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LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 1 ADAPTAÇÕES CELULARES AO ESTRESSE Adaptações celulares são alterações reversíveis em tamanho, função, número, fenótipo ou atividade metabólica em resposta as alterações em seu ambiente. As adaptações podem ser fisiológicas quando ocorrem em resposta a hormônios ou mediadores químicos endógenos (aumento da mama e do útero induzido por hormônio durante a gravidez) ou podem ser adaptações patológicas em resposta ao estresse que permitem a essas células modularem sua estrutura e função, escapando, assim, da lesão. Tais adaptações podem ter formas distintas: HIPERTROFIA A hipertrofia pode ser fisiológica ou patológica, e é causada pelo aumento da demanda funcional ou por fatores de crescimento ou estimulação hormonal específica. A hipertrofia é o aumento do tamanho das células que resulta em um aumento do tamanho do órgão. É diferente da hiperplasia, em que ocorre um aumento do número de células, sendo uma resposta adaptativa que ocorre em células capazes de replicação, enquanto a hipertrofia ocorre em células que têm essa capacidade de se dividir mais limitada. A hipertrofia e a hiperplasia podem ocorrer de modo concomitante, e ambas geram o aumento do tamanho do órgão. • Durante a gravidez, o aumento fisiológico do útero é causado tanto pela hipertrofia quando pela hiperplasia das células musculares lisas, enquanto o musculo estriado cardíaco e esquelético só podem sofrer hipertrofia. • O aumento do miocárdio é um exemplo de hipertrofia patológica que ocorre em decorrência da hipertensão ou doença de valva aórtica. Na hipertrofia cardíaca há a influência de pelo menos dois tipos de sinais: a) desencadeantes mecânicos -> estiramento b) desencadeantes tróficos: mediadores solúveis que estimulam o crescimento celular, como fatores de crescimento de hormônios adrenérgicos. Esses estímulos acionam a transdução de sinais que levam a ativação de genes responsáveis pela síntese de proteínas celulares, incluindo fatores de crescimento e proteínas estruturais. O resultado é a maior síntese de proteínas e miofilamentos por célula, aumentando a força gerada a cada contração, permitindo que a célula alcance melhor desempenho. Sejam quais forem os mecanismos da hipertrofia, ela finalmente alcança um limite depois do qual o aumento de massa muscular não pode mais compensar a sobrecarga. quando isso acontece no coração, ocorrem várias alterações degenerativas das fibras miocárdicas, das quais as mais importantes são a fragmentação e a perda dos elementos contráteis das miofibrilas. Existem variáveis que limitam a hipertrofia como aporte sanguíneo para suprir as fibras aumentadas, quantidade de mitocôndrias para suprir ATP e maquinaria biosintética para produzir proteínas contráteis e outros elementos do citoesqueleto. O resultado dessas alterações é a dilatação ventricular e a falência cardíaca. Essa sequencia de eventos demonstra que uma adaptação celular ao estresse pode evoluir para lesão celular funcionalmente significativa, caso o estresse não seja atenuado. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 2 HIPERPLASIA A hiperplasia ocorre se o tecido contém células capazes de se dividir, e ocorre simultaneamente com a hipertrofia. Pode ser fisiológica ou patológica, e em ambas a proliferação celular é estimulada por fatores de crescimento que são produzidos por vários tipos celulares. Os dois tipos de hiperplasia fisiológica são: a) hiperplasia hormonal (proliferação do epitélio glandular da mama feminina - puberdade/gravidez) b) hiperplasia compensatória: crescimento de tecido residual após a retirada de parte de um órgão. Ex.: atividade mitótica das células do fígado quando tem um pedaço removido, restaurando seu peso normal. Após a restauração celular a proliferação celular é "desligada". Hiperplasia Patológica A maioria das formas de hiperplasia patológica é causada por estimulação excessiva hormonal ou por fatores de crescimento. Ex.: após um período menstrual normal, há aumento da proliferação do epitélio uterino, processo estritamente regulado por hormônios, sendo estimulado por hormônios hipofisários (estrogênio) e inibido pela progesterona. Caso haja um desequilíbrio entre esses hormônios, ocorre hiperplasia do endométrio. A hiperplasia também é uma resposta comum das células do tecido conjuntivo na cicatrização de feridas, em resposta a fatores de crescimento produzidos por leucócitos e pelas células da matriz extracelular. A estimulação por fatores de crescimento também está presente em certas infecções virais como o HPV, em que os genes transcritos do vírus causam proliferação excessiva de tecido epitelial gerando massas hiperplásicas. É importante ressaltar que em todas essas situações, o processo hiperplásico permanece controlado (mesmo na hiperplasia patológica), isso é, se os sinais que a iniciam cessarem, a hiperplasia desaparece. isso é o que diferencia a hiperplasia patológica benigna da maligna (câncer). No câncer, os mecanismos de regulação do crescimento tornam-se desregulados ou ineficazes. Ainda assim, a hiperplasia confere um solo fértil para o surgimento de neoplasias. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 3 ATROFIA Atrofia é a diminuição do tamanho da célula pela perda de substância celular. Quando um número suficiente de células está envolvido, todo o tecido ou órgão diminui de tamanho, torando-se atrófico. EMBORA células atróficas tenham sua função diminuída, elas não estão mortas. A atrofia pode ser fisiológica e patológica. Suas causas podem ser: diminuição da carga de trabalho, perda da inervação, diminuição do suprimento sanguíneo, nutrição inadequada, perda de estimulação endócrina e envelhecimento (atrofia senil). A atrofia representa uma retração da célula para um tamanho menor, no qual ainda é possível que ela sobreviva, estabelecendo um novo equilíbrio entre o tamanho da célula e a diminuição de suprimento sanguíneo, da nutrição ou da estimulação trófica. “Os mecanismos da atrofia consistem em uma combinação de síntese proteica diminuída e degradação proteica aumentada nas células” • A síntese de proteínas reduz por conta da diminuição de atividade metabólica • A degradação de proteínas ocorre principalmente pela via ubiquitina-proteossoma. A desnutrição e o desuso ativam as ligases da ubiquitina que direcionam as proteínas celulares à degradação no protesossoma. • Em muitas situações a atrofia é acompanhada de autofagia, em que a célula fica repleta de vacúolos autofágicos. A célula privada de nutrientes começa a digerir seus próprios componentes na tentativa de permanecer viva. