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Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 1.0 Adaptação celular O que é a adaptação celular? Homeostasia é o estado de equilíbrio entre as reações químicas que ocorrem no ambiente intracelular; caso haja qualquer desvio nesta situação de equilíbrio, ocorrem as adaptações celulares, que são alterações reversíveis em número, tamanho, fenótipo, atividade metabólica ou das funções celulares em resposta às alterações no seu meio. Como posso definir isso em DETALHES? ● As adaptações são respostas estruturais e funcionais reversíveis a mudanças no estado fisiológico e a alguns estímulos patológicos, durante as quais são alcançados novos estados de equilíbrio, diferentes do original, mas possibilitando a sobrevivência e a função contínua da célula. A resposta adaptativa pode envolver hipertrofia, hiperplasia, atrofia e metaplasia. Se o estresse for eliminado, a célula pode retornar a seu estado de equilíbrio original, sem ter sofrido qualquer consequência prejudicial. ● A lesão celular é reversível, mas se o estímulo lesivo for persistente ou intenso, a célula sofre lesão irreversível e, por fim, morte celular. ● Existem duas vias principais de morte celular: a necrose e a apoptose. ○ Necrose: Está associada a uma ruptura da membrana e liberação do conteúdo celular no ambiente extracelular. ○ Apoptose: Envolve o encolhimento do citoplasma, resultando na condensação do núcleo. Tabela no 1 Tipos de agentes causadores de lesões celulares Privação de oxigênio ● A hipóxia é uma deficiência de oxigênio, que provoca lesão celular ao reduzir a respiração celular aeróbica ● As causas incluem redução do fluxo sanguíneo (isquemia); oxigenação inadequada do sangue devido à insuficiência cardiorrespiratória; e diminuição da capacidade de transporte de oxigênio do sangue Agentes físicos ● São capazes de causar lesão celular incluem trauma mecânico, extremos de temperatura (queimaduras e frio intenso), mudanças súbitas da pressão atmosférica, radiação e choque elétrico Agentes químicos ● Causam lesões celulares por meio de mecanismos como interferência na respiração celular, bloqueio de enzimas, dano às membranas celulares e produção de radicais livres. ● Substâncias simples (ex: glicose e sódio em altas quantidades), toxinas ambientais, drogas e medicamentos em doses tóxicas. Agentes infecciosos ● Os vírus invadem células, sequestram o DNA celular para se replicar e podem causar lise celular, apoptose ou necrose. As bactérias produzem exotoxinas, que interferem na função celular, e endotoxinas, que ativam respostas inflamatórias intensas. Os fungos invadem tecidos, liberam enzimas hidrolíticas e micotoxinas que destroem membranas e induzem apoptose. Peroxidação lipídica ● Quando o equilíbrio entre a produção de radicais livres e os mecanismos antioxidantes do corpo é perdido, ocorre um estresse oxidativo, que pode resultar em lesão celular e contribuir para o desenvolvimento de doenças como câncer, doenças neurodegenerativas e cardiovasculares. Anormalidades genéticas ● Podem causar lesão celular devido à função deficiente de proteínas, como os defeitos enzimáticos dos erros inatos do metabolismo; ou acúmulo de DNA danificado ou proteínas mal enoveladas, ambos os quais desencadeiam a morte celular quando ultrapassam a possibilidade de reparo. Em resumo, a lesão celular é desencadeada por: ● Redução da síntese ATP (Adenosina Trifosfato) ● Aumento da liberação de espécies reativas e de radicais livres do oxigênio (peroxidação) ● Aumento da concentração do sódio intracelular e Adaptação celular 1 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011. 