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Lesão Celular Parte I As células tipicamente se comunicam utilizando sinais químicos. Estes sinais químicos, que são proteínas ou outras moléculas produzidas por uma célula emissora, são geralmente secretados na célula e liberados no espaço extracelular Adrenalina Fármaco Leva a uma mudança na célula, como a alteração da atividade de um gene ou até mesmo a indução de todo um processo inteiro, como a divisão celular. Assim, o sinal intercelular (entre células) original é convertido em sinal intracelular (dentro das células) que aciona uma resposta. Sinalização Celular 4 categorias básicas de sinalização química encontradas em organismos multicelulares: • sinalização parácrina; • sinalização autócrina, • sinalização endócrina e • sinalização por contato direto. A principal diferença entre as diferentes categorias de sinalização é a distancia que o sinal percorre no organismo para alcançar a célula alvo. profbio.com.br lesão celular ocorre quando as células são submetidas a um estresse tão severo que não são capazes de se adaptar, ou quando são expostas a agentes perniciosos. A hipóxia, Isquemia, Agentes: infecciosos, físicos/químicos, Reações imunológicas. Ausência de oxigênio: hipóxia significa deficiência de oxigênio, causando lesão celular pela redução da respiração aeróbica oxidativa. Deve ser diferenciada da isquemia, que é a perda do suprimento sanguíneo devido à obstrução do fluxo arterial ou redução da drenagem venosa de um tecido. Agentes físicos: trauma mecânico, temperaturas extremas (queimaduras ou frio extremo), mudanças bruscas na pressão atmosférica, radiação e choque elétrico. Agentes químicos e drogas: poluentes do meio ambiente, monóxido de carbono, álcool, narcóticos. Venenos como cianeto, arsênico, etc. Até mesmo substâncias simples como glicose e sal em concentrações hipertônicas podem causar lesão celular. Agentes infecciosos: vírus, bactérias, fungos, etc. Reações imunológicas: reação a auto-antígenos (doenças auto-imunes) e reação anafilática a uma proteína estranha ou droga. Distúrbios genéticos: aumento da susceptibilidade das doenças, erros hereditários do metabolismo (falta de enzimas, etc.). Desequilíbrios nutricionais: deficiências protéico – calóricas e excessos nutricionais. Anorexia nervosa, desnutrição auto – induzida, deficiências vitamínicas, excesso de lipídios. Fatores Estressantes Robbins, Stanley L. (Stanley Leonard), 1915-2003. II. Cotran, Ramzi S., 1932- 2000. III. Kumar, Vinay , 1944-. IV. Título: Base patológica da doença. Capitulo 2 - Visão Geral da Lesão Celular e Morte Celulares Conceito Resposta celular ao estresse fisiológico ou a um estímulo patológico. Classificação Dependendo dos estímulos do Meio Extracelular, a célula ativa mecanismos moleculares que acabam alterando os genes que comandam a diferenciação celular. Efeito • 1. O estímulo PARA e a célula volta ao normal (Homeostase restaurada). • 2. O estímulo piora e acontece lesão na célula (Degeneração). Recuperação depende do tecido danificado os 3 maneiras de proliferação celular, e cada uma delas possibilita uma capacidade de adaptação diferente! 1.Tecidos Lábeis 2.Tecidos Estáveis 3.Tecidos Permanentes Mecanismos das lesões celulares Os alvos de maior importância estímulos nocivos são: ERO espécies reativas de oxigênio KUMAR, V.; ABBAS, A.; FAUSTO, N. Robbins e Cotran. Bases Patológicas das Doenças. 9ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. A resposta celular a estímulos nocivos depende do tipo da lesão, sua duração e sua gravidade. As consequências da lesão celular dependem do tipo, estado e grau de adaptação da célula danificada. A lesão celular resulta de anormalidades funcionais e bioquímicas em um ou mais componentes celulares essenciais. Mecanismos das lesões celulares 1)Respiração aeróbica envolvendo a fosforilação mitocondrial oxidativa e a produção de ATP; https://www.mdpi.com/2075-4426/11/3/218 - Frye et all, 2021 As mitocôndrias são essenciais para uma ampla gama de funções em quase todas as células do nosso corpo. Como seu papel na produção ATP por fosforilação oxidativa, metabolismo redox, tamponamento de cálcio, homeostase lipídica, síntese de esteroides e neurotransmissores. Com importantes vias metabólicas não produtoras de energia, como o ciclo da ureia, produção de aminoácidos e porfirina, e como uma via para a ativação da apoptose, atuam na sinalização celular, imunológica com participação na indução