Prévia do material em texto
VISÃO GERAL DO TECIDO ADIPOSO TECIDO ADIPOSO BRANCO Função do tecido adiposo branco Diferenciação dos adipócitos Estrutura dos adipócitos e do tecido adiposo Regulação do tecido adiposo TECIDO ADIPOSO PARDO TRANSDIFERENCIAÇÃO DO TECIDO ADIPOSO Boxe 9.1 Correlação clínica | Obesidade Boxe 9.2 Correlação clínica | Tumores do tecido adiposo Boxe 9.3 Correlação clínica | PET e interferência do tecido adiposo pardo RESUMO ����������������������������� O tecido adiposo é um tecido conjuntivo especializado, que desempenha importante papel na homeostasia energética. As células adiposas ou adipócitos individuais e grupos de adipócitos são encontrados por todo o tecido conjuntivo frouxo. Os tecidos nos quais os adipócitos constituem o principal tipo celular são denominados tecido adiposo. Os adipócitos desempenham papel essencial na homeostasia energética. Para sobreviver, o corpo precisa assegurar um aporte contínuo de energia, além do suprimento altamente variável de nutrientes provenientes do ambiente externo. Para suprir as demandas de energia do corpo quando o suprimento de nutrientes está baixo, o tecido adiposo armazena de maneira eficiente a energia em excesso. O corpo tem capacidade limitada de armazenar os carboidratos e as proteínas; por conseguinte, as reservas de energia são armazenadas dentro de • • gotículas de lipídios dos adipócitos, como triglicerídios. Estes representam um tipo dinâmico de armazenamento de energia – o qual é aumentado quando a ingestão de alimentos é maior que o gasto energético e utilizado quando o gasto energético é maior que o aporte de alimentos. A energia armazenada nos adipócitos pode ser rapidamente liberada para uso em outros locais do corpo. Os triglicerídios constituem a forma mais concentrada de armazenamento de energia metabólica disponível nos seres humanos. Como os triglicerídios são desprovidos de água, eles apresentam aproximadamente o dobro da densidade energética dos carboidratos e das proteínas. A densidade energética dos triglicerídios é de aproximadamente 37,7 kJ/g (9 cal/g), enquanto a dos carboidratos e das proteínas é de 16,8 kJ/g (4 cal/g). Em situações de privação de alimento, os triglicerídios constituem uma fonte essencial de água e energia. Alguns animais podem depender exclusivamente da água metabólica obtida da oxidação dos ácidos graxos para a manutenção de seu equilíbrio hídrico. Por exemplo, a corcova de um camelo consiste, em grande parte, em tecido adiposo e constitui uma fonte de água e de energia para esse animal do deserto. Os adipócitos desempenham outras funções, além de seu papel como depósitos de lipídios. Essas células também regulam o metabolismo energético por meio da secreção de substâncias parácrinas e endócrinas. As funções secretoras recentemente descobertas dos adipócitos mudaram a visão do tecido adiposo, que agora é considerado como um importante órgão endócrino. Já existem evidências consideráveis que ligam a atividade endócrina aumentada dos adipócitos às complicações metabólicas e cardiovasculares associadas à obesidade. Existem dois tipos de tecido conjuntivo: o branco (unilocular) e o pardo (multilocular). Os dois tipos de tecido adiposo, o tecido adiposo branco e o tecido adiposo pardo, são assim denominados em virtude de sua cor em tecidos vivos. O tecido adiposo branco é o tipo predominante nos seres humanos adultos O tecido adiposo pardo é encontrado em grandes quantidades nos seres humanos durante a vida fetal. Diminui durante a primeira década depois do nascimento, mas continua presente em quantidades variáveis, principalmente ao redor dos órgãos internos. ��������������������� ������������������������������� As funções do tecido adiposo branco consistem em armazenamento de energia, isolamento, proteção dos órgãos vitais e secreção de hormônios. O tecido adiposo branco (unilocular) representa pelo menos 10% do peso corporal de um indivíduo sadio normal. Ele forma uma camada adiposa de fáscia subcutânea (superficial), denominada panículo adiposo (do latim, panniculus, pequena vestimenta; adipatus, gorduroso] no tecido conjuntivo abaixo da pele. Como a condutividade térmica do tecido adiposo é apenas cerca da metade daquela do músculo esquelético, a fáscia subcutânea fornece um isolamento térmico significativo contra o frio, reduzindo a velocidade de perda de calor. São encontradas concentrações de tecido adiposo no tecido conjuntivo sob a pele do abdome, das nádegas, axilas e coxas. As diferenças entre os sexos masculino e feminino na espessura dessa camada adiposa na pele de diferentes partes do corpo são responsáveis, em parte, pelas diferenças do contorno corporal nas mulheres e nos homens. Em ambos os sexos, o coxim adiposo mamário representa um local preferencial de acúmulo de tecido adiposo. Em mulheres que não estão em fase de lactação, a mama é composta principalmente desse tecido; nas que estão amamentando, o panículo adiposo mamário desempenha um importante papel na manutenção da função da mama. Fornece lipídios e energia para a produção do leite, mas também constitui um local de síntese de diferentes hormônios do crescimento, os quais modulam as respostas a diferentes esteroides, proteínas e hormônios que atuam sobre a função da glândula mamária. Internamente, o tecido adiposo localizase preferencialmente no omento maior, no mesentério e no espaço retroperitoneal. Em geral, é abundante ao redor dos rins. É também encontrado na medula óssea e entre outros tecidos, nos quais preenche os espaços. Nas palmas das mãos e nas plantas dos pés, sob o pericárdio visceral (ao redor da parte externa do coração) e nas órbitas ao redor do bulbo do olho, o tecido adiposo atua como coxim. Nesses locais, retém essa função estrutural até mesmo durante um aporte calórico reduzido. Quando ocorre depleção de lipídios do tecido adiposo em outras partes, o tecido adiposo estrutural permanece inalterado. O tecido adiposo branco secreta uma variedade de moléculas denominadas adipocinas, que incluem hormônios, fatores de crescimento e citocinas. Os adipócitos sintetizam e secretam ativamente adipocinas, um grupo de substâncias biologicamente ativas, que incluem hormônios, fatores de crescimento e citocinas (Figura 9.1). Por esse motivo, o tecido adiposo é considerado um importante elemento na homeostasia energética, na adipogênese, no metabolismo dos esteroides, na angiogênese e nas respostas imunes. O membro mais notável das adipocinas é a leptina [do grego, leptos, fino], um hormônio peptídico de 16 kDa, descoberto em 1994; ela está envolvida na regulação da homeostasia energética e é secretada exclusivamente pelos adipócitos. A leptina inibe a ingestão de alimento e estimula a taxa metabólica e a perda de peso corporal; por conseguinte, preenche os critérios de um fator de saciedade circulante, que controla a ingestão de alimentos quando a reserva corporal de energia é suficiente. Além disso, a leptina participa de uma via de sinalização endócrina, que comunica o estado energético do tecido adiposo a centros cerebrais que regulam o aporte de alimentos. Atua sobre o sistema nervoso central, ligandose a receptores específicos, principalmente no hipotálamo, e também comunica o estado calórico dos adipócitos de locais de armazenamento de lipídios a outros tecidos metabolicamente ativos (i. e., do tecido adiposo para um músculo em um local diferente). Figura 9.1 Principais adipocinas secretadas pelo tecido adiposo branco. Este desenho esquemático mostra vários tipos de adipocinas secretadas pelo tecido adiposo branco, incluindo hormônios (p. ex., leptina), citocinas (p. ex., fator de crescimento semelhante à insulina 1) e outrasmoléculas com funções biológicas especí埗cas (p. ex., prostaglandinas). Além da leptina, o tecido adiposo secreta uma variedade de adipocinas, tais como: adiponectina; resistina; proteína ligante do retinol 4 (RBP4; do inglês, retinol binding protein 4); visfatina; apelina; inibidor do ativador do plasminogênio 1 (PAI1; do inglês, plasminogen activator inhibitor1); fatores de necrose