele grossa. (B) Fotomicrografia de um corte transversal da sola de um pé humano, corado com hematoxilina e eosina. A pele pode ser vista como um grande órgão composto de dois tecidos principais: a epiderme e o tecido conec- tivo subjacente, que consiste na derme e na hipoderme. Cada tecido é compos- to de vários tipos celulares diferentes. A derme e a hipoderme são ricamente su- pridas com vasos sanguíneos e nervos. Algumas fibras nervosas se estendem para a epiderme.
Figura 23-2 Um folículo piloso e sua glândula sebácea associada. Estas estruturas formam-se como especializações da epiderme. O pelo cresce para cima a partir da papila na sua base. A glândula sebácea contém células carregadas de lipídeo, que é secretado para manter o pelo adequadamente lubrificado. A estrutura inteira sofre ciclos de crescimento, regressão (quando o pelo cai) e restabelecimento. Como o restante da epiderme, ele depende de células-tronco para seu crescimento e restabelecimento em cada ciclo. Um grupo importante de células-tronco (vermelho), capaz de dar origem tanto ao folículo piloso quanto à epiderme interfolicular, ocorre em uma região chamada de dilatação bulbosa (ou bulbar), logo abaixo da glândula sebácea.
Pelo Papila dérmica (tecido conectivo) Epiderme Glândula sebácea Haste do pelo tecido conectivo Camada basal Células-tronco na região bulbar Alberts_23.indd 1418 Alberts_23.indd 1418 29.07.09 15:53:2629.07.09 15:53:26