do inflamassoma (um complexo que inicia a ativação imune), liberando moléculas de padrão molecular associado ao dano (DAMP), como cardiolipina, peptídeos n-formil, espécies reativas de oxigênio ( ROS) e DNA mitocondrial (mtDNA). Sintetizam radicais de oxigênio (ROS), que podem causar lesão celular se não for controlada. Uma vez que o ATP produzido pelas mitocôndrias é essencial para muitos sistemas celulares, No entanto, existem várias vias nas quais a função mitocondrial anormal pode resultar em um ciclo destrutivo que se autoperpetua. https://www.mdpi.com/2075-4426/11/3/218 1)Respiração aeróbica envolvendo a fosforilação mitocondrial oxidativa e a produção de ATP; Mecanismos das lesões celulares Produz ROS Liberação de moléculas sinalizadoras (citocinas, radicais, Redução dos níveis de ATP Na depleção de ATP destacam- se: a perda da atividade da bomba Na+/K+ e consequente tumefação celular. Aumento da glicólise anaeróbica, devido a falta de O2 e consequente acúmulo de ácido lático; a falência da bomba de Ca++, resultando em influxo de cálcio; sódio e perda de potássio. O ganho de soluto é acompanhado de água, causando edema celular e dilatação do retículo endoplasmático rompimento estrutural do aparelho de síntese proteica, resultando em sua redução; e dano irreversível ás mitocôndrias, podendo evoluir com necrose. Os efeitos podem ser disseminados atingindo múltiplos sistemas Hipóxicas Agentes químicos KUMAR, V.; ABBAS, A.; FAUSTO, N. Robbins e Cotran. Bases Patológicas das Doenças. 9ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. Íons cálcio são mediadores importantes da lesão celular. O Ca2+ livre no citosol é mantido em concentrações muito baixas (∼ 0,1 μmol), em comparação com os níveis extra- celulares de 1,3 μmol, e a maior parte do cálcio intracelular está sequestrada nas mitocôndrias e no retículo endoplasmático. A isquemia e certas toxinas causam um aumento da concentração do cálcio citosólico, inicialmente por causa da liberação do Ca2+ armazenado intracelularmente e, mais tarde, do cálcio que resulta do influxo aumentado através da membrana plasmática. O aumento do Ca2+ intracelular causa lesão celular por vários mecanismos. • O acúmulo de Ca2+ nas mitocôndrias leva à abertura dos poros de transição de permeabilidade mitocondrial, à deficiência na geração de ATP. • O aumento do Ca2+ citosólico ativa um número de enzimas, com efeitos celulares potencialmente prejudiciais. Como as fosfolipases (que causam danos à membrana), proteases (que clivam as proteínas de membrana e do citoesqueleto), endonucleases (que são responsáveis pela fragmentação da cromatina e do DNA) e as ATPases (acelerando, assim, a depleção de ATP). • Induz a apoptose, através da ativação direta das caspases e pelo aumento da permeabilidade mitocondrial. KUMAR, V.; ABBAS, A.; FAUSTO, N. Robbins e Cotran. Bases Patológicas das Doenças. 9ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. Redução dos níveis de ATP Qualquer dano à essa organela, como os causados pelo aumento de Ca++, EROs, privação de O2 e outros, tem como principais consequências: •Formação de poros com alteração da permeabilidade • Influxo de Ca++ altera permeabilidade • Geração de radicais livres •Liberação de enzimas e proteínas •Acúmulo de EROs •Liberação de citocromo C e outras proteínas no meio intracelular, ativando as caspases; •Dano no DNA Mitocondriais KUMAR, V.; ABBAS, A.; FAUSTO, N. Robbins e Cotran. Bases Patológicas das Doenças. 9ª ed. Rio de Janeiro:Elsevier, 2016. Assim: • Durante a produção de energia pela célula, pequenas quantidades de oxigênio (Espécies Reativas de Oxigênio (EROs) são produzidas como um produto indesejável da respiração mitocondrial. Algumas dessas formas são radicais livres. Danificam os lipídeos, as proteínas e os ácidos nucléicos. • Estresse oxidativo - desequilíbrio entre os sistemas de geração e eliminação de radicais livres que causa lesões vistas em muitas doenças. Os radicais livres são espécies químicas que possuem um único elétron sem um par correspondente. Origem: 1)Processos metabólicos normais; 2)Respiração celular; 3)Absorção de energia radiante; 4)Metabolismo de substâncias químicas ou drogas Geração de radicais Os efeitos dessas espécies reativas são amplos, mas três reações são particularmente relevantes para a lesão celular. 