MORTE CELULAR

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MORTE CELULAR
1. Mecanismos de Morte Celular
Necrose e apoptose são os dois principais mecanismos de morte celular, mas há outros como autofagia e necroptose que também merecem atenção.
· Necrose:
· A necrose é um processo de morte celular descontrolado, geralmente causado por injúria extrema, como trauma físico, toxinas, ou falta de oxigênio (isquemia).
· Características:
· Perda da integridade da membrana celular: A membrana plasmática se rompe, resultando na liberação descontrolada do conteúdo celular no espaço extracelular.
· Inchaço celular (oncosis): As organelas, incluindo mitocôndrias, incham e perdem sua função.
· Resposta inflamatória: A necrose frequentemente induz uma resposta inflamatória intensa, que pode danificar ainda mais os tecidos vizinhos.
· Apoptose:
· Apoptose é uma forma programada de morte celular, essencial para o desenvolvimento, manutenção da homeostase e eliminação de células danificadas.
· Características:
· Condensação da cromatina: A cromatina nuclear se condensa em blocos marginais.
· Fragmentação do DNA: O DNA é fragmentado em unidades de tamanho característico.
· Formação de corpos apoptóticos: Pequenos fragmentos da célula, chamados corpos apoptóticos, se destacam e são fagocitados por células vizinhas, sem induzir inflamação.
· Necroptose: Um processo de necrose programada, mediado por proteínas como RIPK1 e RIPK3, que ocorre em resposta a sinais inflamatórios, especialmente quando a apoptose está bloqueada.
· Autofagia: Um processo de reciclagem celular onde organelas danificadas ou desnecessárias são degradadas e recicladas, podendo levar à morte celular se desregulado.
2. Acontecimentos Externos na Apoptose
Externamente, as células que passam por apoptose apresentam mudanças morfológicas características, que podem ser detectadas usando técnicas como microscopia de fluorescência e citometria de fluxo.
· Encolhimento Celular: A perda de volume celular é um sinal precoce de apoptose. Isso acontece devido à contração do citoesqueleto e à redução do volume do citoplasma.
· Blebing da Membrana: Pequenas protrusões chamadas blebs se formam na superfície da célula. Isso resulta da contração do citoesqueleto e da redistribuição da fosfatidilserina, um fosfolipídio normalmente localizado na face interna da membrana plasmática, que se expõe na face externa durante a apoptose.
· Formação de Corpos Apoptóticos: A célula se fragmenta em várias pequenas vesículas que contêm material nuclear e citoplasmático. Essas vesículas são prontamente fagocitadas por células fagocíticas, como macrófagos, sem causar inflamação.
3. Acontecimentos Internos na Apoptose
Internamente, a apoptose é mediada por uma série de eventos bioquímicos bem-orquestrados:
· Ativação das Endonucleases: Essas enzimas clivam o DNA entre os nucleossomos, resultando em fragmentos de DNA com tamanhos múltiplos de 180 a 200 pares de bases. Este padrão de fragmentação pode ser visualizado como uma "ladder" em um gel de eletroforese, um marcador clássico de apoptose.
· Condensação da Cromatina: A cromatina nuclear se condensa em agregados densos, que se aderem à periferia do núcleo, dando uma aparência característica em microscopia eletrônica.
· Desmantelamento do Citoesqueleto: A clivagem de proteínas citoesqueléticas como a actina e a queratina é mediada pelas caspases, levando à perda da integridade estrutural da célula e à formação de corpos apoptóticos.
· Alterações Mitocondriais: A permeabilização da membrana mitocondrial externa (MOMP) resulta na liberação de proteínas pró-apoptóticas, como o citocromo c, para o citosol, que são essenciais para a formação do apoptossomo e subsequente ativação da caspase-9.
4. Caspases e Sua Ativação
Caspases (Cysteine-aspartic proteases) são uma família de enzimas proteolíticas centrais na execução do programa apoptótico:
· Estrutura e Função:
· Caspases são sintetizadas como zimógenos inativos (pró-caspases), que são ativadas por clivagem proteolítica em resposta a sinais apoptóticos.
