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LESÃO CELULAR: Ocorre quando as células são estressadas tão excessivamente que não são mais capazes de se adaptar ou quando são expostas a agentes lesivos ou são prejudicadas por anomalias intrínsecas. LESÃO CELULAR REVERSÍVEL: embora existam anomalias estruturais e funcionais significativas, a lesão ainda não progrediu para um dano severo à membrana e dissolução nuclear. MORTE CELULAR: com a persistência do dano, a lesão torna-se irreversível e, com o tempo a célula não pode se recuperar e morre. Existem dois tipos de morte celular: Necrose Apoptose Enquanto a necrose constitui sempre um processo patológico, a apoptose auxilia muitas funções normais e não está necessariamente associada à lesão celular patológica. CAUSAS DA LESÃO CELULAR Privação de oxigênio Agentes químicos e drogas Agentes infecciosos Reações imunológicas Defeitos genéticos Desequilíbrios nutricionais Agentes físicos Envelhecimento MORFOLOGIA DA LESÃO CELULAR E TECIDUAL Todos os estresses e influências nocivas exercem seus efeitos, primeiro, em nível molecular ou bioquímico A função celular pode ser pedida antes que ocorra a morte celular, e as alterações morfológicas na lesão (ou morte) celular surgem mais tarde A lesão persistente ou excessiva faz com que as células passem do “ponto de não retorno” para lesão irreversível e morte celular Dois fenômenos caracterizam consistentemente a irreversibilidade: Incapacidade de reverter a disfunção mitocondrial (perda de fosforilação oxidativa e geração de ATP) mesmo depois da resolução da lesão original Profundos distúrbios na função da membrana MORFOLOGIA DA LESÃO REVERSÍVEL TUMEFAÇÃO CELULAR: resultado da falência das bombas de íons dependentes de energia na membrana plasmática, levando a incapacidade de manter a homeostasia iônica e líquida. Primeira manifestação de quase todas as formas de lesão celular. Obs.: quando afeta muitas células em um órgão, causa alguma palidez (resultante da compressão dos capilares), aumento do turgor e aumento do peso do órgão. DEGENERAÇÃO GORDUROSA: surgimento de vacúolos lipídicos, grandes ou pequenos, no citoplasma. Comum na lesão hipóxica e em várias formas de lesão metabólica ou tóxica. EOSINOFILIA: as células lesadas podem exibir coloração eosinofílica que se torna muito mais pronunciada com a progressão para a necrose. OUTRAS ALTERAÇÕES ASSOCIADAS À LESÃO REVERSÍVEL: Alterações na membrana plasmática, como bolhas, apagamento ou distorção das microvilosidades e perda das adesões intercelulares Alterações mitocondriais, como tumefação e presença de densidades amorfas ricas em fosfolipídios Dilatação do RE com destacamento dos ribossomos e dissociação dos polissomos Alterações nucleares, com condensação da cromatina Figuras de mielina, massas fosfolipídicas derivadas das membranas celulares lesadas NECROSE Morte celular associada à perda da integridade da membrana e extravasamento dos conteúdos celulares, culminando na dissolução das células (enzimas lisossomais) Os conteúdos celulares que escapam iniciam uma reação inflamatória no local, no intuito de eliminar as células mortas e iniciar o processo de reparo Sempre representa um processo patológico MORFOLOGIA DA NECROSE: Alterações citoplasmáticas: Aumento da eosinofilia (coloração rósea) – desnaturação das proteínas e perda de RNA citoplasmático Aparência homogênea – perda de partículas de glicogênio Figuras de mielina Aspecto vacuolado “roído pro traças” – digestão enzimática Descontinuidade das membranas das organelas e das membranas plasmática Dilatação acentuada das mitocôndrias Rompimento dos lisossomos Alterações nucleares: degradação da cromatina e do DNA Picnose: quando o núcleo apresenta um volume reduzido e torna-se hipercorado, tendo sua cromatina condensada. Cariorrexe: a cromatina adquire uma distribuição irregular, podendo se acumular em grupos na membrana nuclear. Há perda dos limites nucleares. Cariólise: há dissolução da cromatina e