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Necrose e Apoptose Se os limites das respostas adaptativas forem excedidos ou se as células forem expostas a agentes ou estímulos nocivos, privadas de nutrientes essenciais, ou ficarem comprometidas por mutações que afetem constituintes celulares essenciais, ocorre uma sequência de eventos denominada lesão celular. A lesão celular é reversível até certo ponto, mas se o estímulo persistir ou for intenso o suficiente desde o início, a célula sofre lesão irreversível e, finalmente, ocorre morte celular. 11/08/2021 A morte celular, condição final da lesão celular progressiva, é um dos mais cruciais eventos na evolução de uma doença em qualquer tecido ou órgão. Ela resulta de várias causas, incluindo isquemia (redução do fluxo sanguíneo), infecção e substâncias tóxicas. A morte celular constitui também um processo normal e essencial na embriogênese, no desenvolvimento dos órgãos e na manutenção da homeostase. Existem duas vias principais de morte celular, a necrose e a apoptose. A privação de nutrientes induz uma resposta celular adaptativa chamada autofagia, que pode culminar em morte celular. Todos os agentes prejudiciais atuam interrompendo uma das quatro vias celulares: As quatro vias estão interrelacionadas. A falha em qualquer uma delas irá levar, em última analise, à falha das outras. Lesão celular Reversível: A lesão pode progredir a partir de um estágio reversível e culminar na morte celular. Nos estágios iniciais ou nas formas leves de lesão, as alterações morfológicas e funcionais são reversíveis, se o estímulo nocivo for removido. Os principais marcos da lesão reversível são a redução da fosforilação oxidativa, com consequente depleção do armazenamento de energia na forma de trifosfato de adenosina (ATP), e tumefação celular causada por alterações da concentração de íons e influxo de água. Além disso, várias organelas intracelulares, tais como as mitocôndrias e o citoesqueleto, podem mostrar alterações. Necrose: A necrose foi considerada uma forma “acidental” e desregulada de morte celular resultante de danos às membranas celulares e perda da homeostase dos íons. Quando a lesão das membranas é grave, as enzimas lisossômicas entram no citoplasma e digerem a célula, dando origem a um conjunto de alterações morfológicas descritas como necrose. Conteúdos celulares também são perdidos, através da membrana plasmática lesada, para o espaço extracelular, onde despertam uma reação no hospedeiro (inflamação). A necrose é o padrão de morte celular encontrado em diversas agressões comuns, como as que se seguem à isquemia, exposição a substâncias tóxicas, várias infecções e trauma. Necrose x Apoptose: Em contraste com a necrose, situações em que o DNA ou as proteínas celulares são lesados de modo irreparável, a célula se suicida por apoptose, uma forma de morte celular caracterizada pela dissolução nuclear, fragmentação da célula sem perda completa da integridade da membrana, e rápida remoção dos restos celulares. Como o conteúdo celular não é perdido, ao contrário da necrose, não existe reação inflamatória. Em termos de mecanismo, a apoptose é conhecida por ser um processo altamente regulado, dirigido por uma série de vias genéticas. É, por isso, às vezes, também chamada de “morte celular programada”. Em alguns casos, a necrose também é regulada por uma série de vias de sinalização, embora bastante diferentes daquelas que estão envolvidas na apoptose. Em outras palavras, em alguns casos, a necrose, assim como a apoptose, também é uma forma de morte celular programada. Em reconhecimento a essa semelhança, essa forma de necrose foi chamada de necroptose. Conceitos: Autólise: Digestão de um tecido morto por suas próprias enzimas; Enquanto a necrose é sempre um processo patológico, a apoptose auxilia muitas funções normais e não é, necessariamente, associada à lesão celular. Vale tanto para um tecido necrótico num organismo vivo como para a decomposição do organismo após a