A cartilagem epifisaria e o desenvolvimento dos ossos longos em Rana catesbeiana
Sergio Luis Felisbino
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP F335c
Campinas, SP : [s.n.], 1997.
76f. : il.
Orientador: Hernandes Faustino de Carvalho
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: A cartilagem pode ser descrita como um tecido avascular contendo células arredondadas separadas por uma matriz predominantemente basófila. As células da cartilagem, os condrócitos, produzem uma matriz extracelular constituída principalmente de fibrilas de colágeno tipo II e de grandes...
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Resumo: A cartilagem pode ser descrita como um tecido avascular contendo células arredondadas separadas por uma matriz predominantemente basófila. As células da cartilagem, os condrócitos, produzem uma matriz extracelular constituída principalmente de fibrilas de colágeno tipo II e de grandes proteoglicanos agregantes. Em menores quantidades são encontrados outros tipos de colágeno e proteínas não colagênicas. Existem difererltes tipos de cartilagens distintas principalmente, na composição e organização dos componentes da sua matriz extracelular. Durante o desenvolvimento, os ossos longos são precedidos por um modelo cartilaginoso. Deste modelo cartilaginoso inicial, persiste nas extremidades dos ossos um tipo de cartilagem hialina denominada de cartilagem epifisária, que compreende a cartilagem articular e a cartilagem de crescimento. Dos diferentes tipos de cartilagens, a cartilagem de crescimento é talvez a mais dinâmica. Nesta cartilagem ocorrem processos de proliferação, maturação e hipertrofia celular. Estes processos são essenciais para o crescimento longitudinal do osso e formação de osso endocondral. Estas descrições são baseadas principalmente nos aspectos encontrados em aves e mamíferos, que já foram exaustivamente estudados. Pouco se sabe destes processos em anfíbios anuros, sendo que os trabalhos anteriores muitas vezes mostram-se contraditórios no que diz respeito à ossificação endocondral e à calcificação da cartilagem epifisária. Este trabalho teve por objetivos acompanhar o desenvolvimento e o envelhecimento da cartilagem epifisária de Rana catesbeiana, descrevendo os aspectos celulares e da matriz extracelular, com especial referência ao crescimento ósseo e a calcificação da cartilagem. Cartilagens epifisárias da epífise distal do fêmur e proximal da tíbio-fíbula de animais em diferentes fases de desenvolvimento e envelhecimento foram utilizadas e submetidas a testes histoquímicos, citoquímica enzimática e análises ultraestruturais. Os resultados demonstram que o fêmur e a tíbio-fíbula são formados por ossificacão periosteal de um modelo cartilaginoso. Este osso periosteal forma uma estrutura tubular cujas extremidades se encaixam na cartilagem epifisária. Esta cartilagem epifisária possui uma cartilagem articular bem desenvolvida e apresenta projeções laterais que recobrem a face externa do osso periosteal. Entre a cartilagem lateral e o osso periosteal encontra-se o ligamento osteo-condral. Este ligamento osteo-condral contem muita fibras de colágeno do tipo I e é muito vascularizado. Internamente à extremidade do osso periosteal encontra-se a cartilagem de crescimento com as zonas de reserva, proliferação, maturação e hipertrófica. As células da zona de proliferação são achatadas e separam-se no sentido perpendicular ao longo eixo do osso, ao contrário do que acontece nos mamíferos. Os condrócitos hipertróficos mais distais apresentam aspectos de degeneração. Existem trêm sítios distintos de calcificação da cartilagem epifisária. A calcificacão da cartilagem lateral é a mais freqüente e aumenta com o envelhecimento, os outros dois sítios são encontrados na cartilagem de crescimento. Os testes de atividade de fostatase alcalina revelaram intensa atividade desta enzima nos condrócitos próximos às áreas de calcificação e nos osteoblastos dos periósteo. Ossificação endocondral só é encontrada na epífise distal do fêmur de animais velhos, sendo muito reduzida e, aparentemente, associada à presença de canais da cartilagem. É nos animais velhos que aparece também a ossificação endosteal, com a formação de canais de Havers. Células mononucleadas são aparentemente responsáveis pela erosão da matriz da cartilagem hipertrófica não mineralizada e células semelhantes a osteoclastos ou condroclastos erodem a matriz calcificada. Em conjunto, os resultados revelam um tipo especializado de cartilagem epifisária capaz de permitir um crescimento ósseo rápido e de resistir aos impactos impostos às articulações durante os saltos
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Abstract: Cartilage is described as an avascular tissue with round cells embedded in a rather basophilic matrix. Cartilage cells, the chondrocytes, produce an extracellular matrix containing mainly type II collagen fibrils and proteoglycans. Minor collagens and noncollagens proteins are also present...
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Abstract: Cartilage is described as an avascular tissue with round cells embedded in a rather basophilic matrix. Cartilage cells, the chondrocytes, produce an extracellular matrix containing mainly type II collagen fibrils and proteoglycans. Minor collagens and noncollagens proteins are also present in the cartilage matrix. There are different types of cartilage, differing by the composition and organization of the matrix components. Developmentally, long bones are precceded by a cartilaginous scaffold. Cartilage tissue remains at the bone extremities where it is called epiphyseal cartilage. This cartilage can be divided in articular cartilage and in growth cartilage. Growth cartilage is probably the most dynamic cartilage because it bears processes such as cell proliferation, maturation and hypertrophy. These processes are essential for the growth of long bones and f9r endochondral bone formation. These processes are described following studies developed with birds and mammals, that were already exhaustivelly studied. Little knowledge exists on the growth of long bone in amphibians and previous publications are contradictory with regard to the endochondral ossification and the calcification of the epiphyseal cartilage. The objective of this work was to study the development and aging of the epiphyseal cartilage of Rana catesbeiana, describing the cells and extracellular matrix, with especial attention to their role in bone growth and cartilage calcification. Epiphyseal cartilage from the distal femoral epiphysis and from the proximal tibio-fibula epiphysis of animaIs with different ages were used and subjected to histochemistry, enzyme cytochemistry and ultrastructural analyses. The results showed that the femur and tibio-fibula are constructed by periosteal ossification of a cartilaginous scaffold. This periosteal bone beco me a tubular structure which inserts into the epiphyseal cartilage. Epiphyseal cartilage contains a well developed articular cartilage and presents lateral projections that cover the external face of the periosteal bone. In between the lateral cartilage and the periosteal bone there is a osteochondral ligament. This ligament contains many collagen fibers and blood vessels. The growth cartilage is found within the periosteal bone with its reserve, proliferation, maturation and hypertrophic zones. Cells of the proliferation zone are flat and divide in the longitudinal direction with to respect to the length of the bone, as opposed to what happens in mammals. Hypertrophic chondrocytes present degeneration aspects. There are three distinct calcification sites in the epiphyseal cartilage. Lateral cartilage calcification is more frequent and increase with age, while the other sites are found in the growth cartilage. Alkaline phosphatase activity was found in chondrocytes close to the calcification sites and also in the osteoblasts of the periosteum. Endochondral ossification is only found in the distal femoral epiphysis of old animaIs. However, it was very reduced and apparently associated with cartilage canaIs. Old animaIs also has endosteal bone containing haversian systems. Mononucleated cells are responsible for the erosion of the uncalcified cartilage matrix and osteoclast-like or chondroclast-like cells erode the calcified matrix. Together, the results show that the bullfrog epiphyseal cartilage is very especialized tissue able of allow a fast bone growth and to support impacts on the joint during jumps
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