1.1 Causa das lesões celulares Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 perda de potássio; Aumento da concentração do cálcio intracelular, no citossol, proveniente do retículo endoplasmático liso e da mitocôndria (aumentando a atividade de: fosfolipases, proteases, ATPases, e endonucleases) ● Alteração da permeabilidade das membranas citoplasmáticas e das organelas ● Dano mitocondrial irreversível (poros de permeabilidade): cessa a fosforilação oxidativa (respiração) 1.2 Adaptação celular Hipertrofia A hipertrofia refere-se a um aumento do tamanho das células, que resulta em aumento de tamanho do órgão afetado. O órgão hipertrofiado não apresenta novas células, apenas células maiores. As células com capacidade de divisão podem responder ao estresse por meio de hiperplasia e hipertrofia, enquanto as células que não se dividem (p. ex., fibras miocárdicas) aumentam a massa tecidual em consequência de hipertrofia. Pode ser fisiológica ou patológica: ● Hipertrofia patológica: é causada por estímulos anormais, como estresse mecânico excessivo ou estímulos hormonais desregulados. ○ Hipertensão cardíaca → h. patológica → disfunção cardíaca. ● Hipertrofia fisiológica: Adaptação positiva e benéfica onde as fibras musculares aumentam de tamanho para atender às demandas aumentadas de trabalho. ○ Gravidez → h. fisiológica → abriga o feto em desenvolvimento. Tabela no 2 Exemplos de hipertrofia celular. Hiperplasia A hiperplasia refere-se a um aumento no número de células em um órgão ou tecido em resposta a determinado estímulo. A hiperplasia só pode ocorrer quando o tecido contém células capazes de sofrer divisão, aumentando, assim, o número de células. Pode ser fisiológica ou patológica: ● Hiperplasia patológica: São causadas, em sua maioria, pelas ações excessivas ou inapropriadas de hormônios ou de fatores de crescimento que atuam sobre as células-alvo. ○ Gravidez → h. fisiológica → abriga o feto em desenvolvimento. ● Hiperplasia fisiológica: Ocorre quando há necessidade de aumentar a capacidade funcional de órgãos sensíveis a hormônios, ou quando há necessidade de um aumento compensatório após dano ou ressecção. ○ Perturbação no equilíbrio da progesterona e estrogênio → h. patológica → aumento das glândulas endometriais. Tabela no 3 Exemplos de hiperplasia celular. Atrofia A atrofia refere-se a uma redução do tamanho de um órgão ou tecido, devido a uma diminuição no tamanho ou no número de células. A atrofia pode ser fisiológica ou patológica. ● Hipertrofia fisiológica: Esse processo ocorre principalmente por mecanismos como redução da síntese de proteínas, aumento da degradação de componentes celulares por autofagia (em que a célula "recicla" suas próprias estruturas) e diminuição da atividade metabólica das células. Atrofia fisiológica é um ajuste natural do corpo para se adaptar a mudanças funcionais e metabólicas do corpo. ○ Pós parto → atrofia → diminuição do tamanho do útero. ● Hipertrofia patológica: A atrofia patológica tem várias causas e pode ser local ou generalizada. As causas comuns de atrofia incluem as seguintes: ○ Atrofia por desuso: diminuição do tamanho ou volume de células e tecidos causada pela redução ou ausência de estímulo funcional * Em caso de desuso mais prolongado, as fibras musculares esqueléticas diminuem em número (devido à apoptose), bem como no seu tamanho; a atrofia muscular pode ser acompanhada de aumento da reabsorção óssea, levando à osteoporose por desuso. ○ Atrofia por desnervação: interrupção da transmissão de sinais nervosos para um músculo ou região do corpo. Adaptação celular 2 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011. 1.2.1 Principais respostas adaptativas: Útero normal, células fusiformes. Células hipertróficas de um útero gravídico Próstata, células basal - Hiperplasia. Glândula tireoide, célula C -Hiperplasia. Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 ○ Isquemia crônica: redução gradual do suprimento sanguíneo para um tecido. * O encéfalo pode sofrer atrofia progressiva, sobretudo devido à redução do suprimento sanguíneo em consequência de aterosclerose. Essa condição é denominada atrofia senil ○ Nutrição inadequada. ○ Perda da estimulação endócrina: muitos tecidos dependem de sinais hormonais para manter sua função e estrutura adequadas. Quando há uma redução ou ausência desses estímulos, as células diminuem sua atividade metabólica, reduzindo a síntese de proteínas e aumentando a degradação de componentes celulares, o que leva à atrofia. * A perda da estimulação estrogênica após a menopausa resulta em atrofia do endométrio, do epitélio vaginal e da mama ○ Compressão: reduz o suprimento sanguíneo, levando à isquemia e à diminuição da atividade metabólica das células. Levando a diminuição de tamanho e número de células Tabela no 4 Exemplos de hipertrofia celular. Metaplasia É uma mudança no fenótipo das células diferenciadas, geralmente em resposta à irritação