tumoral (TNF; do inglês, tumor necrosis factors); interleucina 6 (IL6); proteína quimiotática de monócitos 1 (MCP1; do inglês, monocyte chemotactic protein1) e angiotensinogênio (AGE). A leptina também induz à produção de hormônios esteroides (testosterona, estrogênio e glicocorticoides). Algumas adipocinas também são sintetizadas em outros tecidos. Por exemplo, o AGE é sintetizado no fígado; a produção aumentada desse peptídio pelo tecido adiposo contribui para a hipertensão (elevação da pressão arterial), que constitui uma complicação frequente da obesidade. Os hormônios sexuais e os glicocorticoides não são sintetizados de novo, a partir de formas inativas, por enzimas específicas expressas nos adipócitos. Por conseguinte, essas enzimas podem influenciar os perfis de esteroides sexuais dos indivíduos obesos. A secreção de fatores de crescimento (fator de necrose tumoral α [TNFα], fator transformador do crescimento β [TGFβ; do inglês, transforming growth factor β] e fator de crescimento semelhante à insulina 1 [IGF1; do inglês, insulinlike growth factor 1]) e de citocinas (IL6 e prostaglandinas) aumentada pela obesidade pode estar associada a anormalidades metabólicas e ao desenvolvimento de diabetes mellitus. O Quadro 9.1 fornece um resumo das moléculas mais importantes produzidas pelos adipócitos e suas funções. ���������������������������� Os adipócitos brancos diferenciamse das célulastronco mesenquimatosas sob o controle dos fatores de transcrição PPARγ/RXR. Durante o desenvolvimento embrionário, os adipócitos brancos originamse de célulastronco mesenquimatosas perivasculares, que estão associadas à túnica adventícia das pequenas vênulas (Figura 9.2). Evidências atuais sugerem que um fator de transcrição, denominado receptor ativado do proliferador dos peroxissomos gama (PPARγ; do inglês, peroxisome proliferator–activated receptor gamma), complexado com o receptor de retinoide X (RXR; do inglês, retinoid X receptor), desempenha papel de importância crítica na diferenciação do adipócito e na iniciação do metabolismo dos lipídios. Esse fator induz a maturação dos lipoblastos primordiais (adipoblastos) ou préadipócitos em células adiposas maduras do tecido adiposo branco. A maioria dos genesalvo do PPARγ no tecido adiposo influencia as vias lipogênicas e inicia o armazenamento de triglicerídios. Por conseguinte, o PPARγ/RXR é considerado como o regulador “acionador mestre” da diferenciação dos adipócitos brancos. Quadro 9.1 Resumo das moléculas sintetizadas e secretadas pelo tecido adiposo e suas funções. Molécula Principal função ou efeito Adipo埗lina Atua como marcador especí埗co para o acúmulo de lipídio nas células Adiponectina, também conhecida como proteína relacionada com complemento do adipócito (ACRP30) ou AdipoQ Estimula a oxidação dos ácidos graxos no fígado e no músculo Diminui as concentrações plasmáticas de triglicerídios e glicose e aumenta a sensibilidade à insulina nas células Desempenha uma função na patogenia da hiperlipidemia combinada familiar Correlacionada com resistência à insulina e hiperinsulinemia Adipsina Serina proteinase que regula o metabolismo do tecido adiposo ao facilitar o armazenamento de ácidos graxos e ao estimular a síntese de triglicerídios Angiotensinogênio (AGE) e angiotensina II (AngII) O AGE é o precursor da angiotensina II (AngII) vasoativa, que regula a pressão arterial e os níveis séricos de eletrólitos, e que também está envolvida no metabolismo e na diferenciação do tecido adiposo Durante o desenvolvimento, a AngII inibe a diferenciação dos lipoblastos; nos adipócitos maduros, regula o armazenamento de lipídios Apelina Aumenta a contratilidade do músculo cardíaco Diminui a pressão arterial Fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1) Estimula a proliferação de uma ampla variedade de células e medeia muitos dos efeitos do hormônio do crescimento Fator de necrose tumoral α e β (TNF-α, TNF-β) Interfere na sinalização dos receptores de insulina e constitui uma causa possível de desenvolvimento de resistência à insulina na obesidade Fator transformador do crescimento β (TGF-β) Regula uma ampla variedade de respostas biológicas, incluindo proliferação, diferenciação, apoptose e desenvolvimento Inibidor do ativador do plasminogênio 1 (PAI-1) Inibe a 埗brinólise (um processo que degrada os coágulos sanguíneos) Interleucina 6 (IL-6) Interage com células do sistema imune e regula o metabolismo da glicose e dos lipídios Diminui a atividade do tecido adiposo no câncer e em outras doenças debilitantes Leptina Regula o apetite e o gasto energético corporal Sinaliza o cérebro sobre as reservas corporais de lipídios Aumenta a formação de novos vasos (angiogênese) Envolvida no controle da pressão arterial ao regular o tônus vascular Potente inibidor da formação óssea Prostaglandinas I2 e F2α (PGI2 e PGF2α) Ajudam a regular a inᅫamação, a coagulação sanguínea, a ovulação, a menstruação e a secreção ácida Proteína de estimulação da acilação (ASP) Inᅫuencia a taxa de síntese dos triglicerídios no tecido adiposo Proteína ligante do retinol 4 (RBP- 4) Produzida principalmente pelo tecido adiposo visceral Diminui a sensibilidade à insulina e altera a homeostasia da glicose Resistina Aumenta a resistência à insulina Ligada à obesidade e ao diabetes mellitus tipo 2 Visfatina Produzida pelo tecido adiposo visceral; seu nível correlaciona-se com a massa de tecido adiposo visceral Envolvida na regulação do índice de massa corporal Diminui os níveis de glicemia Modi埗cado de Vásquez-Vela ME, Torres N, Tovar AR. White adipose tissue as endocrine organ and its role in obesity. Arch Med Res 2008;39:715-728. ASP; do inglês, acylation-stimulating protein. ACRP30; do inglês, adipocyte complement–related protein. O tecido adiposo branco começa a se formar em meados do período de desenvolvimento fetal. Os lipoblastos desenvolvemse inicialmente a partir de células estromais vasculares ao longo dos pequenos vasos sanguíneos no feto e não contêm lipídios. Nesse estágio inicial, essas células já estão comprometidas a se tornarem adipócitos e o fazem por meio da expressão dos fatores de transcrição PPARγ/RXR. Ajuntamentos dessas células são algumas vezes denominados órgãos adiposos primitivos. Caracterizamse pela existência de lipoblastos em estágio inicial e capilares em proliferação. O acúmulo de lipídios nos lipoblastos produz a morfologia típica dos adipócitos. Os lipoblastos em estágio inicial de desenvolvimento assemelhamse a fibroblastos, mas desenvolvem pequenas inclusões lipídicas e uma lâmina externa fina. Os estudos realizados com microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelam que os lipoblastos em estágio inicial são células alongadas, com múltiplos prolongamentos citoplasmáticos, abundante retículo endoplasmático e complexo de Golgi. Com o início da diferenciação lipoblástica, as vesículas aumentam em número, enquanto ocorre diminuição correspondente do retículo endoplasmático rugoso (RER). Surgem pequenas inclusões lipídicas em um dos polos do citoplasma, além de vesículas pinocitóticas e uma lâmina externa. A existência de uma lâmina externa constitui uma característica que distingue bem os adipócitos das células do tecido conjuntivo propriamente dito. Figura 9.2 Desenvolvimento das células do tecido adiposo. Ascélulas adiposas pardas e brancas originam-se de linhagens celulares distintas. Os adipócitos brancos têm a sua origem a partir de células-tronco mesenquimatosas perivasculares associadas à túnica adventícia de pequenas vênulas. Por meio da expressão dos fatores de transcrição PPARγ/RXR, essas células diferenciam-se em lipoblastos (pré-adipócitos) comprometidos com o desenvolvimento da linhagem dos adipócitos brancos. Os adipócitos pardos também têm origem mesenquimatosa; contudo, originam-se de células progenitoras de músculo esquelético (miogênicas esqueléticas) comuns, que são encontradas nos dermatomiótomos do embrião em desenvolvimento. Por meio da expressão dos fatores de crescimento PRDM16/PGC-1, essas células irão se diferenciar em lipoblastos