1)Peroxidação lipídica das membranas: a lesão oxidativa é iniciada quando as ligações duplas dos ácidos graxos insaturados dos lipídeos das membranas são atacados por radicais livres, especialmente pelo OH. As interações lipídeo-radicais livres produzem peróxidos que também são instáveis e reativos, iniciando uma reação em cadeia. 2)Modificação oxidativa das proteínas: os radicais livres promovem a oxidação da cadeia lateral dos aminoácidos, formação de ligações cruzadas entre proteínas e oxidação da estrutura principal da proteína, causando fragmentação e degradação das proteínas. 3)Lesões no DNA: as reações com o DNA nuclear e mitocondrial, causam modificação das bases nitrogenadas e quebra de filamentos. 1) Superóxido (O2-): produzido por transporte mitocondrial de elétrons, em reações citosólicas e na resposta inflamatória. Produz outros radicais livres. 2) Peróxido de hidrogênio (H2O2): produzido a partir do superóxido e nos peroxissomos. Lesivo quando produzido em excesso. 3) Radical hidroxila (OH): formado por radiação. É a molécula mais reativa de todas, possuindo maior potencial de lesão Geração de radicais EROs resultam na peroxidação lipídica nas membranas (lesão na membrana celular), modificação de proteínas e lesões diretas no DNA. Estas reações geram os radicais livres, tendem a atacar moléculas adjacentes, modificando-as, e consequentemente prejudicando sua função principal. Existem diversas formas de radicais livres. Alguns são oriundos do nitrogênio, do peróxido de hidrogênio, do hipoclorito. Os EROs são de oxigênio. Acúmulo de EROs KUMAR, V.; ABBAS, A.; FAUSTO, N. Robbins e Cotran. Bases Patológicas das Doenças. 9ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. Mecanismos das lesões celulares 2)Integridade das membranas celulares (plasmáticas e/ou organelares), da qual depende a homeostasia iônica e osmótica da célula e suas organelas; Causas da ruptura da membrana celular • Lesões físicas • Agentes químicos agressivos • Infecções por vírus ou bactérias • Hipóxia • Isquemia • Reações imunológicas Consequências da ruptura da membrana celular • Liberação do conteúdo celular para o ambiente externo • Inchaço da célula • Vazamento dos conteúdos celulares por furos na membrana plasmática • Inflamação nos tecidos circundantes à célula morta Destruição da membrana celular • A desintegração da membrana, que provoca a morte da célula, pode ser induzida por agentes químicos, físicos e biológicos. • O produto resultante desta destruição designa-se “lisado”. • Os detergentes são os principais agentes químicos com capacidade lítica. https://slideplayer.com.br/slide/1858894/ Diversos dos mecanismos comentados anteriormente causam defeitos na permeabilidade da membrana, geralmente culminando em necrose celular Membranas, que pode ser lesionada: •Membrana mitocondrial: abertura dos poros de transição, diminuição de ATP e liberação de proteínas apoptóticas; •Membrana plasmática: perda do equilíbrio osmótico e influxo de líquido e íons, perda do conteúdo celular; •Membrana lisossômica: liberação de enzimas e ativação no citosol, com digestão do material celular. KUMAR, V.; ABBAS, A.; FAUSTO, N. Robbins e Cotran. Bases Patológicas das Doenças. 9ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. 2)Integridade das membranas celulares (plasmáticas e/ou organelares), da qual depende a homeostasia iônica e osmótica da célula e suas organelas; Mecanismos das lesões celulares Mecanismos das lesões celulares 3)Síntese protéica; • causada por estresse excessivo ou anomalias intrínsecas A síntese proteica é o processo pelo qual as células produzem proteínas a partir da informação contida no DNA, transmitida por meio do RNA mensageiro (mRNA). Esta complexas etapas requerem a presença de enzimas para que se promova, assim a falta desta conduz a diminuição das proteínas Dobramento errôneo, estruturas tridimensionais alteradas, conduzindo a disfunção destas https://mundoeducacao.uol.com.br/ Mecanismos das lesões celulares 4)Citoesqueleto; O citoesqueleto é uma estrutura formada por filamentos proteicos que dá forma e sustentação à célula. Ele também permite que a célula se movimente e participe de processos como a divisão celular. Funções do citoesqueleto •Manter a forma da célula •Permitir o transporte de cargas •Garantir a integridade estrutural da célula •Participar da divisão celular •Formar estruturas celulares especializadas, como cílios e flagelos •Participar de processos como a endocitose e a exocitose Componentes do citoesqueleto •Microfilamentos, formados pela proteína actina •Microtúbulos, formados pela tubulina •Filamentos intermediários, formados