morte; Heterólise: Digestão das células necróticas por enzimas derivadas dos leucócitos e desnaturação proteica; Necrose: é o evento da parada de funcionamento da célula como máquina organizada; Necrofanerose: Aparecimento das características morfológicas da necrose no tecido (ou seja, picnose nuclear, eosinofilia do citoplasma); Tempo para necrofanerose varia com o tipo de tecido, temperatura, circunstâncias metabólicas e o método de observação empregado; o Microscópio óptico: o tempo para necrofanerose é tipicamente de 6 horas; o Microscópio eletrônico: alterações irreversíveis (ruptura da membrana celular, degeneração das mitocôndrias), são demonstráveis já minutos após a necrose. Características Morfológica da Lesão Celular: A lesão reversível é caracterizada por tumefação generalizada da célula e suas organelas, formação de bolhas na membrana plasmática, destacamento dos ribossomos do RE, e agregação da cromatina nuclear. Essas alterações morfológicas estão associadas com a diminuição da produção de ATP, perda da integridade da membrana celular, deficiência na síntese de proteínas, e danos ao citoesqueleto e ao DNA. Dentro de certos limites, a célula pode reparar essas desordens e, cessado o estímulo nocivo, ela retornará à normalidade. Contudo, havendo agressão excessiva ou persistente, a célula ultrapassa o ainda nebuloso “ponto de não retorno”, evoluindo para a lesão irreversível e morte celular. Diferentes estímulos nocivos podem induzir a morte por necrose ou apoptose. Alterações na membrana celular: Formação de bolhas na superfície (destacamento da membrana do citoesqueleto); Ruptura da membrana celular: Enfraquecimento decorrente da redução da síntese proteica e alteração nos ácidos graxos dos fosfolipídios; Liberação do material intracelular, formando uma massa indistinta eosinofílica homogênea, vista principalmente nas necroses de caseificação; Junções intercelulares frouxam ou desaparecem (Alterações estruturais da membrana). Alterações nas Mitocôndrias: Condensação da matriz mitocondrial: Deficiência de O2; Tumefação mitocondrial: expansão da câmara interna leva a redução do número de cristas, que vão achatando até o desaparecimento completo (cristólise); É uma lesão reversível se conservado a arquitetura das cristas; Perda das cristas e aparecimento de estruturas amorfas são indicativos de lesão irreversível. Alterações citoplasmáticas: Aumento da acidofilia citoplasmática (eosinofílico): Desacoplamento ribossômico (diminuição de RNA no citosol), ao aumento de ácido láctico no citosol e à desnaturação de cadeias peptídicas com incremento de cargas negativas; Granulação citoplasmáticas: Tumefação e posterior ruptura de organelas (principalmente mitocôndrias e REL); Homogeneização citoplasmática: com a lise das organelas e coagulação das proteínas, formam-se uma massa opaca e acidófila, vista principalmente nas necroses coagulativas. Alterações Nucleares: Picnose: Retração e adensamento do núcleo, com perda da individualidade dos grânulos de cromatina; Cariorrexe: Fragmentação do núcleo picnótico; Cariolise: coloração nuclear pálida e fraca. Depleção de ATP: A redução dos níveis de ATP é a causa fundamental da morte celular por necrose. A depleção de ATP e a redução de síntese de ATP são frequentemente associadas a lesão isquêmica e química (tóxica). O ATP é produzido de duas maneiras. A principal via nas células dos mamíferos é a fosforilação oxidativa do difosfato de adenosina, em uma reação que resulta na redução do oxigênio pelo sistema de transferência de elétrons das mitocôndrias. A segunda é a via glicolítica, que pode gerar ATP na ausência do oxigênio usando glicose derivada dos líquidos corporais ou da hidrólise do glicogênio. Asprincipais causas de depleção de ATP são a redução do fornecimento de oxigênio e nutrientes, danos mitocondriais e a ação de algumas substâncias tóxicas. A depleção de 5% a 10% dos níveis normais de ATP produz extensos efeitos em muitos sistemas celulares críticos: Atividade da bomba de