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Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV Quando as células encontram um estresse fisiológico ou condições potencialmente prejudiciais, elas podem sofrer uma adaptação, alcançando um novo estado estacionário e preservando a viabilidade e a função. Se a capacidade de adaptação for excedida ou se o estresse externo for inerentemente prejudicial ou excessivo, há o desenvolvimento de uma lesão celular. Dentro de certos limites, a lesão é reversível, e as células retornam a um estado basal estável. No entanto, se o estresse for grave, persistente ou de início rápido, há a ocorrência de lesão irreversível e morte das células afetadas Sequência da lesão celular reversível e morte celular. Necrose e apoptose são as duas principais vias de morte celular. CAUSAS DA LESÃO CELULAR Decorrem de causas variadas e abrangem desde um trauma físico, até um defeito genético que resulta em uma enzima não funcional caracterizando uma determinada doença metabólica. Hipóxia e Isquemia Hipóxia → deficiência de Oxigênio Isquemia → redução do suprimento sanguíneo • Estão entre as causas mais comuns de lesão celular. • Ambas privam os tecidos de oxigênio. • A isquemia, além disso, resulta em deficiência de nutrientes essenciais e acúmulo de metabólitos tóxicos. • A causa mais comum de hipóxia é a isquemia resultante de uma obstrução arterial, mas a deficiência de oxigênio pode resultar também de uma oxigenação sanguínea inadequada (ex. intoxicação por monóxido de carbono (CO) Toxinas • Muitos fármacos em doses terapêuticas podem causar lesões celulares ou teciduais em um paciente suscetível ou se usados de forma excessiva ou inadequada. • Até mesmo substâncias inofensivas ex. glicose, sal, água e oxigênio, podem ser tóxicas. Agentes infecciosos • Todos os tipos de agentes patogênicos que causam doenças lesam as células. (ex. vírus, bactérias, fungos e protozoários) Reações imunes • Reações imunes podem resultar em lesão celular e tecidual. Ex. reações autoimunes contra os próprios tecidos, reações alérgicas contra substâncias ambientais e respostas imunes excessivas ou crônicas aos agentes. → Em todas essas situações, as respostas imunes provocam reações inflamatórias, que frequentemente constituem a causa de lesão de células e tecidos. Anormalidades genéticas • As anomalias genéticas podem resultar em alterações patológicas de vários gêneros. Ex. malformações congênitas associadas à síndrome de Down ou substituição de um único aminoácido na hemoglobina, causando a anemia falciforme. • Defeitos genéticos podem causar lesão celular como consequência da deficiência de proteínas. Ex. defeitos enzimáticos nos erros inatos do metabolismo, acúmulo de DNA danificado ou proteínas mal dobradas, o que desencadeia a morte celular quando são irreparáveis. Desequilíbrios nutricionais • A insuficiência proteico-calórica entre as populações economicamente desfavorecidas continua a ser uma das principais causas de lesão celular • Deficiências vitamínicas específicas não são incomuns mesmo em países desenvolvidos com elevados padrões de vida. Agentes físicos • Trauma, extremos de temperatura, radiação, choque elétrico e mudanças súbitas na pressão atmosférica exercem efeitos profundos sobre as células. Envelhecimento • A senescência celular resulta em uma diminuição da capacidade de resposta das células ao estresse e, eventualmente, em morte das células e do organismo. Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV SEQUÊNCIA DOS EVENTOS NA LESÃO CELULAR E MORTE CELULAR Embora vários estímulos prejudiciais danifiquem as células por meio de diversos mecanismos bioquímicos, todos tendem a induzir uma sequência de alterações morfológicas e estruturais na maioria dos tipos de células. LESÃO CELULAR REVERSÍVEL É o estágio da lesão celular no qual a função prejudicada e a morfologia das células lesionadas podem retornar ao normal se o estímulo prejudicial for removido. • Ocorre tumefação celular → porque as células absorvem água como resultado da falha das bombas iônicas dependentes de energia na membrana plasmática, o que causa incapacidade de manter a homeostasia iônica e líquida. • Pode ocorrer, também, alteração gordurosa, bolhas na membrana plasmática e perda das microvilosidades, aumento do volume das mitocôndrias, dilatação do retículo endoplasmático, entre outras. Em quadros persistentes, a lesão celular passa para um ponto “de não retorno” e há morte celular. MORTE CELULAR Quando são lesionadas, as células morrem por mecanismos diferentes, dependendo da natureza e gravidade da injúria. • Distúrbios graves, como a perda de oxigênio e suprimento de nutrientes e as ações de toxinas, causam uma forma de morte rápida e incontrolável → a morte celular “acidental”. • A manifestação morfológica da morte celular acidental é a necrose (grego, necros = morte). • A necrose é a principal via de morte celular em muitas lesões comumente encontradas, como as resultantes de isquemia, exposição a toxinas, infecções e traumatismo. • É considerada o resultado, inevitável e irreversível de lesões graves. • Ou seja, a necrose ocorre, acidentalmente, porque a lesão é muito grave para ser reparada e muitos dos constituintes celulares falham ou se tornam não funcionantes. • Em lesões menos graves ou em processos normais em que as células precisam ser eliminadas, é ativado um conjunto de vias moleculares que conduzem a morte celular. • este tipo de morte celular pode ser manipulado por agentes terapêuticos ou mutações genéticas → morte celular “regulada”. • O aspecto morfológico da maioria dos tipos de morte celular regulada é a apoptose • A apoptose é um processo que elimina as células que apresentam vários tipos de anormalidades e promove a eliminação dos fragmentos das células mortas sem provocar uma reação inflamatória. Também serve para eliminar células indesejadas durante o desenvolvimento normal e para manter o número constante de células, de modo que não está necessariamente associada à lesão celular patológica. • Ao contrário da necrose, que é sempre indicação de um processo patológico, a apoptose também ocorre nos tecidos saudáveis. Obs. Em alguns casos, a morte celular regulada tem características de necrose e de apoptose → necroptose Resumo: A apoptose é uma forma de morte celular programada, como um "suicídio celular". Na necrose, as células morrem por causa de uma lesão. OBS. a função celular pode ser perdida muito antes da instalação da morte celular, e que as alterações morfológicas das células lesionadas (ou mortas) instalam-se posteriormente à perda de função e viabilidade celular Relação entre função celular, morte celular e alterações morfológicas na lesão celular→ As células rapidamente se tornam não funcionais após o início da lesão, embora estejam ainda viáveis com lesão potencialmente reversível; uma lesão de duração mais longa leva finalmente à lesão irreversível e à morte celular. A morte celular precede as alterações ultraestruturais, à microscopia óptica e morfológicas macroscopicamente visíveis. ADAPTAÇÕES CELULARES AO ESTRESSE As adaptações são alterações reversíveis em número, tamanho, fenótipo, atividade metabólica ou funções das células em resposta às alterações no seu ambiente. As adaptações fisiológicas geralmente representam respostas celulares ao estímulo normal de hormônios ou mediadores químicos endógenos (p. ex., aumento Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV da mama e do útero induzido por hormônio durante a gravidez), ou as exigências de estresse mecânico (nos ossos e músculos). As adaptações patológicas são respostas ao estresse que permitem às células modularem sua estruturae função e, assim, escapar da lesão, mas à custa da função normal, como metaplasia escamosa do epitélio brônquico em fumantes. As adaptações fisiológicas e patológicas podem assumir várias formas distintas, como descrito adiante. COMO ACONTECE A ADAPTAÇÃO CELULAR? Um estímulo lesivo a uma célula normal pode conduzir a um estresse fisiológico/patológico, que leva a adaptação