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Introdução à Patologia A patologia é o estudo (logos) do sofrimento (pathos); O conceito de NORMAL para a saúde é o conceito de normalidade de Gauss que expressa a normalidade como sendo a média populacional; Devemos também ter a noção de diferenciação entre o que é SINAL do que é SINTOMA: SINAL é aquilo que pode ser visto e quantificado numericamente; SINTOMA é aquilo que podemos perceber ou ouvir do paciente, mas não existe uma escala para quantificar. Ex: a FEBRE se eu tenho um termômetro a febre é sinal; se eu não tenho é sintoma. Esse ramo de estudo dedica-se ao estudo das alterações estruturais, bioquímicas e funcionais nas células, tecidos e órgãos que estão relacionados as doenças; Utiliza-se nesse ramo técnicas moleculares, microbiológicas, imunológicas e morfológicas; A patologia por sua vez tenta explicar os porquês dos SINAIS e SINTOMAS manifestados por pacientes, proporcionando uma base racional para os cuidados clínicos e a terapia; O processo doença envolve 4 aspectos: 1) Etiologia – causa da doença; 2) Patogênese – mecanismos de desenvolvimento da doença; 3) Alterações moleculares e morfológicas – alterações bioquímicas e estruturais induzidas nas células e órgãos do corpo pela doença; 4) Manifestações Clínicas – consequências funcionais da doença; ETIOLOGIA Na antiguidade para os árcades (2500 a..c), se alguém ficou doente foi culpa ou do próprio paciente por ter pecado ou dos defeitos de agentes externos, como mau cheiro, frio, maus espirituais, ou os deuses; Atualmente, existe 2 classes principais de fatores etiológicos: Respostas Celulares ao Estresse e a Agentes Tóxicos (Adaptação, lesão e Morte) 1) GENÉTICA – mutações hereditárias e variantes de doenças associadas ao gene ou poliformismos; 2) ADIQUIRIDA – doenças infecciosas, nutricionais, químicas ou físicas; Tem se a ideia de que um agente etiológico é a causa de uma doença. Contudo, a maioria das nossas aflições, tais como ateroesclerose e câncer, são multifatoriais e surgem dos efeitos de vários desencadeadores; PATOGÊNESE Pode ser definida como a sequência de eventos na resposta de células ou tecidos ao agente etiológico, a partir do estímulo inicial até a expressão da doença. Exemplo: FIBROSE CÍSTICA – gene defeituoso – proteínas defeituosas; Eventos bioquímicos e morfológicos: leva a formação de cistos e fibrose nos pulmões, pâncreas e outros órgãos. ALTERAÇÕES MOLECULARES E MORFOLÓGICAS As alterações morfológicas referem-se às alterações estruturais nas células ou tecidos que são ora características de uma doença, ora diagnósticas de um processo etiológico. Tradicionalmente, a patologia diagnóstica, na sua prática, usa a morfologia para determinar o tipo da doença e acompanhar sua evolução. Embora a morfologia permaneça sendo uma peça fundamental para os diagnósticos, suas limitações se tornaram evidentes ao longo dos anos. Por exemplo, lesões morfologicamente idênticas podem surgir através de mecanismos moleculares distintos. Esse aspecto é mais impressionante no estudo dos tumores; cânceres de mama que são morfologicamente idênticos podem apresentar evolução, respostas terapêuticas e prognóstico completamente diferentes. Análises moleculares por técnicas, tais como sequenciamento de última geração começam a revelar diferenças genéticas que predizem o comportamento dos tumores, bem como sua resposta a diferentes terapias. Cada vez mais, as terapias-alvo específicas com base nas alterações moleculares estão sendo utilizadas para o tratamento dos cânceres. Por isso, o campo da patologia diagnóstica se expandiu a ponto de incluir biologia molecular e análise proteômica na análise das doenças. MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS As manifestações clínicas se dão pela combinação entre os fatores genéticos, bioquímicos e estruturais que desencadeiam uma série de sinais e sintomas. A progressão de tal doença, sua evolução clínica e seu resultado também entram nesse quarto processo patológico. Respostas Celulares ao Estresse e à Estímulos Nocivos (Agentes Tóxicos) HOMEOSTASE – pode ser definida como sendo condições mantidas dentro de faixas estreitas de variação que permitam a sobrevivência das células em condições normais de funcionamento. Simplificando . . . A HOMEOSTASE É UM ESTADO NO QUAL AS CÉLULAS DESEMPENHAM SUAS FUNÇÕES ADEQUADAMENTE! RESPOSTAS ADAPTATIVAS: HIPERTROFIA: aumento no tamanho das células e da sua atividade funcional; HIPERPLASIA: aumento no número das células; ATROFIA: diminuição no tamanho e na atividade metabólica das células; METAPLASIA: mudança no fenótipo de células. METAPLASIA NÃO É CÂNCER! OBS: quando o estresse é eliminado da célula ela pode se recuperar ao seu estado original sem ter sofrido quaisquer consequências prejudiciais. Adaptações do Crescimento Celular e Diferenciação 1) HIPERTROFIA: refere-se ao aumento do volume de um órgão devido ao aumento do tamanho de suas células. O órgão hipertrofiado não tem novas células, apenas CÉLULAS MAIORES. Para que uma célula sofra hipertrofia ela pode ser de dois tipos: Células com capacidade de divisão: que podem responder ao estresse e sofrer tanto hiperplasia quanto hipertrofia – SOFRE MAIS HIPERPLASIA. Células com baixa taxa de divisão celular: estas, aumentam sua massa