The applicability of hematoxylin-eosin staining plus fluorescence or confocal laser scanning microscopy to the study of elastic fibers in cartilages

This study focuses on the use of hemotoxylin-eosin staining plus fluorescence microscopy for the investigation of elastic fibers in some elastic cartilages. We have observed that elastic fibers are consistently imaged by the proposed procedure and the resolution attained is similar to that obtained with the classical Weigert's fuchsin-resorcin. The results also demonstrate that elastin autofluorescence gives little or no contribution to the final fluorescence and that the use of the confocal laser scanning microscope adds to the resolution, permits the use of thicker sections and reveals of minute structural features. We conclude that this is a relevant tool in elastin research.

Fluorescence and confocal laser scanning microscopy imaging of elastic fibers in hematoxylin-eosin stained sections

We have studied the possibility of associating fluorescence microscopy and hematoxylin-eosin staining for the identification of elastic fibers in elastin-rich tissues. Elastic fibers and elastic laminae were consistently identified by the proposed procedure, which revealed itself to be easy and useful for the determination of such structures and their distribution. The fluorescence properties of stained elastic fibers are due to eosin staining as revealed by fluorescence analysis of the dye in solution, with no or only minor contribution by the elastin autofluorescence. The main advantage of this technique resides in the possibility of studying the distribution of elastic fibers in file material without further sectioning and staining. The use of the confocal laser scanning microscope greatly improved the resolution and selectivity of imaging elastic fibers in different tissues. The determination of the three-dimensional distribution and structure of elastic fiber and laminae using the confocal laser scanning microscope was evaluated and also produced excellent results.

Doxazosin Treatment Alters Stromal Cell Behavior and Increases Elastic System Fibers Deposition in Rat Prostate

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Morphology of collagen fibers and elastic system fibers in actinic cheilitis

Background: Actinic cheilitis (AC) is a premalignant condition intimately related to exposure of the lips to sun rays. Aim: The objective of this study was to evaluate the elastic and collagen fibers in the lamina propria of AC. The degree of epithelial atypia was correlated with the quantity of elastic and collagen fibers. Materials and Methods: Fifty-one cases were investigated. One slide was stained with hematoxylin-eosin for the evaluation of atypia, the second was stained with Weigert′s resorcin-fuchsin for the assessment of elastic fibers, and the third slide was stained with Mallory′s trichrome for the analysis of collagen fibers. Results: Ordinal logistic regression analysis revealed a significant correlation between the presence of atypia and collagen fibers (P<0.05). Conclusions: It was concluded that there seems to be a reduction in the quantity of collagen fibers in cases of moderate and severe atypia. No correlation was observed between the degradation of elastic system fibers and the grade of dysplasia.

Differential distribution of some extracellular matrix fibers in an experimentally denervated rat megaileum

Absence of enteric neurons is associated with thickening of the intestinal muscularis externa in Chagas' disease. The thickening is due to hyperplasia and hypertrophy of the smooth muscle cells and increased extracellular matrix components. The influence of the nervous system on the structure of the smooth muscle cells and its associated matrix has been poorly investigated. An experimental model of denervation of the ileum in rats was performed by application of the surfactant agent benzalkonium chloride that selectively destroys the myenteric plexus. Three months later, ileal tissue samples were obtained and studied by histochemistry and transmission electron microsocopy. Sham operated rats were used as controls. The diameter of collagen fibrils was evaluated in electron micrographs. The histopathological analysis showed thickening of the muscular layer. The thin and weakly arranged collagen and reticulin fibers surrounding the smooth muscle cells, observed in control cases by Picrosirius polarization (PSP) stain method, corresponded to a population of loosely packed thin collagen fibrils of uniform diameters (mean = 29.16 nm) at the ultrastructural level. In contrast, the thick and strongly birefringent fibers around the muscle cells, observed in the treated group, stained by PSP, corresponded to densely packed thicker fibrils with large variation in diameter (mean = 39.41 nm). Comparison of the data demonstrated statistically significant difference between the groups suggesting that the replacement of loosely arranged reticulin fibers by fibrous tissue (with typical collagen fiber), may alter the biomechanical function resulting in impairment of muscular contraction. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effects of myenteric denervation on extracellular matrix fibers and mast cell distribution in normal stomach and gastric lesions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Elastic system of the rat ventral prostate and its modifications following orchiectomy