perda da coloração do núcleo, o qual desaparece completamente. DESTINO DAS CÉLULAS NECRÓTICAS: Podem persistir por algum tempo ou ser digeridas por enzimas e desaparecer São substituídas por figuras de mielina, que são fagocitadas por outras células ou, mais tarde, degradadas em ácidos graxos (que se ligam a sais de cálcio – calcificação) PADRÕES DE NECROSE TECIDUAL: NECROSE DE COAGULAÇÃO: Necrose de coagulação isquêmica: Causada por isquemia local Há perda de nitidez dos elementos nucleares Manutenção do contorno celular devido à permanência da membrana celular Células anucleadas e eosinofílicas Característica de infartos isquêmicos em todos os órgãos sólidos, exceto o cérebro Necrose de coagulação hemorrágica: Quando há presença de hemorragia no tecido necrosado Essa hemorragia às vezes pode complicar a eliminação do tecido necrótico pelo organismo Aspecto vermelho-amarronzado Característica de infartos hemorrágicos NECROSE LIQUEFATIVA: Comum em infecções bacterianas ou, ocasionalmente, nas infecções fúngicas Transformação do tecido em uma massa viscosa líquida Os micróbios estimulam o acúmulo de células inflamatórias e as enzimas dos leucócitos a digerirem o tecido Pode ser observada nos abscessos e nos casos de AVC As células necróticas são removidas rapidamente por fagocitose em toda a área necrótica NECROSE CASEOSA: Encontrada mais frequentemente em focos de infecção tuberculosa Tecido esbranquiçado, granuloso, amolecido, com aspecto de “queijo friável” Microscopicamente, o tecido exibe uma massa amorfa composta predominantemente por proteínas A arquitetura do tecido é completamente obliterada e os contornos celulares não podem ser distinguidos A área de necrose caseosa é frequentemente encerrada dentro de uma borda inflamatória nítida – granuloma NECROSE FIBRINOIDE: Geralmente observada nas reações imunes, nas quais complexos de antígenos e anticorpos são depositados nas paredes das artérias Tecido necrótico adquire um aspecto hialino, acidofílico, semelhante a fibrina Pode aparecer na aterosclerose, na úlcera péptica e nas vasculopatias autoimunes NECROSE ENZIMÁTICA: Ocorre quando há liberação de enzimas nos tecidos A forma mais observada é a do tipo gordurosa, principalmente no pâncreas, resultante da liberação de lipases pancreáticas, que desintegram a gordura neutra dos adipócitos desse órgão Os ácidos graxos liberados combinam-se com o cálcio, produzindo áreas brancas gredosas macroscopicamente visíveis (saponificação da gordura) – “Pingo de Vela” Os focos de necrose exibem contornos sombreados de adipócitos necróticos com depósitos basofílicos de cálcio circundados por reação inflamatória NECROSE GANGRENOSA: É uma forma especial de necrose isquêmica em que o tecido necrótico sofre modificações por agentes externos como ar ou bactérias anaeróbicas, as quais promovem uma acentuada distribuição proteica e putrefação. NECROSE GOMOSA: necrose que acontece por coagulação, porém o tecido necrosado adquire o aspecto compacto e elástico (goma) ou fluido viscoso. Observada na sífilis tardia ou terciária. NECROSE LÍTICA: é a denominação que se dá à necrose de hepatócitos em hepatites virais, os quais sofrem lise ou esfacelo. O extravasamento de proteínas intracelulares através da membrana celular rompida e, por fim, para a circulação fornece maiores de detectar a necrose tecido- específica, usando-se amostras de sangue ou de soro. MECANISMOS DE LESÃO CELULAR A resposta celular ao estímulo nocivo depende do tipo de lesão, sua duração e sua gravidade As consequências de um estímulo nocivo dependem do tipo, status, adaptabilidade e fenótipo genético da célula lesada A lesão celular resulta de alterações bioquímicas e funcionais emum ou mais dos vários componentes celulares essenciais. Os alvos mais importantes dos estímulos nocivos são: Mitocôndrias e sua habilidade em gerar ATP e ERO em condições patológicas Desequilíbrio na homeostasia do cálcio Danos às membranas celulares (plasmática e lisossômica) Danos