tecidual devido a hipertrofia – ex: fibras miocárdicas ou fibras musculares esqueléticas. A hipertrofia por sua vez, pode ser fisiológica ou patológica causada por: Demanda funcional ou Estimulação por hormônios e fatores de crescimento EXEMPLOS DE HIPERTROFIA FUNCIONAL: HIPERTROFIA DO MÚSCULO (funcional): neste caso, uma maior carga de trabalho resulta de um aumento no tamanho das fibras musculares individuais em resposta ao aumento da demanda. HIPERTROFIA DO CORAÇÃO (funcional): neste caso, ocorre um estímulo para a hipertrofia devido a uma sobrecarga hemodinâmica crônica ocasionada pela DOENÇA DE CHAGAS o que levará a um quadro de hipertensão ou válvulas defeituosas devido ao espessamento do miocárdio. HIPERTROFIA DO ÚRTERO (hormonal): durante a gravidez há um aumento no tamanho do órgão que resulta principalmente de hipertrofia das fibras musculares. A ação de hormônios estrogênicos sobre os receptores de estrogênio do músculo liso aumenta a síntese de proteínas do músculo liso e levam então a um aumento no tamanho da célula uterina. Figura que representa um útero gravídico ao lado de um útero não gravídico afim de representar a diferença de tamanho entre eles. Figura B representa a imagem microscópica de um útero não gravídico e a figura C um útero gravídico. Em que fica claro observar a hipertrofia das células uterinas, ou seja, seu aumento de tamanho. OBS: existe uma visão tradicional de que o músculo cardíaco e esquelético em adultos é considerado TECIDOS INCAPAZES DE SE PROLIFERAR e, portanto, o seu tamanho é inteiramente um resultado da hipertrofia. No entanto, novas evidências, mostram que esses mesmos tipos de células são capazes de se proliferar, e também renovar áreas a partir de precursores em adição a hipertrofia. 90% de hipertrofia; 10% de hiperplasia; MECANISMOS DE HIPERTROFIA: Há três etapas básicas na patogenia molecular da hipertrofia: As ações integradas de sensores mecânicos (que são iniciadas por aumento da carga de trabalho); Fatores de crescimento (incluindo TGF- β, fator de crescimento semelhante à insulina 1 [IGF-1], fator de crescimento fibroblástico); Agentes vasoativos (p. ex., agonistas α- adrenérgicos, endotelina-1 eangiotensina II). De fato, os próprios sensores mecânicos induzem a produção de fatores de crescimento e agonistas; Esses sinais originários da membrana celular ativam uma rede complexa de vias de transdução de sinal. Duas dessas vias bioquímicas envolvidas na hipertrofia muscular são a via do fosfoinositídio 3-cinase (PI3K)/Akt (considerada a mais importante na hipertrofia fisiológica, p. ex., a induzida por exercício) e a via de sinalização em cascata da proteína G ligada a receptores (induzida por muitos fatores de crescimento e agentes vasoativos e considerada como sendo mais importante na hipertrofia patológica). Essas vias de sinalização ativam um conjunto de fatores de transcrição como GATA4, fator nuclear de células T ativadas (NFAT), e fator estimulador do miócito 2 (MEF2). Esses fatores de transcrição trabalham coordenadamente para aumentar a síntese das proteínas musculares que são responsáveis pela hipertrofia. A hipertrofia também pode estar associada: Fatores de permuta de proteínas contráteis do adulto para a forma fetal ou neonatal: Por exemplo: Na hipertrofia muscular a isoforma α- da miosina de cadeia pesada é substituída pela isoforma β, pois esta possui RITMO DE CONTRAÇÃO MAIS LENTO e é ECONÕMICA ENERGETICAMENTE. Expressão gênica de células hipertróficas: alguns genes são expressos somente durante o desenvolvimento precoce e são re- expressas em células hipertróficas. Hipertrofia seletiva: é resumidamente a hipertrofia das organelas intracelulares. Tal tipo de hipertrofia é umas das explicações para o aumento de alguns fármacos para que o efeito seja o mesmo porque o organismo de adaptou devido a hipertrofia seletiva de suas organelas. 2) HIPERPLASIA: refere-se ao aumento no número de células num órgão ou tecido, geralmente resulta em massa aumentada do órgão ou tecido. A hiperplasia só ocorre em células que possuem a capacidade de se dividir. A hiperplasia pode ser FISIOLÓGICA OU PATOLÓGICA. A HIPERPLASIA fisiológica pode se dividir em: hiperplasia hormonal ou compensatória. HIPERPLASIA HORMONAL – aumenta a capacidade funcional de um tecido quando necessário. Exemplo: a proliferação do epitélio glandular da mama feminina na puberdade e durante a gravidez. HIPERPLASIA COMPENSATÓRIA – aumento da massa do tecido após dano ou secção parcial. Exemplo: indivíduos que vivem até com apenas 20% do fígado, pois o mesmo possui a capacidade de se regenerar. “MITO DO PROMETEU” A HIPERPLSIA patológica pode ser causada principalmente por: EXCESSO DE HORMÔNIOS Hiperplasia do endométrio; Hiperplasia prostática benigna; FATORES DE CRESCIMENTO QUE ATUAM EM CÉLULAS ALVO Câncer; Infecções virais; HIPERPLASIA PATOLÓGICA HIPERPLASIA DO ENDOMÉTRIO - a hiperplasia endometrial é um exemplo de hiperplasia anormal induzida por hormônio. Normalmente, após a menstruação, há um surto rápido de atividade proliferativa no endométrio que é estimulado por hormônios hipofisários e pelo estrogênio ovariano. Ela permanece até sua parada, pelos níveis crescentes de progesterona, em geral cerca de 10 a 14 dias antes do fim do ciclo menstrual. Em alguns casos, no