por uma família de proteínas •Centríolo, formado pela tubulina https://www.preparaenem.com/ Lesão Celular Parte II Necrose x Apoptose É uma causa fundamental de morte celular por necrose, estando frequentemente associada à lesão isquêmica e química. Assim, as principais causas de depleção são: •Redução do fornecimento de oxigênio e nutrientes; •Danos mitocondriais; •Ação de substâncias tóxicas, como cianeto. Redução dos níveis de ATP Desenvolvimento sequencial de alterações bioquímicas e morfológicas na lesão celular. As células se tornam não funcionais logo após o início da agressão, embora elas ainda permaneçam viáveis, com danos potencialmente reversíveis; uma gressão de longa duração pode levar a lesão irreversível e morte celular. As alterações bioquímicas irreversíveis causam a morte celular e, tipicamente, precedem as alterações morfológicas ultraestruturais à microscopia óptica e ao exame macroscópico Danos ao DNA e proteínas Em lesões graves, os mecanismos de reparo de danos ao DNA é comprometido, resultando na iniciação de um “programa de suicídio” que induz a morte celular por apoptose. O mesmo ocorre com as proteínas mal dobradas, situação promovida por mutações hereditárias e/ou acúmulo de EROs ou seja, se acumulam e induzem, tipicamente, a morte celular por apoptose. Dois aspectos da lesão celular reversível podem ser reconhecidos à microscopia óptica: tumefação celular e degeneração gordurosa. A tumefação celular surge quando as células se tornam incapazes de manter a homeostase hidroeletrolítica e é resultante da falência das bombas de íons dependentes de energia na membrana plasmática. Lesão Reversível 5)Integridade do componente genético da célula. Mecanismos das lesões celulares Morte celular lesões irreversíveis invariavelmente sofrem alterações morfológicas Apoptose – Causas • SITUAÇÕES FISIOLÓGICAS Embriogênese – Involução de tecido hormônio dependente) colapso endometrial ou ciclo menstrual, renovação do epitélio, hematopoiese, Tolerância imunológica. leucócitos – Morte de células inflamatórias residentes • SITUAÇÕES PATOLÓGICAS Dano ao DNA – Acúmulo de proteínas deformadas – Infecções (especialmente organismos intracelulares) – Atrofia patológica A eliminação de células é um processo essencial para a manutenção do desenvolvimento dos seres vivos, sendo importante para eliminar células supérfluas ou defeituosas. As células têm um conjunto de proteínas capazes de atuar como armas de autodestruição.Enquanto a célula é útil ao organismo, ela reprime este mecanismo. Se a célula comprometer a saúde do organismo ou deixar de ser necessária, a apoptose é desencadeada, levando à morte celular. A apoptose pode ser ativada por vários fatores como a remoção de sinais químicos da célula (fatores de crescimento ou de sobrevivência). Assim pode-se dizer que esta pode ser fisiológica ou patológica. Os processos de morte celular podem ser classificados de acordo com suas características morfológicas e bioquímicas em: autofagia, necrose, apoptose, senescência. Morte celular lesões irreversíveis invariavelmente sofrem alterações morfológicas 1 – Autofagia é um processo adaptativo conservado evolutivamente e controlado geneticamente resposta a um estresse metabólico que resulta na degradação de componentes celulares. porções do citoplasma são encapsuladas por membrana, originando estruturas denominadas autofagossomos que o se fundem com os lisossomos com hidrolases lisossomais 2 - A senescência é um processo metabólico ativo essencial para o envelhecimento. Ocorre por meio de uma programação genética que envolve deterioração dos telômeros (extremidades dos cromossomos) e ativação de genes supressores tumorais. As células que entram em senescência perdem a capacidade proliferativa após um determinado número de divisões celulares. 