Aula 3 - Morte celular - Necrose e Apoptose

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17/08
Anatomia Patológica I
1. Morte celular: Necrose e apoptose
Quando o dano é reversícel, dizemos que as células podem sofrer adaptação celular, mas de forma geral as alterações morfológicas e funcionais se restauram quando o estímulo lesivo é interrompido.
Quando o dano é irreversível, no entanto, observa-se que seja o estímulo interrompido ou continuado, há a falta de uma resposta adequada e a célula acaba não se recuperando, uma vez que atingiu o chamado “ponto de não retorno”
O ponto de não retorno ocorre quando a célula sofre tamanhas alterações que não consegue mais a volta a funcionalidade mesmo que se retire o estímulo. Geralmente ocorre quando se tem dano de membrana plasmatica, de mitocôndria ou de material genético (DNA). Assim, o ponto de não retorno é o limite entre o dano reversível e o dano irreversível.
Ao longo do metabolismo celular, a célula normal tem capacidade de se adaptar, sofrendo adaptação; se não tiver, sofre lesão e morte celular. Dependendo do tipo de estímulo, já se pode caminhar diretamente para morte celular, o que também pode acontecer se o tecido não tiver a capacidade de adaptação. Quando se tem lesão celular, a célula pode ou não evoluir para a morte, dependendo se houver ou não ultrapassagem do ponto de não retorno. Esse quadro levaria a necrose (morte celular ligada a processos patológicos). No entanto, antes de termos essas alterações irreversíveis que levam à necrose, geralmente se observam alterações subcelulares: são a nível de organelas, como entumescimento da membrana plasmática ou do retículo endoplasmático; essas alterações subcelulares são visualizadas apenas na microscopia eletrônica, indicando que existe uma tendência frente ao estímulo para caminhar para a lesão celular e se não ocorrer a manutenção da lesão, aí sm leva a necrose, que é SEMPRE patológica.
Já a apoptose é um tipo especial de morte celular, na qual a morte é programada. É determinada pelo conteúdo genético da célula e pode ocorrer de maneira fisiológica, mediante disparo de mecanismos de morte. No entanto, frente a alguns estímulos patológicos também pode-se observar indução de apoptose. 
Os agentes e as manifestações, além dos mecanismos celulares, são bem diferentes para estes dois tipos de morte celular.
Assim, morte celular: 
a) Necrose: processos patológicos
A necrose cursa com alterações celulares como edema celular, edema de membrana e de microorganelas, todas alterações ultraestruturais (só visíveis a ME). Com a evolução do processo as alterações passam a se tornar identificáveis a MO. Com a progressão, se observa ruptura de membrana plasmática e da membrana dos lisossomos, além da destruição do material nuclear por endonucleases. De forma geral, o que é característico da morte celular por necrose é a ruptura de membrana citoplasmática!
b) Apoptose: fisiológica e, dependendo do estímulo, patológica.
Na apoptose há disparo de cascatas de enzimas chamadas de caspases, que vão levar a dano de citoesqueleto, que determina uma mudança conformacional da célula. Com isso, forma,-se corpos apoptóticos, mas SEM ruptura de membrana; esses corpos são então fagocitados.
Essa questão da ruptura de membrana é importante por que a ruptura de membrana leva produção de substâncias derivadas do ácido araquidônico, como prostaglandinas (PGE), leucotrienos (LCT) e tromboxano (TBX), mediadores inflamatórios e por isso que na necrose geralmente se observa inflamação associada. Esse processo não se observa na apoptose, aonde a membrana permanece íntegra.. 
1.2 Causas de dano celular
a) Diminuição do oxigênio
A hipóxia leva ao dano celular pela diminuicão da respiração oxidativa aeróbica, principalmente no que diz respeito a diminuição da produção de ATP e, consequentemente, na diminuição da função de bombas como a Na/K-ATPase e Na/Ca-ATPase, levando a alteração de padrões osmóticos, que vai levar a inúmeas consequências.