comprometidos com o desenvolvimento da linhagem de adipócitos pardos. Os lipoblastos desenvolvem uma lâmina externa (lâmina basal) e começam a acumular numerosas gotículas lipídicas em seu citoplasma. No tecido adiposo branco, essas gotículas fundem-se para formar uma única gotícula lipídica, que aumenta de tamanho até, 埗nalmente, preencher a célula madura, comprimindo o núcleo, o citoplasma e as organelas citoplasmáticas em uma faixa 埗na ao redor da gotícula. Diferentemente, no tecido adiposo pardo, as gotículas lipídicas são pequenas e permanecem separadas. Os lipoblastos em estágio médio de desenvolvimento tornamse ovoides à medida que o acúmulo de lipídios modifica as dimensões da célula. Com o desenvolvimento continuado, os lipoblastos em estágio inicial assumem uma configuração oval. O aspecto mais característico nesse estágio consiste em uma extensa concentração de vesículas e pequenas gotículas lipídicas ao redor do núcleo, que se estendem para ambos os polos da célula. Surgem partículas de glicogênio na periferia das gotículas lipídicas, e as vesículas pinocitóticas e a lâmina basal tornamse mais evidentes. Essas células são designadas como lipoblastos em estágio médio de desenvolvimento. O adipócito maduro caracterizase por uma única inclusão lipídica grande, circundada por uma borda fina de citoplasma. No estágio avançado de diferenciação, essas células aumentam de tamanho e tornamse mais esféricas. Pequenas gotículas lipídicas coalescem para formar uma única gotícula lipídica grande, que ocupa a porção central do citoplasma. O retículo endoplasmático liso (REL) é abundante, enquanto o RER é menos proeminente. Essas células são designadas como lipoblastos de estágio avançado. Por fim, a massa lipídica comprime o núcleo que assume uma posição excêntrica, produzindo um aspecto em anel de sinete nas preparações coradas pela hematoxilina e eosina (H&E). Uma vez que essas células contêm uma única gotícula lipídica, são denominadas adipócitos uniloculares (do latim, unus, único; loculus, um pequeno local) ou lipócitos maduros. �������������������������������������������� Os adipócitos uniloculares são células grandes, algumas vezes com 100 μm ou mais de diâmetro. Isolados, os adipócitos brancos são esféricos, mas podem parecer poliédricos ou ovais quando aglomerados entre si no tecido adiposo. Seu grande tamanho devese ao acúmulo de lipídio na célula. O núcleo é achatado e deslocado para um dos lados da massa lipídica; o citoplasma forma uma borda delgada ao redor do lipídio. Nos cortes histológicos de rotina, o lipídio é perdido por meio de extração por solventes orgânicos, como o xilol; em consequência, o tecido adiposo aparece como uma delicada rede de perfis poligonais (Figura 9.3). O filamento fino da malha que separa adipócitos adjacentes representa o citoplasma de ambas as células e a matriz extracelular. Contudo, o filamento costuma ser tão fino, que não é possível obter a resolução de seus componentes ao microscópio óptico. O tecido adiposo é ricamente suprido com vasos sanguíneos. Os capilares são encontrados nos ângulos da rede, em que adipócitos adjacentes entram em contato. As impregnações por prata mostram que os adipócitos são circundados por fibras reticulares (colágeno do tipo III), que são secretadas pelos adipócitos. Colorações especiais também revelam a existência de fibras nervosas não mielinizadas e numerosos mastócitos. O Quadro 9.2 fornece um resumo das características do tecido adiposo branco. A massa lipídica no adipócito não é envolvida por membrana. O MET revela que a interface entre a gota de lipídio e o citoplasma circundante do adipócito é composta de uma camada condensada de lipídio de 5 nm de espessura, reforçada por filamentos de vimentina paralelos, que medem 5 a 10 nm de diâmetro. Essa camada separa o conteúdo hidrofóbico da gotícula de lipídio da matriz citoplasmática hidrófila. Figura 9.3 Tecido adiposo branco. A. Fotomicrogra埗a do tecido adiposo branco, mostrando sua malha característica em uma preparação de para埗na corada pela H&E. Cada espaço representa uma única e grande gotícula lipídica antes de sua dissolução da célula durante a preparação do tecido. O material circundante corado pela eosina representa o citoplasma das células adjacentes e algum pouco tecido conjuntivo interveniente. 320×. B. Fotomicrogra埗a em maior aumento de uma amostra de tecido adiposo branco, 埗xada pelo glutaraldeído e incluída em plástico. O citoplasma de cada célula adiposo pode ser reconhecido em algumas áreas, e parte do núcleo de uma dessas células está incluído no plano de corte. Um segundo núcleo (seta), que aparece próximo a uma das células adiposas, possivelmente pertence a um 埗broblasto; no entanto, é difícil a埗rmar isso com segurança. Em virtude do grande tamanho dos adipócitos, o núcleo raramente é observado em cada célula. Um capilar e uma pequena vênula também são evidentes na fotomicrogra埗a. 950×. Quadro 9.2 Resumo das características dos tecidos adiposos. Características Tecido adiposo branco Tecido adiposo pardo Localização Camada subcutânea, glândula mamária, omento maior, mesentérios, espaço retroperitoneal, pericárdio visceral, órbitas, cavidade da medula óssea Grandes quantidades em recém-nascidos Remanescente no adulto no espaço retroperitoneal, regiões cervical profunda e supraclavicular do pescoço, regiões interescapular, paravertebral das costas, mediastino Função Armazenamento de energia metabólica, isolamento, proteção, produção de hormônios, fonte de água metabólica Produção de calor (termogênese) Morfologia do adipócito Unilocular, esférico, núcleo achatado, com apenas uma Multilocular, esférico, com núcleo redondo e excêntrico pequena borda de citoplasma Diâmetro grande (15 a 150 μm) Diâmetro menor (10 a 25 μm) Células precursoras Células-tronco mesenquimatosas perivasculares Células progenitoras miogênicas esqueléticas comuns Fatores de transcrição “acionadores mestres” na diferenciação PPARγ/RXR PRDM16/PGC-1 Expressão dos genes da UCP-1 Não Sim (exclusiva do tecido adiposo pardo) Mitocôndrias Poucas, alongadas e 埗lamentosas, com cristas pouco desenvolvidas Numerosas, grandes, redondas, com cristas bem desenvolvidas Inervação Algumas 埗bras nervosas simpáticas Alta densidade de 埗bras nervosas simpáticas noradrenérgicas Vascularização Alguns vasos sanguíneos Tecido altamente vascularizado Resposta ao estresse ambiental (i. e., exposição ao frio) Diminuição da lipogênese Aumento da atividade da lipoproteína lipase Transdiferenciação para o tecido adiposo pardo Aumento da lipogênese Diminuição da atividade da lipoproteína lipase Aumento da produção de calor Crescimento e diferenciação Durante toda a vida a partir de células estromais perivasculares Pode sofrer transdiferenciação em tecido adiposo pardo Durante o período fetal Diminui na vida adulta (exceções: indivíduos com feocromocitoma, hibernoma ou exposição crônica ao frio) O citoplasma perinuclear do adipócito contém um pequeno complexo de Golgi, ribossomos livres, perfis curtos de RER,microfilamentos e filamentos intermediários. São também encontradas formas filamentosas de mitocôndrias, bem como múltiplos perfis de REL, na borda fina de citoplasma que circunda a gotícula de lipídio (Figura 9.4). ��������������������������� É quase impossível separar a regulação do tecido adiposo dos processos digestivos e das funções do sistema nervoso central. Esses sinais hormonais e neurais interconectados que emanam do tecido adiposo, do trato alimentar e do sistema nervoso central formam o eixo cérebrointestinotecido adiposo, que regula o apetite, a fome, a saciedade e a homeostasia energética (Figura 9.5). Figura 9.4 Eletromicrogra埗a mostrando partes de dois adipócitos adjacentes. O citoplasma dos adipócitos revela mitocôndrias (M) e glicogênio (este último é visto como partículas muito escuras). 15.000×. Detalhe superior. Citoplasma (Ct) atenuado de dois adipócitos adjacentes. Cada célula é separada por um espaço estreito contendo uma lâmina externa (basal) e um prolongamento extremamente atenuado de um 埗broblasto. 