BACKGROUND. The extracellular matrix (ECM) has important roles in prostatic development, and marked stromal changes take place in the rat ventral prostate (VP) after androgen deprivation. However, little knowledge exists about individual ECM components.METHODS. The distribution of elastic fibers (EF) and elastic-related fibers (ERF) in the VP of castrated and control rats was investigated, using histochemistry and transmission electron microscopy (TEM).RESULTS. EF are barely detected in the prostatic stroma, but ERF are relatively abundant. Castration results in a relative increase in the number and thickness of ERF. TEM showed an open network of ECM microfibrils throughout the stroma and thin and short EF, which increase in number and thickness after orchiectomy.CONCLUSIONS. The presence of elastic system components in the rat VP warrants the deformability required for the secretion exclusion under the action of smooth muscle cells, and the castration-induced modification may be related to the contraction of the tissue and maintenance of peculiar arrangements of other ECM components. (C) 1997 Wiley-Liss, Inc.

Effects of myenteric denervation on extracellular matrix fibers and mast cell distribution in normal stomach and gastric lesions

Abstract Background In this study the effect of myenteric denervation induced by benzalconium chloride (BAC) on distribution of fibrillar components of extracellular matrix (ECM) and inflammatory cells was investigated in gastric carcinogenesis induced by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG). Rats were divided in four experimental groups: non-denervated (I) and denervated stomach (II) without MNNG treatment; non-denervated (III) and denervated stomachs (IV) treated with MNNG. For histopathological, histochemical and stereological analysis, sections of gastric fragments were stained with Hematoxylin-Eosin, Picrosirius-Hematoxylin, Gomori reticulin, Weigert's Resorcin-Fuchsin, Toluidine Blue and Alcian-Blue/Safranin (AB-SAF). Results BAC denervation causes an increase in the frequency of reticular and elastic fibers in the denervated (group II) compared to the non-denervated stomachs (group I). The treatment of the animals with MNNG induced the development of adenocarcinomas in non-denervated and denervated stomachs (groups III and IV, respectively) with a notable increase in the relative volume of the stroma, the frequency of reticular fibers and the inflammatory infiltrate that was more intense in group IV. An increase in the frequency of elastic fibers was observed in adenocarcinomas of denervated (group IV) compared to the non-denervated stomachs (group III) that showed degradation of these fibers. The development of lesions (groups III and IV) was also associated with an increase in the mast cell population, especially AB and AB-SAF positives, the latter mainly in the denervated group IV. Conclusions The results show a strong association in the morphological alteration of the ECM fibrillar components, the increased density of mast cells and the development of tumors induced by MNNG in the non-denervated rat stomach or denervated by BAC. This suggests that the study of extracellular and intracellular components of tumor microenvironment contributes to understanding of tumor biology by action of myenteric denervation.

Characterization of an In Vitro Model of Elastic Fiber Assembly

Elastic fibers consist of two morphologically distinct components: elastin and 10-nm fibrillin-containing microfibrils. During development, the microfibrils form bundles that appear to act as a scaffold for the deposition, orientation, and assembly of tropoelastin monomers into an insoluble elastic fiber. Although microfibrils can assemble independent of elastin, tropoelastin monomers do not assemble without the presence of microfibrils. In the present study, immortalized ciliary body pigmented epithelial (PE) cells were investigated for their potential to serve as a cell culture model for elastic fiber assembly. Northern analysis showed that the PE cells express microfibril proteins but do not express tropoelastin. Immunofluorescence staining and electron microscopy confirmed that the microfibril proteins produced by the PE cells assemble into intact microfibrils. When the PE cells were transfected with a mammalian expression vector containing a bovine tropoelastin cDNA, the cells were found to express and secrete tropoelastin. Immunofluorescence and electron microscopic examination of the transfected PE cells showed the presence of elastic fibers in the matrix. Biochemical analysis of this matrix showed the presence of cross-links that are unique to mature insoluble elastin. Together, these results indicate that the PE cells provide a unique, stable in vitro system in which to study elastic fiber assembly.