3 – A apoptose ocorre em tecidos de um ser humano saudável, a cada hora, bilhões de células ativam um programa de morte celular, por mecanismos intracelulares. Esse processo mata as próprias células ocorrendo de maneira controlada - processo conhecido como morte celular programada. Requer energia e síntese proteica para a sua execução exercendo um papel oposto ao da mitose. A apoptose é também um mecanismo de defesa, que é ativado sempre que ocorre uma invasão por agentes patogênicos, ou ainda quando o DNA for lesado 4 – Necrose Processo patológico com desestruturação de proteínas intracelulares e digestão enzimática de células que já apresentam dano letal Apoptose – Mecanismos e Morfologia Fenômeno que ocorre uma retração da célula que causa perda da aderência com a matriz extracelular e células vizinhas. As organelas celulares mantêm a sua morfologia, com exceção, em alguns casos, das mitocôndrias, que podem apresentar ruptura da membrana externa. Sinalização Controle e Integração Execução Contração celular Condensação da cromatina Formação de bolhas e corpúsculos apoptóticos Remoção dos fragmentos celulares apoptóticas por macrófagos A maioria dos tecidos sofre um constante processo de renovação celular graças ao equilíbrio entre proliferação e morte das células, caracterizada por um processo ativo de alterações morfológicas e bioquímicas, a apoptose. A cromatina sofre condensação e se concentra junto à membrana nuclear, que se mantém intacta. • Encolhimento do citoplasma e/ou • perda do volume celular • Formação de lóbulos na superfície celular. • Translocação da fosfatidilserina da monocamada citosólica para a monocamada extracelular da membrana plasmática. • Não ocorre ruptura da membrana ou • extravasamento de seu conteúdo. A membrana celular forma prolongamentos (blebs) e o núcleo se desintegra em fragmentos envoltos pela membrana nuclear. Os prolongamentos da membrana celular aumentam de número e tamanho e rompem, originando estruturas contendo o conteúdo celular - corpos apoptóticos. Apoptose – Mecanismos e Morfologia Pró-Apoptóticos Anti-Apoptóticos Clivagem do Citocromo C Bax / Bac Bcl2 / Bclx / Mcl1 APAF1 IAP (inibidores fisiológicos da apoptose) Fas / FasL FLIP (ligação caspase 8 sem clivar) TNFR Os corpos apoptóticos são rapidamente fagocitados por macrófagos e removidos sem causar um processo inflamatório Na grande maioria das células em apoptose, observa-se a destruição do material genético, o ácido desoxirribonucléico (DNA). Antes da morte da célula, o DNA é cortado por enzimas em regiões específicas entre os nucleossomas. Apoptose assim, é um processo ordenado, Durante este processo, a célula sofre alterações morfológicas características desse tipo de morte celular. Tais alterações incluem a retração da célula, perda de aderência com a matriz extracelular e células vizinhas, desenvolvem protrusões na forma de bolha na superfície. condensação da cromatina, fragmentação internucleossômica do DNA e formação dos corpos apoptóticos. O conteúdo da célula é compactado em pequenos pacotes de membrana para a "coleta de lixo" pelas células do sistema imunológico. As membranas apresentam uma molécula lipídica a fosfatidilserina de superfície. Quando estão expostas, permitem que os fagócitos se liguem e fagocitem os fragmentos celulares. A célula é rapidamente eliminada, antes que seu conteúdo possa extravasar e causar reação inflamatória, tornando sua detecção histológica mais difícil. Processo patológico com desestruturação de proteínas intracelulares e digestão enzimática de células que já apresentam dano letal Processo desorganizado células são danificadas por fatores prejudiciais (como a lesão física ou por substâncias químicas tóxicas), elas geralmente expelem seu conteúdo enquanto morrem. Uma vez que a membrana plasmática da célula danificada (pH e permeabilidade), não pode mais controlar a passagem de íons e água, a célula incha, e seus conteúdos vazam por furos na membrana plasmática. O núcleo não sofre alteração significativa. As organelas são danificadas, em especial a mitocôndria. Liberação de enzimas lissosomicas (proteases e outras) com digestão e destruição celular, Isso causa, muitas vezes, inflamação nos tecidos circundantes à célula morta. Recrutamento de células inflamatórias e imunológicas (leucócitos). ao fagocitarem células necrosadas podem danificar células vizinhas. Apoptose Necrose Apoptose é a via de morte celular que é induzida por um programa intracelular altamente regulado, no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas que degradam seu DNA nuclear e as proteínas citoplasmáticas. Alguns tipos de estímulo podem induzir tanto a apoptose quanto a necrose, dependendo da intensidade e duração do estímulo. Como da rapidez do processo de morte celular e das alterações bioquímicas induzidas na célula danificada. Em condições patológicas, o processo pode ser desencadeado por estímulos nocivos, doenças viróticas e tumores. Caráter reversível Causas Hipóxia Infecção Toxinas Isquemia Reações auto-imunes Caráter Irreversível Caríolise Lissosomos destruídos DAMP – Padrões moleculares Os sinais que