entanto, o equilíbrio entre estrogênio e progesterona é perturbado, o que resulta em aumentos absolutos ou relativos na quantidade de estrogênio, com consequente hiperplasia das glândulas endometriais. Devemos também salientar, que o ovário é formado por três distintas camadas: O ENDOMÉTRIO camada mais interna do útero formado por células epiteliais e que fazem HIPERPLASIA; O MIOMÉTRIO camada mediana do útero formada por células de tecido muscular liso que realizam HIPERTROFIA; O PERIMÉTRIO camada mais externa do útero formada por células de tecido adiposo e conjuntivo. As células conjuntivas realizam sempre HIPERPLASIA. Já as células adiposas possuem a capacidade de até os 18 anos realizarem apenas hiperplasia e depois dessa idade realizam também hipertrofia; O ESTROGÊNIO é o PRINCIPAL hormônio que causa HIPERPLASIA NA MULHER. Ele por sua vez, é o responsável por promover a hiperplasia do perimétrio e a hipertrofia do miométrio. Já a PROGESTERONA é o hormônio responsável por manter e aumentar essa hiperplasia e hipertrofia. HIPERPLASIA PROSTÁTICA BENIGNA – ocorre mediante a resposta do estímulo ao hormônio androgênico. Causa dificuldade em urinar e expelir o sêmen. CÂNCER – os mecanismos de controle de crescimento se tornam desregulados ou ineficazes por causa de aberrações genéticas e isso desencadeia uma PROLIFERAÇÃO DESENFREADA. Exemplo: câncer de endométrio. INFECÇÕES VIAIS – fatores de crescimento produzidos por genes virais ou por células infectadas podem estimular a proliferação celular. Exemplo: HPV MECANISMOS DA HIPERPLASIA: É dependente da capacidade de regeneração dos diferentes tipos de células. CÉLULAS LÁBEIS (células estaminais): Se dividem continuamente; Exemplos: células tronco, células basais da epiderme, criptas de Lieberkuhn; Estas sofrem hiperplasia como uma adaptação à lesão celular; CÉLULAS ESTÁVEIS (células em repouso): Se dividem com pouca frequência, porque estão normalmente na fase de repouso; Devem ser estimuladas por hormônios ou fatores de crescimento para entrar no ciclo celular; Exemplos: hepatócitos, astrócitos, células musculares lisas; Podem sofrer hiperplasia ou hipertrofia como uma adaptação à lesão celular; 3) ATROFIA: refere-se à diminuição de tamanho de um órgão ou tecido devido a diminuição de suas células. Na figura A vemos a representação de um cérebro normal. Na figura B podemos identificar um cérebro de com atrofia de um homem de 82 anos com doença cerebrovascular ateroesclerótica, resultando em fornecimento de sangue reduzido. Causas: Estimulação Hormonal Diminuída – um exemplo é o HIPOPITUITARISMO, patologia envolvendo a pituitária (glândula hipófise). Essa patologia causa a atrofia de órgãos alvo como a tireoide e o córtex cerebral que são órgãos comandados por essa glândula. Diminuição da Inervação – um exemplo seria a ESCLEROSE LATERAL AMIOTRÓFICA em que ocorre a atrofia dos músculos esqueléticos após a perda de neurônios motores inferiores. Diminuição do Fluxo Sanguíneo – um exemplo seria a ATROFIA CEREBRAL devido a aterosclerose da artéria carótida. Diminuição na Oferta de Nutrientes – um exemplo característico seria o MARASMO com a diminuição/privação total das calorias. Aumento da Pressão Sanguínea – um exemplo desse tipo de causa de atrofia é a HIDRONEFROSE quando ocorre a atrofia do córtex da medula adrenal no rim. Na hidronefrose o tamanho macroscópico aparenta estar na normalidade, no entanto, ao cortarmos esse rim ele se encontra repleto de água. Oclusão dos Ductos Secretores – um exemplo é a FIBROSE CÍSTICA onde as glândulas exócrinas sofrem o espessamento de seus ductos devido a atrofia das células dos mesmos. MECANISMOS DA ATROFIA Encolhimento das células devido ao catabolismo aumentado das organelas celulares (por exemplo, as mitocôndrias) e a redução do cortisol. É a perda das células por APOPTOSE – em que a própria célula começa a se digerir internamente. 4) METAPLASIA: refere-se à substituição de um tipo de célula por outra totalmente diferenciada. Tipos de Metaplasia: Metaplasia de Epitélio Escamoso para Glandular – ex: ESÔFAGO DE BARRETT – em que o epitélio distal do esôfago exibe um aumento das células caliciformes e células secretoras de muco em resposta ao refluxo ácido. Metaplasia de Epitélio glandular a outros tipos de epitélio glandular – ex: METAPLASIA INTESTINAL – em que o epitélio do piloro e do antro exibem um aumento de células caliciformes e de Paneth em resposta à ação da H. Pilory induzidapor gastrite atrófica crônica. Metaplasia de Epitélio glandular para escamoso – ex: EPITÉLIO BRÔNQUICO – em que células basais do epitélio brônquico desenvolvem metaplasia escamosa em resposta à fumaça irritante do cigarro. Metaplasia do Epitélio glandular para escamoso – ex: EPITÉLIO ENDOCERVICAL – em que o epitélio endocervical desenvolve metaplasia escamosa, em resposta ao pH ácido da vagina, quando ele se torna ainda mais ácido que o normal. Metaplasia do Epitélio de transição para escamoso – ex: EPITÉLIO DA BEXIGA – em que por infecção por Schistosoma Haematobium na bexiga provoca metaplasia do epitélio de transição para o escamoso. MECANISMOS DA METAPLASIA Reprogramação de células tronco em resposta aos seguintes sinais: Hormônios; Vitaminas; Irritantes químicos; A METAPLASIA pode ser REVERSÍVEL! Desde que o agente