Ex: Redução do fluxo arterial (ou venoso), insuficiência respiratória e perda da capacidade de transporte do oxigênio pelo sangue.
b) Agentes fisicos
Trauma mecânico, temperaturas extremas, alterações de pressão ,radiação e etc..
c) Agentes químicos e drogas
Oxigênio (em doses muito elevadas pode contribuir para a formação de espécies reativas de oxigênio – ROS), cianetos, arsênico, mercúrio, poluição, inseticidas e asbesto. Álcool (dano hepático, SNC, etc..) e outras drogas.
d) Agentes infecciosos
Bactérias, fungos e parasitas levam principalmente a necrose. Os vírus estão mais ligadas a apoptose. 
e) Reações imunológicas
Reações anafiláticas à proteínas exógenas ou antígenos endógenos, levando à doenças auto-imunes. Rejeição à transplantes também se enquadra nessa categoria
f) Alterações genéticas
Erros inatos do metabolismo
g) Alterações nutricionais
Deficiência de proteínas, vitaminas, anorexia, excesso de gordura e doenças metabólicas.
1.3 Mecanismos gerais
Os pontos particularmente sensíveis são:
a) integridade da membrana celular
b) Respiração aeróbica (na mitocôndria)
c) Síntese de proteínas
d) Conteúdo genético da célula (DNA)
Quando tivermos danos ocorrendo particularmente a integridade da membrana ou da cadeia respiratória, a célula tende a caminhar para lesão irreversível
1.4 Mediação da lesão celular
Agora que vimos quais as principais causas e os principais alvos de lesão, vamos entender o que faz a a conexão; assim, qualquer que seja o dano lesivo, teremos:
a) Oxigênio e radicais livres de oxigênio
b) Aumento do cálcio intracelular e perda da homeostasia do cálcio (ativação de fosfolipases e endonucleases)
c) Depleção de ATP
d) Defeitos na permeabilidade de membrana
As descrições a seguir foram feitas baseadas nos esquemas observados na aula, mas correspondem a grosso forma ao esquema geral abaixo:
- Isquemia: a hipóxia e a anóxia levam a parada do funcionamento da mitocôndria e da cadeia respiratória celular; com isso, há interrupção da fosforilação oxidativa e a produção de ATP cai. Com isso, se observam alterações importantes no funcionamento de bombas dependentes de ATP, como a Na/K-ATPase. Ocorre então o acúmulo de sódio no interior da célula; essa mudança do padrão osmótico leva ao influxo de água para o interior da célula, fazendo com que ela fique edemaciada. O edema leva ao edema de organelas que prejudicam ainda mais a função mitocondrial e do retículo endoplasmático rugoso (REG). Paralelamente, a parada da bomba Na/Ca-ATPase leva a um aumento de cálcio intracelular, que determina a ativação de endonucleases e fosfolipases, que digerem o material genético e os fosfolipídeos de membrana, bem como ativação de proteases que levam à ruptura de proteínas do citoesqueleto celular. Além disso, com a queda de ATP, faz-se glicólise anaeróbica, com produção de ácido láctico e queda do pH, que leva a dano nuclear e desnaturação de proteínas do citoesqueleto. A falta de ATP também compromete a ligação dos ribossomos a parede do REG, prejudicando a produção de proteínas.
- Aumento do cálcio citosólico e ROS: determina dano mitocondrial que leva a formação de canais que levam a transição da permeabilidade mitocondrial, com passagem de íons H+ e a saída do citocromo C para fora da mitocôndria. Isso leva a uma disfunção na polarização da membrana, que prejudica fosforilação e produção de ATP, levando a necrose. O citocromo c é uma enzima relacionada muito a ativação da apoptose na via mitocondrial (discutida mais adiante). 
- O cálcio: o aumento citosólico de cálcio é inerente às alterações na Na/Ca-ATPase, ou entao da mitocôndria ou dos reticulos. O cálcio no citosol é muito baixo normalmente, mas em alta ele ativa ATPases que degradam mais rápido ATP, repetindo ao esquema observado na isquemia, com quebra de fosfolipídeos de membrana e ativação de proteases que degeneram citoesqueleto, levando a dano de membrana e, por último, ativação de endonucleases que causam dano nuclear.
Vendo esses mecanismos, os grandes vilões da lesão celular são a diminuição do O2 e do ATP e a elevação do cálcio citosólico. 
1.5 Alteraçõesestruturais
Não são visíveis a MO, só ME. São elas:
a) Alterações de membranas plasmáticas (com formação de blebls de membrana)
b) Alterações mitocondriais
c) Dilatação do retículo endoplasmático
d) Alterações nucleares
Se retirar o agente nesse momento, antes da progressão das alterações, a célula ainda pode conseguir se regenerar e voltar ao estado normal dela. 