65.000×. Detalhe inferior. A lâmina externa (basal) (LB) dos adipócitos aparece como uma camada distinta, por meio da qual as células são separadas uma da outra. F, prolongamentos do 埗broblasto. 30.000×. Figura 9.5 Regulação da homeostasia energética. Este diagrama esquemático mostra a relação do tecido adiposo com o sistema nervoso central e o sistema gastrintestinal dentro do eixo cérebro-intestino-tecido adiposo, que é responsável pela regulação da homeostasia energética. A quantidade de tecido adiposo de um indivíduo é determinada por dois sistemas fisiológicos: um associado à regulação do peso a curto prazo e o outro, à regulação do peso a longo prazo. A quantidade de tecido adiposo em um indivíduo é regulada por dois sistemas fisiológicos. O primeiro sistema, que está associado à regulação do peso a curto prazo, controla o apetite e o metabolismo diariamente. Recentemente, dois hormônios peptídicos pequenos produzidos no trato gastrintestinal – a grelina, um estimulante do apetite, e peptídio YY (PYY), um supressor do apetite – foram ligados a esse sistema. O segundo sistema, que está associado à regulação do peso a longo prazo, controla o apetite e o metabolismo de modo contínuo (durante meses e anos). Dois hormônios importantes influenciam esse sistema, a leptina e a insulina, juntamente com outros hormônios, incluindo o hormônio tireoidiano, os glicocorticoides e os hormônios hipofisários (ver Figura 9.5). A grelina e o peptídio YY controlam o apetite como parte do sistema de controle do peso a curto prazo. Boxe 9.1 A grelina, o poderoso estimulante do apetite recentemente descoberto, é um pequeno polipeptídio de 28 aminoácidos produzido pelas células epiteliais gástricas. Além de seu papel estimulante do apetite, a grelina atua sobre o lobo anterior da hipófise para liberar o hormônio do crescimento. Nos humanos, a grelina atua por meio de receptores localizados no hipotálamo, aumentando a sensação de fome. Por esse motivo, a grelina é considerada como um fator “iniciador de refeições”. Uma mutação genética no cromossomo 15 provoca a síndrome de PraderWilli, em que a produção excessiva de grelina resulta em obesidade mórbida. Nos indivíduos com essa síndrome, a ingestão compulsiva de alimento e uma obsessão por alimentos costumam aparecer em uma idade precoce. Nesses indivíduos, o impulso de comer é fisiológico, irresistível e muito difícil de controlar. Se não forem tratados, eles frequentemente morrem antes dos 30 anos em consequência de complicações atribuíveis à obesidade. O peptídio YY, um pequeno hormônio gastrintestinal de 36 aminoácidos de comprimento, é produzido pelo intestino delgado e desempenha importante papel na promoção da manutenção da perda de peso em virtude de sua capacidade de induzir maior sensação de plenitude logo após uma refeição. O peptídio YY também atua por meio de receptores no hipotálamo, que suprimem o apetite. Ele diminui a ingestão de alimento nos indivíduos ao induzir saciedade ou uma sensação de plenitude e o desejo de parar de comer. Em estudos clínicos experimentais, a infusão de PYY em humanos mostrou reduzir a ingestão de alimento em 33% durante um período de 24 horas. Dois hormônios, a leptina e a insulina, são responsáveis pela regulação do peso corporal a longo prazo. A descoberta do gene da leptina (ob), que codifica um RNA mensageiro (mRNA) específico para a leptina, forneceu alguma compreensão do mecanismo da homeostasia energética. Em modelos de animais experimentais, a oferta de leptina recombinante a camundongos ob/ob obesos e com deficiência de leptina faz esses animais reduzirem a ingestão de alimento e apresentarem perda de cerca de 30% de seu peso corporal total depois de 2 semanas de tratamento. Diferentemente dos camundongos mutantes, na maioria dos humanos obesos, os níveis de mRNA para a leptina no tecido adiposo, bem como os níveis séricos de leptina, estão elevados. Essa elevação foi observada em todos os tipos de obesidade, independentemente de ser causada por fatores genéticos, lesões hipotalâmicas ou eficiência aumentada na utilização dos alimentos. Por motivos desconhecidos, os adipócitos nesses indivíduos obesos são resistentes à ação da leptina, e a administração de leptina não diminui a quantidade de tecido adiposo. Por outro lado, estudos realizados em indivíduos que perderam peso e naqueles com anorexia nervosa mostram que os níveis de mRNA para a leptina no tecido adiposo e os níveis séricos de leptina estão significativamente reduzidos. Os achados clínicos recentes indicam que, mais provavelmente, a leptina protege o corpo contra a perda de peso em épocas de privação alimentar. A insulina, o hormônio pancreático que regula os níveis de glicemia, também está envolvida na regulação do metabolismo do tecido adiposo. A insulina aumenta a conversão da glicose em triglicerídios das gotículas lipídicas pelo adipócito. À semelhança da leptina, a insulina regula o peso ao atuar sobre os centros cerebrais no hipotálamo. Diferentemente da leptina, a insulina é necessária para o acúmulo de tecido adiposo. As pesquisas de medicamentos antiobesidade estão atualmente concentradas em identificar substâncias capazes de inibir a sinalização da insulina e da leptina no hipotálamo. O depósito e a mobilização de lipídios são influenciados por fatores neurais e hormonais. Uma das principais funções metabólicas do tecido adiposo é a captação de ácidos graxos do sangue e a sua conversão em triglicerídios dentro do adipócito. Em seguida, os triglicerídios são armazenados dentro da gotícula lipídica da célula. Quando o tecido adiposo é estimulado por mecanismos neurais ou hormonais, os triglicerídios são degradados em glicerol e ácidos graxos em um processo denominado mobilização. Os ácidos graxos atravessam a membrana celular do adipócito e entram em um capilar. Nos capilares, estão ligados à proteína carreadora, a albumina, e são transportadas para outras células, que utilizam os ácidos graxos como combustível metabólico. Correlação clínica | Obesidade A obesidade é epidêmica nos EUA. De acordo com as estimativas atuais dos National Institutes of Health (NIH), cerca de dois terços dos norte-americanos são considerados obesos, e 300.000 morrem anualmente em decorrência de doenças metabólicas relacionadas com a obesidade (i. e., diabetes mellitus, hipertensão, doenças cardiovasculares e câncer). Um indivíduo é considerado obeso quando a porcentagem de gordura corporal excede a porcentagem média para a idade e o sexo do indivíduo. A prevalência da obesidade aumentou nesta última década de 12% para 18%.Esses aumentos são observados em ambos os sexos e em todos os níveis socioeconômicos, sendo o maior aumento relatado no grupo etário de 18 a 29 anos. O índice de massa corporal (IMC), expresso como peso/altura2, está estreitamente correlacionado com a quantidade total de gordura corporal e é comumente usado para classi埗car o sobrepeso e a obesidade entre adultos. Um IMC de aproximadamente 25 kg/m2 é considerado normal. Um IMC superior a 27 kg/m2, que se correlaciona com um excesso de peso corporal de aproximadamente 20%, é considerado um risco para a saúde. A obesidade está associada a um risco aumentado de mortalidade, bem como a muitas doenças, tais como hipertensão, doenças cardiovasculares, diabetes mellitus e câncer. Trata-se de uma condição crônica, que se desenvolve em consequência de uma interação da constituição genética de uma pessoa com o seu ambiente. Os genes da obesidade codi埗cam os componentes moleculares dos sistemas de regulação do peso a curto e a longo prazo, que incluem leptina, grelina e outros fatores que regulam o balanço energético. Além disso, vários desses fatores modulam o metabolismo da glicose pelo tecido adiposo e contribuem para o desenvolvimento da resistência à insulina, que está associada ao diabetes mellitus tipo 2. Pesquisas intensas direcionadas para proteínas derivadas dos adipócitos poderão, no futuro, fornecer fármacos com potencial para reduzir a obesidade e superar a resistência à insulina. O exame microscópico do tecido