· São divididas em caspases iniciadoras (como caspase-8, -9) e executoras (como caspase-3, -6, -7).
· As caspases iniciadoras ativam as executoras, que degradam proteínas essenciais para a manutenção da célula, como a laminina nuclear, resultando em condensação nuclear e fragmentação do DNA.
· Ativação na Via Extrínseca:
· Iniciada por receptores de morte como Fas e TNF-R1, que recrutam e ativam caspase-8 via DISC (Death-Inducing Signaling Complex).
· Caspase-8 cliva e ativa caspase-3 e outras caspases executoras.
· Ativação na Via Intrínseca:
· A liberação de citocromo c das mitocôndrias leva à formação do apoptossomo, que ativa caspase-9, esta então ativa caspase-3, propagando a cascata de clivagem proteica que culmina na morte celular.
5. Família Bcl-2 e Suas Funções
A família Bcl-2 desempenha um papel crucial na regulação da apoptose, com membros que promovem ou inibem a morte celular.
· Membros Anti-apoptóticos: Bcl-2, Bcl-xL, e Mcl-1 evitam a liberação de citocromo c das mitocôndrias ao neutralizar proteínas pró-apoptóticas como Bax e Bak.
· Membros Pró-apoptóticos: Bax, Bak, e Bok promovem a apoptose ao induzir a permeabilização da membrana mitocondrial externa (MOMP), facilitando a liberação de citocromo c.
· Proteínas BH3-only: Bid, Bim, Puma e outras atuam como sensores de dano celular e stress, ativando Bax e Bak e inibindo Bcl-2 e Bcl-xL.
6. Via Extrínseca da Apoptose
A via extrínseca da apoptose é desencadeada pela interação de ligantes específicos com receptores de morte na membrana plasmática.
· Ligação do Ligante ao Receptor: Ligantes como FasL (ligante Fas) ou TNFα ligam-se aos seus respectivos receptores de morte (Fas/CD95 ou TNFR).
· Formação do DISC: A ligação do ligante ao receptor leva à formação do complexo de sinalização indutor de morte (DISC), que inclui o receptor de morte, a proteína adaptadora FADD, e a pró-caspase-8.
· Ativação da Caspase-8: No DISC, a caspase-8 é clivada e ativada, iniciando a cascata de caspases que leva à execução da apoptose.
· Crosstalk com a Via Intrínseca: Em alguns contextos, a caspase-8 cliva a proteína Bid, gerando tBid, que transloca para as mitocôndrias, induzindo a liberação de citocromo c e ativando a via intrínseca.
7. Via Intrínseca da Apoptose
A via intrínseca ou mitocondrial da apoptose é desencadeada por sinais internos como danos ao DNA, privação de fatores de crescimento ou estresse oxidativo.
· Permeabilização da Membrana Mitocondrial Externa (MOMP): O estresse celular ativa proteínas pró-apoptóticas da família Bcl-2 (Bax e Bak), que oligomerizam e formam poros na membrana mitocondrial externa.
· Liberação de Citocromo c: O citocromo c, normalmente confinado ao espaço intermembranar mitocondrial, é liberado no citosol.
· Formação do Apoptossomo: Citocromo c se liga a Apaf-1 (Apoptotic protease activating factor-1) e dATP, levando à formação do apoptossomo, um complexo proteico heptamérico.
· Ativação da Caspase-9: A pró-caspase-9 é recrutada ao apoptossomo e ativada, que então cliva e ativa caspases executoras como a caspase-3.
8. Apoptossomo
O apoptossomo é um complexo multiproteico central na via intrínseca da apoptose:
· Composição: Consiste em Apaf-1, citocromo c, e dATP/ATP, que juntos formam uma estrutura em forma de roda de sete unidades.
· Função: O apoptossomo recruta e ativa caspase-9, que, por sua vez, ativa as caspases executoras, iniciando o desmantelamento ordenado da célula.
· Regulação: A atividade do apoptossomo é regulada por vários fatores, incluindo proteínas IAP (inibidores de apoptose) que podem bloquear a ativação das caspases, e proteínas SMAC/DIABLO, que neutralizam as IAPs, promovendo a apoptose.