ao DNA e ao dobramento das proteínas As múltiplas alterações bioquímicas podem ser disparadas por qualquer lesão nociva DEPLEÇÃO DE ATP: As principais causas de depleção de ATP são a redução do suprimento de oxigênio e nutrientes, o dano mitocondrial e as ações de algumas toxinas O ATP é necessário para todos os processos de síntese e degradação dentro da célula, incluindo o transporte de membrana, a síntese de proteínas, a lipogênese e as reações de diacilação-reacilação, necessárias para a renovação dos fosfolipídios. Efeitos da depleção significativa de ATP: Redução da atividade da bomba de sódio dependente de ATP na membrana plasmática → acúmulo intracelular de sódio e efluxo de potássio (ganho de soluto → ganho iso-osmótico de água – tumefação celular e dilatação do RE) Aumento compensatório na glicólise anaeróbica → reservas de glicogênio são usadas e o ácido lático se acumula (desnaturação de enzimas) Influxo de cálcio, devido à falência na bomba de cálcio Rompimento estrutural do aparelho de síntese proteica – desprendimento dos ribossomos do REG e dissociação dos polissomos em monossomos (redução da síntese de proteínas). Dano irreversível às membranas mitocondriais e lisossômicas – necrose. DANOS E DISFUNÇÕES MITOCONDRIAIS: As mitocôndrias são sensíveis a vários tipos de estímulos nocivos, incluindo hipóxia, toxinas químicas e radiação Os danos mitocondriais resultam em: Falha na fosforilação oxidativa – depleção progressiva de ATP Fosforilação oxidativa anormal – formação de espécies reativas de oxigênio Formação de um canal de alta condutância na membrana mitocondrial (poro de transição de permeabilidade mitocondrial) – perda do potencial de membrana e alteração do pH Liberação de proteínas que informam à célula que há uma lesão interna e ativam a via de apoptose INFLUXO DE CÁLCIO: Em condições normais: a concentração de cálcio é menor no citosol do que no meio extracelular e nas mitocôndrias e RE As isquemias e certas toxinas causam aumento da concentração de cálcio citosólico – liberação do cálcio armazenado intracelularmente e do influxo aumentado através da membrana plasmática O aumento de cálcio citosólico ativa várias enzimas: Fosfolipases: causam danos à membrana Proteases: clivam as proteínas de membrana e do citoesqueleto Endonucleases: fragmentam a cromatina e o DNA Trifosfatases de adenosina (ATPases): acelera a depleção de ATP Além disso, o aumento do cálcio intracelular resulta na indução da apoptose, através da ativação direta das caspases e pelo aumento da permeabilidade mitocondrial ACÚMULO DE RADICAIS LIVRES DO OXIGÊNIO: Radicais livres: espécies químicas que possuem um único elétron não pareado em órbita externa (instáveis e reagem prontamente com químicos orgânicos e inorgânicos) Existem diferentes tipos de ERO produzidos por duas vias principais: Reações de oxidação e redução durante a respiração e geração de energia mitocondrial Produção pelos leucócitos (neutrófilos e macrófagos) como uma arma de destruição de micróbios e outras substâncias durante a inflamação e defesa do hospedeiro Óxido nítrico (radical livre) é produzido pelos leucócitos e outras células O excesso dos radicais livres leva ao estresse oxidativo – condições que aumentam a produção de ERO: Absorção de energia radiante (luz UV e raio X) Metabolismo enzimático de substâncias químicas exógenas Inflamação As espécies reativas do oxigênio causam lesão celular através de três principais reações: Peroxidação lipídica das membranas Promovem ligação cruzada mediada por sulfidrila, fragmentação de polipeptídeos e outras alterações das proteínas Lesões do DNA DEFEITOS NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA: A membrana plasmática pode ser danificada por isquemia, várias toxinas microbianas, componentes líticos do complemento e por uma variedade de agentes químicos e físicos Vários mecanismos bioquímicos podem contribuir para os danos à membrana: Diminuição da síntese de fosfolipídios (depleção