adiposo de um indivíduo obeso revela a existência de adipócitos hipertró埗cos com uma gotícula lipídica gigante. Com frequência, são observados restos de adipócitos lesados ou mortos dispersos entre os adipócitos hipertró埗cos. Os adipócitos mortos são encontrados com frequência aproximadamente 30 vezes maior nos obesos que nos indivíduos não obesos. São observados grandes macrófagos que in埗ltram o tecido adiposo obeso; sua função consiste em remover a células lesadas e restos celulares e em alterar a secreção de adipocinas (Figura B.9.1.1). Além disso, os macrófagos inibem a diferenciação dos adipócitos a partir de suas células progenitoras, levando à hipertro埗a dos adipócitos existentes. Devido ao grande tamanho dos macrófagos, bem como ao tempo necessário para remoção dos restos celulares, o tecido adiposo do indivíduo obeso revela sinais de inᅫamação crônica de baixo grau. O número de macrófagos exibe uma correlação positiva com o tamanho dos adipócitos e coincide com o aparecimento da resistência à insulina. Figura B.9.1.1 Alterações no metabolismo dos adipócitos na obesidade. Os adipócitos de indivíduos obesos são hipertró埗cos e produzem mais leptina. A secreção aumentada de leptina faz com que o tecido não adiposo se torne resistente à leptina. Os adipócitos hipertró埗cos também secretam grandes quantidades de ácidos graxos e adipocinas, que promovem a resistência à insulina. Isso leva ao acúmulo patológico de lipídios em órgãos como o rim (lipotoxicidade renal), fígado (esteatose hepática não alcoólica), pâncreas e coração. (Modi埗cada de Vásquez-Vela ME, Torres N, Tovar AR. White adipose tissue as endocrine organ and its role in obesity. Arch Med Res 2008;39:715-728.) A mobilização neural é particularmente importante durante períodos de jejum e exposição ao frio intenso. Durante os estágios iniciais da inanição experimental em roedores, os adipócitos de coxim adiposo desnervado continuam a depositar lipídios. Os adipócitos do coxim adiposo contralateral intacto mobilizam lipídios. Atualmente, sabese que a norepinefrina (que é liberada pelas terminações das células nervosas do sistema nervoso simpático) inicia uma série de etapas metabólicas que levam à ativação da lipase. Essa enzima decompõe os triglicerídios, que constituem mais de 90% dos lipídios armazenados no adipócito. Essa atividade enzimática constitui uma etapa inicial na mobilização dos lipídios. A mobilização hormonal envolve um complexo sistema de hormônios e enzimas que controla a liberação de ácidos graxos pelos adipócitos. Incluem insulina, hormônios tireoidianos e esteroides suprarrenais. A insulina é um hormônio importante que promove a síntese de lipídios ao estimular as enzimas da síntese de lipídios (ácido graxo sintase, acetil CoA carboxilase) e que suprime a degradação dos lipídios ao inibir a ação da lipase sensível a hormônio, bloqueando, assim, a liberação de ácidos graxos. O glucagon, outro hormônio pancreático, e o hormônio do crescimento da hipófise aumentam a utilização dos lipídios (lipólise). Além disso, níveis elevados do fator de necrose tumoral α (TNFα) foram implicados como fator causador no desenvolvimento da resistência à insulina associada à obesidade e ao diabetes melitus. �������������������� O tecido adiposo pardo, abundante nos recémnascidos, está acentuadamente reduzido nos adultos. O tecido adiposo pardo, um tecido termogênico essencial, está presente em grandes quantidades no recémnascido, o que ajuda a compensar a extensa perda de calor que resulta da elevada razão entre superfície e massa do recémnascido e evita a hipotermia letal (um importante risco de morte em prematuros). Nos recémnascidos, o tecido adiposo pardo representa cerca de 5% da massa corporal total e localizase na região dorsal, ao longo da metade superior da coluna vertebral em direção aos ombros. A quantidade de tecido adiposo pardo diminui gradualmente à medida que o corpo cresce, mas permanece amplamente distribuído durante a primeira década de vida nas regiões cervical, axilar, paravertebral, mediastinal, esternal e abdominal do corpo. Em seguida, desaparece da maioria dos locais, exceto nas regiões ao redor dos rins, das glândulas suprarrenais, dos grandes vasos (p. ex., aorta) e das regiões do pescoço (região cervical profunda e supraclavicular), costas (interescapular e paravertebral) e tórax (mediastino). A tomografia por emissão de pósitrons (PET; do inglês, positron emission tomography), usada para a detecção de células cancerosas, com base na sua captação de grandes quantidades de glicose marcada radioativamente (18FFDG), é capaz de detectar padrões característicos de tecido adiposo pardo dentro da região do corpo adulto descrita anteriormente (Boxe 9.3). Esses achados foram confirmados em biopsias teciduais. Os adipócitos do tecido adiposo multilocular pardo contêm numerosas gotículas lipídicas. As células do tecido adiposo pardo (multilocular) são menores que as do tecido adiposo branco. O citoplasma de cada célula contém numerosas gotículas lipídicas pequenas, daí a denominação multilocular, em oposição aos adipócitos uniloculares brancos, que contêm apenas uma grande gotícula lipídica. Um núcleo típico de um adipócito pardo maduro ocupa uma posição excêntrica dentro da célula, mas não é achatado como o núcleo do adipócito branco. Em cortes de rotina corados pela H&E, o citoplasma do adipócito pardo consiste, em grande parte, em vacúolos vazios, visto que o lipídio que geralmente ocupa os espaços vacuolados é perdido durante a preparação (Figura 9.6). Os adipócitos pardos sem o seu lipídio exibem maior semelhança com as células epiteliais do que com as células do tecido conjuntivo. O adipócito pardo contém numerosas mitocôndrias grandes e esféricas com numerosas cristas, um complexo de Golgi pequeno e apenas pequenas quantidades de RER e REL. As mitocôndrias contêm grandes quantidades de citocromo oxidase, que confere a coloração marrom às células. O tecido adiposo pardo é subdividido em lóbulos por septos de tecido conjuntivo, mas o estroma de tecido conjuntivo entre cada célula dentro dos lóbulos é esparso. O tecido contém um rico suprimento de capilares que intensifica a sua cor. Numerosas fibras nervosas simpáticas noradrenérgicas não mielinizadasestão presentes entre os adipócitos. As características do tecido adiposo pardo são apresentadas no Quadro 9.2. Os adipócitos pardos diferenciamse a partir de célulastronco mesenquimatosas, sob o controle dos fatores de transcrição PRDM16/PGC1. Os adipócitos pardos também se originam de célulastronco mesenquimatosas, mas de uma linhagem celular diferente daquela que se diferencia em adipócitos brancos. Experimentos com linhagens celulares mostram que o tecido adiposo pardo e o músculo esquelético originamse de células progenitoras miogênicas esqueléticas comuns encontradas nos dermatomiótomos do embrião em desenvolvimento. Diferentemente dos adipócitos brancos, a diferenciação dos adipócitos pardos encontrase sob a influência de um par diferente de fatores de transcrição. Quando a proteína em dedo de zinco, conhecida como domínio PR contendo 16 (PRDM16; do inglês, PR domain containing 16), é ativada, as células progenitoras miogênicas sintetizam vários membros da família do coativador do PPARγ 1 (PGC1) de fatores de transcrição, ativando a diferenciação dos adipócitos pardos e suprimindo o desenvolvimento do músculo esquelético. Por conseguinte, o PRDM16/PGC1 é considerado um regulador “acionador mestre” na diferenciação dos adipócitos pardos. Por sua vez, esses fatores regulam a expressão de genes (i. e., UPC1), que codificam uma proteína mitocondrial específica, denominada proteína de desacoplamento (UCP1; do inglês, uncoupling protein) ou termogenina (uma proteína da membrana mitocondrial interna de 33 kDa), que é essencial para o metabolismo dos adipócitos pardos (termogênese). Observações clínicas confirmaram que, em condições normais, o tecido adiposo pardo pode se expandir em resposta a níveis sanguíneos aumentados de norepinefrina. Isso se torna evidente em pacientes com feocromocitoma, um tumor endócrino da medula da suprarrenal que secreta quantidades excessivas de epinefrina e norepinefrina. Nesses indivíduos, o gene da UCP1 é ativado pela estimulação da norepinefrina, que também protege os adipócitos pardos ao inibir a apoptose. No passado, acreditavase que as proteínas de desacoplamento fossem expressas apenas no tecido adiposo pardo. Recentemente, várias proteínas de desacoplamento semelhantes foram descobertas em outros tecidos. A UCP2 está ligada à hiperinsulinemia e à obesidade e pode estar envolvida na regulação do peso corporal. A UCP3 é expressa nos músculos esqueléticos e pode ser responsável pelos efeitos termogênicos do hormônio tireoidiano. A UCP4 e a UCP5 são moléculas específicas das mitocôndrias no cérebro. Figura 9.6 Tecido adiposo pardo. A. Fotomicrogra埗a do tecido adiposo pardo de um recém-nascido em uma preparação em para埗na corada pela H&E. As células contêm gotículas lipídicas de tamanho variável. 