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Necrose e Apoptose Necrose: é a morte celular/tecidual que ocorre no tecido vivo. É a evidencia morfológica de que uma célula ou tecido sofreu uma lesão irreversível no individuo vivo. A necrose é caudada pela ação degradativa progressiva de enzimas celulares e/ou da coagulação (desnaturação) de proteínas. ↪Como reconhecer uma área de necrose? • Características macroscópicas gerais: ➢ Cor mais clara: isquemia (o tecido está privado de sangue), supuração (formação de pus), granuloma ➢ Cor mais escura: congestão (o sangue não sai da região) ➢ Perda da resistência do tecido (amolecimento gradativo) ➢ Zona de demarcação (é um processo inflamatório que se forma como resposta como resposta ao tecido necrótico) bem definida entre o tecido necrótico e tecido vivo, demorando de 2-3 dias para aparecer. • Características microscópicas óptica (na coloração H-E): ➢ Aumento da eosinofilia do citoplasma ➢ Citoplasma com aspecto mais homogêneo e vítreo ➢ Calcificação ↪Tipos de necrose – padrões morfológicos: • Causas são muito variáveis, no entanto tem uma pequena diversidade morfológica. • Dois processos essencialmente simultâneos produzem alterações morfológicas observadas na necrose: digestão enzimática da célula e desnaturação de proteínas. A prevalência de um ou outro processo gera padrões distintos de necrose celular. • Tipos: coagulação, liquefação, caseosa, gordurosa. • A necrose é causada pela ação degradativa progressiva de enzimas celulares, ou seja, as células possuem enzimas no lisossomas. Tem a autólise em que há muitas enzimas que causam a degradação da própria célula até chegar ao fim que é chamado de necrose. E a necrose também pode ser por heterólise tendo lise por enzimas de células inflamatórias que migram para o local. • Necrose coagulativa: prevalência do processo de desnaturação das proteínas em que a célula está passando por um processo de lesão onde vão ocorrer danos nas suas proteínas e enzimas, o citoesqueleto é mantido devido a degradação ser lenta. ➢ É observada em casos de hipóxia e isquemia; geralmente em infartos, queimaduras e lesões produzidas por ácidos e bases fortes; queimadura por fogo; intoxicação aguda. ➢ Características macroscópicas: área amarelo pálida, textura firme, sem brilho, de limites mais ou menos precisos e de forma irregular ou triangular, dependendo do tipo de circulação que este órgão apresenta. ➢ Acidente ofídico: a toxina da serpente causa desnaturação da proteína ➢ Características microscópicas: geralmente ocorre perda do núcleo, mas com preservação da forma celular básica, permitindo o reconhecimento dos contornos celulares (imagem fantasma) e da arquitetura do tecido. • Necrose liquefativa: ocorre na lesão isquêmica no tecido nervoso, nas infecções bacterianas focais devido a quimiotaxia para neutrófilos e nas infecções por fungos que tem toxinas que vão liquefazer os tecidos. É caracterizada por ação de enzimas hidroliticas em que dissolvem os tecidos. ➢ Características macroscópicas: perda de arquitetura do tecido que é substituída por massa pastosa ou liquida de coloração branco- acinzentada (no SNC denominamos áreas de malácea = amolecimento), amarelada ou esverdeada (supuração – pus, abscesso) ➢ Características microscópicas: substituição das células por uma massa rósea amorfa onde podemos observar debrís celulares e neutrófilos. Há perda da estrutura do tecido. Quando não e possível reconhecer o que está vendo na microscopia é característica de necrose liquefativa. • Necrose caseosa: tem uma mistura de processo inflamatório e toxina bacteriana. Aparentemente é uma mistura de necrose coagulativa e liquefativa. Analisar se não acarretou em tuberculose.. ➢ Característica macroscópica: aspecto de massa de queijo branco fresco, essa massa de queijo pode ter calcificação. Presença de turberculo ou granulomas, ao corte tem uma massa “caseosa”, com aspecto de massa de queijo fresco e áreas de calcificação. ➢ Características microscópicas: as células não mantem sua arquitetura externa, como na