irritante seja removido. Lesão e Morte Celular A lesão celular ocorre quando as células são estimuladas tão intensamente que não são mais capazes de se adaptar ou quando são expostas a agentes naturalmente nocivos ou são prejudicadas devido a anormalidades intrínsecas. A lesão pode progredir a partir de um estágio reversível e culminar até a morte celular CAUSAS DA LESÃO CELULAR: As causas da lesão celular podem variar desde a violência de um acidente automobilístico até anormalidades celulares sutis, tais como a mutação genética causando a perda de uma enzima importe por exemplo. Os estímulos prejudiciais podem ser agrupados nas seguintes categorias gerais: 1) PRIVAÇÃO DE OXIGÊNIO (HIPÓXIA): A hipóxia é a redução do oxigênio proveniente no tecido. As causas da hipóxia incluem a redução do fluxo sanguíneo (isquemia), a oxigenação inadequada do sangue devido a insuficiência cardiorrespiratória, e a redução da capacidade de transporte de oxigênio no sangue como é no caso do envenenamento por monóxido de carbono ou grande perda sanguínea. É importante salientar que o oxigênio circula dentro da corrente sanguínea livremente e essa pressão de oxigênio é conhecida como PRESSÃO PARCIAL (em mm Hg); e também, circula dentro da hemácia na forma de hemoglobina e essa pressão é conhecida como a SATURAÇÃO do paciente e é possível de ser medida e calculada. Por consequência, a soma dessas duas pressões é dita PRESSÃO TOTAL DE O2. Quando alguma anormalidade leva a diminuição do oxigênio no cérebro por exemplo, este órgão na tentativa de se adaptar e manter suas funções normais começa a acessar os lipídeos provenientes daquela região realizando uma degradação lipídica que leva a uma formação de corpos cetônicos extremamente tóxicos e prejudiciais as funções cerebrais. Quando essa falta, começa por afetar os músculos os mesmos que realizam suas atividades de normalidade de forma aeróbia transformando o oxigênio em energia a partir de ATP passam a gerara ácido lático proveniente dessa reação de o oxigênio. Esse ácido lático é de extremo prejuízo aos miócitos, ou seja, as células musculares. 2) AGENTES FÍSICOS: Podemos incluir entre os agentes físicos que geram lesão celular: Trauma mecânico; Extremos de temperatura (queimaduras e frio de profundidade); Mudanças bruscas de pressão atmosférica; Radiação; Choque elétrico; 3) AGENTES QUÍMICOS: Produtos químicos simples – como o sal e a glicose em concentrações hipertônicas podem perturbar o equilíbrio eletrolítico das células; Traços de venenos – como o arsênio, os sais de cianeto ou o mercúrio podem provocar lesões até mesmo irreversíveis nas células; Outras substancias “companheiros diários” – poluentes ambientais e do ar, inseticidas e herbicidas; perigos industriais e ocupacionais como o CO2 e o amianto. Drogas recreativas – como o álcool e drogas terapêuticas; 4) AGENTES INFECCIOSOS: Esses agentes variam desde vírus submicroscópicos até as tênias de vários metros de comprimento. Entre os dois extremos temos os vírus, bactérias e fungos em várias formas como na forma de parasitas. 5) REAÇÕES IMUNOLÓGICAS: O sistema imunológico exerce uma função essencial na defesa contra agentes patogênicos infecciosos. Mas as reações imunitárias podem também causar lesão celular como DOENÇAS AUTOIMUNES e REAÇÕES IMUNES. Exemplos de algumas doenças autoimunes são: artrite reumatoide, esclerose múltipla, lúpus, psoríase tireoide, diabetes tipo I e tipo II. 6) DESORDENS GENÉTICAS: Síndrome de Down – uma má formação congênita associada a causa por uma anomalia cromossômica; Anemia falciforme – tempo de vida reduzido de células vermelhas do sangue causada por uma única substituição de aminoácido na hemoglobina; Erros inatos do metabolismo – defeitos genéticos que podem causar lesão celular por causa da deficiência de proteínas funcionais; 7) DESIQUILÍBRIOS NUTRICIONAIS: Os desequilíbrios nutricionais continuam sendo uma causa constante de lesões celulares. A deficiência proteico-calórica de alguns povos desfavorecidos leva a um número considerável de mortes. A deficiência de vitaminas especificas também leva a desnutrição e até a morte em alguns casos. Ironicamente, os excessos também levam a desequilíbrios que podem acarretar em aterosclerose com o excesso de colesterol na dieta. Além disso, a obesidade está associada ao aumento da incidência de várias doenças importantes como o diabetes e o câncer. Alterações Morfológicas na Lesão Celular No esquema abaixo nós temos a representação visual do desenvolvimento sequencial de alterações bioquímicas e morfológicas na lesão celular As células se tornam não funcionais, logo após o início da agressão, embora elas ainda permaneçam viáveis, com danos potencialmente reversíveis. No entanto, em uma agressão de longa duração pode levar a lesão irreversível e morte celular. As alterações morfológicas de lesão podem culminar em 2 tipos de morte celular: NECROSE; APOPTOSE; Abaixo um quadro de representação das características da necrose e da apoptose: Característi ca Necrose Apoptose Tamanho celular Aumentado (tumefação) Reduzido (retração) Núcleo Picnose (degenerado), cariorrexe (fragmentado), cariólise (dissolução/queb ra) Fragmentação em fragmentos do tamanho de nucleossomos Membrana plasmática Rompida Intacta: estrutura alterda, especialmente