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 4 METAPLASIA A metaplasia é uma alteração reversível na qual um tipo celular adulto (epitelial ou mesenquimal) é substituído por outro tipo celular adulto. Nesse tipo de adapt. celular, uma célula sensível a determinado estresse é substituída por outro tipo celular mais capaz de suportar o ambiente hostil. A metaplasia surge de uma reprogramação das células-tronco que se diferenciam ao longo de outra via, ao invés de uma simples alteração fenotípica de células já diferenciadas. Um exemplo é a metaplasia epitelial que ocorre no epitélio respiratório Músculo normal LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 5 de fumantes, no qual o epitélio colunar ciliado dos brônquios e da traqueia ésubstituído por células epiteliais estratificadas escamosas (epitélio pavimentoso estratificado). A metaplasia escamosa no epitélio respiratório também pode ser induzida por carência de vitamina A, que é essencial para a diferenciação normal do epitélio. Também pode ocorrer metaplasia nas células mesenquimais, mas nessas situações ela é geralmente uma reação de alguma alteração patológica e não uma resposta adaptativa ao estresse. Ex.: osso formado em tecidos moles, particularmente nos focos de lesão. VISÃO GERAL DA LESÃO CELULAR E MORTE CELULAR A lesão celular ocorre quando o estresse celular é tão alto que a célula não consegue se adaptar. Essa lesão pode ser reversível, quando há alterações fisiológicas e estruturais, mas sem danos severo a membrana e a integridade nuclear, ou pode gerar a morte celular, seja pela via apoptótica ou pela necrose. A apoptose é um mecanismo que ocorre normalmente na célula e nem sempre é patológico, em que a célula degrada seu núcleo sem perder a integridade da membrana celular, não gerando resposta inflamatória. Pode ocorrer quando há lesões nas proteínas ou DNA da célula de modo irreparável, fazendo com que a célula se suicide de modo organizado. Já a necrose é sempre patológica e gera resposta inflamatória pelo extravasamento de conteúdo intracelular, que ocorre devido a perda da integridade da membrana. essa perda grave da integridade das membranas também faz com que as enzimas lisossômicas entrem no citoplasma e realizem a digestão dos componentes da célula, dando origem as alterações morfológicas que caracterizam a necrose. É a principal via de morte em lesões comumente encontradas, como as que resultam de isquemia, exposição a toxinas, várias infecções e trauma. CAUSAS DA LESÃO CELULAR • PRIVAÇÃO DE OXIGÊNIO Hipóxia. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 6 • AGENTES QUÍMICOS • AGENTES INFECCIOSOS • REAÇÕES IMUNOLÓGICAS • FATORES GENÉTICOS • DESEQUILIBRIOS NUTRICIONAIS • AGENTES FÍSICOS • ENVELHECIMENTO MORFOLOGIA DA LESÃO TECIDUAL A lesão reversível é caracterizada por: • Tumefação generalizada da célula e das suas organelas • Formação de bolhas na membrana celular • Destacamento dos ribossomos do RE • Agregação da cromatina nuclear Essas alterações podem ser oriundas de: • Diminuição da produção de ATP • Perda da integridade da membrana celular • Deficiência na síntese de proteínas • Danos ao citoesqueleto e ao DNA. Dentro de certos limites, a célula pode reparar essas desordens, e, cessado o estimulo nocivo, ela retorna a homeostasia. Contudo, havendo agressão excessiva ou persistente, a célula ultrapassa o ponto de não retorno, evoluindo para morte celular por necrose ou apoptose. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 7 LESÃO REVERSÍVEL Dois aspectos da lesão celular que podem ser reconhecidos por M.O são tumefação celular e degeneração gordurosa. A tumefação (alteração hidrópica ou degeneração vacuolar) surge da incapacidade das células de manter o equilíbrio hidroeletrolítico, resultante da falência dos canais iônicos dependentes de energia na membrana plasmática. “Quando afeta muitas células, provoca certa palidez, aumento do turgor e aumento do peso do órgão. Ao exame microscópico, podem ser observados pequenos vacúolos claros dentro do citoplasma; estes representam segmentos distendidos e destacados do retículo endoplasmático” LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 8 A degeneração gordurosa se manifestas nas células dependentes ou atuantes no metabolismo de gordura, como os cardiomiócitos ou os hepatócitos. Ela surge em lesões hipóxicas ou em várias formas de lesão metabólica ou toxica. Ela é manifestada pelo surgimento de vacúolos lipídicos no citoplasma. As alterações estruturais da lesão celular reversível incluem: 1. Alterações da membrana plasmática, como formação de bolhas, apagamento e perda das microvilosidades 2. Alterações mitocondriais, que incluem tumefação e o aparecimento de pequenas densidades amorfas 3. Dilatação do retículo endoplasmático, com destacamento dos polissomas; figuras de mielina intracitoplasmáticas podem estar presentes (ver adiante) 4. Alterações nucleares, com desagregação dos elementos granulares e fibrilares. NECROSE A aparência morfológica da necrose resulta da digestão das proteínas celulares devido ao extravasamento das enzimas lisossômicas. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 9 As células necróticas mostram eosinofilia aumentada devido as proteínas citoplasmáticas desnaturadas, que se ligam ao vermelho da eosina, e a perda de RNA citoplasmático, que se liga a hematoxilina. Padrões de alterações nucleares: • Cariólise: Esmaecimento da basofilia nuclear devido a perda de DNA pela ação enzimática de endonuclease • Picnose: também é observado na apoptose. É caracterizado pelo aumento da basofilia e retração nuclear. A cromatina fica condensada numa massa solida e basófila. • Cariorrexe: o núcleo picnótico sofre fragmentação. Com o decorrer do tempo – 1 ou dois dias – o núcleo da célula desaparece. PADRÕES DE NECROSE TECIDUAL P.96 ➔ Necrose coagulativa: É a forma de necrose que preserva a estrutura básica dos tecidos mortos por um intervalo de alguns dias, e os tecidos afetados apresentam consistência firme. Supostamente, durante a necrose coagulativa, inicialmente não ocorre a proteólise porque há desnaturação tanto das proteínas das células como das enzimas, de modo que células anucleadas e eosinófilas persistam durante alguns dias ou semanas. Finalmente essas células necróticas são removidas por fagocitose através de leucócitos ou pela digestão enzimática dos leucócitos. Em todos os órgãos, exceto no cérebro, a isquemia causada pela obstrução de um vaso gera necrose de coagulação nos tecidos. Uma área localizada de necrose de coagulação é chamada infarto, segundo Robbins. ➔ Necrose liquefativa: Ao contrário da necrose coagulativa, é caracterizada pela digestão das células mortas, resultando em uma massa viscosa liquida. É observada em infecções bacterianas focais e as vezes em algumas infecções fúngicas, LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 10 porque os micróbios estimulam o acumulo de leucócitos e a liberação das suas enzimas. O material necrótico formado é geralmente amarelo viscoso devido a presença de leucócitos mortos, e é chamado de pus. Frequentemente a morte das células nervosas por hipóxia se manifesta como necrose liquefativa. ➔ Necrose gangrenosa: Não é um padrão especifico, mas é um termo usado na clínica. Em geral se refere a um membro como braço ou perna que tenha perdido seu suprimento sanguíneo e sofrido necrose (geralmente necrose de coagulação), envolvendo seus diversos planos teciduais. Quando uma infecção bacteriana se sobrepõe, ocorre a necrose liquefativa devido as enzimas degradativas de bactérias e do infiltrado leucocitário, como formação de pus. ➔ Necrose caseosa: É mais frequentemente encontrado em focos de infecção tuberculosa, e recebe esse nome (caseosa = semelhante a queijo) porque a lesão adquire um aspecto esbranquiçado. No microscópio, a área necrótica é caracterizada por uma coleção de células rompidas e restos amorfos delimitados por uma borda inflamatória distinta. É um tipo de necrose característico de