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Aula 3 – Lesão Celular Lesão é quando uma célula é submetida a um agente agressor e não consegue se adaptar adequadamente, apresentando algum grau de comprometimento em sua integridade, forma e/ou função. As lesões podem ser reversíveis quando a agressão cessa sem produzir danos significativos às membranas e outras estruturas celulares. Dependendo da extensão e da gravidade, será reversível assim que o agressor deixa de agir sobre a célula, se recuperando. Se o agressor se mantiver por longo período, ou se a sua ação for muito intensa, ela morrerá, produzindo uma necrose. As células mais jovens e com mais reservas de nutrientes costumam se adaptar melhor as condições estressantes. Radicais livres de oxigênio e estresse oxidativo Radicais livres são espécies químicas muito reativas que causam danos à proteínas, lipídios, carboidratos e ácidos nucleicos. ❖ São produzidos durante a respiração celular, mas quase sempre são removidas pelos sistemas de defesa. Também podem ser produzidos por neutrófilos e macrófagos durante o combate a bactérias e outros corpos estranhos, durante os processos inflamatórios. ❖ Quando a formação de radicais aumenta ou quando os sistemas de remoção de radicais são ineficientes, ocorre o estresse oxidativo, podendo levar a lesão, câncer, envelhecimento precoce e doenças degenerativas. ❖ Os radicais podem causar lesão nas membranas celulares, incluindo as membranas citoplasmáticas, membranas nucleares e mitocondriais. Podem danificar proteínas e componentes como ribossomos, interferindo no metabolismo e na renovação de proteínas. ❖ Podem causar danos ao DNA com perda de capacidade de produzir proteínas. Acúmulos Intracelulares (degenerações) Segundo o médico Virchow, degeneração é quando ocorre uma agressão que interfere no funcionamento normal das células e o acúmulo anormal de substâncias dentro ou fora das células. Essas substâncias acumuladas podem ser: → Constituinte normal: como água, lipídios, proteínas e carboidratos → Anormal: seja exógena, como um mineral (carvão) ou endógena, como um metabolito, produzido por ela ou por outras células. Tipos de degeneração: - Degeneração por acúmulo de água e eletrólitos (hidrópica): • Lesão reversível mais comum, acúmulo que deixa a célula tumefeita, ou seja, com o volume aumentado (inchada). • Alguns aspectos macroscópicos da degeneração é o aumento no peso e no volume, além da palidez do órgão afetado. • Aspectos microscópicos são o aumento no volume, a presença de citoplasma granuloso e de pequenos vacúolos (degeneração vacuolar). Regra Geral: Na lesão reversível, não há dano significativo da membrana e do núcleo, permitindo a recuperação - Degeneração por acúmulo de proteínas (hialina e mucoide: • Degeneração Hialina: acúmulo por desequilíbrio entre produção e degeneração das proteínas celulares. • O nome hialino é devido ao aspecto homogêneo, lembrando vidro, geralmente formando corpúsculos no interior das células. Ex. Corpúsculo de Mallory – Muito comum na cirrose hepática alcoólica. Corpúsculo de Russel – Acúmulo de imunoglobulinas nos plasmócitos, essa degeneração está associada a infecções como na salmonelose e na leishmaniose. • Degeneração Mucoide: quando células aumentam a síntese de proteínas que formam muco, acumulando-se dentro da própria célula (resultado de uma inflamação ou neoplasias). • Além do acúmulo de proteínas, em certos casos pode ocorrer acúmulo de proteínas no interstício (no meio externo – infiltração) Ex. Amiloidose renal – Depósito nos glomérulos renais, formando massa que comprime os capilares. Amiloidose Esplênica (baço) – Depóstio nos folículos, formando nódulos brancos Hepatócitos inchados com “forma de balão” Degeneração hialina: leva o nome de amiloidose Material proteico fibrilar no interstício: substância amiloide Amiloidose Cardíaca Amiloidose Cerebral (Doença de Alzheimer) – Depósito de proteína beta amiloide nas paredes dos vasos cerebrais ou na matriz extracelular no sistema nervoso, é a principal causa de demência, com pera progressiva das funções de memória e cognição. - Degeneração por acúmulo de lipídios (esteatose e lipidose): • Degeneração gordurosa (esteatose): acúmulos anormais de triglicerídeos dentro das células parenquimatosas (normalmente não armazenam gorduras). Locais mais comuns de aparecimento: → Fígado (principal órgão) – o órgão aumenta de tamanho (chega a pesar até 4x mais que o normal) e torna-se amarelo brilhante. → Rim → Coração → Músculos esqueléticos → Pâncreas Principais causas: → Agentes químicos e toxinas como o álcool e corticoides → Diabetes mellitus → Obesidade e dislipidemias → Hepatites virais → Desnutrição proteica • Degeneração lipidose: são acúmulos de lipídeos de natureza não triglicerídea, como o colesterol. Placas ateroscleróticas (nas artérias) - Macrófagos dentro da túnica íntima ficam repletos de vacúolos lipídicos, sobretudo o