crônica, tornando as células mais capazes de resistir ao estresse; geralmente induzida por uma alteração na via de diferenciação das células-tronco do tecido; pode resultar em diminuição das funções ou aumento da propensão à transformação maligna. ● Epitelial ○ Metaplasia escamosa: ocorre quando um epitélio colunar ou de transição é substituído por epitélio escamoso. ○ Metaplasia glandular (ou colunar): ocorre quando um epitélio escamoso ou de transição é substituído por epitélio glandular ou colunar. ○ Metaplasia urotelial: ocorre quando o epitélio de transição é substituído por epitélio escamoso ou glandular. ● Mesenquimal ○ Metaplasia óssea: O tecido mesenquimal normal, geralmente tecido conjuntivo, se transforma em tecido ósseo. ○ Metaplasia cartilaginosa: O tecido mesenquimal se transforma em cartilagem. ○ Metaplasia adiposa: O tecido mesenquimal é transformado em tecido adiposo. Tabela no 5 Exemplos de metaplasia celular. 2.0 Lesão celular 2.1 Lesão celular: reversível A lesão celular reversível caracteriza-se por alterações funcionais e estruturais nos estágios iniciais ou nas formas Adaptação celular 3 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011. Prostáta, acinos glandulares atróficos. Um foco de atrofia parcial (centro) Metaplasia escamosa da mucosa dos brônquios Metaplasia intestinal no epitélio da vesícula biliar Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 leves de lesão, que são passíveis de correção se o estímulo nocivo for removido. São observadas duas características consistentes nas células com lesão reversível: ● Tumefação generalizada da célula (degeneração hidrópica): é a entrada de água na célula. Esse influxo é, em geral, quando há falha na bomba de Na+ e -K+ dependente de ATP, devido à falta de ATP causada pela deficiência de oxigênio, que afeta a produção de ATP nas mitocôndrias, ou pelo dano mitocondrial. ● Degeneração gordurosa (esteatose hepática): ocorre em órgãos que atuam de maneira ativa no metabolismo dos lipídios (ex: fígado). Surge quando a lesão tóxica interfere nas vias metabólicas e leva ao rápido acúmulo de vacúolos lipídicos repletos de triglicerídeos. O que são depósitos intracelulares? Uma das manifestações das alterações metabólicas nas células consiste no acúmulo intracelular de substâncias que podem ser inócuas ou que podem provocar maior lesão. Esses acúmulos podem se localizar no citoplasma, no interior das organelas (geralmente nos lisossomos) ou no núcleo e podem ser constituídos por substâncias sintetizadas pelas células afetadas ou produzidas em outros locais. Existem quatro mecanismos principais que levam a acúmulos intracelulares anormais: ● Remoção inadequada de uma substância normal secundária a defeitos no acondicionamento e transporte. ● Acúmulo de uma substância endógena em consequência de defeitos genéticos ou adquiridos no enovelamento, acondicionamento, transporte ou secreção. ● Incapacidade de degradar um metabólito, devido a deficiências enzimáticas hereditárias, que costumam ser enzimas lisossômicas. ● O depósito e o acúmulo de uma substância exógena anormal quando a célula não consegue degradar a substância e não tem a capacidade de transportá-la para outros locais. Exemplos de acúmulos intracelulares anormais: ● Degeneração hidrópica: Acúmulo de água nas células, levando a inchaço celular. ● Depósitos de lipídios: Acúmulo anormal de gorduras nas células. ○ Degeneração gordurosa: Acúmulo de triglicerídeos, especialmente em células do fígado, coração e rins. ○ Depósito de colesterol: Acúmulo de ésteres de colesterol em macrófagos. ● Acúmulo de proteínas: Depósito de proteínas mal dobradas ou em excesso no citoplasma ou núcleo. ● Acúmulo de glicogênio: Excesso de glicogênio em doenças como o diabetes e algumas doenças metabólicas. ● Acúmulo de pigmentos: Depósitos de substâncias como carbono (antracose), lipofucsina (desgaste celular), ferro (hemossiderina) e sílica (silicose) Tabela no 6 Exemplos de acúmulos intracelulares anormais 2.2 Lesão celular: irreversível Existem dois tipos principais de morte celular: a necrose e a apoptose, que diferem nos seus mecanismos, na morfologia e nos papeis exercidos na fisiologia e na doença. Tabela no 7 Características da necrose e da apoptose. Necrose Apoptose Tamanho da célula Aumento (estupefação) Redução (retração) Núcleo Picnose, cariorrexe, cariólise. Fragmentação em partículas Membrana plasmática Rompida Intacta Conteúdo celular Digestão enzimática: pode haver extravasamento Intacto: será liberado na forma de corpos apoptóticos Inflamação adjacente Frequente Nenhuma Adaptação celular 4 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011. 