a orientação dos lipídeos. Conteúdo celular Digestão enzimática; Intacta: são liberados em corpos apoptóticos Inflamação adjacente Frequente Quase nenhuma Papel fisiológico ou patológico Invariavelmente patológica (resultando da lesão celular irreversível) Frequenteme nte fisiológica. Lesão Reversível As alterações ultraestruturais da lesão celular reversível incluem: 1) Alterações da membrana plasmática como bolha, embotamento e perda de microvilosidades; 2) Alterações mitocondriais, incluindo inchaço e aparecimento de pequenas densidades amorfas; 3) Dilatação do RE, com deslocamento de polissomos, figuras de mielina introcitoplasmáticas podem estar presentes; 4) Alterações nucleares, com a degradação dos elementos granulares e fibrilares; Na figura A temos a microscopia eletrônica de uma célula epitelial em estado de normalidade. Na figura B também temos a microscopia eletrônica desta mesma célula, sofrendo uma lesão mais ainda é uma célula viva. Já na imagem C, vemos a mesma célula epitelial em estado de morte. Necrose A aparência morfológica de necrose é resultado da desnaturação de proteínas intracelulares e digestão enzimática da célula; A morte de grupos de células, muitas vezes é acompanhada por um infiltrado inflamatório (pus); Toda necrose possui uma inflamação; TIPOS DE NECROSE: 1) NECROSE DE COAGULAÇÃO A necrosede coagulação preserva o contorno estrutural das células mortas. O MECANISMO – advém da desnaturação de enzimas e proteínas estruturais, e isso se dá por alguns fatores: Acumulação celular de metais pesados ou de lactado (por exemplo, chumbo, mercúrio) Exposição celular a radiação ionizante. A inativação das enzimas intracelulares impede a dissolução (autólise) da célula – por isso o contorno celular se mantém. NA IMAGEM – nós podemos observar uma área de infarto do miocárdio que sofreu uma necrose de coagulação. Nela podemos observar em VERMELHO (rosado) a presença de hemácias, devido ao extravasamento de sangue no local. Vemos também em AZUL (arroxeado) a presença de leucócitos (neutrófilos (que são leucócitos primários) e macrófagos) As fibras paralelas esbranquiçadas são as fibras dos miócitos. Os núcleos da imagem estão sofrendo PICNOSE (degeneração) e outros já sofreram CARIÓLISE (a quebra total do núcleo). O arcabouço celular está preservado! EXEMPLOS DE NECROSE DE COAGULAÇÃO: INFARTO – o infarto é uma área com ausência de oxigênio e uma manifestação grosseira de necrose de coagulação devido a oclusão subida de um vaso (devido a oclusão por placa de ateroma por exemplo). Geralmente em forma de cunha, os vasos ramificados por exemplo a artéria pulmonar são ocluídos. EXISTEM 2 TIPOS: a) Tipo pálido (isquêmico) – falta de irrigação sanguínea por causa de um tromboembolismo. Nele, o tecido aumenta a sua densidade (pode ocorrer no coração, rim e baço) e assim, impede que os glóbulos vermelhos se difundam através do tecido necrótico. A área amarelada representa as áreas de infarto isquêmico b) Tipo hemorrágico (vermelho) – ocorre um aumento um extravasamento de sangue no local. Ocorre em tecidos destexturizados como o pulmão e intestino delgado – os glóbulos vermelhos se difundem através do tecido necrótico A figura representa um corte histológico de um pulmão que sofreu necrose de coagulação do tipo hemorrágica. O tecido apresenta formato de cunha devido a necrose – e a seta representa o vaso que foi obstruído e levou ao extravasamento lateral de sangue que deu a coloração avermelhada ao tecido. A necrose de coagulação do tipo hemorrágica pode levar a formação de GANGRENAS. A imagem mostra uma gangrena seca dos dedos dos pés em indivíduos com diabetes mellitus é uma forma de infarto que resulta em isquemia. OBS: TIPOS DE GANGRENA: GANGRENA ÚMIDA – apresenta material purulento amarelado é característico de necrose liquefativa. GARNGRENA SECA – se houver material purulento ele será enegrecido, é característico de necrose de coagulação. 2) NECROSE LIQUEFATIVA A degradação necrótica do tecido que amolece se torna liquefeito. O MECANISMO – enzimas lisossomais liberadas pelas células necróticas ou neutrófilos causam a liquefação do tecido. EXEMPLO DE NECROSE LIQUEFATIVA: INFARTO DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL – encéfalo (cérebro) e medula espinal. Ocorre de modo que as enzimas hidrolíticas começam a degradar os próprios neurônios e geram grande quantidade de material purulento (dentro de cavidades císticas). Cérebro acometido por necrose liquefativa A necrose liquefativa também pode formar gangrenas: Na imagem temos representado uma gangrena úmida dos dedos dos pés de indivíduos com diabetes mellitus é uma infecção do tecido morto imposta por microrganismos anaeróbios (por exemplo, Clostridium perfringens). 