necrose coagulativa, mas também não são completamente hidrolisada, como na necrose liquefativa. As células aparentam estar parcialmente digeridas, persistem como uma coleção amorfa de detritos amorfos, ligeiramente granulares, eosinofilicos, com células fragmentadas ou lisadas, circundadas por uma borda inflamatória (granuloma). Resíduos celulares amorfos aparentemente composto por células coaguladas, fragmentadas, circundadas um processo inflamatório granulomatoso. • Necrose gordurosa (esteatonecrose): é a necrose do tecido adiposo quando ocorre traumatismo no tecido e pancreatite aguda (lise enzimática do tecido adiposo por lipases). Essa digestão enzimática gera decomposição a membrana das células (ésteres de triglicerídeos) formando os “sabões de cálcio”. ➢ Características macroscópicas: depósitos amorfos, esbranquiçados de consistência dura no tecido subcutâneo ou na gordura da cavidade abdominal. ➢ Características microscópicas: adipócitos necróticos (sem núcleo), áreas de calcificação distrófica, infiltrado róseo e amorfo contendo células inflamatórias. Células gigantes podem ser observadas. • Necrose fibrinóide: está relacionada com a formação de complexos imunes (Ag-Ac) levando a ativação do complemento e causa lesão na parede do vaso, gerando o extravasamento de proteínas plasmáticas, principalmente fibrina e albumina, as quais se depositam na parede do vaso. Observado em vasculite autoimune. ↪Consequências da necrose: são extremamente variáveis dependendo da causa da necrose, da extensão da área lesada e do local onde ocorre. • Quando há necrose ocorre liberação de enzimas, a quantificação delas auxilia no diagnostico clinico e no prognostico (dependendo de enzima liberada dá para ter uma noção da extensão da área lesada). • Áreas extensas de necrose pode sofrer choque toxêmico (o tecido necrótico libera muitas substancias que desencadeiam uma resposta inflamatória exacerbada). ↪Evolução da necrose: o tecido necrótico é reconhecido como um corpo estranho, logo, deve ser eliminado. • Formas de eliminação: ➢ Absorção: tem o processo inflatorio que vi fagocitar e remover o tecido como se absorvesse tudo que está morto. ➢ Drenagem: formação de pus ➢ Regeneração: se não for área muito extensa e o tecido tenha capacidade de regeneração. ➢ Cicatrização: substituição da área lesada por tecido fibroso/conjuntivo ➢ Calcificação ➢ Encistamento/sequestro: o tecido é isolado ➢ Ulceração: ocorre em superfícies revestidas por tecido epitelial (trato gastrointestinal e pele) ↪Gangrena: tipos particulares de necrose • Gangrena úmida: necrose + fermentação bacteriana (bactérias saprófitas anaeróbicas) • Gangrena gasosa: contaminação por bactérias gênero Clostridium septicum, C. perfrigens e outras espécies • Gangrena seca: necrose de coagulação isquêmica de extremidade (orelhas, dedos da mão e dos pés, cauda). Apoptose A célula é fragmentada em corpos apoptóticos que são removidos por fagocitose (por macrófagos ou celular adjacentes). É a deleção especifica de células que depende de sinais fisiológicos, executados por um conjunto exclusivo de produtos gênicos (proteínas) que são utilizados de forma controlada por células eucarióticas. Não causa processo inflamatório. Processos fisiológicos relacionados: embriogênese (girino perde a cauda, os dígitos com membranas entre os dedos que é perdida). ↪Involução dependente de hormônio no adulto: acontece por meio de apoptose, ou seja, faltou hormônio a célula entende que ela não é mais necessária • Células endometriais – ciclo menstrual • Atresia folicular ovariana – menopausa • Mama lactante – desmame • Próstata – machoscastrados ↪Deleção celular em populações de células em proliferação: • Regressão ou crescimento ativo de neoplasias • Neutrófilos durante a inflamação aguda • Linfócitos auto-reativos no timo • Epitélio intestinal ↪Morte celular produzida por estímulos capazes de produzir necrose em doses levadas: calor, radiação, radicais livres, hipóxia, quimioterápicos citotóxicos ↪Características morfológicas da apoptose: • Seletividade do processo, que