150×. B. Esta fotomicrogra埗a, obtida em maior aumento, mostra as células do tecido adiposo pardo com núcleos esféricos e, com frequência, de localização central. As células são, em sua maioria, poligonais e estão densamente arranjadas, e apresentam numerosas gotículas lipídicas. Em algumas células, grandes gotículas lipídicas deslocam os núcleos para a periferia da célula. Os adipócitos pardos são circundados por uma rede de 埗bras colágenas e capilares. O metabolismo dos lipídios no tecido adiposo pardo gera calor em um processo conhecido como termogênese. Os animais que hibernam apresentam grandes quantidades de tecido adiposo pardo. O tecido serve de fonte imediata de lipídio; quando oxidado, produz calor para aquecer o sangue que flui através do tecido adiposo pardo na saída da hibernação e na manutenção da temperatura corporal no frio. Esse tipo de produção de calor é conhecido como termogênese sem tremor. O tecido adiposo pardo também é encontrado em animais que não hibernam e em humanos, nos quais também serve de fonte de calor. À semelhança da mobilização dos lipídios no tecido adiposo branco, o lipídio é mobilizado, e o calor é gerado pelos adipócitos pardos quando são estimulados pelo sistema nervoso simpático. Por conseguinte, o tecido adiposo pardo que costuma estar presente pode, mais provavelmente, ser induzido e atuar no contexto da termogênese adaptativa humana. Pesquisas futuras estão sendo direcionadas para encontrar mecanismos de aumento da diferenciação dos adipócitos pardos, e têm potencial para constituir um tratamento atraente para a obesidade tanto induzida por dieta quanto geneticamente adquirida. A atividade termogênica do tecido adiposo pardo é facilitada pela UCP1, que é encontrada na membrana mitocondrial interna. As mitocôndrias nas células eucarióticas produzem e armazenam energia como gradiente eletroquímico de prótons através da membrana mitocondrial interna. Conforme descrito anteriormente (ver Capítulo 2), essa energia é usada para sintetizar trifosfato de adenosina (ATP; do inglês, adenosine triphosphate) quando os prótons retornam à matriz mitocondrial por meio da enzima ATP sintase localizada na membrana mitocondrial interna. As grandes mitocôndrias arredondadas características das células do tecido adiposo pardo contêm a proteína de desacoplamento (UCP1), que desacopla a oxidação dos ácidos graxos da produção de ATP. Por conseguinte, isso faz com que os prótons possam passar do espaço intermembrana de volta à matriz mitocondrial ao longo do gradiente, sem passar pela enzima ATP sintase e, portanto, sem produzir ATP. Isso pode ocorrer pela existência de uma via alternativa para o Boxe 9.2 retorno dos prótons por meio de uma UCP1, a qual facilita o transporte de prótons através da membrana mitocondrial interna. O movimento de prótons a partir do compartimento mitocondrial interno dissipa o gradiente de prótons mitocondrial, de modo a desacoplar a respiração celular da síntese de ATP. A energia produzida pelas mitocôndrias é dissipada na forma de calor, em um processo conhecido como termogênese. Correlação clínica | Tumores do tecido adiposo O estudo das numerosas variedades de tumores de tecido adiposo benignos e malignos proporcionou maior compreensão e con埗rmação da sequência da diferenciação do tecido adiposo descrita anteriormente. À semelhança dos tumores epiteliais e tumores de origem 埗broblástica, a variedade de tumores do tecido adiposo reᅫete o padrão normal de diferenciação deste tecido, isto é, podem ser descritos tipos distintos de tumores, que consistem principalmente em células que se assemelham a determinado estágio no processo de diferenciação do tecido adiposo normal. O tumor benigno mais comum do tecido adiposo no adulto é o lipoma. É mais comum que todos os outros tumores de tecidos moles combinados. Os lipomas são subclassi埗cados pela morfologia da célula predominante no tumor. Por exemplo, o lipoma convencional consiste em adipócitos brancos maduros, enquanto o 埗brolipoma apresenta adipócitos circundados por um excesso de tecido 埗broso e o angiolipoma contém adipócitos separados por um número inusitadamente grande de canais vasculares. A maioria dos lipomas exibe alterações cromossômicas estruturais, que incluem rearranjos balanceados, envolvendo com frequência o cromossomo 12. Em geral, os lipomas são encontrados nos tecidos subcutâneos em indivíduos de meia-idade e idosos. Caracterizam-se por massas bemde埗nidas, moles e indolores de adipócitos maduros, que geralmente são encontradas na fáscia subcutânea das costas, do tórax e das partes proximais dos membros superiores e inferiores. Em geral, o tratamento dos lipomas envolve uma excisão cirúrgica simples. Os tumores malignos do tecido adiposo, denominados lipossarcomas, são raros. Na maioria dos casos, são detectados em indivíduos idosos e são encontrados principalmente nostecidos adiposos profundos dos membros inferiores, abdome e região do ombro. Os lipossarcomas podem conter tanto adipócitos maduros bem diferenciados quanto células indiferenciadas em estágio inicial (Figura B.9.2.1). Os tumores que contêm mais células nos estágios iniciais de diferenciação são mais agressivos e, com mais frequência, metastatizam. Os lipossarcomas costumam ser removidos cirurgicamente; no entanto, se um tumor já tiver metastatizado, tanto a quimioterapia quanto a radioterapia podem ser utilizadas como tratamento pré ou pós-cirúrgico. Figura B.9.2.1 Lipossarcoma bem diferenciado. Esta fotomicrogra埗a foi obtida de um tumor cirurgicamente removido do espaço retroperitoneal do abdome. O lipossarcoma bem diferenciado caracteriza-se por um predomínio de adipócitos maduros que variam quanto ao tamanho e ao formato. Estão intercalados entre septos 埗brosos largos de tecido conjuntivo contendo células (cuja maioria consiste em 埗broblastos) com núcleos hipercromáticos atípicos. Um número relativamente pequeno de células fusiformes dispersas com núcleos hipercromáticos e pleomór埗cos é encontrado no tecido conjuntivo. 