granulomas.LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 11 ➔ Necrose gordurosa/ esteatonecrose De fato, ela se refere a áreas focais de destruição adiposa, tipicamente resultantes da liberação de lipases pancreáticas ativadas na intimidade do pâncreas e na cavidade peritoneal. Isto ocorre na emergência abdominal calamitosa, conhecida como pancreatite aguda. Nesse distúrbio, as enzimas pancreáticas escapam das células acinares e liquefazem as membranas dos adipócitos do peritônio. As enzimas liberadas quebram os triacilgliceróis contidos dentro dessas células. Os ácidos graxos liberados combinam-se com o cálcio, produzindo áreas calcárias brancas macroscopicamente visíveis (saponificação da gordura), que permitem ao cirurgião e ao patologista identificarem as lesões. Ao exame histológico, os focos de necrose exibem contornos indistintos de adipócitos necróticos, com depósitos de cálcio basófilos, circundados por uma reação inflamatória. ➔ Necrose fibrinoide Forma especial de necrose nas paredes de vasos sanguíneos, causada pelo acumulo de imunocomplexos nessas paredes, acompanhado de fibrina extravasada. Resulta em uma aparência amorfa rosa-brilhante, semelhante a fibrina. É observado em vasculites imunologicamente mediadas. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 12 MECANISMOS DA LESÃO CELULAR P. 102 DEPLEÇÃO DE ATP A depleção e redução da síntese de ATP é comum em lesões isquêmicas e química. As principais causas de depleção de ATP são a redução do fornecimento de oxigênio e nutrientes, danos mitocondriais e ação de algumas substancias toxicas como o cianeto. A depleção de 5 a 10% de ATP produz efeitos críticos: • Redução da atividade da bomba de sódio dependente de energia, causando a saída de potássio e a entrada de sódio na célula, acompanhada da entrada isosmótica de água, gerando tumefação celular e dilatação do reticulo endoplasmático. • Alteração do metabolismo energético celular. Quando o fornecimento de o2 para as células é reduzido, ocorre a diminuição da concentração de ATP, acompanhado do aumento de monofosfato de adenosina, que leva a um aumento da glicólise anaeróbica a partir do glicogênio, a fim de manter os níveis de ATP, gerando como subproduto altas taxas de ácido lático e fazendo com que as reservas LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 13 de glicogênio sejam rapidamente exauridas. Esse ácido lático diminui o pH intracelular, fazendo com que diversas enzimas fiquem inativadas. • Falência das bombas de Ca, levando ao influxo de cálcio que é um segundo mensageiro de varias cascatas de sinalização, gerando danos em vários componentes celulares. • Destacamento dos ribossomos devido a redução/depleção prolongada do ATP, o que causa um rompimento estrutural do aparelho de síntese proteica, com redução da síntese proteica. • Acumulo de proteínas mal dobradas no RE, em consequência a privação de oxigênio e glicose, o que desencadeia uma reação chamada de resposta de proteína não dobrada, que pode culminar em lesão e morte celular. Essa reação gera um aumento na produção de chaperonas, acentuando a regulação de proteínas e a degradação proteossomica de proteínas anormais. • Dano irreversível às mitocôndrias e as membranas lisossômicas, e a célula sofre necrose. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 14 DANOS MITOCONDRIAIS As mitocôndrias são elementos críticos em todos os tipos de lesão e morte celular. Podem ser danificadas pelo aumento de Ca citosólico, redução da oferta de oxigênio e por EROs. As 3 principais consequências dos danos mitocondriais são: • O dano mitocondrial frequentemente resulta na abertura de um canal de membrana mitocondrial chamado poro de transição da permeabilidade mitocondrial, que leva a perda do potencial de membrana mitocondrial e leva a falha na fosforilação oxidativa, gerando depleção do ATP. Isso culmina na necrose da célula. Um dos componentes do poro de transição da permeabilidade LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 15 mitocondrial é a proteína ciclofilina D, que tem sido explorada na farmacologia para redução dos danos celulares causados por hipóxia, e como um alvo de imunossupressores. • A fosforilação oxidativa também leva ao aumento da produção de EROs, com vários efeitos deletérios. • Liberação de proteínas armazenadas entre as membranas da mitocôndria capazes de gerar apoptose, como o citocromo C e proteínas que ativam as caspases, enzimas indutoras de apoptose. INFLUXO DE CÁLCIO E PERDA DA HOMEOSTASE DE CÁLCIO Os ions cálcios são capazes de mediar várias lesões celulares, e por isso são mantidos em baixas concentrações no citosol e quase fica sequestrado na mitocôndria e no RE. A isquemia e certas substancias tóxicas causam o aumento do Ca citosólico, inicialmente pela liberação de cálcio dos estoques intracelulares e, posteriormente, pelo aumento de influxo de cálcio através da membrana plasmática. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 16 ACUMULO DE RADICAIS LIVRES DERIVADOS DO OXIGÊNIO – Estresse oxidativo LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 17 Os radicais livres são importantes componentes da lesão celular em muitas condições patológicas, como a lesão química por radiação, lesão de isquemia-reperfusão, envelhecimento celular e morte de microrganismos pelos fagócitos. As Espécies reativas do oxigênio (EROs), são um tipo de radical livre derivado do oxigênio. DEFEITOS NA PERMEABILIDADE CELULAR Podem ter consequencias na permeabilidade da membrana mitocondrial gerando a diminuiçao da produçao de ATP e liberação de enzimas pró-apoptóticas; danos a membrana plasmatica, levando o desequilibrio hidrosmótico e perda de conteudo intracelular; lesão as membranas dos lisossomos, levando a liberação de enzimas digestivas de degradam dna, rna, proteínas e glicogenio, levando a célula a morte por necrose. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 18 DANOS AO DNA E ÀS PROTEÍNAS As células tem mecanismos que reparam os danos do DNA e das proteínas, contudo, se o dano for muito grave para ser corrigido, a célula inicia uma reação que elvará ao suicidio por apoptose. To be continue LESÃO REVERSÍVEL VS. LESÃO IRREVERSÍVEL Não se sabe ao certo o que determina o ponto de não retorno, mas sabe-se que dois fenomenos caracterizam a irreversibilidade da lesão: • A incapacidade de reverter a disfunção mitocondrial • Alteraçoes profundas na função da membrana Correlações Clinicopatológicas: Exemplos Selecionados de Lesão e Necrose Celulares LESÃO ISQUÊMICA E HIPÓXIA Durante a hipóxia, o metabolismo celular anaeróbico permanece, enquanto na isquemia, há a interrupção do fluxo de nutrientes, paralisando, também, o metabolismo anaeróbico. Por essa razão, a lesão isquêmica tende a gerar necrose mais rápido e intensa que a hipóxia na ausência de isquemia. Mecanismo da lesão celular isquêmica: Quando a pressão de oxigênio dentro da célula diminui, ocorre a diminuição da fosforilação e diminuição da síntesede ATP. Com isso, ocorrem falhas nas bombas de sódio da membrana celular, fazendo com que a célula perca potássio e tenha a concentração de sódio e água aumentada no interior da célula, causando tumefação. Ocorre também o influxo de cálcio, com seus vários efeitos deletérios. Há uma perda progressiva de glicogênio e de síntese de proteína. Se a célula continuar em estado de hipóxia, ocorre