induzem a apoptose incluem: • a ausência de fatores de crescimento ou hormônios, • a ação específica dos receptores de morte e os agentes nocivos. Esse fenômeno, portanto, pode estar presente em situações fisiológicas e em condições patológicas e não está necessariamente ligada à lesão celular Vias da apoptose ou morte celular Na maioria das células e dos organismos multicelulares, o mecanismo de suicídio/apoptose tem por base as caspases, São proteínas enzimas sintetizadas nas células a partir percursores inativos (prócaspases), sendo Iniciadoras e Executoras da Apoptose. Pertencem à família das cisteínas proteases levando à condensação e fragmentação nuclear, externalização de fosfolipídios de membrana que irão sinalizar para estas células serem fagocitadas por macrófagos. São conhecidas 14 caspases humanas, sendo que seis (caspases 3, 6, 7, 8, 9, 10) participam a apoptose. Estão presentes no citosol sob a forma de próenzimas inativas, tornando-se ativas após clivagem proteolítica. Vias da apoptose ou morte celular Via Intrínseca Via Extrinseca A ativação das caspases ocorre por duas vias principais: • Via intrínseca, mediada por estímulos internos de estresse intracelular, tais como lesão do DNA ou perturbações no ciclo celular ou nas vias metabólicas. • Via extrínseca, mediada por receptores localizados na membrana celular, chamados receptores da morte, Vias da apoptoseou morte celular - Intrinseca Vias da apoptose ou morte celular - Intrinseca Vias da apoptose ou morte celular - Intrinseca Ligante Receptor de morte ExtrínsecaIntrínseca Domínio de morte Múltiplos estresses celulares Na apoptose o citocromo C (presente na membrana interna da mitocôndria) é liberado dessa membrana. Este se une-se ao Apaf-1 (Fator ativador de protease apoptótica), e o complexo Citocromo C + Apaf-1 ligam-se ao CARD (Domínio de Recrutamento de Caspases), que conduzem ao formação do apoptossomo. As caspases iniciadoras ativam as caspases executoras, que por sua vez ativam a endonuclease, que é uma enzima que promove a fragmentação do DNA. Promovem também a degradação do citoesqueleto celular, com isso se formam as bolhas citoplasmáticas, que são possíveis de observar em microscopia óptica e, eletrônica. Após as bolhas formam se os corpos apoptóticos, compostos por fragmentos nucleares e celulares. Os fagócitos, principalmente macrófagos, fagocitam esses corpos apoptóticos, e assim se encerra o processo Caspases efetoras: caspases -3, -6 e -7. Caspases iniciadoras: caspases-2, -8, -9 e -10. Caspases envolvidas na inflamação: Caspases-1, -4, -5, -11 e -12. Via Intrínseca A via intrínseca, ou via mitocondrial, consiste numa via onde há lesão celular: por lesão do DNA (causada por radiação, toxinas, radicais livres), ou por uma proteína mal dobrada, ou ainda por redução dos fatores de crescimento. Fato que é que, todos esses eventos podem induzir aumento de proteínas da família Bcl-2 pró – apoptóticas. Estas existem em equilíbrio com enzimas anti- apoptóticas. Via Intrínseca da apoptose com morte celular Vias da apoptose ou morte celular - Extrinseca Via Extrínseca Na via extrínseca, ou via receptor de morte Fas ( FasL – Fas ligante), e TNFR-1 , é ativada por estímulo. A ligação e consequenet ativação junto ao receptor TNF-alfa a ativa a via extrínseca da apoptose). Moléculas citotóxicas, como as perforinas e granzimas, liberadas no meio, capazes de induzir a morte de outra célula. Após esse estágio inicial de indução do processo por um receptor de superfície, estes semelhança do descrito para a via intrinseca ocorre ativação das caspases iniciadoras que estimulam as caspases executoras Via Extrínseca da apoptose com morte celular Via das perforinas e granzimas Essa via é mais utilizada por linfócitos T citotóxicos (CTL) e também pelas Natural Killer (NK), onde, essas células, para matar células infectadas, por exemplo, secretam as perforinas, que formam poros na membrana celular. Após a formação dos poros, há uma via de entrada nessas células, e, então, os CTL ou NK liberam granzimas, que entram na célula, através dos poros formados pelas perforinas, e, então, ativa via de caspases, e, ao fim, ocorre a apoptose dessa célula. Falta de fator de crescimento – Via Intrínseca • Dano ao DNA – Papel do p53 Bax / Bak • Erros de dobras protéicas – quando foge dos mecanismos de reparo: redução da transcrição e chaperones • Apoptose relacionada ao TNF – papel duplo – eliminação de linfócitos auto-reagentes e ao mesmo tempo