2.1.1 Depósitos intracelulares Esteatose hepática ou degeneração gordurosa Acúmulo de glicogênio ou de reserva de energia Degeneração hidrópica Acúmulo de pigmentos (hemossiderina) Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 Necrose A necrose é um tipo de morte celular descrito pela desnaturação de proteínas, extravasamento do conteúdo celular devido a danos na membrana plasmática e inflamação local. Quando o dano à membrana é grave, as enzimas lisossômicas digerem a célula e o conteúdo celular extravasado para o meio extracelular, ativando uma resposta inflamatória. Substâncias liberadas por células lesionadas, chamadas padrões moleculares associados a danos (DAMPs), como ATP (de mitocôndrias danificadas) e ácido úrico (degradação de DNA), são reconhecidos por receptores em macrófagos e outras células, desencadeando fagocitose e produção de citocinas pró-inflamatórias. Há diferentes caminhos que uma necrose pode seguir, dependendo do tipo de tecido, órgão e extensão da área atingida: ● Regeneração: Substituição de células perdidas por células semelhantes, estrutural e funcionalmente completa (a regeneração depende da capacidade de divisão celular das células do tecido) ○ Área pequena: O tecido pode se regenerar completamente. ○ Área grande: Os hepatócitos não conseguem se organizar, formando nódulos que distorcem a arquitetura do órgão. ● Cicatrização: O tecido necrosado é substituído por tecido conjuntivo. ● Encistamento: A área necrosadanão é absorvida, formando uma cápsula que "encista" o tecido morto. ● Eliminação: A necrose atinge uma parede que se comunica com o meio externo, e o material necrosado é expelido, formando uma cavidade. É comum na tuberculose pulmonar , onde o material caseoso é eliminado pelos brônquios, formando cavernas tuberculosas. ● Calcificação: Processo patológico em que sais de cálcio se depositam em áreas de tecido necrosado, geralmente na forma de cristais (calcificação é mais vista em necrose caseosa) Necrose coagulativa ● Ocorre quando a morte das células mantém temporariamente a estrutura do tecido afetado, que fica com uma textura firme. Isso acontece porque a lesão desnatura proteínas e enzimas, impedindo a degradação imediata das células mortas. As células mortas permanecem visíveis por dias ou semanas, até serem removidas por enzimas liberadas por células de defesa (leucócitos) que também "comem" os restos celulares. Esse tipo de necrose é comum em casos de falta de sangue (isquemia) em quase todos os órgãos, exceto no cérebro. Quando ocorre de forma localizada, é chamada de infarto. * A necrose coagulativa não acontece no cérebro porque o tecido nervoso tem uma composição e metabolismo diferentes dos outros tecidos. Enquanto na maioria dos órgãos a falta de sangue (isquemia) causa desnaturação de proteínas e preservação temporária da estrutura tecidual (levando à necrose coagulativa), no cérebro a isquemia causa necrose liquefativa. Necrose caseosa ● Resulta de lesões crônicas, como tuberculose, sífilis e histoplasmose. O tecido fica com uma coloração branca ou amarelada, semelhante à do queijo cremoso. A área necrótica aparece como uma coleção amorfa contendo células fragmentadas ou lisadas e restos granulares delimitados por uma borda inflamatória característica; essa aparência é típica de um foco de inflamação conhecido como granuloma Necrose liquefativa ● Caracteriza-se pela digestão das células mortas, resultando na transformação do tecido em um líquido viscoso. Com frequência, o material necrótico é amarelo cremoso, devido à presença de leucócitos, e é denominado pus. Adaptação celular 5 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011. . O que caracteriza a irreversibilidade da lesão? . A incapacidade de reverter a disfunção mitocondrial (ausência de fosforilação oxidativa e geração de ATP), mesmo após resolução da lesão original, e alterações funcionais significativas da membrana. 