maior depleção de ATP, com dispersão do citoesqueleto (ações de proteases ativadas pelo excesso de cálcio), levando a formação de bolhas na superfície celular. A membrana celular em degeneração forma figuras de mielina no interior da célula (vacúolos autofágicos) ou no meio extracelular. Nesse momento, as mitocôndrias estão tumefeitas, como consequência da perda do controle de volume, bem como o reticulo endoplasmático permanece dilatado. Ocorre então influxo maciço de cálcio para dentro da célula, especialmente se a zona de lesão for reperfundida. A morte é principalmente por necrose, mas pode haver apoptose também. As enzimas celulares são perdidas para o espaço extracelular, e inversamente, as macromoléculas extracelulares adentram a célula. Finalmente, as células mortas são substituídas por grandes massas de fosfolipídios na forma de figuras de mielina, que podem ser fagocitadas ou degradadas em ácidos graxos. A calcificação desses ácidos graxos pode ocorrer, com formação dos sabões de cálcio. As células dos mamíferos desenvolveram respostas para lidar com o estresse hipóxico. Uma das respostas mais bem definida é a indução do fator-1-induzido por hipóxia, que promove a criação de novos vasos sanguíneos, estimula vias de sobrevivência celular e aumenta a glicólise anaeróbica. LESÃO DE ISQUEMIA-REPERFUSÃO LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 19 Novos processos lesivos são gerados durante a reperfusão, de modo que lesões reversíveis avançam para a morte celular. As lesões de reperfusão se seguem ao restabelecimento do fluxo sanguíneo dentro da área isquêmica, e são causadas por estresse oxidativo devido à liberação de radicais livres por leucócitos e células endoteliais. O sangue traz cálcio que sobrecarrega as células reversivelmente lesadas com lesão mitocondrial consequente. O influxo de leucócitos gera radicais livres e citocinas. Há ativação local do complemento por anticorpos IgM depositados nos tecidos isquêmicos. LESÃO QUIMICA (TÓXICA) As lesões químicas induzem lesão celular por um dos dois seguintes mecanismos gerais: • Toxicidade direta. Algumas substancias lesam diretamente as células por sua combinação com componentes celulares críticos. O cloreto de mercúrio se liga a proteínas da membrana celular aumentando sua permeabilidade e inibindo o transporte de íons. O cianeto envenena a citocromo- oxidase mitocondrial, inibindo assim a fosforilação oxidativa. • Conversão em metabólitos tóxicos. A maioria das substancias químicas não é biologicamente ativa na sua forma nativa, mas, ao serem metabolizadas podem gerar metabolitos tóxicos. Comumente essa metabolização é feita pelas enzimas oxidases do citocromo p450 no reticulo endoplasmático liso no fígado e em outros tecidos. Os metabolitos causam lesão celular principalmente pela formação de radicais livres e subsequente peroxidação lipídica, ligação covalente direta a proteínas e lipídios na membrana. APOPTOSE p. 115 A apoptose é uma via de morte celular finamente regulada, em que não há perca da integridade da membrana nem resposta inflamatória do hospedeiro, e que pode ocorrer tanto em condições fisiológicas como patológicas. Apoptose em situações fisiológicas: • Destruição celular programada durante a embriogênese; • Involução de tecidos hormônio-dependentes sob privação do hormônio; • Perda celular em populações celulares proliferativas • Eliminação de linfócitos auto reativos • Morte de células que já tenham cumprido sua atividade funcional, ex: neutrófilos e linfócitos. Apoptose em condições patológicas: • Dano ao DNA; - acumulo da proteína p53 que paralisa o ciclo celular durante um tempo, caso o dano seja muito grande, a p53 em acumulo desencadeia a apoptose. Quando alguma célula • Acumulo de proteínas mal dobradas; • Morte celular em certas infecções • Atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto – pâncreas, parótida e rim. ALTERAÇÕES BIOQUÍMICAS E MORFOLÓGICAS DA APOPTOSE Morfologia: • Retração celular – na necrose ocorre exatamente o oposto da retração, a tumefação celular; LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 20 • Condensação da cromatina na membrana e rompimento do núcleo; • Formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos; • Fagocitose de células apoptóticas ou de corpos apoptóticos, geralmente por macrófagos; MECANISMOS DA APOPTOSE A apoptose resulta da ativação de enzimas chamadas caspases, as quais na sua forma ativa desencadeiam reações proteolíticas. As caspases ativas funcionam como marcadores da apoptose celular. O processo de apoptose pode ser divido em duas fases, a de iniciação, durante a qual algumas caspases se tornam ativas, e a fase de execução, durante a qual algumas caspases iniciam a degradação de componentes celulares críticos. A apoptose pode ser iniciada por duas diferentes vias, a intrínseca e a extrínseca. FIGURA 2-24 A via intrínseca (mitocondrial) da apoptose. A, A viabilidade celular é mantida pela indução de proteínas antiapoptóticas, tais como BCL2, por sinais de sobrevivência. Essas proteínas mantêm a integridade da membrana mitocondrial e evitam a saída de proteínas mitocondriais. B, Perda de sinais de sobrevivência, danos no DNA e outras agressões ativam os sensores que antagonizam as proteínas antiapoptóticas e ativam as proteínas pró apoptóticas BAX e BAK, que formam canais na membrana mitocondrial. A saída subsequente do citocromo c (e de outras proteínas não mostradas) leva à ativação de caspases e LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 21 apoptose. VIA MITOCONDRIAL (INTRÍNSECA): É o principal mecanismo de apoptose nos mamíferos, e ocorre devido ao aumento da permeabilidade da membrana mitocondrial, liberando moléculas indutoras de morte (pró-apoptóticas) do espaço Inter membrana para o citosol. Uma dessas moléculas é o citocromo C, que, embora tenha funções fisiológicas no espaço inter membrana mitocondrial, no citosol ele desencadeia o programa de suicídio por apoptose. A liberação de proteínas pró-apoptóticas é controlada pela família BCL de proteínas. Essa família pode ser dividida em 3 grupos conforme a função pró-apoptótica ou antiapoptótica que possuem: • Antiapoptótico. BCL-2, BCL-XL e MCL1, contêm quatro domínios BH, residem na membrana mitocondrial externa, no citoplasma e na membrana do RE. Eles mantêm a membrana mitocondrial externa impermeável, impossibilitando a saída do citocromo C e outras moléculas indutoras de apoptose para o citosol. • Pró-apoptótico. BAX e BAK, os quais também contêm quatro domínios BH e, quando ativados, se oligomerizam com proteínas mitocondriais externas e formam um canal que aumenta a permeabilidade da membrana mitocondrial externa, permitindo a saída do citocromo C do espaço intermembranoso para o citoplasma. • Sensores. Incluem BAD, BIM e BID, que contêm apenas um domínio BH que é o terceiro dos quatro domínios BH, sendo por isso chamado de proteínas somente-BH3. Agem como sensores do estresse celular e dos danos, e regulam o equilíbrio entre os outros dois grupos, funcionando como árbitros da apoptose. Os fatores estimulantes do crescimento induzem a síntese de proteínasantiapoptóticas como BCL-2. A privação desses fatores ou danos do DNA que causem a formação de proteínas mau-dobradas, gera estresse no reticulo endoplasmático que é percebido pelas proteínas sensores como BAD e BIM, as quais ativam as proteínas BAK e BAX aumentando a permeabilidade mitocondrial. O aumento da permeabilidade resulta na saída do citocromo c para o citosol, onde ele é capaz de ativar a cascata das caspases. 