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Alterações do crescimento 1 🔬 Alterações do crescimento → A célula normal é limitada em suas funções e estruturas → A resposta adaptativa a uma lesão pode consistir em: Um aumento no tamanho das células (hipertrofia) e da sua atividade funcional Um aumento do número de células (hiperplasia) Uma diminuição do tamanho e da atividade metabólica das células (atrofia) Mudanças do fenótipo das células (metaplasia) → Quando o estímulo é eliminado, a célula pode retornar ao seu estado original sem ter sofrido qualquer consequência danosa → 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, evoluindo até a morte celular A morte celular resulta de várias causas, como isquemia, infecções e substâncias tóxicas A morte celular constitui também um processo normal e essencial na embriogênese, no desenvolvimento dos órgãos e na manutenção da homeostase A relação entre as células do miocárdio normais, adaptadas, reversivelmente lesadas e mortas. Alterações do crescimento 2 Existem duas vias principais de morte celular, a necrose e a apoptose A privação de nutrientes induz uma resposta celular adaptativa chamada autofagia Os distúrbios metabólicos celulares e a agressão crônica subletal podem estar associados com acúmulos intracelulares de várias substâncias, incluindo proteínas, lipídios e carboidratos O cálcio é frequentemente depositado em sítios de morte celular, resultando em calcificação patológica O processo normal de envelhecimento é acompanhado por alterações morfológicas e funcionais nas células 📌 Causas de lesão celular Hipóxia, isquemia, reperfusão Agentes físicos Agentes químicos Agentes infecciosos e parasitários Reações inflamatórias e imunológicas Defeitos genéticos Distúrbios nutricionais Condicionantes da lesão: Intensidade Tempo de ação Constituição do organismo Adaptações do crescimento e diferenciação celulares Hipertrofia Aumento do tamanho das células que resulta no aumento do órgão Alterações do crescimento 3 afetado Os órgãos hipertrofiados não possui novas células, apenas células maiores Ocorre devido à síntese e à incorporação de novos componentes estruturais intracelulares Em muitos órgãos, hipertrofia e hiperplasia coexistem, contribuindo para o seu aumento de tamanho Pode ser fisiológica ou patológica Causas: Aumento da demanda/carga funcional Estimulação de hormônios e fatores de crescimento As células musculares estriadas da musculatura esquelética e cardíaca, que possuem capacidade de divisão limitada, respondem ao aumento da demanda metabólica sofrendo predominantemente hipertrofia Exemplo: Os músculos avantajados dos fisiculturistas praticantes de musculação resultam do aumento do tamanho das fibras musculares individuais, em resposta ao aumento da demanda No coração, o estímulo para a hipertrofia é geralmente uma sobrecarga hemodinâmica crônica, devido ou à hipertensão arterial ou a valvas deficientes Hipertrofia uterina na gravidez é estimulada por hormônios estrogênicos que agem nos receptores de estrogênio do músculo liso, resultando em maior síntese de proteínas no músculo liso e em aumento do tamanho celular Mecanismo da hipertrofia Alterações do crescimento 4 → Resultado do aumento na produção das proteínas celulares Exemplo: hipertrofia do coração A hipertrofia do coração torna-se não adaptativa e pode levar a insuficiência cardíaca, arritmias e morte súbita Três etpas básicas na patogenia molecular da hipertrofia cardíaca 1. Início pelo aumento da carga de trabalho → ações integradas de sensores mecânicos → fatores de crescimento (TGF-β + fator de crescimento semelhante à insulina 1 [IGF-1] + fator de crescimento fibroblástico) e agentes vasoativos (ex., agonistas α-adrenérgicos, endotelina-1 e angiotensina II) → os próprios sensores mecânicos induzem a produção de fatores de crescimento e agonistas 2. Os sinais originados na memebrana ativam uma rede de vias de transdução de sinal → duas vias envolvidas: (1) via do fosfoinositídio 3-cinase (PI3K)/Akt (considerada a mais importante na hipertrofia fisiológica, p. ex., a induzida por exercício) e; (2) a via de sinalização em cascata da proteína G ligada a receptores (induzida por muitos fatores de Mecanismos bioquímicos de hipertrofia miocárdica Alterações do crescimento 5 crescimento e agentes vasoativos e considerada como sendo mais importante na hipertrofia patológica) 3. As vias de sinalização ativam um conjunto de fatores de transcrição como GATA4, fator nuclear de célula T ativadas (NFAT), e fator estimulador do miócito 2 (MEF2) → aumento da síntese das proteínas musculares responsáveis pela hipertrofia Seja qual for a causa ou o mecanismo exato da hipertrofia cardíaca, ela, eventualmente, atinge um limite depois do qual o aumento da massa muscular deixa de ser capaz