celular. A depender dos estímulos do meio Extracelular, a célula ativa mecanismos moleculares que acabam alterando os genes que comandam a diferenciação celular. Como pode ser a Adaptação Celular? • Adaptações fisiológicas representam respostas celulares ao estímulo normal de hormônios ou mediadores químicos endógenos (p. Ex., aumento da mama e do útero induzido por hormônio durante a gravidez) • Adaptações patológicas são respostas ao estresse que permitem às células modularem sua estrutura e função e, assim, escapar da lesão, mas à custa da função normal, como metaplasia escamosa do epitélio brônquico em fumantes. As adaptações fisiológicas e patológicas podem assumir várias formas distintas: Hipertrofia, Atrofia, Hiperplasia, Metaplasia. Resumo: • Na incapacidade de adaptação, é gerada uma lesão celular, que pode ser reversível ou irreversível. • Reversível → Degeneração por acúmulos: gordurosa, líquida, proteica e de carboidrato • Irreversível → Necrose/ Apoptose • A retirada do estímulo lesivo, torna a célula normal, novamente. Ela faz com que as alterações (adaptações) sejam reversíveis. QUAL O EFEITO DA ADAPTAÇÃO CELULAR? Existem 2 possibilidades: 1. O estímulo PARA e a célula volta ao normal (Homeostase restaurada). 2. O estímulo piora e acontece lesão na célula (Degeneração) OS TECIDOS TÊM A MESMA CAPACIDADE DE ADAPTAÇÃO CELULAR? Não. Existem 3 maneiras de proliferação celular, e cada uma delas possibilita uma capacidade de adaptação diferente! 1. Tecidos Lábeis 2. Tecidos Estáveis 3. Tecidos Permanentes CAPACIDADE DE PROLIFERAÇÃO DOS TECIDOS: 1. Tecido de divisão contínua (LÁBEIS): ➢ Sempre estão no Ciclo Celular. ➢ Tecidos que estão expostos a estímulos lesivos constantemente. ➢ Pele, Mucosas, TGI, Boca e Útero 2. Tecidos quiescentes (Estáveis): ➢ Permanecem em repouso ou baixo nível de replicação. ➢ Podem se dividir rapidamente em resposta a lesões (regeneração). ➢ Fígado, Rins, Músculo Liso e Pâncreas. 3. Tecidos não-divisores: ➢ Células que não realizam mitose depois de seu desenvolvimento embrionário. ➢ A morte celular resulta em substituição por tecido conjuntivo, não regenera. ➢ Células Nervosas, Músculo Esquelético e Cardíaco. PRINCIPAIS TIPOS DE ADAPTAÇÕES: 1. HIPERTROFIA - aumento do volume da célula (com o aumento de metabolismo há o aumento de volume e, consequentemente de unidades contrateis dentro dela) 2. HIPERPLASIA - aumento do número de células. Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV Ex. Mamas na gravidez (aumento do volume decorrente de um aumento de número de células). Bócio (hipertireoidismo); 3. ATROFIA - redução volumétrica de células; 4. METAPLASIA - reprogramação metabólica que faz com que o tecido se comporte como outro; HIPERTROFIA Consiste no aumento no tamanho das células que resulta em aumento no tamanho do órgão. • É uma resposta adaptativa de células capazes de replicação. • A Célula fica maior devido aumento de organelas e proteínas estruturais, isso acontece em células incapazes de se dividir. • Não produzem células novas! HIPERPLASIA X HIPERTROFIA • A hiperplasia é o aumento no número de células. Na hipertrofia pura não há novas células, apenas células maiores contendo quantidades aumentadas de proteínas estruturais e organelas. • Hipertrofia e hiperplasia também podem ocorrer em conjunto, e obviamente ambas resultam em um órgão aumentado. • A hipertrofia pode ser fisiológica ou patológica e é causada pelo aumento da demanda funcional ou por fatores de crescimento ou estimulação hormonal; HIPERPLASIA Aumento do número de células em resposta aos mesmo tipos de estímulos da Hipertrofia por exemplo. • A hiperplasia ocorre se o tecido contiver populações de células capazes de divisão; pode ocorrer simultaneamente à hipertrofia e muitas vezes em resposta aos mesmos estímulos. • Pode ser fisiológica ou patológica; em ambas as situações, a proliferação celular é estimulada por fatores de crescimento que são produzidos por vários tipos de células. 