atinge células isoladas • Retração celular e perda de contato • Condensação da cromatina • Distribuição da cromatina na periferia do núcleo • Manutenção da integridade das membranas • Formação de corpos apoptóticos • Fagocitose: remoção dos corpos apoptóticos ↪Microscopia óptica: • Células apoptóticas são observadas como uma estrutura redonda ou oval • Citoplasma intensamente eosinofilico e fragmentos densos de cromatina corpos apoptóticos podem ser: ➢ Basófilos (fragmento nuclear) ➢ Eosinófilos (fragmento citoplasmático) • Não há ativação do processo inflamatório. ↪Principais características bioquímicas da apoptose: • Clivagem proteica: hidrolise de proteínas envolvendo a ativação das caspases (proteases que possuem cisteína no sitio ativo). • Clivagem do DNA: endonucleases promovem a clivagem internucleossomal (entre os nucleossomos) da cromatina, gerando fragmentos com 180-200 pares de bases • Reconhecimento fagocítico: células apoptóticas expressam fosfatidilserina nas camadas externas de suas membranas plasmáticas. Algumas células também expressam trombospondina. Tanto a fosfatidilserina e a trombospondina são reconhecidas por fagócitos, sendo assim um sinal que a célula manda para que seja fagocitada. ↪O que faz com que uma célula decida a se comprometer com a apoptose é o balanço entre: sinais positivos necessários para a sobrevivência e sinais negativos. Existem alguns fatores que sinalizam para a célula que ela tem alguma função para aquele tecido, quando há o predomínio desses genes a célula entende que tem que se manter viva e viável. • Sinais positivos necessários para a sobrevivência: fatores de crescimento para neurônios; IL-2 (age na medula óssea e provoca a proliferação de linfócitos); hormônios • Sinais negativos: ➢ Aumento de oxidantes, como radicais livres ➢ Lesão do DNA por radicais livres, luz UV, raio- X, quimioterápicos ➢ Acúmulo de proteínas (erro de dobras terciarias) ➢ Ligação a receptores da superfície de “ativadores da morte”: são receptores da superfície da célula que uma vez estimulados dão inicio a apoptose. Exemplos: TNF-alfa, TNF-beta, CD95 ↪Fases da apoptose: 1. Vias sinalizadoras 2. Controle e integração 3. Fase de execução comum: ativação das caspases 4. Remoção das células mortas – fagocitose 1) Vias sinalizadoras: o processo de apoptose pode ser dividido em uma fase de iniciação, na qual caspases tornam-se ativas cataliticamente, e uma fase de execução, na qual essas enzimas agem para causar a morte celular. O início da apoptose ocorre principalmente através de sinais de duas vias distintas, mas convergentes: a extrínseca, ou iniciada por receptores, e a intrínseca, ou mitocondrial. Ambas as vias convergem para ativar as caspases. ↪Via extrínseca (morte desencadeada por receptores): a via extrínseca inicia-se através da interação dos receptores de morte da superfície celular em uma diversidade de células. Os receptores de morte são membros da família dos receptores TNF, que contêm um domínio citoplasmático envolvido na interação proteína-proteína, chamada de domínio da morte, porque é essencial para a entrega dos sinais apoptóticos. Os receptores de morte mais bem conhecidos são os receptores TNF tipo 1 (TNFR1) e uma proteína relacionada, chamada Fas (CD95). • Quando ocorre a ligação cruzada da Fas com seu ligante, a FasL ligada à membrana, três ou mais moléculas de Fas associam-se, e seus domínios citoplasmáticos de morte juntos formam um sítio de ligação para uma proteína adaptadora que também contém um domínio de morte chamado FADD (domínio de morte associado à Fas) → O FADD adere aos receptores de morte e liga-se a uma forma inativa da caspase-8 → várias moléculas de pró- caspase-8 são trazidas para a proximidade e clivam-se para produzir caspase-8 ativa → caspase-8 ativa dispara uma cascata de ativação de caspases através de clivagens → ativa outras pró-caspases → as enzimas ativas medeiam a fase de execução da apoptose • Essa via da apoptose pode ser inibida por uma proteína chamada FLIP, que se liga à pró- caspase-8, mas não pode clivar