colesterol. Principais fatores de risco: → Tabagismo → LDL elevado → Hiperglicemia → Hereditários → Idade Xantomas (na pele) – Acúmulos de macrófagos contendo colesterol, de aspecto espumoso, onde formam placas superficiais amareladas. - Degeneração por acúmulo de carboidratos (glicogenoses): O acúmulo de glicogênio é encontrado em pacientes com uma anormalidade no metabolismo da glicose ou do glicogênio. As massas aparecem como vacúolos claros no citoplasma. Ocorrem principalmente: → Fígado → Coração → Rim → Músculos esqueléticos Causas básicas: → Deficiência nas enzimas que degradam glicogênio → Reabsorção da glicose pelos túbulos renais no Diabetes Mellitos O diabetes mellitus é o principal exemplo de um distúrbio do metabolismo da glicose. A doença de Von Gierke, conhecida como glicogenose do tipo I, é ocasionada pela deficiência em uma enzima nos hepatócitos e nas células tubulares renais. É uma doença genética rara, recessiva, que causa retardo no crescimento, mas não interfere no desenvolvimento mental. Produz hepatomegalia e renomegalia Hipoglicemia, frequentemente com crises convulsivas Morte precoce, geralmente por infecções intercorrentes - Acúmulo de pigmentos: Substâncias coloridas, que podem ser ou não constituintes normais das células (por ex. melanina), ou proveniente de outro lugar, como o carbono inalado. Em alguns casos, esses agregados podem induzir enfisema pulmonar, causando pneumoconiose. A lipofuscina é um pigmento insolúvel, amarelado ou rosa, composto por lipídios e fosfolipídios associados à proteínas. A melanina é um pigmento endógeno preto- acastanhado que também se deposita em células, como a epiderme. Nesse melanoma, vemos uma hiperpigmentação da pele por depósito de melanina. A hemossiderina é um pigmento castanho-dourado, derivado de hemoglobina, formado por depósitos de ferritina, que formam grânulos (por ex. hematomas). - Calcificação Patológica (distrófica): É a deposição anormal de sais de cálcio nos tecidos, juntamente com quantidades menores de ferro, magnésio e outros. É encontrada em áreas de necrose, sejam estas do tipo coagulativa, caseosa ou liquefativa, e em focos de necrose enzimática da gordura. Calcificação também se desenvolve nas valvas cardíacas envelhecidas, prejudicando sua função. - Calcificação metastática ou heterotópica: É resultado de hipercalcemia. Ocorre em tecidos normais, não necróticos (sem lesão prévia). Pode ocorrer amplamento no corpo, mas afeta principalmente tecidos intersticiais da mucosa gástrica, rins, pulmões, artérias sistêmicas e veias pulmonares. Morte Celular Quando a lesão celular é muito intensa, a célula não consegue seregenerar e morre. A morte pode se dar por dois mecanismos, a necrose e a apoptose. Necrose: O aspecto morfológico da necrose resulta da desnaturação de proteínas intracelulares São incapazes de manter a integridade da membrana (processo que pode iniciar inflamação no tecido). As enzimas que digerem a célula necrótica são derivadas dos lisossomos das próprias células que estão morrendo ou dos lisossomos dos leucócitos. Tipos de necrose: Necrose de Coagulação: Falta de irrigação sanguínea. A arquitetura básica dos tecidos mortos é preservada por alguns dias, mas as células necróticas são removidas por fagocitose dos restos celulares. Uma área localizada de necrose de coagulação é chamada de infarto. Necrose de Liquefação: Tecidos celulares ficam mais amolecidos, desorganizados e se tornam líquidos, é mais frequente em abcessos (infecções bacterianas) e em necroses no cérebro. A necrose liquefativa é caracterizada pela digestão das células mortas, resultando na transformação do tecido em uma massa viscosa líquida, chamado de pus (amarelo cremoso). Necrose Caseosa: É encontrada em focos de infecção por tuberculose. Necrose Gordurosa: Refere-se a áreas de destruição gordurosa, resultantes da liberação de lipases pancreáticas por causa de uma pancreatite aguda. Áreas brancas com aparência de pingos de vela. Necrose Hemorrágica: Quando ocorre hemorragia por rompimento de vasos em um tecido já necrosado. Ex. Tromboembolismo pulmonar - Primeiro ocorre necrose de coagulação e depois necrose hemorrágica. Necrose Gangrenosa: Quando um membro perde o suprimemento sanguíneo e sofre necrose por coagulação em várias de suas camadas, deixando o tecido escuro, seco e duro, com aparência “mumificada”. Quando ocorre uma infecção bacteriana (necrose liquefativa), junto a uma necrose gangrenosa, chamamos de gangrena úmida. Necrose fibrinoide: Necrose observada nas reações autoimunes que envolvem os vasos sanguíneos. Apoptose: Morte celular programada, ou seja, a célula “comete suicídio” para preservar o bom funcionamento do resto do organismo. ➢ As células que sofrem apoptose raramente infligem danos às células vizinhas e tecido adjacente. ➢ Na apoptose, as célular murcham, seu núcleo se condensa e o DNA celular se rompe em fragmentos. ➢ A membrana plasmática da célula se