sódio dependente de energia da membrana plasmática é reduzida. A falha desse sistema de transporte leva à entrada de sódio e sua acumulação dentro das células e difusão do potássio para fora. O ganho final de soluto é acompanhado por um ganho isosmótico de água, causando tumefação celular e dilatação do RE. O metabolismo energético celular é alterado. Quando o fornecimento de oxigênio para as células é reduzido, como na isquemia, a fosforilação oxidativa cessa, resultando em decréscimo do ATP celular e aumento associado de monofosfato de adenosina. Essas alterações estimulam as atividades da fosfofrutocinase e da fosforilase, levando a uma taxa aumentada de glicólise anaeróbica, com o propósito de manter as fontes de energia da célula gerando ATP através do metabolismo da glicose derivada do glicogênio. Em consequência, as reservas de glicogênio são rapidamente exauridas. A glicólise anaeróbica resulta em acúmulo de ácido lático e fosfatos inorgânicos da hidrólise de ésteres de fosfato. Isso diminui o pH intracelular, resultando na diminuição da atividade de muitas enzimas celulares. A falência da bomba de Ca 2+ leva ao influxo de Ca 2+, com efeitos danosos em vários componentes celulares. Influxo de Cálcio e perda da Homeostase do Cálcio; O cálcio livre no citosol é normalmente mantido em concentrações muito baixas (≈ 0,1 µmol) em comparação com os níveis extracelulares de 1,3 mmol, e a maior parte do cálcio intracelular fica sequestrada na mitocôndria e no RE. A isquemia e certas substâncias tóxicas causam um aumento da concentração do cálcio citosólico, inicialmente pela liberação do Ca 2+ dos estoques intracelulares e, posteriormente, pelo aumento do influxo através da membrana plasmática. O aumento do Ca 2+ intracelular causa lesão celular por vários mecanismos: O acúmulo de Ca 2+ nas mitocôndrias leva à abertura dos poros de transição de permeabilidade mitocondrial e, como descrito, à falência na geração de ATP. O aumento do cálcio citosólico ativa diversas enzimas, com efeitos potencialmente deletérios sobre a célula. Essas enzimas incluem as fosfolipases (que causam danos às membranas), proteases (que clivam as proteínas de membrana e do citoesqueleto), endonucleases (que são responsáveis pela fragmentação da cromatina e do DNA) e as ATPases (acelerando, assim, o esgotamento de ATP). O aumento dos níveis de Ca 2+ intracelular resultam, também, na indução do apoptose, pela ativação direta das caspases e pelo aumento da permeabilidade mitocondrial. Radicais Livres Derivados do Oxigênio (Estresse Oxidativo): 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. As espécies reativas de oxigênio (ERO) são um tipo de radical livre derivado do oxigênio, cujo papel na lesão celular está bem estabelecido. Normalmente, ERO são produzidas nas células durante a respiração mitocondrial e geração de energia, mas são degradadas e removidas pelos sistemas de defesa celulares. O aumento da produção ou a diminuição da eliminação das ERO provoca um excesso desses radicais livres, uma condição chamada de estresse oxidativo. Efeito patológico dos Radicais Livres: Peroxidação lipídica nas membranas: na presença de O2, os radicais livres causam peroxidação dos lipídios dentro das membranas plasmáticas e das organelas. As interações lipídio-radical livre geram peróxidos, que são instáveis e reativos, e sobrevém uma reação em cadeia autocatalítica (chamada propagação), que pode resultar em lesão extensa das membranas. Modificação oxidativa de proteínas: os radicais livres promovem a oxidação das cadeias laterais de aminoácidos, formação de ligações covalentes proteína-proteína cruzadas (p. ex., pontes dissulfeto) e oxidação da estrutura da proteína. Lesões no DNA. Os radicais livres são capazes de causar quebra das cadeias simples e duplas do DNA, ligações cruzadas das cadeias do DNA e a formação de complexos de adição. Lesão de Isquemia – Reperfusão: As células que são relativamente resistentes à lesão isquêmica sofrem lesão adicional e