de compensar a sobrecarga Ocorrem várias alterações regressivas nas fibras miocárdicas, das quais as mais importantes são lise e perda de elementos contráteis miofibrilares, em casos extremos pode ocorrer morte dos miocitos Para evitar tais consequências, vários fármacos que inibem as vias de sinalização importantes que envolvem os genes NFAT, GATA4 e MEF2 estão em ensaios clínicos nas fases 1 ou 2 Hiperplasia Aumento no número de células em um órgão ou tecido em resposta a um estímulo A hiperplasia somente ocorre em tecidos que contêm células capazes de se dividir, aumentando, portanto, o número de suas células Pode ser fisiológica ou patológica Hiperplasia fisiológica: Ocorre devido à ação de hormônios ou fatores de crescimento, onde há necessidade de: aumentar a capacidade funcional dos órgãos hormonio-sensíveis Hiperplasia patológica: A maioria das formas de hiperplasia patológica é causada pela ação excessiva ou inapropriada de hormônios ou fatores de crescimento sobre suas células-alvo Exemplos: Alterações do crescimento 6 aumento compensatório após lesão ou ressecção Hiperplasia hormonal: é o que ocorre na proliferação do epitélio glandular da mama feminina na puberdade e durante a gravidez (geralmente acompanhada também de hipertrofia) Hiperplasia compensatória: como ocorre na regeneração hepática após a doação de um lobo do fígado A medula óssea possui rápida capacidade de sofrer hiperpalsia em respostas a uma deficiência de células sanguíneas, como no caso de uma hemorragia aguda ou de desnutrição prematura das hemácias Hiperplasia endometrial → induzida por hormônio, que quando ocorre um desequilíbrio entre estrogênio e progesterona resulta em aumentos absolutos ou relativos na quantidade de estrogênio, com consequencia ocorre hiperplasia das glândulas endometriais, causa comum de sangramento menstrual anormal Câncer → os mecanismos de controle do crescimento tornam- se desregulados ou ineficientes devido às anormalidades genéticas existentes, resultando em proliferação incontrolável a hiperplasia patológica constitui um solo fértil no qual a proliferação cancerosa pode, eventualmente, surgir A hiperplasia é uma resposta característica a certas infecções virais, como os papilomavírus, que causam verrugas cutâneas e várias lesões de mucosa compostas por massas de epitélio hiperplásico Mecanismo da hiperplasia → Resultado da proliferação de células maduras induzida por fatores de crescimento, em alguns casos pelo surgimento de novas células a partir de células-tronco teciduais Atrofia Redução do tamanho de um órgão ou Alterações do crescimento 7 tecido que resulta da diminuição do tamanho e do número de células Pode ser fisiológica ou patológicas Atrofia fisiológica: comum durante o desenvolvimento normal, onde algumas estruturas embrionárias, como a notocorda e o ducto tireoglosso, sofrem atrofia durante o desenvolvimento fetal; e na diminuição do tamanho do útero, que ocorre logo após o parto Atrofias patológicas:Redução da carga de trabalho (atrofia de desuso): como no osso fraturado e imobilizado, com o desusu prolongado as fibras musculares esqueléticas diminuem em número, bem como em tamanho Perda da inervação (atrofia por desnervação): uma lesão dos nervos leva à atrofia das fibras musculares por eles inervadas Diminuição do suprimento sanguíneo: a isquemia em um tecido, tem como consequência adoença oclusiva arterial, que se desenvolve lentamente e resulta em atrofia do tecido Atrofia senil - como ocorre a senescência, o cérebro sofre atrofia progressiva, assim como o coração → Alterações celulares fundamentais associadas à atrofia decorre de uma resposta inicial de diminuição do tamanho da célula e das organelas, o que reduz as necessidades metabólicas da célula o suficiente para permitir sua sobrevivência Atrofia. A, Cérebro de um adulto jovem normal. B, Atrofia do cérebro em um homem de 82 anos de idade com doença cerebrovascular aterosclerótica, resultando em fornecimento de sangue reduzido. Alterações do crescimento 8 Nutrição inadequada: como na desnutrição proteico-calórica profunda (marasmo), após o esgotamento de outras reservas, como o tecido adiposo. Isso resulta em consumo muscular acentuado (caquexia) Perda da estimulação endócrina: muitos tecidos que respondem a hormônios, como a mama e os órgãos reprodutores, dependem da estimulação endócrina para sua função e metabolismo normais (na menopausa ocorre atrofia do endométrio pela perda da estimulação estrogênica) Compressão: a compressão tecidual por um certo período de tempo pode causar atrofia, como ocorre em tumores benignos, que quando em crescimento pode causar atrofia nos tecidos normais circundantes Mecanismo da atrofia → Resulta da diminuição da síntese proteica (em função da atividade metabólica reduzida) e do aumento