pode aumentar a produção de antiapoptóticos bclx e bcl2 • Apoptose nas respostas de Linfócitos T Citotóxicos • Apoptose inibida: Relação com doenças auto-imunes e neoplasias • Apoptose excessiva: Doenças neurodegenerativas Fatores envolvidos na apoptose Diferença entre Necrose e Apoptose Correlações Clinico-patológicas 1 - Lesão Isquêmica e Hipóxica provocada pela redução do fluxo sanguíneo, geralmente devido a uma obstrução mecânica arterial. Glicólise anaeróbica continua Hipóxica metabolismo aeróbico comprometido, geração de energia anaeróbica também cessa após os substratos glicolíticos são exauridos ou quando a glicólise é inibida pelo acúmulo de metabólitos que normalmente seriam removidos pelo fluxo sanguíneo. Este acumulo faz com que a isquemia tende a causar lesão celular e tecidual mais rápida e intensa que a hipóxia na ausência de isquemia. Isquemia Acompanha : diminuição do ATP, tumefação, lise de membranas, influxo de cálcio, redução metabólica, bolhas celulares, deteriorazão de organelas Se o oxigênio for restaurado, todas essas alterações são reversíveis. Se a isquemia persiste, sobrevêm lesão irreversível e necrose 2 - Lesão de Isquemia-Reperfusão A perfusão deveria recuperar a função celular paradoxalmente, exacerbar a lesão e causar morte celular. Consequentemente, os tecidos reperfundidos continuam perdendo células além daquelas já irreversivelmente lesadas no final da isquemia. Esse processo, denominado lesão de isquemia-reperfusão, é clinicamente importante porque contribui para o dano tecidual Como os obsdrvados no infarto do miocárdio e cerebral em seguida a terapias para restaurar o fluxo sanguíneo Estresse oxidativo. Novo dano pode ser iniciado durante a reoxigenação por aumento da geração de espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio. Sobrecarga de cálcio intracelular. Como mencionado, a sobrecarga de cálcio intracelular e mitocondrial. lesão mediada por ERO Inflamação. A lesão isquêmica está associada com a inflamação através da liberação de “sinais de alerta” provenientes de células mortas, citocinas secretadas pelas células imunes locais, tais como os macrófagos A ativação do sistema complemento contribui para a lesão de isquemia-reperfusão. Por razões desconhecidas, alguns anticorpos IgM possuem uma tendência a se depositarem em tecidos isquêmicos 3 - Lesão Química (Tóxica) Nos fármacos o alvo é o fígado Toxicidade direta. Algumas substâncias químicas lesam células diretamente pela sua combinação com componentes moleculares críticos Ex. cianeto Conversão em metabólitos tóxicos. A maioria das substâncias químicas não é biologicamente ativa na sua forma nativa, mas precisa ser convertida em metabólitos tóxicos reativos, que então agem sobre as moléculas-alvo 4 - Apoptose Apoptose – Fisiológica • A destruição programada de células durante a embriogênese, • Involução de tecidos hormônio-dependentes sob privação do hormônio, • Perda celular em populações celulares proliferativas, linfócitos imaturos • Eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos, • Morte de células normais que já tenham cumprido sua atividade funcional, Apoptose – Patológica lesadas de modo irreparável Dano ao DNA • Acúmulo de proteínas mal dobradas. surgir de mutações nos genes • Morte celular em certas infecções, • Atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto, ex. pâncreas https://pt.slideshare.net Aspectos Morfológicos - Ponto do não retorno Membrana Plasmática : formação de bolhas e solução de continuidade. Mitocôndrias: grandes tumfeitas cristólise aparecimento de depósito eletrodensos na matriz Núcleo: Picnose, cariorexe e cariolise lesão irreversível está associada morfologicamente com a intensa tumefação das mitocôndrias, lesão extensa das membranas plasmáticas (originando as figuras de mielina) e tumefação dos lisossomos. A morte é principalmente por necrose, mas a apoptose também contribuir Morte Celular A necrose se caracteriza pelo tamanho celular aumentado (edema), alterações nucleares (picnose, cariorréxis, cariólise), membrana plasmática danificada e extravasamento de conteúdo celular para fora da célula, além do aumento da eosinofilia. Já a aparência morfológica da necrose resulta da desnaturação das proteínas intracelulares e/ou da digestão enzimática. O tecido necrosado não é apenas aquele que apresenta células mortas, mas sim o que teve morte celular seguida de processos de degradação enzimática dessas células. Durante esse processo, há a