340×. (Cortesia da Dra. Fabiola Medeiros.) Embora o termo lipoma esteja relacionado principalmente com tumores do tecido adiposo branco, são também encontrados tumores do tecido adiposo pardo. De modo não surpreendente, esses tumores são denominados hibernomas – são tumores de tecido mole de crescimento lento, benignos e raros do tecido adiposo pardo, que surgem mais comumente na região periescapular, na fossa axilar, no pescoço ou no mediastino. A maioria dos hibernomas contém uma mistura de tecido adiposo branco e pardo; os hibernomas puros são muito raros. A atividade metabólica do tecido adiposo pardo é regulada pelo sistema nervoso simpático e está relacionada com a temperatura ambiente externa. A atividade metabólica do tecido adiposo pardo é, em grande parte, regulada pela norepinefrina liberada das terminações Boxe 9.3 nervosas simpáticas, que estimula a lipólise e a hidrólise dos triglicerídios e que também aumenta a expressão mitocondrial e a atividade de moléculas de UCP1. Em animais de laboratório, constatouse que a atividade da UCP1 aumenta durante o estresse pelo frio. Além disso, o frio estimula a utilização da glicose nos adipócitos pardos por meio da hiperexpressão de transportadores de glicose (Glut4). Estudos clínicos recentes utilizando a PET em adultos mostraram relação direta entre a temperatura externa e a quantidade de tecido adiposo pardo acumulado no corpo. Foi relatado aumento na quantidade de tecido adiposo pardo nas regiões do pescoço e supraclavicular durante os meses de inverno, particularmente nos indivíduos magros. Isso é sustentado por achados de necropsia de quantidades maiores de tecido adiposo pardo em trabalhadores com ocupações em ambientes externos expostos ao frio. Atualmente, as modernas técnicas de imagem molecular possibilitam aos médicos localizar precisamente a distribuição do tecido adiposo pardo no corpo, o que é essencial para um diagnóstico diferencial correto de lesões cancerosas (Boxe 9.3). Correlação clínica | PET e interferência do tecido adiposo pardo A tomogra埗a por emissão de pósitrons, também denominada PET, é um instrumento diagnóstico capaz de localizar células malignas no corpo. A PET baseia-se na detecção de raios gama de alta energia, criados quando pósitrons (partículas subatômicas de antimatéria), produzidos durante a decomposição de materiais radioativos, são encontrados por elétrons. O procedimento requer a injeção de um marcador radioativo, mais comumente 18-ᅫúor-2-ᅫuoro-2-desoxi-D-glicose (18F-FDG). Esse isótopo radioativo de glicose é utilizado na aquisição de imagens da PET, visto que as células malignas metabolizam a glicose em maior velocidade em comparação com as células normais. Após a injeção do isótopo, um detector varre todo o corpo e registra a radiação emitida pelo marcador 18F-FDG à medida que se incorpora dentro das células do corpo. Um computador remonta os sinais em imagens que constituem, com precisão, mapas biológicos da distribuição da 18F-FDG no corpo. Recentemente, em virtude da maior acurácia diagnóstica e aprimoramento dos métodos de biopsia, a tomogra埗a por emissão de pósitrons e a tomogra埗a computadorizada (PET/TC) combinadas são utilizadas com mais frequência. Uma desvantagem da imagem obtida por PET é que muitos tecidos normais e lesões benignas também apresentam metabolismo aumentado da glicose e, portanto, podem ser incorretamente interpretados como malignos. Por exemplo, o tecido adiposo pardo, com sua captação aumentada de glicose mediada pela maior atividade dos transportadores de glicose, pode constituir uma fonte potencial de interpretação falso-positiva da PET. Como o tecido adiposo pardo está presente no pescoço, nas regiões supraclaviculares e no mediastino (ver Capítulo 9), ele é comumente observado na PET, particularmente em pacientes abaixo do peso e durante os meses de inverno, quando o tecido adiposo pardo é mais predominante. Essa captação de 18F-FDG provavelmente representa o tecido adiposo pardo estimulado durante a atividade nervosa simpática aumentada relacionada com o estresse pelo frio. Uma imagem típica de PET do tecido adiposo pardo é geralmente bilateral e simétrica; no entanto, no mediastino, a imagem pode ser assimétrica ou focal e pode simular uma neoplasia maligna. Foram relatados resultados falso-positivos de captação de 18F-FDG pelo tecido adiposo pardo nessas áreas em mulheres jovens que se submeteram ao exame para diagnóstico e estadiamento do câncer de mama. Por conseguinte, a compreensão de que o tecido adiposo pardo pode apresentar aumento da captação do marcador radioativo é de importância crucial para estabelecer um diagnóstico acurado e evitar resultados falso-positivos (Figura B.9.3.1). Figura B.9.3.1 Imagem de tomogra埗a por emissão de pósitrons/tomogra埗a computadorizada (PET/TC) coronal de uma mulher jovem sadia. Esta parte superior do corte coronal de uma PET/TC corporal total mostra extensa captação bilateral aumentada de 18F-FDG (em vermelho) no pescoço e nas regiões supraclaviculares e axilares superiores. Observe que um aumento moderado na captação do marcador radioativo também pode ser detectado no miocárdio (em amarelo). As regiões de atividade metabólica extensa correlacionam-se com o padrão de distribuição do tecido adiposo pardo de baixa densidade. A imagem da PET/TC possibilita a localização precisa de áreas de captação aumentada de 18F-FDG e a diferenciação entre a captação do marcador no tecido adiposo pardo e os achados de tumor maligno. (Cortesia da Dra. Jolanta Durski.) ������������������������������������ Os adipócitos são capazes de sofrer transdiferenciação de adipócitos brancos em pardos e de adipócitos pardos em brancos em resposta às necessidades termogênicas do organismo. A exposição crônica a temperaturas frias aumenta as necessidades termogênicas de um organismo. Os estudos realizados mostraram que, nessas condições, os adipócitos brancos maduros podem ser transformados em adipócitos pardos para gerar calor corporal. Em contrapartida, os adipócitos pardos são capazes de se transformar em adipócitos brancos quando o balanço energético é positivo, e o corpo necessita de um aumento na sua capacidade de armazenamento de triglicerídios. Esse fenômeno, conhecido como transdiferenciação, foi observado em animais experimentais. Depois de 3 a 5 dias de exposição ao frio, o acúmulo de tecido adiposo branco em camundongos sofre o “fenômeno de transdiferenciação em tecido pardo”, produzindo acúmulos de adipócitos multiloculares UCP1positivos. Essa mudança no fenótipo dos adipócitos ocorre na ausência de divisão celular (sem aumento no conteúdo de DNA) ou de apoptose, sugerindo que os adipócitos brancos se transformam diretamenteem adipócitos pardos. Esses achados também são sustentados por observações de expressão gênica diferencial. É interessante mencionar o fato de que camundongos com tecido adiposo pardo abundante natural ou induzido se mostram resistentes à obesidade; enquanto camundongos geneticamente modificados sem adipócitos pardos funcionais são propensos à obesidade e ao diabetes mellitus tipo 2. Se o fenômeno de transformação em tecido adiposo pardo for obtido por um mecanismo fisiológico de reprogramação do genoma, esse mecanismo poderia ser usado para estratégias terapêuticas futuras, em busca do controle da quantidade de tecido adiposo pardo no corpo. Essa descoberta pode levar ao controle da obesidade e do diabetes mellitus tipo 2. A transdiferenciação do tecido adiposo branco em tecido adiposo pardo é induzida por exposição ao frio e atividade física. A exposição ao frio e a atividade física induzem a conversão dos adipócitos brancos em adipócitos pardos por várias vias moleculares. As temperaturas frias são identificadas pelo sistema nervoso central, causando aumento na estimulação do sistema nervoso simpático noradrenérgico. A estimulação pelo exercício físico é mais complicada e envolve a secreção de peptídios natriuréticos atriais e ventriculares no coração, que atuam sobre o rim, o que, por sua vez, ativa fatores de transcrição essenciais na diferenciação dos adipócitos pardos. Outros fatores que desencadeiam a transdiferenciação incluem a reprogramação dos genes do tecido adiposo por meio da ativação de fatores de transcrição específicos (“reguladores mestres”) e fatores de crescimento, como o fator de crescimento dos fibroblastos 21 (FGF21; do inglês, fibroblast growth factor21). No futuro, essas vias e moléculas de sinalização envolvidas na transdiferenciação dos adipócitos poderão abrir novos caminhos para o tratamento farmacológico da obesidade, do diabetes mellitus e de outras doenças metabólicas. Tecido Adiposo VISÃO GERAL DO TECIDO ADIPOSO O tecido adiposo é um tecido conjuntivo especializado, que desempenha importante papel na homeostasia energética (armazena energia nas gotículas de lipídios, na forma de triglicerídios) e na produção de hormônios (adipocinas) Existem dois tipos de tecido adiposo: o branco (unilocular) e o pardo (multilocular). TECIDO ADIPOSO BRANCO O tecido adiposo branco representa pelo menos 10% do peso corporal no adulto sadio normal. O tecido adiposo branco com colágeno