do ATP e redução das atividades enzimáticas dependentes de energia) Aumento da degradação dos fosfolipídios (ativação de fosfolipases pelo aumento do cálcio no citosol) Espécies reativas de oxigênio (peroxidação lipídica) Alterações do citoesqueleto (ativação de proteases pelo aumento do cálcio no citosol) Produtos de degradação de lipídios (possuem efeito detergente sobre as membranas e podem se inserir ou trocar de lugar com os fosfolipídios, alterando a permeabilidade e a eletrofisiologia da membrana) Os sítios mais importantes da membrana, durante a lesão celular, são as membranas mitocondriais, a membrana plasmática e as membranas lisossômicas: Danos à membrana mitocondrial: resultam em depleção do ATP Danos à membrana plasmática: perda do equilíbrio osmótico e influxo de fluidos e íons, bem como perda de conteúdo celular Danos às membranas lisossômicas: extravasamento de enzimas que levam à digestão enzimática dos componentes celulares DANOS AO DNA E ÀS PROTEÍNAS: Danos graves ao DNA e proteínas impropriamente dobradas fazem com que a célula inicie o processo de apoptose APOPTOSE: Via de morte celular, induzida por um programa de suicídio estritamente regulado no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas que degradam seu próprio DNA e as proteínas nucleares e citoplasmáticas A célula se fragmenta em corpos apoptóticos, que são fagocitados A membrana celular permanece intacta e, por isso, a morte celular por essa via não induz uma reação inflamatória CAUSAS DA APOPTOSE: Apoptose em Situações Fisiológicas: Funciona para eliminar células que não são mais necessárias (envelhecidas) e células potencialmente prejudiciais (mutadas e infectadas) É importante nas seguintes situações fisiológicas: Destruição programada de células durante a embriogênese Involução de tecidos hormônios-dependentes sob privação de hormônio Perda celular em populações celulares proliferativas (para manter nos tecidos um número constante da população de células) Morte de células que já tenham cumprido seu papel Eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos Morte celular induzida por linfócitos T citotóxicos Apoptose em Situações Patológicas: Elimina células geneticamente alteradas ou lesadas de modo irreparável A morte por apoptose é responsável pela perda de células em vários estados patológicos: Lesão de DNA Acúmulo de proteínas anormalmente dobradas – estresse do RE Lesão celular em certas infecções Atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto MORFOLOGIA: Os núcleos das células apoptóticas exibem vários estágios de condensação e agregação da cromatina (picnose) e, finalmente, cariorrexe (fragmentação do DNA) As células retraem, formando brotos citoplasmáticos, e se fragmentam em corpos apoptóticos MECANISMOS DA APOPTOSE: A apoptose resulta da ativação de enzimas chamadas caspases – a ativação dessas proteínas depende do equilíbrio entre vias moleculares pró e antiapoptóticas Duas vias distintas convergem para a ativação de caspases: Via Mitocondrial (Intrínseca) da Apoptose: As mitocôndrias contêm uma série de proteínas capazes de induzir apoptose → citocromo c A escolha entre a sobrevivência e a morte celular é determinada pela permeabilidade da mitocôndria, que é controlada pelas proteínas da família Bcl-2 Quando a célula sofre estímulos nocivos, as proteínas BH3, que atuam como sensores são ativadas Esses sensores ativam dois membros pró- apoptóticos, Bax e Bak, que se dimerizam e se inserem dentro da membrana mitocondrial, formando canais através dos quais o citocromo c e outras proteínas mitocondriais extravasam para o citosol Esses sensores também inibem as moléculas antiapoptóticas Bcl-2 e Bcl-XL O citocromo c, em conjunto com alguns cofatores, ativa a caspase 9 Outras proteínas que extravasam das mitocôndrias bloqueiam as atividades dos antagonistas das caspases Via Receptor de Morte (Extrínseca) da Apoptose: Muitas células expressam moléculas de superfície, chamadas “receptores de