mantém íntegra na apoptose, impedindo que suas enzimas sejam liberadas no meio externo. ➢ Todas as células possuem mecanismos que sinalizam ou sua morte ou a continuidade de sua sobrevivência, e a apoptose resulta de um desequilíbrio entre esses dois sinais, onde os estímulos indutores da morte superam os estímulos de sobrevivência. Como ocorre a apoptose: O processo é dividido em duas fases: 1. Iniciação: Algumas das caspases celulares se tornam ativas 2. Execução: Outras caspases e outras enzimas inicia a degradação dos componentes celulares. Caspases (csisteína aspartato proteases) são proteínas sintetizadas como pro-caspases, (precursores inativos, chamados zimógenos ou zimogênios), que ao serem ativadas, se tornam funcionais. O início da apoptose ocorre por duas vias distintas: 1. Via intrínseca ou mitocondrial 2. Via extrínseca ou morte iniciada por receptor Cada uma dessas vias é induzida por diferentes estímulos e envolvem a participação de diferentes substâncias (proteínas). 1. Principal via de ativação da apoptose, e resulta do aumento de permeabilidade mitocondrial e a liberação de moléculas pró-apoptóticas no citoplasma, que ficam estocadas dentro das mitocôndrias. 2. Esta via é ativada pela interação de substâncias produzidas por linfócitos citotóxicos CD8 ou NK (Natural Killer) e os receptores da superfície das células apoptóticas. Durante a fase de execução da apoptose, as duas vias convergem para uma cascata de ativação de caspases que desenvolvem a fase final da apoptose. Causas da apoptose: → Processo normal: permite a renovação de células eliminando as mais envelhecidas, menos funcionais, que poderiam levar ao desenvolvimento de um tumor, por ex. → Evento patológico: quando células lesadas irreversivelmente são eliminadas para evitar um “mal maior”. Situações fisiológicas: Células que precisam ser eliminadas durante a embriogênese, organogênese, involução do desenvolvimento e na metamorfose. Redução da cauda de embriões de primatas como o homem ainda durante a fase intrauterina. A perda da causa do girino durante a metamorfose A perda da membrana entre os dedos das mãos e pés durante a fase embrionária Condições patológicas: Quando ocorre lesão irreparável DNA por conta de radiação, drogas citotóxicas e hipóxia, muitas células entram em estado de apoptose. Neste caso, a própria célula ativa os mecanismos intrínsecos que induzem a apoptose, evitando o risco de ocorrer uma “malignização” desta célula. Ex. Quando temos uma queimadura do sol na pele e descascamos, é porque a ação dos raios ultravioleta causa danos à várias estruturas celulares, sobretudo o DNA, de várias células ao mesmo tempo. Várias células entram em estado apoptótico ao mesmo tempo, resultando na morte de camadas inteiras de células, que “descascam” e não da forma como ocorre normalmente. - Acúmulo de proteínas anormalmente dobradas (enoveladas) e Estresse do Retículo Endoplasmático: Quando uma proteína é produzida pelos ribossomos celulares, sofre o processo de enovelamento, para que assuma sua configuração tridimensional funcional (estrutura terciária). - Morte celular em infecções: Células podem ativar os próprios mecanismos de apoptose quando sofrem infecções virais, como nas infecções por adenovírus e pelo vírus da imunodeficiência humana, ou pela resposta imune do próprio hospedeiro, como na hepatite viral, induzida por citocinas liberadas por células como linfócitos NK e linfócitos T citotóxicos. Características bioquímicas e morfológicas da apoptose: Retração celular: A célula apoptotica se torna menor em tamanho e seu citoplasma se torna mais denso (com organelas mais compactadas). Condensação da cromatina: Característica mais marcante da apoptose é a agregação da cromatina à membrana celular. Ativação das Caspases: Uma outra característica da apoptose, que a diferencia da necrose. Clivagem (quebra) do DNA: Nas células apoptóticas ocorre quebra do DNA em fragmentos de diversos tamanhos. Formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos: A célula em apoptose apresenta “bolhas” de diversos tamanhos em sua superfície. Alterações da Membrana e Reconhecimento pelos Fagócitos: Em células saudáveis, a fosfatilserina está presente apenas no folheto interno da membrana plasmática (bicamada lipídica), mas nas células apoptóticas, ele move-se para o folheto externo e passa a aparecer na camada de fora. Esse processo é tão eficiente que normalmente as células mortas por apoptose desaparecem em poucos minutos, sem produzirem inflamação ou maiores danos ao tecido, quanto que na necrosa, essa “limpeza” pode demorar horas para acontecer e resultar em inflamação e danos no tecido. Fagocitose das células apoptóticas e dos corpos apoptóticos: Na apoptose, os corpos apoptóticos são rapidamente “ingeridos” e degradados pelas enzimas lisossômicas dos fagócitos, sem que haja rompimento de suas membranas.
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