1. Fisiológica: • Hiperplasia Hormonal - o hormônio aumenta a proliferação do epitélio glandular da mama na puberdade ou gravidez. • Hiperplasia Compensatória - ocorre quando um tecido é removido ou lesado -se um pedaço do fígado for retirado, as células do órgão começam a aumentar a atividade mitótica, até restaurá-lo ao seu tamanho normal. Ex. quando parte de um fígado é ressecada, a atividade mitótica nas células restantes inicia-se 12 horas após, restaurando o fígado ao seu tamanho normal. 2. Patológica: • Geralmente causada por estimulação hormonal excessiva ou fatores de crescimento (envolvidos na hiperplasia associada a certas infecções virais - Papilomaviroses - verrugas na pele causadas por hiperplasia de epitélio). • o processo hiperplásico permanece controlado; se os sinais que o iniciam são diminuídos ou interrompidos, a hiperplasia desaparece. Essa responsividade aos mecanismos normais de controle regulatório distingue as hiperplasias patológicas benignas do câncer, nas quais os mecanismos de controle do crescimento se tornam permanentemente desregulados ou ineficazes. • Hiperplasia patológica é um solo fértil para surgimento posterior de proliferação cancerosa → ex. pacientes com hiperplasia do endométrio apresentam maior risco de desenvolver câncer de endométrio. ATROFIA Diminuição do tamanho da célula por perda de substância celular e consequentemente, diminuição do tamanho do órgão que está inseria. • FISIOLÓGICO = perda de estimulação hormonal na menopausa • PATOLÓGICO = desnervação. Dim. atividade metabólica - dim. síntese de proteína - aum. degradação proteica CAUSAS POSSÍVEIS: • Diminuição da carga de trabalho, perda de inervação, diminuição do suprimento sanguíneo, nutrição inadequada, perda de estimulação endócrina e envelhecimento. • A atrofia celular resulta da combinação da diminuição da síntese proteica e a maior degradação de proteínas. Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV • As alterações representam uma retração da célula para um tamanho menor, no qual a sobrevivência ainda é possível; • Pode ser acompanhada por Autofagia, "comer a si próprio", célula privada de nutrientes digere seus próprios componentes para sobreviver. TIPOS DE ATROFIA • Atrofia por desuso: redução da carga de trabalho. • Atrofia por desenervação: a função normal de um músculo esquelético depende de seu suprimento nervoso. • Diminuição do suprimento sanguíneo (isquemia): pode ser consequência de doença oclusiva arterial que acaba causando atrofia tecidual. • Nutrição inadequada: desnutrição proteico- calórica está associada ao uso do músculo esquelético como fonte de energia, após a exaustão das outras fontes de reservas (tecido adiposo). METAPLASIA Alteração reversível por estímulo estressante, no qual um tipo de célula adulta é substituída por outro tipo de célula adulta, mais capaz de suportar o estresse. Ex.: epitélio respiratório de um fumante - células epiteliais normais colunares e ciliadas da traqueia e brônquios são substituídas por células epiteliais escamosas estratificadas. Estas células escamosa são mais resistentes do que as normais frágeis, porém, perde mecanismos de proteção (secreção de mucos, cílios que removem materiais particulados). Se o estímulo estressante persistir por mais tempo, podem predispor a transformaçãomaligna deste tecido, como câncer de pulmão. • A metaplasia epitelial mais comum é a colunar para a escamosa (trato respiratório). • As influências que induzem alterações metaplásicas epiteliais, se persistentes, podem predispor à transformação para uma doença maligna. • Portanto, a forma mais comum de câncer no trato respiratório é formada de células escamosas. Ex. Esôfago de Barrett - Condição clínica caracterizada por uma metaplasia intestinal no esôfago. Referências: • Robbins patologia básica. 9ª Edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. 5) ROBBINS, S. L.; COTRAN R.S.; KUMAR, V. • Abbas A, Lichtman A.H., Pober J.S. Imunologia Celular & Molecular – 7ª edição - Ed. Elsevier. Rio de Janeiro. 2012.
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