morte”, que disparam a apoptose Os principais receptores de morte são do tipo TNF I e Fas (CD95) O ligante de Fas (Fas-L) é uma proteína de membrana expressa, principalmente, em linfócitos T ativados Quando essas células T reconhecem os alvos que expressam Fas, as moléculas Fas são ligadas em reação cruzada pelo Fas-L e proteínas de ligação adaptadoras em reação cruzada Essas proteínas recrutam e ativam a caspase 8 A via receptor de morte está envolvida na eliminação de linfócitos autorreativos e na eliminação de células- alvo por linfócitos T citotóxicos ATIVAÇÃO E FUNÇÃO DAS CASPASES: As vias mitocondrial e receptor de morte ativam as caspases 9 e 8, respectivamente As formas ativas dessas enzimas clivam outra série de caspases – caspases executoras Essas caspases clivam numerosos alvos, culminando na ativação de nucleases (degradam nucleoproteínas e DNA) As caspases degradam também os componentes da matriz nuclear e do citoesqueleto REMOÇÃO DAS CÉLULAS APOPTÓTICAS: Fosfatidilserina move-se para o folheto externo da membrana, onde é reconhecido pelos macrófagos, levando à fagocitose das células apoptóticas As células que estão morrendo por apoptose secretam fatores solúveis que recrutam os fagócitos Alguns corpos apoptóticos expressam glicoproteínas adesivas que são reconhecidas pelos fagócitos Os próprios macrófagos podem produzir proteínas que se ligam às células apoptóticas (mas não às células vivas) e direcionam a morte celular por engolfamento ACÚMULOS INTRACELULARES Uma das manifestações dos transtornos metabólicos celulares é o acúmulo intracelular de quantidade anormais de várias substâncias, causando processo regressivo reversível e dano celular subletal Substâncias armazenadas: Substância natural da célula acumulada em excesso (água, lipídios, proteínas e carboidratos) Substância anormal exógena (mineral ou produtos de agentes infecciosos) ou endógena (síntese anormal) Existem 4 vias principais de acumulações intracelulares: Remoção inadequada de uma substância normal – defeitos no mecanismo de empacotamento e transporte Acúmulo de uma substância endógena anormal – defeitos adquiridos ou genéticos no seu dobramento, empacotamento, transporte e secreção Deficiência em degradar um metabólito devido a defeito herdado de uma enzima Depósito e acúmulo de uma substância exógena anormal quando a célula não possui maquinaria enzimática para degradar a substância nem a habilidade de transportá-la para outros locais DEGENERAÇÃO GORDUROSA (ESTEATOSE): Acúmulo anormal de triglicerídeos dentro das células do parênquima Comum no fígado, porque ele é o principal órgão envolvido no metabolismo da gordura, mas pode ocorrer também no coração, no músculo esquelético, no rim e em outros órgãos A esteatose pode ser causada por toxinas, desnutrição proteica, diabetes melito, obesidade e anóxia COLESTEROL E ÉSTERES DE COLESTEROL: Aterosclerose: Células musculares lisas e macrófagos da túnica íntima da aorta e das grandes artérias estão repletas de vacúolos lipídicos (colesterol e ésteres de colesterol) Essas células exibem aparência espumosa (células espumosas), e agregados dessas células na íntima produzem ateromas amarelos carregados de colesterol. Algumas dessas células se rompem, liberando lipídios no espaço extracelular. Os ésteres de colesterol extracelulares podem se cristalizar em forma de agulhas longas, produzindo fendas Xantomas: Aglomerados de células espumosas são encontrados no tecido conjuntivo subepitelial da pele e tendões, produzindo massas tumorais (xantomas) Colesterolose: Acúmulos focais de macrófagos cheios de colesterol na lâmina própria da vesícula biliar. Também chamado de “vesícula em morango” Doença de Niemann-Pick tipo C: Esta doença de depósito lisossômico é causada por mutações que afetam uma enzima envolvida no transporte do colesterol, resultando em acúmulo de colesterol em múltiplos órgãos PROTEÍNAS: Os acúmulos intracelulares de proteína geralmente aparecem como gotículas, vacúolos, ou