necrose após o reinício da perfusão (lesão por reperfusão). O ATP residual (produzido por glicólise) permiti que as mitocôndrias danificadas mantenham a polarização e retornem a seu funcionamento com o reinício da perfusão; O baixo pH intracelular resultante da glicólise estabiliza as mitocôndrias e retarda o processo denominado “transição de permeabilidade mitocondrial”; Durante a reperfusão, tais mitocôndrias continuam a acumular Ca2+ e liberam quantidades significamente elevadas de espécies reativas de oxigênio (ERRO) no citoplasma. Necrose Coagulativa: É o tipo mais comum de necrose, podendo ser chamada de Necrose Isquêmica; Ocorre quando a digestão/ liquefação enzimática do tecido por autólise é retardada e a coagulação (desnaturação proteica) predomina; Infarto: necrose que se instala após interrupção do fluxo sanguíneo; Infarto Branco ou Anêmico ou Isquêmico: Área de necrose de coagulação (isquêmica) ocasionada por hipóxia letal local, em território com circulação do tipo terminal; Causa é sempre arterial (oclusão tromboembólica, compressiva); Órgão mais comumente lesado são os rins, o baço, o coração; Permanência das células necróticas no tecido como restos Fantasmas são removidos lentamente por fagocitose a partir da periferia da área necrótica. Não ocorre no cérebro. Infarto Vermelho ou Hemorrágico: Area de necrose edematosa e hemorrágica; Ocasionada por hipóxia letal local, em território com a circulação preferencialmente do tipo dupla ou colateral (pulmão / fígado); o Órgão frouxos ou com irrigação dupla ou com rica circulação colateral; o Necrose de coagulação na presença de circulação residual (a partir de uma fonte alternativa), suficiente para demonstrar hemorragia tecidual maciça; Tanto a oclusão arterial como a venosa podem causar infartos vermelhos. Necrose Caseosa: É um tipo especial de necrose coagulativa; Se instala no meio da reação inflamatória provocada por certas doenças, principalmente a tuberculose; Os macrófagos não conseguem matar o bacilo (MBT – Mycobacterium tuberculosis) e aloja-o; É uma ação de degradação progressiva e irreversível feita por enzimas em tecidos lesionados; Ação de linfócitos T e Macrófagos; Linfócitos T liberam > citocinas (IFN-gama) > macrófagos ativados e capaze. Porção central do granuloma sofre necrose por falta de nutrição (pode ocorrer calcificação). Inicialmente as células ocupam a porção central do granuloma e, ao mesmo tempo, na periferia observa-se a presença de linfócitos T, nos quais caracterizam uma resposta da hipersensibilidade tardia. O macrófago ativado libera proteases metabólitos do ácido araquidônico e fatores de crescimento angiogênico (que estimulam a proliferação de vaso), englobando a região lesada, formando o granuloma complexo. Com a cronificação a porção central do granuloma pode sofrer necrose caseosa devido à ausência nutricional, formando então, um centro necrótico. O meio necrótico é desfavorável ao MTB, que deprime sua atividade metabólica e fica adormecido, condição na qual pode sobreviver por décadas. Mesmo deprimindo seu metabolismo, o bacilo pode proliferar dentro do granuloma, podendo reativar a infecção posteriormente. Granuloma: reaçãoinflamatória em que os macrófagos sofrem modificações estruturais e funcionais para aumentar a eficiência da fagocitose. Microscopicamente: Aspecto róseo, amorfo, finamente granuloso; Massa amorfa constituída de proteínas e lipídeos; Frequentemente com calcificação; Gigantócitos tipo Langhans: considera-se que a célula epitelióide é um constituinte obrigatório dos granulomas. (núcleos agrupados em ferraduras). Macroscopicamente: Estrutura semelhante a “caseum” (queijo branco e fresco); Substância pastosa esbranquiçada ou amarelada que resulta da necrose dos tecidos, particularmente das lesões tuberculosas. Gangrena: É um tipo especial de necrose isquêmica (coagulativa); Participação de bactérias, geralmente anaeróbicas, levando a putrefação do tecido necrótico; 1- Gangrena seca: Seca, retraída, com aspecto mumificado e negra, por alteração da hemoglobina; Ocorre, com maior frequência, em extremidades, como nariz, orelha e membros; Características: Não apresenta o fator “dor”; Macroscopicamente, apresenta linha demarcatória entre a área normal e o tecido necrosado; Etiologia: Causa isquêmica causada através do congelamento ou vasoconstrição ou por doenças obstrutivas dos vasos periféricos; Complicações de Diabetes tipo I e II; Gesso e bandagens muito apertados; Ocorre fisiologicamente no cordão umbilical. 