Na necrose podemos observar as chamadas figuras de mielina, que são lamelas concêntricas que aparecem abaixo da membrana plasmática e só são observadas na necrose. A lesão de membrana gerada por fosfolipases leva a ruptura da membrana do lisossomo, com exposição de enzimas líticas, com digestão de outras organelas citosólicas. Ou seja, quando isso acontece – lise lisossomal – é praticamente um caminho sem volta 
1.6 E quando a célula morre?
Principalmente pelas situações a seguir:
- Inabilidade de reverter a disfunção mitocondrial
- Dano grave da função de membrana, seja ela plasmática ou seja ela lisossomal.
1.7 Alterações morfológicas...
Dependendo do método utilizado as alterações podem ser vistas de minutos à dias. Vai depender também do tempo a que a célula foi exposta ao agente lesivo em questão. 
Frente a uma injúria, num primeiro momento vamos ter perda da função celular, ao mesmo tempo um número de celulas já começam a caminhar para irreversilibidade, com blebs de membrana e edema de organelas. Com o passar do tempo, dependendo do tipo de tecido, teremos inicialmente alterações subcelulares, depois alterações microscópicas e depois as alterações morfolócias propriamente ditas
1.7.1 ...de dano reversivel
Edema celular (degeneração hidrópica) – célula aumentada de tamanho e citoplasma bem claro
Alteração gordurosa (hepatócito e miocárdio) – célula fica com micro e macrovacúolos (degeneração gordurosa)
- Edema: na macro pode causar palidez, aumento do turgor e aumento do peso do órgão. Na micro se visualizam vacúolos pequenos e claros intracitoplasmáticos
1.8 Necrose
É a representação morfológica da morte celular em um tecido vivo, resultante da degradação progressiva, por enzimas, da células danificada de forma letal. 
É a expressão da morte celular ligada a um agente patológico, sempre. Ou seja:
ATENÇÃO: 
- SEMPRE PATOLÓGICA
- SEMPRE CURSA COM INFLAMAÇÃO ADJACENTE
Quando se tem dano de membrana, há produção de metabólitos do ácido araquidônico, como PGE, LCT e TBX, que são mediadores inflamatórios agudos e agentes quimiotáticas. 
A necrose possui subtipos, dependendo da alteração principal (IMPORTANTE!!):
a) Alteração pela desnaturação protéica intracelular (por ex., hipóxia em demasia, levando a glicólise anaeróbica, com formação de ácido láctico e queda de pH, com consequente desnaturação protéica, que tem afinidade por eosina e coloração rósea mais intensa – hipereosinofilia; é a chamada necrose coagulativa). Como está havendo desnaturação protéica, se impede por hora a digestão enzimática da célula e com isso ela mantém o seu arcabouço celular por mais tempo*. Por mais tempo por que? Porque em um segundo momento a arquitetura vai acabar sendo perdida pela ação das células inflamatórias que são recrutadas para o local pela exposição aos mediadores inflamatórios já discutidos. Esse tipo de alteração cursa mais com fenômenos isquêmicos relacionados.
*Manter o arcabouço quer dizer que a célula ou o tecido, mesmo quando sofre necrose coagulativa, ainda se mantém reconhecível. Ou seja, pode haver necrose do parênquima renal, mas eu posso ainda olhar e conseguir determinar que aquilo é um parênquima renal, por que ele mantém 
b) Digestão enzimática da célula em demasia – a destruição do arcabouço celular é quase imediata. Quando se tem agentes infecciosos, eles por si só estimulam a chegada de neutrófilos e macrófagos no tecido e essas células produzem grande quantidade de enzimas líticas no local, para tentar debelar a infecçãoo e, com isso, há destruição do arcabouço celular. O dano não é tanto pela queda de ATP nem pela queda doe pH e sim mais ligada ao agente infeccioso. É o caso da necrose liquefativa. Este tipo de alteração cursa mais com fenômenos relacionados a agentes infecciosos. 
