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Ordem molecular em fibras de colágeno da pele: um padrão de orientação distribucional de fibras acessado por anisotropia óptica e análise de imagem

Processo: 13/01530-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de abril de 2013 - 30 de setembro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Morfologia - Citologia e Biologia Celular
Pesquisador responsável:Benedicto de Campos Vidal
Beneficiário:Benedicto de Campos Vidal
Instituição-sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Pele  Análise de imagens  Matriz extracelular  Colágeno 

Resumo

Introdução: O fenômeno de birrefringência pode revelar muito da morfologia, da ordem molecular, da heterogeneidade de orientação de fibras e das propriedades ópticas não-lineares de biopolímeros como o colágeno. Contudo, a caracterização detalhada de fibras de colágeno da pele usando métodos de anisotropia óptica é ainda inconclusiva. Um entendimento claro da organização de fibras de colágeno na pele pode ser importante para a interpretação de suas relações estruturais-funcionais sob condições normais e patológicas. Neste estudo, a orientação de fibras de feixes de colágeno (CBs) e sua organização supramolecular foram examinadas em pele de rato usando-se microscopia de polarização e análise de imagem.Metodologia/Achados principais: Variações de imagem com a rotação da platina do microscópio e seleção em profundidade do plano de foco foram detectadas em cortes não corados com espessura variada em fragmentos de pele de rato. Foram avaliadas a birrefringência total (análise de imagem) e a birrefringência de forma e intrínseca (método de Sénarmont). Baseando-se nas imagens de birrefringência, foi encontrado que os CBs contêm pontos de intercruzamento com uma distribuição helicoidal retorcida das fibras de colágeno (elementos quirais) e com frequência mostraram estruturas circulares. As fibras de colágeno foram vistas se estendendo do nível superficial aos planos mais profundos da pele, criando um entrelaçamento tridimensional de CBs orientados intertwined. Pelo menos três níveis de intensidade de brilho de birrefringência foram revelados com a análise de imagem, indicando uma organização espacial heterogênea dos CBs. Diferenças ligeiras em retardos ópticos foram encontradas em CBs embebidos em alguns dos fluidos utilizados, quando se compararam ratos com idades de 170 e 240 dias.Conclusão: Estudos com microscopia de polarização fornecem informação estrutural detalhada de alta qualidade para CBs de pele de rato. Baseando-se em análise de imagem, e compensação da birrefringência das fibras de colágeno sugere-se para os CBs uma estrutura em rede tridimensional. A avaliação da birrefringência de forma e intrínseca pôde re4velar diferenças na pele de rato asociadas com a idade nos níveis de cristalinidade e de organização macromolecular das fibras de colágeno. Estes achados podem inspirar futuros estudos sobre mecanismos de retroação pelos quais informação espacial, bioelétrica e biomecânica seja transmitida dos CBs para as células da pele. (AU)