2- Gangrena Úmida: Quando o tecido necrótico se contamina com bactérias saprófitas, que digerem o tecido, amolecendo-o. Geralmente são bactérias anaeróbicas, que produzem enzimas proteolíticas e fosfolipases. Ocorre preferencialmente: Pulmões: pneumonias agudas por inspiração de corpos estranhos; Intestino: evolução de apendicites e colecistites graves; Glândula mamária: mastite aguda por coliformes e/ou estafilococos; Pele: após contaminação de ferimentos, úlceras, queimaduras ou contaminação de tecidos profundos. Etiologia: Isquemia e liquefação: proliferação de micro-organismos; Pode se espalhar muito mais rápido do que a gangrena seca; Pode levar a complicações potencialmente fatais, como o choque séptico; Há bolhas pretas e pus fétido abaixo da pele diluída na área; 3- Gangrena Gasosa: Ocorre em contaminações por bactérias do gênero Clostridium, que comumente levam a produção de gases, sendo esse fator um dos motivos pelos nomes: gangrena gasosa, gangrena enfisematosa, gangrena crepitante ou gangrena bolhosa. Etiologia: causada por bactérias anaeróbicas produtoras de gás ( H2, CO2, CH4, NH3,SH2), ácido acético, ácido butírico, de onde o odor característico de manteiga rançosa. Esteatonecrose: A gordura sofre ação de enzimas lipolíticas (lipases) pancreáticas, geralmente após lesões traumáticas, isquêmicas ou químicas que levam a rupturas de células adiposas. Pancreatite aguda: a ação das lipases pancreáticas libera ácidos graxos dos triglicérides, que reagem com íons Ca++ dos líquidos intersticiais, formando sabões insolúveis de cálcio, que têm aspecto semelhante a cera de vela (reação de saponificação). Ocorre: Tecido peripancreático (pancreatite aguda); No tecido gorduroso da glândula mamária; Em qualquer região onde houver tecido gorduroso em grande quantidade sujeito a trauma intenso. Necrose liquefativa: Causada pela interrupção vascular / Infecção bacteriana; Liquefação enzimática do tecido necrótico: Tecido morto se encontra liquefeito por ação de enzimas hidrolíticas com dissolução enzimática rápida e total do tecido morto; Sofre lise por ação de bactérias ou por proteases de leucócitos; Zona de necrose adquire consistência mole, semifluida ou mesma liquefeita. Ocorre: Tecidos ricos em líquidos e pobres em albuminas coaguláveis: Suprarrenal; As células necróticas são removidas rapidamente por fagocitose em toda a área necrótica. Não costuma haver parada completa e sim uma redução acentuada da circulação, que não impede a chegada de células sanguíneas ao local da lesão. Sistema nervoso (presença de bainhas de mielina); Mucosa gástrica; Abcessos: Áreas de infecção bacteriana purulenta que produzem uma nova cavidade no tecido; Resulta de uma necrose liquefativa, por ação das enzimas proteolíticas das próprias bactérias e dos neutrófilos atraídos para combatê- las. Abcesso: Acúmulo localizado de pus num tecido, formando uma cavidade delimitada por uma membrana de tecido inflamatório; O líquido purulento se forma em virtude da desintegração e morte (necrose) do tecido original, micro-organismos e leucócitos. Exsudato fibrino-purulento: líquido com proteínas (fibrina) e células de defesa (neutrófilo). Neurônios necróticos são denominados de “vermelhos”. No SN, há a participação da micróglia, que ao diferenciar-se se torna macrófago. VEGF: em morte de neurônios, esse fator estimula o crescimento do endotélio vascular (angiogênese). Gliose: tecido reparado (infarto antigo).
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