2.1.2 Tipos de necrose tecidual: Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 Necrose gangrenosa ● O termo costuma ser empregado na prática clínica. Aplica-se comumente a um membro, que perdeu seu suprimento sanguíneo e sofreu necrose (normalmente necrose coagulativa) ou através de infecções bacterianas como a Clostridium, Streptococcus do grupo A, Staphylococcus aureus e Vibrio vulnificus. ○ Seca: Ocorre desidratação do tecido necrosado, gerando aspecto de mumificação do tecido. ○ Úmida: Isquemia com infecção por bactérias anaeróbicas que liberam enzimas que levam a necrose liquefativa. ○ Gasosa: secundária a infecção do tecido necrosado por Clostridium, bactéria produtora de gás. Necrose gordurosa ● É decorrente da liberação de enzimas em decorrência de trauma no tecido adiposo, o que leva à liquefação das células de gordura na cavidade peritoneal. A ação das lipases sobre os triglicerídeos, em combinação com o cálcio, resulta em áreas brancas calcárias visíveis macroscópicamente, processo conhecido como saponificação. Necrose fibrinoide ● Forma de dano vascular, que costuma ser observado em reações imunes que envolvem os vasos sanguíneos. Normalmente ocorre quando complexos antígeno-anticorpo são depositados nas paredes das artérias. Apoptose A apoptose é um tipo de morte celular programada, em que a própria célula ativa enzimas internas para degradar seu DNA e suas proteínas. Durante esse processo, a célula se fragmenta em pequenos corpos apoptóticos, que contêm partes do citoplasma e do núcleo. Apesar de a membrana plasmática permanecer intacta, ela sofre alterações que emitem sinais para que fagócitos reconheçam e eliminem esses fragmentos. Esse processo ocorre de maneira organizada, sem liberar o conteúdo celular para o meio externo, o que evita uma resposta inflamatória. ● Apoptose em situações fisiológicas: Processos fisiológicos normais, com o objetivo de eliminar células que não são mais necessárias, ou manter um número constante das diversas populações de células nos tecidos. ○ Remoção de células supranumerárias (em excesso em relação ao número necessário) durante o desenvolvimento. ○ Redução de tecidos que dependem de hormônios para se manterem funcionais, causada pela falta ou retirada desses hormônios. ○ Eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos, de modo a impedir reações imunes contra os próprios tecidos do indivíduo ○ Morte das células que desempenharam o seu propósito específico, como os neutrófilos na resposta inflamatória aguda e os linfócitos ao término de uma resposta imune. ● Apoptose em situações patológicas: A apoptose elimina as células que sofrem lesões irreparáveis, sem desencadear uma reação do hospedeiro, limitando, assim, o dano tecidual colateral. A morte por apoptose é responsável pela perda de células em uma variedade de estados patológicos: ○ Dano ao DNA. A radiação e os agentes antineoplásicos citotóxicos podem causar Adaptação celular 6 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011. Adaptação e lesão celular: terminologias patológicas Processos Patológicos Terceiro semestre (Mel’s) 2025 dano ao DNA, diretamente ou por meio da produção de radicais livres. Se os mecanismos de reparo não conseguirem corrigir o dano, a célula deflagra mecanismos intrínsecos que induzem a apoptose. Nessas situações, a apoptose apresenta um efeito protetor ao impedir a sobrevivência de células com mutações do DNA, que podem levar à transformação maligna ○ Acúmulo de proteínas mal enoveladas. O acúmulo de proteínas mal enoveladas no interior da célula pode desencadear a morte celular devido à ativação de uma resposta ao estresse no retículo endoplasmático (RE). ○ Infecções virais, tanto pela ação do vírus quanto pela resposta imune do hospedeiro. Os linfócitos T citotóxicos (CTL) reconhecem proteínas virais e induzem a apoptose das células infectadas para controlar a infecção, embora isso possa causar danos teciduais. Esse mecanismo também participa na eliminação de células tumorais, na rejeição de transplantes e no dano da doença do enxerto-versus-hospedeiro. Tabela no 9 Ilustração das alterações morfológicas que culminam em necrose ou apoptose. Adaptação celular 7 Referências: KUMAR, V. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. London: Elsevier Health Sciences Brazil, 2011.