Composição da matriz extracelular do ligamento cardinal de mulheres na pós-menopausa com e sem prolapso uterino

O prolapso uterino tem sua incidência aumentada na pós-menopausa. O objetivo deste estudo é identificar as alterações na matriz extracelular do ligamento cardinal associadas à menopausa e ao prolapso uterino. Ligamento cardinal de três diferentes grupos de mulheres, pré-menopausa, prolapso uterino e pós-menopausa, foram identificados e biopsiados durante 57 histerectomias abdominais ou vaginais. As amostras foram processadas por métodos bioquímicos para caracterização e quantificação de glicosaminoglicanos sulfatados e colágeno. As concentrações relativas de glicosaminoglicanos foram obtidas por eletroforese. Procedimentos histológicos foram feitos para identificar fibras elásticas (Weigert), distribuição de colágeno (Picro Sirius) e decorin (imunohistoquímica). Nossos resultados mostraram aumento na concentração de GAG de 72,2%, redução na concentração de colágeno de 37% e diminuição de 22% de fibras elásticas no grupo de prolapso uterino quando comparado ao grupo da pós-menopausa (p<0,05, p<0,04 e p<0,05 respectivamente). As concentrações relativas de glicosaminoglicanos sulfatados para condroitin sulfato, heparan sulfato e dermatan sulfato não mostraram diferenças entre os três grupos. A organização do colágeno foi similar entre os três grupos e a marcação do decorin pareceu estar diminuída no grupo de prolapso uterino. Nossos resultados indicam alterações no metabolismo do tecido conjuntivo. O ligamento cardinal da mulher na pós-menopausa possui uma matriz extracelular mais densa. Esta alteração não ocorre na mulher com prolapso uterino.

Efeitos do uso de antiinflamatório e do exercício aeróbico sobre a regeneração tecidual e perfil biomecânico do tendão calcâneo de ratos após ruptura completa

Ruptura do tendão calcâneo é uma das lesões tendíneas mais frequentes. Embora a maioria dos trabalhos sugira que o exercício seja benéfico na cicatrização tendínea, não há consenso sobre o efeito do antiinflamatório neste contexto. Trabalhos experimentais tentam reproduzir lesão aguda deste tendão, em diferentes espécies animais. Neste estudo, descrevemos uma técnica de tenotomia completa do tendão calcâneo direito em ratos e, em seguida, avaliamos os efeitos do uso do antiinflamatório e do exercício aeróbico, isoladamente e em combinação, sobre a proliferação celular e o perfil biomecânico do tendão calcâneo, durante o processo de cicatrização após tenotomia. Estudo experimental com 156 ratos machos adultos, da raça Wistar, com idade média de 3 meses e peso médio de 300g. Após anestesia com tiopental e com auxílio da microscopia de luz, foi realizada incisão longitudinal posterior de cinco milímetros, em direção proximal, a partir da tuberosidade posterior do calcâneo da pata direita do rato. Foi feito corte transversal do tendão calcâneo, a sete milímetros da tuberosidade do calcâneo, com preservação do tendão plantar. Utilizamos as técnicas de Hematoxilina e Eosina, Picrosirius-red e Resorcina-fucsina de Weigert para avaliação da cicatrização tendínea e das fibras dos sistemas colágeno e elástico. Após a tenotomia, metade dos animais receberam tenoxicam intramuscular por 7 dias e no 8o dia iniciou-se protocolo de exercício em esteira na metade de cada grupo. Os ratos foram divididos aleatoriamente em 4 grupos de tratamento: A sem antiinflamatório E sem exercício (controle); B com antiinflamatório E com exercício; C sem antiinflamatório E com exercício; D com antiinflamatório E sem exercício. Os animais foram eutanasiados com 1, 2, 4 e 8 semanas após a tenotomia, para avaliação histológica pelo PCNA, e biomecânica através do teste de resistência à tração e da medida do ciclo locomotor. Foram realizados análise de variância, teste de Kruskal-Wallis e o método de Bonferroni, no programa R Project, versão 2.11.1. O tempo cirúrgico médio foi de 1 minuto e 24 segundos, sem complicações observadas até a 8a semana pós-operatória. Observamos proliferação celular e fibrilogênese com duas semanas, e diminuição da celularidade e das fibras elásticas na 8a semana, além de mudanças na organização estrutural do sistema colágeno. Encontramos pico da imunomarcação com PCNA na 2a semana em todos os grupos, exceto no grupo A, cujo pico aconteceu com 1 semana da tenotomia. Evidenciamos resistência à tração significativamente maior (p=0,02) nos ratos submetidos ao exercício, 8 semanas após ruptura. Nos grupos com antiinflamatório, observamos um ciclo locomotor mais estável durante todo o tempo avaliado. Consideramos a técnica cirúrgica experimental de tenotomia completa do tendão calcâneo, realizada com auxílio da microscopia de luz e preservação do tendão plantar, simples, rápida, com sinais de cicatrização tendínea normal e de fácil reprodução em ratos. O exercício aeróbico, iniciado precocemente após tenotomia completa do tendão calcâneo, é significativamente benéfico na sua recuperação biomecânica e o uso combinado com antiinflamatório confere maior estabilidade na marcha, o que pode proteger contra rerruptura tendínea em ratos