da degradação das proteínas nas células A degradação das proteínas celulares ocorre principalmente pela via ubiquitina- proteossomo A deficiência de nutrientes e o desuso podem ativar ligases de ubiquitina, que ligam o pequeno peptídio ubiquitina a proteínas celulares, e marcam essas proteínas para degradação nos proteossomos Em muitas situações, a atrofia é também acompanhada por aumento da autofagia, observada pelo núero elevado de vácuolos autofágicos A autofagia está associada a vários tipos de lesão celular, e a discutiremos em mais detalhes posteriormente Metaplasia Alteração reversível na qual um tipo celular diferenciado (epitelial ou mesenquimal) é substituído por outro tipo celular Alterações do crescimento 9 A metaplasia é uma resposta adaptativa em que um tipo de célula sensível a um determinado estímulo nocivo é substituído por outro tipo de célula que é mais capaz de suportar o ambiente adverso A metaplasia epitelial mais comum é a colunar para escamosa, como ocorre no trato respiratório em resposta à irritação crônica Ex.: no fumante habitual de cigarros, as células epiteliais normais, colunares e ciliadas da traqueia e dos brônquios, são, com frequência, substituídas por células epiteliais escamosas estratificadas (importantes mecanismos de proteção contra infecções são perdidos) As influências que predispõem à metaplasia, se persistentes, podem iniciar a transformação maligna no epitélio metaplásico Ex.: um tipo comum de câncer no trato respiratório é composto por células escamosas, que podem surgir nas áreas onde o epitélio colunar normal foi substituído pelo epitélio escamoso Metaplasia do tipo escamoso: como no esôfago de Barrett, no qual o epitélio escamoso do esôfago é substituído por células colunares tipo intestinais, sob a influência do refluxo do ácido gástrico. Cânceres podem surgir nessas áreas e são tipicamente glandulares (adenocarcinomas) Metaplasia do tecido conjuntivo: é a formação de cartilagem, osso ou tecido adiposo (tecidos mesenquimais) em tecidos que normalmente não contêm esses Metaplasia de epitélio colunar para epitélio escamoso Alterações do crescimento 10 elementos Por exemplo, a formação de osso no músculo, designada miosite ossificante, ocorre, ocasionalmente, após uma hemorragia intramuscular Mecanismo da metaplasia → É o resultado de uma reprogramação de células-tronco que sabidamente existem nos tecidos normais ou de células mesenquimais indiferenciadas presentes no tecido conjuntivo A diferenciação de células tronco para uma linhagem particular é provocada por sinais gerados por citocinas, fatores de crescimento e componentes da matriz extracelular presentes no ambiente celular Esses estímulos externos promovem a expressão de genes que dirigem as células para uma via de diferenciação específica A desregulação de um fator de transcrição e a metaplasia é vista em caso de deficiência ou excesso de vitamina A (ácido retinoico) O ácido retinoico regula a transcrição do gene diretamente através de receptores retinoides nucleares, que podem influenciar a diferenciação de células progenitoras derivadas de células-tronco teciduais Displasia → Crescimento desordenado Caracteriza-se por uma constelação de transformações celulares que incluem: 1. Perda da uniformidade celular individual Quando se observa um epitélio, normalmente, um é semelhante a outras, porém, numa displasia, elas diferenciam entre si, tanto em tamanho, como ocorre no coração 2. Perda de sua orientação arquitetural Normalmente, as células epitelias, possuem células basais e elas vão se transformando em céulas intermediárias e essas se transformando em Alterações do crescimento 11 células superficiais Na displasia, entretanto, essa orientação fica perdida. 3. Pleomorfismo considerável As diferentes formas e morfologias → mostra uma grande instabilidade genética, alterações de genomas Núcleos hipercromáticos (maior material genético) Núcleos com aumento de volume Mitoses mais frequentes e anormais (hipercromáticas e agigantados) A displasia têm caráter progressivo Potencialmente reversível Constumam preceder certar neoplasias malignas Características da células displásicas: Aumento evidente da razão núcleo-citoplasma Anisocariose (núcleos de tamanhos desiguais) Hipercromasia nuclear Espessamento da memebrana nuclear Alterações do crescimento 12 Concentração da cromatina Presença eventual de binucleação, núcleos visíveis → Dependendo da quantidade dessas características encontradas num exame de lâmina pode ser classificado como grave ou leve Fotos microscópicas para comparação: Células normais: Displasia de baixo grau; Displasia de alto grau: Displasia de altíssimo grau: Alterações do crescimento 13 � Obs: alto grau podendo ser um cacinoma em situ
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