e ativar a enzima, pois falta a ela atividade enzimática. Alguns vírus e células normais produzem FLIP e usam essa inibição para proteger células infectadas e normais da apoptose mediada pela Fas. ↪Via intrínseca (mitocondrial): a via intrínseca da apoptose é o resultado do aumento da permeabilidade mitocondrial e da liberação de moléculas pró-apoptóticas para o interior do citoplasma, sem função para os receptores de morte. Os fatores de crescimento e outros sinais de sobrevivência estimulam a produção de membros antiapoptóticos de proteínas da família Bcl-2. Há mais de 20 proteínas nesta família, e todas elas atuam na regulação da apoptose; as duas principais são Bcl-2 e Bcl-x. Essas proteínas antiapoptóticas normalmente residem nas membranas mitocondriais e no citoplasma. • Quando as células são privadas dos sinais de sobrevivência ou sujeitas ao estresse, Bcl-2 e/ou Bcl-x saem da membrana mitocondrial e são substituídas por membros pró-apoptóticos dessa família, como Bak, Bax e Bim → os níveis de Bcl-2/Bcl-x diminuem → permeabilidade da membrana mitocondrial aumenta → proteínas (principalmente citocromo c) ativam a cascata da caspase extravasam → citocromo c se liga a uma proteína chamada Apaf-1 → o complexo ativa a caspase-9 → outras proteínas mitocondriais, como o fator de indução de apoptose (AIF), entram no citoplasma, onde se unem e neutralizam os vários inibidores de apoptose, cuja função normal é bloquear a ativação da caspase. → iniciação da cascata de caspase. ↪Fase de execução: a fase final da apoptose é mediada por uma cascata proteolítica, para a qual os vários mecanismos de desencadeamento convergem. • Caspase: as proteases que medeiam a fase de execução são espécies altamente conservadas e pertencem à família caspase. A família caspase, que agora engloba mais de 10 membros, pode ser dividida funcionalmente em dois grupos básicos: iniciador (caspase-9, caspase-8) e executor (caspase-3, caspase-6), dependendo da ordem em que são ativados durante a apoptose. As caspases devem sofrer uma clivagem ativadora para a apoptose ser desencadeada. As caspases possuem seus próprios locais de clivagem, que podem ser hidrolisados não somente por outras caspases, mas também de maneira autocatalítica. • Depois que uma caspase iniciadora é clivada para gerar sua forma ativa, o programa de morte enzimática é colocado em movimento por uma ativação rápida e sequencial de outras caspases → caspases executoras clivam as proteínas citoesqueléticas e da matriz nuclear → rompem o citoesqueleto e levam ao desarranjo nuclear → ativação da caspase-3 converte uma DNAase citoplasmática em uma forma ativa através da clivagem de um inibidor da enzima → DNAase induz a clivagem internucleossômica típica do DNA. 2) Controle e integração: membros da família Bcl-2 de proteínas • Reguladores inibidores: Bcl-2, Bcl-XL – cancelamento dos sinais letais • Reguladores promotores: Bax, Bak, Bim – compromisso com a morte é inevitável 3) Fase de execução comum: ativação das caspases, ela podendo ser iniciadora e executora • Iniciadora: 8 e 9 • Executora: 3, 6 e 7 4) Remoção das células mortas: formação dos corpos apoptóticosque saem sinalizados com a fosfatidilserina ou trombospondina na superfície que serão fagocitados pelos fagócitos. ↪Distúrbios relacionados a desregulação da apoptose: • Distúrbios relacionados à inibição da apoptose e aumento da sobrevida celular ➢ Câncer: especialmente carcinomas com mutação do gene P53 (perde o controle de qualidade do DNA da célula) e tumores independentes de hormônio ➢ Distúrbios autoimunes: não há remoção de linfócitos auto reativos após uma resposta imune • Distúrbios relacionados ao aumento da apoptose e morte celular excessiva ➢ Doenças neurodegenerativas: perda de grupos específicos de grupos específicos de neurônios ➢ Lesões isquêmicas: infarto do miocárdio e acidente vascular cerebral. ➢ Depleção de linfócitos induzida por vírus (AIDS) ➢ Rejeição de transplantes: não reconhecimento do MHC do tecido transplantado.
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