3) NECROSE CASEOSA Variante de necrose de coagulação associada com material acelular com aparência de queijo suíço (caseosa) O MECANISMO – bacilos como o “Mycobacterium tuberculosis” e fungos sistêmicos (por exemplo, Histoplasma) ativam os neutrófilos das células e estes, despejam PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO dentro de toda a célula, esse peróxido começa a destruir não só os bacilos mas como toda a célula saudável e também a membrana que reveste os próprios bacilos que é rica em LIPÍDEOS, esse lipídio irá precipitar e formar ácidos graxos e triacilglicerol formando assim o aspecto caseoso que veremos nesse tipo de necrose. NECROSE CASEOSA Tuberculose do pulmão, com uma grande área de necrose caseosa, contendo restos amarelo-branco (queijo). Outro exemplo é o ABCESSO EM LINFONODOS quando a necrose ocorre dentro dos LINFONODOS devido ao aprisionamento de bactérias dentro de um linfonodo – os linfócitos também irão despejar peróxido de hidrogênio dentro do linfonodo e a degradação lipídica também ocorrerá. A formação de GRANULOMAS é característico do processo de necrose nos linfonodos. Nos granulomas nós encontramos células T(help) CD4 macrófagos, linfócitos e células epiteliais. MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE LINFONODO NECRÒTICO Na imagem, vemos a presença de granulomas – e a área com ausência de linfócitos (área com menor concentração de pontos arroxeados) temos a área necrótica. 4) NECROSE GORDUROSA ENZIMÁTICA É um tipo de necrose característico do tecido adiposo localizado em torno do pâncreas agudamente inflamado O MECANISMO - ativação da lipase pancreática (por exemplo, excesso de álcool), causando a hidrólise de triglicerídeos em células de gordura; – Conversão de ácidos graxos em sabão (saponificação): *Combinação de ácidos e de cálcio. O álcool leva ao aumento das enzimas pancreáticas e as proenzimas do pâncreas que só deviam se ativar no duodeno começam a se ativar já dentro do pâncreas fazendo com que o tecido adiposo de dentro e fora do pâncreas começam a ser degradados. EXEMPLO: PANCREATITE AGUDA NECROSE GORDUROSA TRAUMÁTICA (subtipo da necrose gordurosa enzimática) Ocorre no tecido adiposo (por exemplo, o tecido da mama do sexo feminino) como resultado de um trauma; – Não mediada por enzima LIPASE. É a enzima TRPSINA que age nesses casos. 5) NECROSE FIBRINÓIDE É limitada a pequenas artérias musculares, arteríolas, vênulas e capilares glomerulares; O MECANISMO - Deposição de material proteico róseo nas paredes dos vasos devido a danificação às membranas basais. Ocorre quando medicamentos ou trombos impedem a chegada de suprimento sanguíneo na vaso vasorum (vasos que nutrem os vasos). Necrose fibrinóide na artéria. CONDIÇÕES ASSOCIADAS: Vasculite imune, hipertensão maligna Mecanismos da Injúria Celular PRINCÍPIOS RELEVANTES PARA A MAIORIA DAS FORMAS DE LESÃO: 1) A resposta celular a estímulos nocivos depende da natureza da lesão, da sua atuação e da sua gravidade; 2) As consequências da lesão celular dependem do tipo, do estado e da adaptabilidade da célula afetada; 3) A injúria celular resulta de diferentes mecanismos bioquímicos que atuam em vários componentes celulares essenciais; 4) Qualquer estímulo prejudicial pode desencadear simultaneamente vários mecanismos interligados que danificam as células; PRINCIPAIS MECANISMOS DELEÇÃO DO ATP A deleção da molécula de ATP ou a diminuição do ATP ocasionada por uma ISQUEMIA por exemplo gera uma área de anoxemia e depois anoxia ao tecido. Dessa forma, o que acontece na isquemia é que o oxigênio não chega ao tecido levando a uma fosforilação oxidativa que desencadeia a DIMINUIÇÃO do ATP. A partir desse momento, temos 3 mecanismos podendo acontecer: 1) DIMINUIÇÃO DO Na+ (mal funcionamento da bomba de sódio e potássio) – esse mal funcionamento que diminui as concentrações de Na+ dentro da célula desencadeia um INFLUXO de Ca+ e H2O (um aumento) e também um EFLUXO de K+. Esse desequilíbrio eletrolítico citado anteriormente gera um aumento do retículo endoplasmático, consequentemente um aumento celular como um todo e assim uma diminuição das microvilosidades (componente da membrana apical que irá formar BOLHAS DE EMBOTAMENTO) 2) AUMENTO DA GLICOSE ANAERÓBICANesse mecanismo, as concentrações de glicose irão diminuir devido a sua quebra por O2 e isso então levará a formação de ácido lático (que ficará com a concentração aumentada) e dessa forma o pH diminuirá ficando mais ácido. Esses processos como um todo farão com que o DNA sofra um processo de condensação da sua cromatina – com a cromatina condensada ela não consegue ser lida, ou seja, as proteínas não conseguem ser formadas. 3) SAÍDA DOS RIBOSSOMOS DO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO O terceiro mecanismo que a diminuição de ATP desencadeia é a deleção ribossômica. Em que ocorrerá uma DIMINUIÇÃO na síntese de proteínas e isso levará a DEPOSIÇÃO DE LIPÍDEOS (reserva lipídica) Essa deposição lipídica é uma tentativa da célula de informar que se em algum momento ela vier a sobreviver pós a lesão que está sofrendo a forma de sobrevida dela é realizando uma deposição lipídica. ** formação de micelas de lipídeos no interior da célula. DANO MITOCONDRIAL O dano mitocondrial é gerado por um AUMENTO de cálcio citosólico (ou seja, dentro da célula), com o estrese oxidativo do O2 formando radicais livres e ainda com a preroxidação lipídica. Dessa forma, esses fatores estão intimamente ligados com a diminuição do ATP, outro mecanismo de lesão celular. Esse conjunto de fatores leva a saída de prótons H+ e a saída de citocromo C (que é um conjunto de proteínas enzimáticas que estão relacionadas com a fosforilação oxidativa – quando há uma falta de O2 por conta da fosforilação a célula entende que não necessita mais do citocromo C e por isso o retira de dentro da célula) Sendo