e 埗bras reticulares de sustentação forma a fáscia subcutânea, que se concentra no coxim adiposo mamário e circunda vários órgãos internos Os adipócitos brancos são células muito volumosas (100 μm ou mais de diâmetro) com uma única e grande gotícula lipídica (unilocular), uma borda 埗na de citoplasma e um núcleo achatado na periferia da célula Uma única gotícula lipídica grande dentro do adipócito branco representa a inclusão citoplasmática e não é envolvida por membrana O tecido adiposo branco secreta uma variedade de adipocinas, que incluem hormônios (p. ex., leptina), fatores de crescimento e citocinas Os adipócitos brancos diferenciam-se a partir de células-tronco mesenquimatosas sob o controle dos fatores de transcrição PPARγ/RXR (“acionador mestre” para a diferenciação dos adipócitos brancos) A quantidade de tecido adiposo é regulada por duas vias hormonais: a via de regulação do peso a curto prazo (peptídio YY e grelina) e a via de regulação do peso a longo praxo (leptina e insulina) Os triglicerídios armazenados nos adipócitos são liberados por lipases, que são ativadas durante a mobilização neural (que envolve a norepinefrina liberada dos nervos simpáticos) e/ou a mobilização hormonal (que envolve o glucagon e o hormônio do crescimento). TECIDO ADIPOSO PARDO O tecido adiposo pardo é abundante nos recém-nascidos (5% da massa corporal total), mas está acentuadamente reduzido nos adultos Os adipócitos pardos são menores que os adipócitos brancos, contêm muitas gotículas lipídicas (tecido multilocular) no citoplasma e têm um núcleo esférico Os adipócitos pardos diferenciam-se a partir de células-tronco mesenquimatosas, sob o controle dos fatores de transcrição PRDM16/RXR (“acionador mestre” para a diferenciação do tecido adiposo pardo) Os adipócitos pardos expressam uma proteína mitocondrial especí埗ca, denominada proteína de desacoplamento (UCP-1) ou termogenina, que é essencial para o metabolismo dos adipócitos pardos O metabolismo dos lipídios no tecido adiposo pardo gera calor (termogênese) pelo desacoplamento, nas mitocôndrias, da oxidação dos ácidos graxos da produção de ATP A atividade metabólica do tecido adiposo pardo é regulada pela norepinefrina, que é liberada dos nervos simpáticos e que está relacionada com a temperatura ambiente externa (o clima frio aumenta a quantidade de tecido adiposo pardo). TRANSDIFERENCIAÇÃO DO TECIDO ADIPOSO Os adipócitos são capazes de sofrer transformação (transdiferenciação) de adipócitos brancos em adipócitos pardos e de adipócitos pardos em adipócitos brancos em resposta às necessidades termogênicas do corpo A exposição ao frio e a atividade física induzem a transdiferenciação dos adipócitos brancos em adipócitos pardos. Prancha 16 Tecido adiposo O tecido adiposo encontra-se amplamente distribuído por todo o corpo e em quantidades variáveis em diferentes indivíduos. Trata-se de um tecido conjuntivo especializado, constituído por células de armazenamento de triglicerídios, os adipócitos. Essas células catabolizam triglicerídios e, quando o gasto de energia ultrapassa o seu aporte, ocorre liberação de ácidos graxos na circulação. Além disso, o glicerol e os ácidos graxos liberados dos adipócitos participam no metabolismo da glicose. Os adipócitos também secretam adipocinas. O tecido adiposo tem um rico suprimento sanguíneo, que complementa suas funções metabólicas e endócrinas. São reconhecidos dois tipos de tecido adiposo; o mais comum e abundante é designado como tecido adiposo branco. Seus adipócitos consistem em células muito grandes, cujo citoplasma contém um único vacúolo grande dentro do qual está armazenada a gordura na forma de triglicerídio. Quando observado em um corte de rotina corado pela H&E, o tecido adiposo branco aparece como uma estrutura semelhante a uma malha (ver microgra埗a de referência). O segundo tipo é o tecido adiposo pardo, que consiste em células menores. O citoplasma dessas células caracteriza-se por numerosas vesículas que ocupam grande parte do volume da célula; é também ricamente vascularizado. O tecido adiposo pardo é encontrado em recém-nascidos humanos, nos quais ajuda na manutenção da temperatura corporal. MICROGRAFIA DE REFERÊNCIA: Esta microgra埗a mostra o tecido adiposo branco da hipoderme da pele. Consiste em numerosos adipócitos densamente organizados em lóbulos. O tecido adiposo é circundado por tecido conjuntivo denso não modelado (TCDNM). A perda da gordura do interior da célula durante a preparação rotineira da lâmina corada pela H&E confere ao tecido adiposo uma aparência semelhante a uma malha. Observe os pequenos vasos sanguíneos (VS) localizados na periferia do tecido que formam uma rica rede capilar dentro do tecido adiposo. Observa-se também a existência de vários ductos de glândulas sudoríparas (DGS) no tecido conjuntivo denso. Tecido adiposo branco, humano, H&E, 363×; detalhe, 700×. Tratase de uma micrografia em maior aumento do tecido adiposo branco da amostra apresentada na micrografia de referência que revela partes de vários lóbulos de adipócitos. Os lóbulos são delimitados das estruturas circundantes por tecido conjuntivo denso não modelado (TCDNM). Em amostras bem preservadas, os adipócitos (A) têm um perfil esférico, no qual exibem uma borda muito fina de citoplasma que circunda um único e volumoso vacúolo preenchido por gordura. Como a gordura é perdida durante a preparação do tecido, podese observar apenasa borda do citoplasma e um espaço quase claro. Entre as células, existe um estroma delicado de tecido conjuntivo, extremamente fino, que mantém os adipócitos juntos. No interior desse estroma, há pequenos vasos sanguíneos (VS), principalmente capilares e vênulas. A maioria dos núcleos observados no tecido adiposo pertence a fibroblastos, adipócitos ou células de pequenos vasos sanguíneos. No entanto, nem sempre é possível distinguir os núcleos dos fibroblastos daqueles dos adipócitos. O detalhe mostra um adipócito cujo núcleo (N) é relativamente fácil de identificar. O núcleo está localizado na periferia do citoplasma (Ct), conferindo ao adipócito a clássica aparência de “anel de sinete”. Um segundo núcleo (N′), parcialmente fora do plano de corte, parece residir entre as bordas citoplasmáticas de duas células adjacentes. Tratase, provavelmente, do núcleo de um fibroblasto. Em virtude do tamanho relativamente grande do adipócito, é muito raro que o núcleo da célula seja incluído no plano de corte desta. Outras células localizadas no delicado estroma de tecido conjuntivo são mastócitos (MC). Tecido adiposo pardo, humano, H&E, 450×; detalhe, 1.100×. O tecido adiposo pardo apresentado aqui é constituído por pequenos adipócitos densamente distribuídos, deixando entre si espaços intercelulares mínimos. Em virtude desse arranjo compacto, tornase difícil, com esse pequeno aumento, definir com clareza os limites entre as células. O círculo de linhas pontilhadas na parte superior da fotomicrografia mostra uma célula cujos limites poderiam ser bem identificados em maior aumento. Cada célula dispõe de numerosos vacúolos pequenos contendo gordura, que são circundados por citoplasma. O núcleo (N) dessa célula é evidente. Conforme já informado, o tecido adiposo pardo é altamente vascularizado. Nesta amostra, numerosos vasos sanguíneos (VS) podem ser vistos facilmente pela existência de eritrócitos no seu lúmen. No entanto, dentro dos lóbulos, é mais difícil fazer a distinção entre os núcleos dos fibroblastos e o dos adipócitos. Mesmo com aumento maior (detalhe), é difícil determinar quais núcleos pertencem a quais células. No detalhe, é possível identificar um capilar (C) pela existência de eritrócitos no seu interior. Quando os lóbulos estão ligeiramente separados um do outro (setas), podem ser reconhecidos pequenos núcleos alongados de fibroblastos nos septos de tecido conjuntivo. A, Adipócitos C, Capilar Ct, Citoplasma DGS, Ductos de glândulas sudoríparas MC, Mastócitos N, Núcleo do adipócito N′, Núcleo do 埗broblasto TCDNM, Tecido conjuntivo denso não modelado VS, Vasos sanguíneos Setas, Septos de tecido conjuntivo