1. O citocromo c é liberado no citosol e se liga a proteína APAF-1 (fator ativador da apoptose-1), formando um hexâmetro em roda chamado de apoptossomo. 2. Esse complexo se liga a casapse-9, que é a caspase iniciadora crítica da via mitocondrial, e sua função enzimática é clivar uma caspase-9 adjacente estabelecendo um processo de auto amplificação. 3. A clivagem ativa a caspase-9 desencadeando uma cascata de ativação de outras pro-caspases, que, quando ativas, medeiam a fase de execução da apoptose (resumida logo à frente). 4. Outras proteínas mitocondriais como Smac/diablo entram no citoplasma e se ligam e neutralizam proteínas citoplasmáticas inibidoras da apoptose (IAPs), cuja função normal das IAPs é bloquear a ativação das caspases, principalmente as executoras como a caspase-3. A neutralização das IAPs permite o início de uma cascata de apoptose. VIA EXTRÍNSECA DA APOPTOSE (VIA RECEPTOR DE MORTE) p. 121 FAS-L se liga a FAS, fazendo com que 3 ou mais moléculas de FAS se reúnam e seus domínios citoplasmáticos formam um sitio de ligação para uma proteína adaptadora que também contém um domínio de morte, chamada FADD, a qual liga-se a uma forma inativa de caspase 8, através de um domínio de morte. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 22 Várias moléculas de pró-caspase 8 são então aproximadas, e elas clivam uma a outra para formar a caspase 8 ativa. Os eventos subsequentes são os mesmos da via mitocondrial e culminam com a ativação de várias caspases executoras. Essa via pode ser inibida por uma proteína chamada FLIP, que se liga a pró-caspase 8, mas não tem capacidade de cliva-la. Essa proteína é produzida por alguns vírus, que usam esse inibidor para se proteger da apoptose mediada por FAS. FASE DE EXECUÇÃO DO APOPTOSE As duas vias de ativação, intrínseca e extrínseca, convergem para a ativação de caspases executoras que medeiam a etapa final da apoptose. A via mitocondrial induz a ativação das caspases iniciadora-9, e a via do receptor de morte às caspases 8 e 10, as quais, quando ativadas, começam a ativar rapidamente e sequencialmente as caspases efetoras. Uma vez ativadas, as caspases efetoras clivam um inibidor da DNase citoplasmática, tornando-a enzimaticamente ativa, fazendo-a clivar o DNA. As caspases também clivam os componentes da matriz nuclear, fragmentando o núcleo. REMOÇÃO DAS CÉLULAS MORTAS Após a apoptose, sobram corpos apoptóticos que são facilmente fagocitados pelos macrófagos. Esse reconhecimento de células mortas acontece por que, diferente das células normais, nas células apoptóticas a fosfatidilserina está situada no lado externo da membrana, a qual é reconhecida por receptores dos fagócitos. Nos corpos apoptóticos, alguns são revestidos de trombospodina, a qual também é facilmente reconhecida pelos fagócitos. Proteínas do complemento, como cq1, e alguns anticorpos também podem se ligar a corpos apoptóticos e atuar na sua opsonização. DISTÚRBIOS ASSOCIADOS À APOPTOSE DESREGULADA • Associados a apoptose defeituosa e aumento da sobrevida celular: hiperplasias e distúrbios autoimunes. • Associados ao aumento da apoptose e à morte celular excessiva: doenças neurodegenerativas, lesão isquêmica, mortes de células infectadas por vírus. NECROPTOSE Misto entre apoptose e necrose. Ele é morfologicamente e, em alguns aspectos, bioquimicamente semelhante a necrose, com tumefação de membranas, liberação de EROs etc. Contudo, no que diz a sua ativação (patologicamente), é ativado por uma transdução de sinal geneticamente regulada, resultando na morte celular, e nesse aspecto ele é similar a apoptose, embora não promova a ativação de caspase. O processo da necroptose inicia de modo similar a apoptose extrínseca, com a ligação ao TNFR1 e também ao FAS, e sensores de DNA e RNA virais a serem identificados. A piroptose é uma via de morte celular programada que ocorre em células infectadas por micróbios. Ela envolve a ativação de caspase-1, que cliva a forma precursora da IL-1 para gerar a IL-1 biologicamente ativa. A caspase-1, juntamente com a intimamente relacionada caspase-11, também causa a morte da célula infectada. AUTOFAGIA Pode ser classificada em 3 formas a depender de como o material citoplasmatico é entregue ao lisossomo: LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 23 • Autofagia mediada por chaperonas: translocação direta atraves da membrana lisossomal pelas proteínas chaperonas • Microautofagia: invaginação para dentro da membrana lisossomal para entrega • Macroautofagia: sequestro de porções do citoplasma para dentro de um vacuolo autofágico. A autofagia é vista em varios tipos celulares e é um mecanismo de proteçao quando a célula é privada de nutrientes, de modo que acabe reciclando seus componentes citosólicos. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 24 Necroptose: LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 25 ACÚMULOS INTRACELULARES Indicam alteraçoes no metabolismo celular, gerando acumulo de substancias que podem ser inofensivas ou patologicas, podendo ser produzidas pela propria célula ou em outros locais. Essas substancias podem ser acumular no citoplasma, organelas e também no nucleo. Existem 4 mecanismos principais que geram acumulos celulares anormais: • Remoção inadequada de uma substancial normal em decorrencia de um defeito nos mecanismos de acondicionamento e transporte, como na degeneração gordurosa (esteatose hepática) do figado. • Acumulo de uma substancia anormal em decorrencia de defeitos geneticos ou adquiridos em seu dobramento, trnasporte, acondicionamento ou secreção, como ocorre com a alfa-1-antitripsina. • Falha em degradar um metabólito em decorrencia de uma deficiencia enzimatica hereditária. Doenças de depósito/armazenamento. • Depósito ou acumulo de uma substancia anormal exógena quando a célula não tem a maquinaria necessária para degrada-la ou transportál-la a outros locais, como as particulas de carvão e sílica. Em muitos casos, se a sobrecarga for controlada e interrompida, a lesão é reversível. Nas doenças de dpósito genéticas, contudo, o acumulo é progressivo e a sobrecarga causa lesao celular, levando a célula a morte do tecido e do paciente em alguns casos. LÍPIDEOS Esteatose (degeneração gordurosa) ➔ Acumulos anormais de triglicerídeos em células parenquimatosas. ➔ Fígado é o principal orgão acometido, mas também pode ocorrer em coração, músculos e rins. ➔ As causas podem ser diabetes melito, substâncias tóxicas, desnutrição proteica, obesidade e anoxia. ➔ Nas nações desenvolvidas as causas principais de esteatose hepática são o abuso de alcool e a doença hepática gordurosa não alcoólica (frequentemente associada a diabetes e obesidade). Colesterol e ésteres de colesterol O metabolismo de colesterol é finamente regulado, sendo utilizado para composição das membranas celulares sem seu acumulo no citosol. O acumulo, manifestado histologicamente por vários vacúolos intracelulares, é visto em várias cituações patológicas. • Aterosclerose: acumulo de colesterolnas células da camada íntima da aorta e das grandes artérias, as quais estao repletas de vacuolos lipídicos compostos de colesterol e ésteres de colesterol. Algumas dessas células cheias de gordura se rompem, liberando ésteres de colesterol no meio extracelular, os quais podem se critalizar na forma de agulhas longas, produzindo fendas características. (fig. 2-30) • Xantomas: massas tumorais no tec. Conjuntivo subepitelial e nos tendoes formados pro células espumosas, que são macrófagos com aumulo intracelular de colesterol. • Colesterolose: acumulos focais de macrófagos cheios de colesterol na lamina própria. (fig. 2-31) • Doença de niemann-pick tipo C. Doença de deposito lisossomico causada por uma mutação que afeta a enzima responsável pelo transporte de colesterol, causando o seu acumulo em multiplos órgaos. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 26 PROTEÍNAS Os acúmulos intracelulares de proteínas geralmente surgem como gotículas, vacúolos ou agregados eosinófilos no citoplasma. • Gotículas de reabsorção nos túbulos renais proximais. São observadas em doenças reinais associadas a perda de proteína na urina. Em doenças com perda maciça de proteínas na urina, há um aumento de reabsorção de proteína dentro das vesículas pinocitóticas das células dos túbulos renais. Essas proteínas em excesso aparecem como gotículas hialinas róseas dentro do citoplasma da célula tubular. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 27 • Acumulo de proteínas normais, como as imunoglobulinas nos plasmócitos – Corpúsculos de RUSSEL DEGENERAÇÃO HIALINA O termo hialina uma descrição histológica para indicar uma área rósea, comumente encontrada dentro das células nas condições de gotículas de reabsorção, corpúsculos de Russel, hialina alcoólica etc. a hialina extracelular é menos comum, mas pode ser vista no tecido fibroso colágeno em cicatrizes antigas, e nas paredes de arteríolas renais em condições de hipertensão e diabetes, devido o extravasamento e depósito de proteínas na membrana basal. GLICOGENOSES LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 28 Glicogenoses são doenças genéticas caracterizadas pelo acúmulo de glicogênio em células do fígado, rins, músculos esqueléticos e coração e que têm como causa deficiência de enzimas envolvidos no processo de sua degradação. Dependendo da doença, os depósitos podem ser intralisossômicos ou no citosol. Acúmulo de glicogênio pode ocorrer também por outros mecanismos. É o que acontece em células tubulares renais no diabetes melito por causa da reabsorção da glicose presente em excesso no filtrado glomerular. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 29 LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 30 MUCOPOLISSACARIDOSES Depósitos anormais de poligicanos e/ou proteoglicanos (componentes da substancia fundamental amorfa (MEC) que ocorrem em doenças metabólicas chamadas mucopolissacaridoses. São causadas por deficiencias enzimaticas e se caracterizam por acumulo intralisossômico dessas moleculas e seus catabólitos. As manifestações comuns das mucopolissacaridoses são: anormalidades no esqueleto, em artérias e em valvas cadíacas, retardo mental e opacificação da córnea. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 31 BOGLIOLO CAP 7 PIGMENTAÇÕES E CALCIFICAÇÃO PIGMENTOS ENDÓGENOS Podem ser: (1) derivadas da hemoglobina (pigmentos biliares, hematoidina, hemossiderina, pigmento malárico, pigmento esquistossomótico); (2) melanina; (3) ácido homogentísico; (4) lipofuscina. PIGMENTOS DE HEMOGLOBINA Pigmentos biliares: • BILIRRUBINA -Bb É um produto final do metabolismo da fração Heme das hemoglobinas e outras hemoproteinas. Seu aumento no sangue, em recém nascidos principalmente, pode causar lesão cerebral irreversivel, morte, e nos casos de sobrevida, sequelas neurológicas permanentes. O metabolismo da Bb é essencial para o diagnóstico de varias doenças hereditárias ou adquiridas, do figado e do sangue. O aumento na produção da Bb ou defeito hepático na remoção do pigmento da circulação resulta no aumento do seu nivel no sangue (hiperbilirrubinemia), e um sinal clínico chamado icterícia, que nada mais é que a deposição do pigmento na pele, mucosa e esclera. O aumento na excreção da Bb na bile por doenças hemoliticas cronicas favorece a formação de calculos pigmentares, constituidos principalmente por bilirrubinato de cálcio. Formação da Bilirrubina Aprox. 80% da Bb provem das hemoglobinas (HBs) livres resultante da hemocaterese (destruição fisiologica das hemacias). O restante da Bb origina-se de hemoproteinas hepaticas e do pool de heme livre. Para a formação da Bb, é necessário que a porção heme da HB se desprenda da globina, em seguida abre-se o anel prfirínico do heme pela cisão oxidativa da enzima HEME OXIGENASE, na presença de oxigenio e NADPH, LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 32 resultando na liberação da molecula de ferro, monóxido de carbono e BILIVERDINA, a qual é rapidamente reduzida para Bb por ação da biliverdina redutase. Transporte no sangue: A bilirrubina lançada na circulação (bilirrubina não conjugada) é insolúvel em solução aquosa, e é transportada no sangue em sua maior parte ligada à albumina. Captação e transporte pelos hepatócitos: No hepatócito, a captação da Bb é feita por transporte ativo mediada por proteinas transportadoras de anions organicos, situadas no bolo basal da membrana plasmatica do hepatócito, chegando ao citosol. no citosol, a bb liga-se a duas proteinas ( ligandina ou proteina Y e proteina Z), e é transferida para o reticulo endoplasmatico liso. Conjugação e transporte pelos hepatócitos: A conjugação da Bb com ácido glicurônico resulta na bilirrubina conjugada, processo feito no RE liso por ação da enzima URIDINA DIFOSFATO (UDP) glicuroniltransferase-1A1 (UGT-1A1). Primeiro a Bb é esterificada por uma molecula de ácido glicuronico, e em seguida outra molecula é acrescentada a Bb monoesterificada. A Bb conjugada com duas moleculas de ácido glicuronico (diglicuronato de Bb) é inócua, hidrofilica, soluvel na agua e frouxamente ligada a albumina. Quando seus niveis plasmaticos se elevam, ela é excretada na urina. Excreção nos canalículos biliares. A excreção da Bb conjugada (Bb direta) nos canalículos biliares depende do transporte ativo da Bb na membrana canalicular do hepatócito, pela proteina associada a resitencia de multiplas drogas-2 (MRP2). *Quando há disfunção na MRP2 ou obstrução biliar, a excreção da Bb direta ocorre por uma via alternativa atraves de outra proteina transportadora, a MRP3, que está na membrana basolateral do hepatócito, transportando a Bb conjugada para o plasma. Nos canalículos biliares, a Bb direta flui pelos ductos biliares até o duodeno. No intestino, ela sofre ação da microbiota residente e transforma-se em UROBILINOGÊNIO, que é em parte reabsorvido no ileo terminal e reexcretado pelo fígado, e, em menor grau, pelos rins, constituindo o ciclo entero-hepático da Bb. No intestino a Bb sofre ação redutora por bacterias e transforma-se no l-estercobilinogênio, que sofre auto- oxidação passando a ser a estercobilina, que é o pigmento responsavelpela cor das fezes. As causas da hiperbilirrubinema e icterícia podem ser: 1. aumento da produção de Bb (anemias hemolíticas) 2. redução na captação e no transporte de Bb nos hepatócitos - defeitos genéticos 3. redução na conjugação da Bb (carencia de enzimas, por doenças geneticas talvez) 4. baixa excreção celular de Bb - doenças geneticas 5. obstrução biliar intra ou extra-hepática (calculos ou tumores) 6. combinações de lesões - hepatites e cirrose hepática. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 33 LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 34 • HEMATOIDINA Surge em focos hemorrágicos a partir da 2 ou terceira semana após o sangramento, e nada mais é que uma mistura de lipídios e pigmento semelhante a Bb, com ausência de ferro, formados após a degradação das hemácias extravasadas por macrófagos nos locais hemorrágicos. Aparece sob a forma de cristais amarelados- alaranjados, constituídos de agulhas. Não tem nenhuma repercussão para o organismo. É comum estar associada a hemossiderina. • HEMOSSIDERINA Hemossiderina e ferritina são as duas principais formas de armazenamento intracelular de ferro. Cerca de 65 a 70% do ferro do organismo está nas hemoglobinas, 10% nas mioglobinas e os 20-25% restantes estão armazenados como ferritina e hemossiderina nos hepatócitos, e macrófagos do fígado, baço, medula óssea e linfonodos. O ferro é vital para o organismo pois participa de diversos processos metabólicos, mas é potencialmente tóxico, e por isso é necessário um equilíbrio constante entre a absorção intestinal, transporte plasmático, armazenamento nos hepatócitos e macrófagos e utilização das células. A ferritina é uma proteína distribuída amplamente no citosol na forma de micelas, vista somente na microscopia eletrônica, e tem função não só de armazenar o ferro, mas de mante-lo na sua forma oxidada, controlando sua atividade pró-oxidante formadora de radicais livres. Quando há excesso de ferro, a micelas de ferritina se agregam e formam a hemossiderina, que é um pigmento visto na microscopia óptica. Sua formação leva os seguintes passos: A deposição excessiva de hemossiderina nos tecidos (hemossiderose) pode ser localizada ou sistêmica. A localizada é encontrada em hemorragias, em que a hemossiderina é vista no interior de macrófagos após 24 a 48h após o inicio do sangramento. A transformação progressiva das hemácias extravasadas em hemossiderina na área de hemorragia LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 35 pode ser evidenciada macroscopicamente nas contusões cutâneas, um a três dias depois de sua ocorrência. Logo após um traumatismo, a hemorragia aparece como uma área vermelho-azulada ou negro-azulada, devido à hemoglobina desoxigenada. Com o início da degradação da hemoglobina e formação de biliverdina e Bb, a pele adquire tonalidade verde-azulada a amarelada e, finalmente, com a formação de hemossiderina, cor ferruginosa ou amarelo-dourada. A hemossiderose sistêmica ocorre por aumento da absorção intestinal de ferro, em anemias hemolíticas e após transfusões de sangue repetidas. O pigmento acumula-se nos macrófagos do fígado, baço, medula óssea, linfonodos, e mais esparsamente, nos da derme, pâncreas e rins. Mesmo ocorrendo deposição intraparenquimatosa de hemossiderina, geralmente não há lesão celular suficiente para gerar disurbio funcional nos órgãos. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 36 • PIGMENTO MALÁRICO – p 233 (26 do slide) Também chamado HEMOZOÍNA. o pigmento malárico resulta da degradação da hemoglobina ingerida pelos protozoários da malária durante o cilclo eritrocítico. O grupo heme das hemoglobinas é separado das globinas durante a digestao da proteina pelo protozoário, e deve ser sequestrado na forma de hemozoína para não gerar danos ao parasito, como inibiçao de proteases do vacuolo digestvo, peroxidação de lipidios e geração de radicais livres, podendo mata-lo. Há alguns medicamentos (como a cloroquina) utilizados no tratamento da malária que agem inibindo o sequestro do heme, de modo que ocorra o acumulo dele na forma nao sequestrada dentro do vacuolo digestivo do parasito, levando-o a morte. Com a formação dos merozoítas, há o rompimento das hemácias liberando os parasitas, enquanto o pigmento se acumula na forma de granulos castanhos escuros em macrofagos do figado, baço, medula óssea e linfonodos, permanecendo la por muitos anos. O pigmento malárico é não tóxico e inerte, contudo, seu acumulo pode afetar as funçoes dos monocitos e macrofagos, como a fagocitose, diminuindo a resposta imunitaria em muitos pacientes, alem de inibir a eritropoese (processo de produção de eritrócitos) pelo acumulo de pigmento na medula óssea. • PIGMENTO ESQUISTOSSOMÓTICO É semelhante a hemozoína, e nada mais é que o produto da digestão da hemoglobina, na qual o grupo heme é cristalizado e regurgitado constitutivamente pelo Schistossoma, se acumulando nas células de Kuppfer, macrófagos do baço e no tecido conjuntivo dos espaços portobiliares. Não traz repercuções para o organismo. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 37 MELANINA Hiperpigmentação ou hipopigmentação melânica (melandermias e leucodermias). São frequentes e causam varias doenças, causadas pela disfunção em alguma etapa da melanogênese. Lesões hiperpigmentadas: efélides (sardas), nevos e melanonas. Muitas substancias podem causas a hiperpigmentação: medicamentos (levodopa, sulfonamidas), anticoncepcionais orais, metais pesados e agentes quimioterápicos. Lesões hipopigmentadas podem ser congenitas (albinismo) ou adquirida (vitiligo). Durante o envelhecimento há perda progressiva da melanina, que pode por conta da apoptose de melanocitos (dano celular, extresse oxidativo) com redução acentuada desssas células no foliculo piloso. Figura 7.10 Esquema dos estágios de maturação do melanossomo (figura superior) e das principais etapas da feo e da eumelanogênese (figuras inferiores). PTIR1 = proteína relacionada com a tirosinase 1; PTAM = proteína transportadora associada à membrana; TIR = tirosinase; GTP = glutamiltranspeptidase; DOPA = di- hidroxifenilalanina; DCT = LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 38 dopacromotautomerase; DHI = 5,6-di-hidroxiindol; DHICA = 5,6-di-hidroxiindol-2-ácido carboxílico; PMEL = proteína estrutural. ÁCIDO HOMOGENTÍSICO É um pigmento de cor castanho-avermelhada ou amarelada que se forma em pessoas com alcaptonuria, conhecida como ocronose. É uma herança rara de herança autossômica recessiva, em que ocorre a deficiência da enzima que degrada o ácido homogentísico, que é um produto do catabolismo da tirosina. Devido a ausência de degradação, esse pigmento se acumula no plasma, nas cartilagens, na pele e no tecido conjuntivo, além de ser bastante excretado na urina, podendo originar cálculos renais. Quando exposta ao ar durante um tempo, a urina assume a coloração castanho-escuro (alcaptonuria), devido a oxidação do ácido homogentísico em benzoquinona, que forma polímeros semelhantes a melanina (principal sinal precoce da doença). Com o tempo, pelo acumulo em outros tecidos, pode desenvolver complicações como atropatia degenerativa e valvopatia cardíaca. LIPOFUCSINA Pigmento insolúvel também chamado de lipocromo ou pigmento de desgaste. É umpolímero de lipídios e fosfolipídios que formam complexos com proteínas. Ela não é nociva a célula, mas indica que está havendo lesão celular por radicais livres e peroxidação lipídica. Nos cortes histológicos ela aparece como um pigmento castanho-amarelado, com aspecto granular citoplasmático, frequentemente perinuclear. São particularmente proeminentes no fígado e coração de pessoas idosas ou em pacientes com desnutrição grave e caquexia do câncer. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 39 PIGMENTOS EXÓGENOS • ANTACROSE O mais comum é a poeira de carvão, que quando inalado é assimilado pelos macrófagos dentro dos alvéolos e então transportados para linfonodos regionais na região traqueobrônquica. O acumulo desse pigmento gera cor negra no pulmão – ANTACROSE – e aos linfonodos envolvidos. os agregados de poeira de carvão podem LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 40 gerar uma reação de fibrose ou até enfisema, causando uma doença pulmonar grave chamada pneumoconiose dos trabalhadores do carvão. • ARGIRIA LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 41 LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 42 Tais partículas são encontradas ao longo da borda externa das membranas basais de glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas, folículos pilosos, junção dermoepidérmica e vasos sanguíneos, bem como em fibras elásticas, ao redor de fibras nervosas mielínicas e amielínicas e macrófagos da derme. • CRISÍASE • TATUAGEM LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 43 CALCIFICAÇÕES Diferentes estruturas podem desencadear o processo de precipitação de cálcio, funcionando como núcleo primário. A precipitação de sais de cálcio inicia-se com a formação de cristais de hidroxiapatita, os quais, por si mesmos, favorecem as continuas precipitações de novos cristais - núcleo secundário. Uma vez iniciado o processo de precipitação, a propria concentração de calcio nos liquidos corporais é capaz de mantê-la. CALCIFICACÃO DISTRÓFICA Restos necróticos são bastante susceptíveis a deposição de calcio, principalmente em necrose caseosa, coagulativa ou gordurosa. Calcificação associada a esteatonecrose, encontrada na pancreatite aguda, resulta da combinação de cálcio com ácidos graxos liberados pela ação da lipase pancreática sobre os triglicerídeos. As calcificações surgem em necrose isquemica de infarto, necrose caseosa na tuberculose, e tambem surgem em cicatrizes, ateromas e cartilagens. Em tecidos necróticos, a deposição de calcio ocorre de maneira gradativa, iniciando com pequenos granulos que se depositam de forma concêntrica de cristais de hidroxiapatita, formando um aspecto "em alvo" (calcosferitas). Os possíveis mecanismos que explicam a formação de depósitos de cálcio são: 1. Exposição de núcleos primários (fosfolipideos de membranas, uma vez que o cálcio pode se ligar a essas moleculas, e, ao cálcio, ligam-se fosfatos, formando cristais inicialmente apoiados sobre a própria membrana celular. Em tecidos necróticos e em placas ateromatosas, os fosfolipideos são abundantes. Outras moléculas como fibras elástivas, fibras colagenas, acidos graxos, bacterias e proteinas desnaturadas podem atuar como nucleos primarios e iniciadores da calcificação. 2. Aumento local na contenctração de calcio e/ou fosfato. 3. Remoção de inibidores de calcificação. CALCIFICAÇÃO METÁSTICA Surge quando o cálcio é reabsorvido do tecido ósseo em condições patológicas em que não há excreção adequada pelos rins, gerando depósitos em outros locais. Em geral, quando o produto das concentrações séricas de calcio e fosfato fica acima de 35 ou 40 em adultos, ocorre calcificação metástica. Causas: A principal causa da hipercalcemia é a hipersecreção do paratormônio, que estimula a atividade osteoclástica e a reabsorção óssea. Isso é comum no hiperparatireioidismo primario, tumor (adenoma geralmente) ou hiperplasia de paratireoides, responsaveis por essa super secreçao. Em outros casos o aumento de paratormônio é sua produção ectópica por células neoplasicas. Além disso, muitas doenças ósseas podem causar hipercalcemia. O acometimento extenso por neoplasias, como mieloma ou metastase dissemiandas provoca rapida perda óssea, com aumento da calcemia. Na doença de Paget, o aumento da remodelação óssea tamém leva a hipercalcemia. Até mesmo a imobilização prolongada aumenta a calcemia, uma vez que remove estímulas para formação de tecido ósseo, enquanto continua ocorrendo reabsorção. Os depósitos de calcio metastáticos podem ocorrer principalmente nos pulmões, rins, arterias sitemicas, veias pulmonares e córneas. O que esses órgãos tem em comum é o fato de secretarem ácidos, criando um compartimento interno alcalinizado. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 44 Em calcificações metastáticas a precipitação de cálcio inicia-se nas mitocondrias, e o próprio paratormônio favorece a entrada de calcio nas células. Quando há morte celular, as celulas ficam envolvidas pela calcificação. A deposição tambem pode ocorrer no compartimento extracelular, sendo as membranas basais dos pulmoes e dos rins os principais locais suscetíveis. “Os achados anatomopatológicos na calcificação metastática são característicos. Os órgãos apresentam-se muito endurecidos e calcários e rangem ao corte com faca. O pulmão adquire aspecto de fina esponja de banho (a comparação refere-se a esponjas marinhas, que são finamente calcárias). Nos rins, a deposição de cálcio nos túbulos produz nefrocalcinose, que acarreta prejuízo na função renal, com retenção de fosfatos e hiperparatireoidismo secundário, o que agrava a hipercalcemia. Na nefrocalcinose, são vistos múltiplos focos de deposição de cálcio nos túbulos, alteração que não deve ser confundida com litíase (cálculo) renal.” p. 242 ENVELHECIMENTO CELULAR - ROBBINS Acredita-se que tantos mecanismos intrínsecos da célula como mecanismos induzidos pelo ambiente sejam responsáveis pelo envelhecimento celular. DANO AO DNA - Danos cromossômicos, diminuição da replicação, transcrição e outros mecanismos que envolvem o desenrolamento do DNA. SENESSÊNCIA CELULAR Todas as células normais têm uma capacidade limitada de replicação, e após um número fixo de divisões, as células ficam paradas em um estado final em que não existe mais divisão, conhecido como senescência replicativa. Isso ocorre por dois mecanismos: • Desgaste do telômero o Somente células germinativas contem quantidades significativas de telomerase. Células tronca contém um baixo número, e células somáticas não dispõem de telomerase. Suspeita- se que algumas células neoplásicas reativem a expressão significativa da telomerase e por isso são “imortais” • Ativação dos genes supressores de tumor o Protegem as células da replicação descontrolada, ao passo que as empurram ao longo da vida da senessência. HOMEOSTASE DEFEITUOSA DE PROTEÍNA Há evidência de que tanto o dobramento normal de proteínas quanto a degradação de proteínas mal dobradas (via chaperonas e sistema de autofagia-lisossomo) estão prejudicados com o envelhecimento. LUÍS FELIPE PONSONI - MedUFOB UNIDADE I - Respostas Celulares ao Estresse e às Agressões Tóxicas. RESUMO: Robbins 9ª ed. Bogliolo 9ª ed. 45DETECÇÃO DESREGULADAS DE NUTRIENTES • A via de sinalização de insulina e do fator de crescimento semelhante à insulina 1 – estimula a célula para um estado de alta taxa metabólica, favorecendo danos ao dna e acumulo de metabólitos • Sirtruinas – função de adaptar as funções corporais a diversos estímulos ambientais, incluindo privação de alimento e danos ao DNA, diminuindo a taxa metabólica da célula e induzindo a expressão de genes cujos produtos estão associados a longevidade. o Acredita-se que o vinho seja um estimulante das sirtruínas.