assim, a saída dos prótons H+ está relacionada com o processo de necrose, pois, os prótons atacam as proteínas de membrana. Já a saída do citocromo C sinaliza a célula a produzir proteínas apoptóticas e leva a célula a apoptose. INFLUXO DE CÁLCIO (Ca+) E PERDA DA HOMEOSTASE DO CÁLCIO Este é mais um mecanismo que está relacionado com a deleção do ATP e com a diminuição do oxigênio proveniente. Uma vez que esse mecanismo de lesão se desenvolve a partir da entrada de cálcio dentro da célula porque a bomba de sódio e potássio não está funcionando adequadamente devido à falta de O2 e a diminuição do ATP. O que acontece de fato é que a quantidade de cálcio se torna excessiva, pois junta-se o Ca+ das mitocôndrias celulares, o Ca+ do retículo endoplasmático liso e ainda o novo cálcio que está entrando dentro dessa célula devido a diminuição de O2 e de ATP. Essa quantidade exacerbada gera um desequilíbrio de gradiente** Ainda nesse mecanismo de lesão temos ocorrendo um FEEDBACK NEGATIVO – em que o cálcio fora da célula age nas mitocôndrias inibindo que a mesma produza ATP para regular o desequilíbrio que está desencadeando o grande influxo de cálcio, essa falta de produção diminuirá ainda mais os níveis de ATP e o processo será agravado. O desequilíbrio citosólico de cálcio é capaz de ativar alguns tipos de enzimas celulares: 1) FOSFOLIPASE – diminuição de fosfolipídios causando danos a membrana; 2) PROTEASES – que irão destruir as proteínas da membrana e do citoesqueleto e assim gerará danos a membrana; 3) ENDONUCLEASES – gerarão dano nuclear; 4) ATPase – devido a permeabilidade mitocondrial realizam a degradação de ATP; ACÚMULO DE RADICAIS LIVRES DERIVADOS DO OXIGÊNIO (ESTRESSE OXIDATIVO) A lesão celular induzida por radicais livres, particularmente as espécies reativas de oxigênio, é um importante mecanismo de dano celular em muitas condições patológicas, como a lesão química e por radiação, lesão de isquemia-reperfusão (produzida pela restauração do fluxo sanguíneo em um tecido isquêmico), envelhecimento celular e morte de micorganismos pelos fagócitos. Os RADICAIS LIVRES são espécies químicas que têm um único elétron não emparelhado em um orbital externo. Os elétrons não emparelhados são altamente reativos e “atacam” e modificam moléculas adjacentes, tanto substâncias inorgânicas quanto orgânicas – muitas delas componentes essenciais do núcleo e da membrana celular. As ESPÉCIES REATIVAS DO OXIGÊNIO (ERO’S) são um tipo de radical livre derivado do oxigênio. Normalmente, as ERRO’S são produzidas nas células durante a respiração mitocondrial e geração de energia. No entanto, o aumento da produção ou a diminuição da eliminação das ERRO’S provoca um excesso desses radicais livres, uma condição chamada de estresse oxidativo. **O estresse oxidativo tem sido implicado em uma grande variedade de processos patológicos, incluindo lesão celular, câncer, envelhecimento e algumas doenças degenerativas como doença de Alzheimer OBS: **hepatite ou pancreatite podem ocorrer devido ao elevado consumo de alcool que geram a alta foramção de radicais livres que consomem SOD (superóxido dismutase) e POD (peroxidase). OBS: **TEORIA DO ENVELHECIMENTO CELULAR – ao longo do tempo os mecanismos produtores de radicais livres vão diminuindo fazendo com que os fatores de oxidação aumentem ocasionando o envelhecimento. DEFEITOS NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA A perda precoce da permeabilidade seletiva da membrana, evoluindo no final para um dano evidente da membrana, é uma característica constante na maioria das formas de lesão celular (exceto na apoptose). O dano na membrana pode afetar as funções e a integridade de todas as membranas celulares. A membrana celular é formada de caudas carbônicas (apolares) e cabeças (polares), quando ocorre uma inversão dessa membrana, expondo ou rompendo-a por uma lesão ou dano por exemplo, processos inflamatórios são desencadeados: RUPTURA– ocorre a perda de organelas citoplasmáticas gerando disparos para desencadear resposta inflamatória; EXPOSIÇÃO – leva a formação de lisossomos com enzimas digestivas dentro da membrana exposta que começa a realizar a degradação dos componetes celulares; DANO AO DNA E À PROTEÍNAS A dupla fita de DNA é empacotada pelas HISTONAS. As histonas possuem proteínas chamadas PARP que auxiliam no enovelamnento do DNA. Quando algum dano acomete o DNA como a radiação, estresse oxidativo ou fármacos nocivos, por exemplo, alterações podem ocorrer por meio de 2 vias: APOPTOSE – em que ocorre a clivagem da PARP, ou seja, a sua quebra, o que deixará o DNA fragmentado (cariorrex); REPARAÇÃO – onde a PARP se liga a adenosina e faz com que apenas uma parte do DNA não consiga ser lida. Apoptose A apoptose é uma via de morte celular induzida por um programa de suicídio finamente regulado no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas que degradam seu próprio DNA e suas proteínas nucleares e citoplasmáticas. É dita como uma morte programada mediada enzimaticamente, principalmente pela enzima CASPASE. As células apoptóticas se quebram em fragmentos, chamados corpos apoptóticos, que contêm porções do citoplasma e núcleo. A membrana plasmática da célula apoptótica e de seus corpos apoptóticos permanece intacta, mas sua estrutura é alterada de tal