Estudo estrutural e bioquímico da bexiga de ratos após tratamento com altas doses de corticosterona

O objetivo deste trabalho foi analisar as alterações estruturais e bioquímicas na parede da bexiga resultante do tratamento crônico de ratos pré-púberes com altas doses de corticosterona. Foram estudados 26 ratos Wistar divididos em quatro grupos: T30 foi tratado com corticosterona até 29 dias de idade e morto no dia 30. T65 recebeu o mesmo tratamento, mas foi morto com 65 dias. Cada grupo tinha seu próprio controle (C30 e C65). Os animais foram tratados com injeções intraperitoneais diárias de corticosterona (2 mg/100g peso corporal) entre o 7 e 29 dias de vida. A bexigas foram removidas e processadas para inclusão em parafina. Foram estudados os seguintes elementos da parede vesical: Colágeno, músculo liso, fibras do sistema elástico, densidade vascular e do epitélio. Estes parâmetros foram analisados por métodos morfométricos, imunofluorescência e bioquímica. A densidade vascular na lâmina foi reduzida em 40% (p <0,05) no grupo T65. A organização do colágeno foi alterada em T30 e T65, apesar da concentração de colágeno total não ser alterada. O grupo T65 teve um aumento de fibras do sistema elástico. Não houve diferença na altura e na densidade de células epiteliais entre os grupos. Quanto à densidade de fibras musculares lisas, observamos um aumento de 19% (p <0,05) no grupo T65. A administração de corticosterona na fase pré-púbere provoca modificações estruturais na bexiga de ratos afetando de modo significativo o substrato morfológico sob qual repousa a fisiologia vesical. Foi observado também que estas modificações normalmente aparecem num tempo mais longo após o término do tratamento

Modulação da expressão dos componentes da matriz extracelular e a modulação celular na regeneração da fratura óssea padronizada em tíbia de ratos

O propósito do presente trabalho foi investigar a participação da proliferação celular e da expressão dos componentes da matriz extracelular na cascata de eventos do processo de reparo da fratura óssea, empregando as técnicas histológica, imunohistoquímica e morfométrica, em um modelo experimental padronizado para a indução da lesão na tíbia de ratos a partir do método empregado por Yuehuei e Friedman7. É importante padronizar um modelo de indução da fratura, para posterior investigação da participação das células e dos componentes da matriz extracelular no processo de reparo da fratura, considerando que o tempo de consolidação depende significantemente da natureza e do tipo da lesão produzida. Quarenta (n = 40) ratos Wistar foram submetidos a fratura . Os animais foram avaliados em oito (n = 8) grupos de cinco (n = 5) animais, cada grupo emperimental com 12, 24, 48, 72, 96, 144, 192 e 240 horas após a fratura (12h até 10 dias). As fraturas foram classificadas de acordo com o sistema de classificação internacional de fratura de Muller100, AO (Associação para Osteosíntese). Foram encontradas fraturas simples em 86% do total, sendo 68% de fraturas transversas e 18% de fraturas obliquas, 14% do total de fraturas foram complexas, sendo 8% de fraturas irregulares e 6% de fraturas segmentares. Esses resultados demonstram que o aparelho permite padronizar radiológicamente o tipo de fratura, caracterizado pela linha que separa os fragmentos ósseos. Os resultados qualitativos dos componentes da matriz extracelular para TGF-β, VEGF, colágeno I e II, osteopontina, proteoglicanos, fibras do sistema elástico com a coloração de resorcina funcsina de Weigert, e para proliferação celular pelo PCNA, assim como os resultados morfométricos, sugerem que a modulação da expressão dos componentes da matriz extracelular e a proliferação celular durante o processo de reparo da fratura não é homogênea para todos os componentes teciduais, dependendo significantemente das tensões locais geradas pelo tipo da linha de fratura que pode ser determinante no tempo de regeneração do osso e na qualidade da restauração das propriedades biomecânica. Nossos achados podem contribuir para melhor compreensão da reparo de fratura óssea e para novas abordagens terapêuticas que considerem as propriedades biomecânicas do tecido ósseo em reparo nas suas diferentes etapas