De uma maneira geral, na necrose e em ambos os tipos, se observais: aumento da eosinofilia citoplasmática e figuras de mielina (so ME), além de dano nuclear: picnose, cariólise e/ou cariorrexe (fragmentação nuclear)
1.8.1 Necrose coagulativa
Principal característica, na MO, é a preservação do arcabouço celular
No IAM: células anucleadas (picnose e cariólise), acidófilas (hipereosinofílicas) e coaguladas por semanas
No segundo momento há remoção do tecido necrótico por leucócitos e enzimas 
É caracteristico da hipóxia
1.8.2 Necrose liquefativa
- Característica das infecções por bactérias e fungos
Não há preservação do arcabouço celular
ATENÇÃO: O sistema nervoso central (cérebro, p.e.), mesmo em isquemia, se comporta como sofrendo necrose liquefativa!!! Somente este tecido em questão! 
Na macro: massa viscosa líquida ou creme amarelada
Necrosa gangrenosa (gangrena molhada): é uma necrose liquefativa superposta a uma coagulativa, quando se pega uma infecção secundária. 
1.8.3 Necrose caseosa
É um subtipo de coagulativa (mantém o arcabouço: o contorno do granuloma ainda é definido)
Ligada a tuberculose
Material amorfo e granular constituido por células coaguladas e fragmentadas e restos celulares, circundadas por células inflamatórias denominada reação granulomatosa. O núcleo do granuloma é a região de necrose caseosa.
Na macroscopia, existem coalescências dos granulomas que se juntam e formam as cavernas.
1.8.4 Necrose gordurosa
Subtipo de necrose que se caracteriza pela destruição das gorduras por lipases pancreáticas
Na macro, são observadas áreas focais de destruição de gorduras por lipases pancreaticas; existem regioes de saponificação.
Na micro, veem-se focos de células gordurosas necróticas (fantasmas: azuladas, pelas reações de saponificação), com depósito de cálcio e reação inflamatória
Observada na pancreatite
1.9 Apoptose
É a morte celular induzida por um programa intracelular, no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas que degradam o próprio DNA celular e proteínas citoplasmaticas e nucleares.
ATENÇÃO: 
- PODE SER FISIOLÓGICA OU PATOLÓGICA
- NÃO HÁ RESPOSTA INFLAMATÓRIA ADJACENTE (a integridade de membrana é mantida)
A célula ao final do processo é fagocitada (os corpos apoptóticos) 
Na micro, geralmente é uma célula ou poucas células individualizadas; ficam com cromatina hipercromática e citoplasma eosinofílico.
1.9.1 Causas
a) Fisiológicas: eliminação de populações celulares não mais necessárias
- Embriogênese: destruição programada
- Involução hormônio dependente: endométrio
- Deleção celular em populações proliferantes (como na pele ou TGI)
- Morte celular após o uso – células inflamatórias ao término da inflamação
- Eliminação de linfócitos auto-reativos
b) Patológicas: (células não viáveis ou alteradas do ponto de vista genético ou lesadas de modo irreversível)
- Lesão de DNA – radiação, drogas citotóxicas 
- Infecções, principalmente virais ( HIV, HBV)
- Acúmulo de proteinas mal formadas ou mal dobradas (mutações)
- Atrofia patológica do parênquima de órgãos, por compressão ou obstrução
- vias extrinseca e intrinseca
A apoptose pode ser realizada por duas vias: uma via intrínseca e outra extrínseca.
a) A via intrinseca é a chamada via mitocondrial, uma vez que os agentes ligados a ela vão levar à liberação do citocromo c, com ativação posterior de caspases.
Exs: diminuição de fatores de crescimento (como em células endometriais), algum dano de material genético, levando ao acúmulo de proteínas mal dobradas *
*existem no citoplasmas as chamadas enzimas Bcl-2, que funcionam como sensores para esses estímulos, desencadeando o processo de apoptose
b) A via extrínseca, ou via do ligante da morte, é desencadeada pela expressão de partículas virais na membrana citoplasmática e mediante interação Fas-FasL e receptores TNF apartir da interação da partícula expressa na superfície (MHC I) com um CTL. Assim, essa via extrínseca está muito ligada a exposição e interação da célula por infecções virais. 
Em qualquer via vai ativar caspases, com indução de endonucleases e quebras de citoesqueletos, levando a formação de corpos apoptóticos, que serão fagocitados pelos macrófagos. Não há ruptura de membrana, apenas alteraçao de conformação
Morfologia: célula diminuida, cromatina condensada, formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos e, por último, fagocitose.