maneira que seus fragmentos tornam-se alvos para os fagócitos. MECANISMO APOPTÓTICO: APARÊNCIA MICROSCÓPICA: Perda da adesãodas células (justaposição); Citoplasma profundamente eosinófilo; Núcleo picnótico, fragmentado ou ausente; Mínimo ou nenhum filtrado inflamatório; Mecanismos da Apoptose Em uma CÉLULA SAUDÁVEL o mecanismo que regula a nomalidade da célula se dá pelos que receptores que essa célula recebe e que a informa que ela deve se manter viva! Esses receptores são chamados fatores de crescimento e podem ser a insulina por exemplo. Esses fatores de crescimento produzem proteínas ANTI-APOPTOSE chamadas de Bcl-2. O Bcl-2 se liga na membrana da mitocôndria para que o citocromo C (que é um sinalizdor de morte quandofora da mitocôndria) não saia da mitocôndia de maneira nenhuma – assim a célula se mantém viva! *** agora, quando a célula começa a ser lesada, por diversos fatores por exemplo uma dano ao DNA por radiação, processos apoptóticos começam acontecer. Esse dano faz com que a célula produza uma proteína chamada BH-3 que é a proteína antagonista do Bcl-2 e assim quem se liga na membrana da mitocôndia é a BH-3 Dessa maneira, mesmo que exista Bcl-2, a proteina BH-3 já esta ocupando o seu lugar na membrana mitocondrial - isso por sua vez, faz com que o citocromo C saia da célula por canais BAX/BAK e assim o citocromo C ativa as enzimas CASPASES e gera então a apoptose celular. A célula é levada ao processo apoptótico por duas vias: 1) Via intrínsceca – via do citocromo C que passa pela Bcl-2 (visto anteriormente); 2) Via Extrínceca – é a via do FAS/FAS-L. Todas as células possuem receptores FAZ/FAZ-L que são receptores que conseguem entender quando suas células vizinhas estão entrando em morte e dessa maneira ela escolhe também morrer ativando as CASPASES mais uma vez. REPRESENTAÇÃO DAS DUAS VIAS: Autofagia A autofagia envolve o sequestro de organelas celulares em vacúolos autofágicos citoplasmáticos (autofagossomos) que se fundem com os lisossomos e digerem o material incluso. A autofagia é uma resposta adaptativa que é reforçada durante a privação de nutrientes, permitindo que a célula se canibalize para sobreviver. A formação do autofagossomo é regulada por mais de uma dúzia de proteínas que atuam de forma coordenada e sequencial. A desregulação da autofagia ocorre em muitos estados de doença, incluindo cânceres, doenças inflamatórias intestinais e distúrbios neurodegenerativos. A autofagia desempenha um papel na defesa do hospedeiro contra certos microrganismos. Acúmulos Intracelulares Muitos processos resultam em acúmulos intracelulares anormais, mas a maioria são atribuíveis a quatro tipos de anormalidades: 1- METABOLISMO ANORMAL: ocorre um aumento lipídico. 2- MUTAÇÃO ERRÔNIA: uma mutação no DNA causa uma construção errada de tal proteína e faz com que ela não saia da célula. 3- AUSÊNCIA ENZIMÁTICA: falta certa enzima para desconstruir determinada proteína e ela fica armazenada dentro de lisossomos. 4- INGESTÃO DE MATERIAIS INDIGERÍVEIS: assimilação de substâncias externas que as células não conseguem digerir tal material. Calcificações Patológicas É a deposição de tecido anormal de sais de cálcio, juntamente co quantidades menores de ferro, magnésio, e sais minerais. Existem duas formas de calcifcação patológica: CALCIFICAÇÃO DISTRÓFICA Ocorre localmente; Níveis séricos normais de cálcio; Ausência de desarranjos no metabolismo do cálcio; A calcificação distrófica é encontrada em áreas de necrose, sejam elas do tipo coagulativa, caseosa ou liquefativa, e em focos de necrose enzimática da gordura. A calcificação quase sempre está presente nos ateromas da aterosclerose avançada. Também se desenvolve comumente nas valvas cardíacas envelhecidas ou danificadas, dificultando ainda mais a sua função. CALCIFICAÇÃO METASTÁTICA Deposição de sais de cálcio em tecidos normais; Quase sempre resulta em hipercalcemia secundária; Pode ocorrer de uma única vez em vários tecidos do corpo devido a alguns fatores como o aumento da secreção do paratormônio (PTH), devido a destruição de tecido ósseos decorrente de tumores primários na medula óssea, distúrbios relacionados com a vitamina D, e ainda insufisciência renal que desregula os balanços eletrolíticos. Envelhecimento Celular O envelhecimento celular é resultado do declínio progressivo da função e viabilidade celulares causado por anormalidades genéticas e acúmulo de danos moleculares e celulares devido aos efeitos da exposição a influências exógenas DANO AO DNA - Uma variedade de agentes (físicos, químicos e biológicos) exógenos e fatores endógenos, tais como as ERO, ameaçam a integridade do DNA nuclear e mitocondrial. Embora a maioria das lesões do DNA seja reparada por enzimas de reparo de DNA, algumas persistem e se acumulam à medida que a célula envelhece. SENESCÊNCIA CELULAR - Todas as células normais têm uma capacidade limitada de replicação, e após um número fixo de divisões, as células ficam paradas em um estado final em que não existe mais divisão, conhecido como senescência replicativa. O envelhecimento está associado com a senescência replicativa progressiva de células. Células de crianças têm a capacidade de realizar mais ciclos de replicação do que células de pessoas idosas.
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