Alterações estruturais da matriz extracelular do prepúcio humano causadas pelo tabagismo

Os autores têm como objetivo, investigar a matriz extra celular, musculatura lisa e densidade vascular do prepúcio de pacientes tabagistas. Espécimes de prepúcio foram obtidas de 20 jovens adultos (média de idade= 27.2) submetidos a postectomia. Dentre os pacientes analisados, um grupo (n=10) possui história prévia de tabagismo (3 to 13 maços/ano, média = 5.8 3.2), e outro grupo (n=10) formam o grupo controle, não fumantes. A coloração de Tricrômico Masson foi utilizada para quantificar tecido conectivo, musculatura lisa e vasos. A coloração Resorcina-fucsina de Weigert foi utilizada para estabelecer as fibras do sistema elástico e a coloração, Vermelho de Picrosirius para o estudo do colágeno. O estudo estereológico foi realizado utilizando o software Image J, para determinar as densidades volumétricas. Para a análise bioquímica o colágeno total foi determinado em μg de hidroxiprolina por MG de tecido seco. O estudo estatístico foi realizado lançando mão do t-teste (p<0,05). Fibras do sistema elástico de fumantes apresentaram-se aumentadas em 42.5% quando comparado ao grupo controle (p=0,002). Em contraste, musculatura lisa (p=0,42) e densidade vascular (p=0,16) não mostraram nenhuma diferença estatística. Foi realizado uma análise quantitativa utilizando Vermelho de Picrosirius sob luz polarizada, que evidenciou a presença de colágeno tipo I e III, sem diferença estatisticamente significativa. A concentração total do colágeno não mostrou diferença entre tabagistas e o grupo controle. (73.1μg/mg 8.0 vs. 69.2μg/mg 5.9, respectivamente, p=0,23). Tabagismo está associado a um significante aumento de fibras do sistema elástico do tecido prepucial. Estes resultados podem, possivelmente, explicar os altos índices de falha na uretroplastia peniana, com uso de flap de prepúcio em fumantes

Estudo estrutural do pênis de fetos humanos normais e anencéfalos no segundo trimestre de gestação

A anecencefalia é o Defeito do Tubo Neural (DTN) mais severo em fetos humanos. Há uma demanda crescente para reposição tissular em doenças crônicas e cirurgias reconstrutoras. Tecidos fetais têm sido utilizados como substitutos para órgãos sólidos. Comparar a estrutura e morfologia do corpo cavernoso e corpo esponjoso de pênis de fetos humanos anencéfalos e de controle a fim de propor um novo modelo para estudos biológicos e transplantes teciduais. Foram estudados 11 pênis de fetos de controle de 14 a 23 Semanas Pós Concepção (SPC), e cinco pênis de fetos anencéfalos de 18 a 22 SPC. Os órgãos foram removidos e processados pelas técnicas histo e imunohistoquímicas rotineiras. A análise do tecido conjuntivo, células musculares lisas e fibras elásticas foram realizadas em lâminas dos espécimes. Os dados foram expressos em Densidade de àrea (Da) utilizando-se um software de processamento digital. As médias foram comparadas utilizando-se o Teste - T não pareado e quando aplicável, a regressão linear simples foi utilizada. Foi considerada significância estatística se p<0,05. O septo intercavernoso encontrava-se presente em todas as amostras. Não foram observadas diferenças da Da do tecido colágeno e musculatura lisa dos pênis de fetos anencéfalos quando comparados aos normais. A regressão linear simples sugere que durante o desenvolvimento humano há um aumen2to gradual do tecido colágeno (R2=0,45) e uma diminuição da musculatura lisa (R =0,62) no corpo cavernoso de ambos os grupos. A elastina encontrava-se presente apenas em fetos a partir da 20 SPC. Não houve diferença na estrutura da genitália entre fetos normais e enencéfalos. Apresença da elastina em fetos a partir da 20 SPC é um dado objetivo da manutenção da capacidade de ereção nestes grupos. A histo e imunohistoquímica sugerem que o desenvolvimento do pênis destes fetos encontra-se inalterado. Futuros estudos deverão ser realizados com o objetivo de avaliar fetos anencéfalos como um potencial grupo de doadores teciduais e um adequado modelo para estudos biológicos.