agregados arrendondados e eosinofílicos no citoplasma Menos comuns que os acúmulos de lipídios Os excessos de proteína dentro das células podem ter várias causas Exemplos Extravasamento de proteínas no filtrado glomerular (p. ex. síndrome nefrótica) → grande reabsorção nos túbulos contorcidos proximais e acúmulo de gotículas intracelulares contendo proteínas Acúmulo de imunoglobulinas no RER de plasmócitos – corpúsculos de Russell (redondos e eosinofílicos) Defeitos de dobramento (amiloidose) – transporte e secreção defeituosos DEGENERAÇÃO HIDRÓPICA (INCHAÇÃO TURVA OU EDEMA CELULAR): Distúrbio hidroeletrolítico presente na inchação turva, refere-se ao mau funcionamento da bomba de sódio e potássio. Fruto de diminuições energéticas que afetam o mecanismo de transporte de água e de íons PIGMENTOS: São substâncias coloridas, algumas das quais são constituintes normais das células, enquanto outros são anormais e acumulam-se nas células somente sob circunstâncias especiais Pigmentos exógenos: Carbono: Quando inalado, é assimilado pelos macrófagos dentro dos alvéolos e, então, transportado através dos vasos linfáticos para linfonodos regionais na região traqueobrônquica. O acúmulo desse pigmento confere cor negra ao tecido pulmonar (antracose) e aos linfonodos envolvidos Os agregados de poeira de carvão podem induzir uma reação fibroblástica, ou até mesmo enfisema, causando pneumoconiose dos trabalhadores do carvão Tatuagem: Os pigmentos inoculados são fagocitados pelos macrófagos da derme, nos quais residem pelo resto da vida das pessoas adornadas. Geralmente não despertam nenhuma resposta inflamatória Siderose: Pigmentação por óxido de ferro Coloração ferrugem Argiria: Pigmentação por sais de prata Contaminação por medicação Bismuto: Comum na terapia para sífilis Cor enegrecida Pigmentos endógenos: Lipofucsina: Também conhecido como lipocromo ou pigmento de desgaste Não é nociva a células ou às suas funções Sinal de lesão por radicais livres e peroxidação lipídica Observado em células que sofrem alterações regressivas lentas e é particularmente proeminente no fígado e coração de pessoas idosas ou pacientes com desnutrição grave e caquexia do câncer Coloração marrom ou castanho-amarelado (corte histológico) Melanina: Pigmento endógeno com cor que varia do castanho ao preto Produzido por melanócitos Único pigmento endógeno marrom-negro Hemossiderina: Pigmento amarelo-ouro a marrom, derivado da hemoblogina Uma das principais formas de armazenamento do ferro Nas células, o ferro é armazenado em associação com a proteína apoferritina, para formar micelas de ferritina Quando há excesso local ou sistêmico de ferro, a ferritina forma grânulos de hemossiderina Hemossiderose: acúmulo de hemossiderina, que pode ser local (equimose) ou sistêmico Principais causas de hemossiderose: Aumento da absorção de ferro na dieta (erro inato do metabolismo – hemocromatose) Anemias hemolíticas: lise prematura das hemácias e liberação de quantidades anormais de ferro Transfusões de sangue repetidasIcterícia: Acúmulo extracelular de bilirrubina Pigmento malárico: Também chamado de hemozoína, resultante da degradação da hemoglobina ingerida pelos parasitos da malária durante seu ciclo de via assexuado nas hemácias Com a formação de merozoítas, rompem-se as hemácias e os parasitos são liberados, enquanto o pigmento, sob a forma de grânulos castanho-escuros, acumula-se nos macrófagos do fígado, baço, medula óssea, linfonodos e de outros locais, aí permanecendo por muitos anos Pigmento esquistossomótico: O pigmento esquistossomótico origina-se no tubo digestivo do Schistosoma a partir do sangue do hospedeiro, o qual é ingerido pelo verme adulto como fonte de nutrientes A digestão da hemoglobina libera hematina ou meta- heme livre, que é o heme separado da globina. O Fe2+ oxida-se a Fe3+. O pigmento negro é fagocitado pelas células de Kupffer, mas isso não tem repercussão clínica
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