liberação de enzimas para o meio extracelular, o que provoca a destruição do tecido adjacente. Acompanhado por autólise Processo progressivo de degeneração NECROSE brasilescola.uol.com.br Morte Celular TIPOS de NECROSE Necrose de Coagulação: é característica da morte por hipóxia em todos os tecidos com alto teorde proteína. Acidose intracelular desnatura proteínas e enzimas, bloqueando a proteólise celular. O tecido, ainda, apresenta a textura firme e a manutenção da sua arquitetura, com preservação do contorno celular por pelo menos alguns dias. A coloração da área afetada é quase sempre esbranquiçada, e a aus|ência dos núcleos Único órgão que não apresenta coagulativa TIPOS de NECROSE Padrões Necrose de liquefação: é característica de infecções bacterianas ou fúngicas, pois estas estimulam o acúmulo de células inflamatórias, sendo as células mortas completamente digeridas por enzimas. O resultado final é a transformação do tecido em massa viscosa. https://www.youtube.com/watch?v=nf1X9goCow4 TIPOS de NECROSE No parênquima pancreático Pode ser observado em serosas, que aprestam uma camada de gordura https://www.youtube.com/watch?v=nf1X9goCow4 https://www.youtube.com/watch?v=nf1X9goCow4 TIPOS de NECROSE https://www.youtube.com/watch?v=nf1X9goCow4 https://br.pinterest.com/ Robbins, Stanley L. (Stanley Leonard), 1915-2003. II. Cotran, Ramzi S., 1932- 2016. III. Kumar, Vinay , 1944-. IV. Título: Base patológica da doença. Capitulo 2 - Visão Geral da Lesão Celular e Morte Celulares 1-Explique a diferença entre a via intrínseca e extrínseca de morte celular. A via intrínseca envolve alterações na permeabilidade da membrana mitocondrial, que permite a liberação de fatores que atuarão como sinalizadores da apoptose. E a via extrínseca é iniciada por sinais extracelulares que se ligam de ligantes específicos a um grupo de receptores de membrana da superfamília dos receptores de fatores de necrose tumoral (rTNF). 2 - Qual o papel das caspases no processo de morte celular? Explique. As caspases são enzimas proteolíticas responsáveis pela execução dos eventos celulares que causam a apoptose. Elas se encontram inativadas no interior das células, sendo ativadas por meio de duas vias: a via mitocondrial (intrínseca) e a via receptor de morte (extrínseca) que conduzem a morte programada da célula. 3 - A apoptose é a morte celular programada e ocorre em virtude de uma série de eventos moleculares e bioquímicos. Observe as etapas descritas a seguir e marque aquela que não representa uma etapa da apoptose. I. Aumento da aderência da célula em apoptose com outras células, mantendo a integridade tecidual. II. Prolongamentos citoplasmáticos chamados blebs que se desprendem da célula apoptótica . III. Rompimento de membranas por digestão enzimática não limitada a ação lissosómica promovendo a lise difusa. IV. Fagocitose dos corpos empacotados por membranas como resultado da ação dos magrofagos por ativação . Escolha a alternativa correta. a) I e II são verdadeiras b) I e III são verdadeiras c) II e III são verdadeiras d) II e IV são verdadeira e) III e IV são verdadeiras Alternativa d 4 - atribua (V) verdadeiro ou (F) falso às afirmativas a seguir. ( ) A apoptose ocorre quando a célula, por sofrer um dano externo, rompe suas membranas e derrama o seu conteúdo enzimático nas células vizinhas. ( ) Durante a apoptose, ocorre a destruição das células por ação enzimática nas suas estruturas internas. ( ) A apoptose é ativa nos tecidos embrionários; nos tecidos adultos, tal processo é geneticamente desativado. ( ) A Caspase 9 ativa as caspases executoras as caspases executoras, que ativam a endonuclease, enzima que promove a fragmentação do DNA. ( ) Redução do citoesqueleto, seccionamento da membrana celular e condensação da cromatina são características da apoptose. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, V, F. b) V, F, F, V, F. c) F, V, V, F, V. d) F, V, F, V, V. e) F, F, V, F, V. as caspases executoras, que por sua vez ativam a endonuclease, que é uma enzima que promove a fragmentação do DNA. Alternativa “d”. A primeira afirmação está incorreta porque a apoptose não é desencadeada por traumas e também garante a proteção das células vizinhas. A terceira afirmação também está incorreta, pois a apoptose também ocorre em tecidos adultos. 5 - A morte celular pode tanto ser originada de ações fisiológicas como patogênicas, entretanto, podem resultar em eventos finais diferenciados. Assim pode-se determinar que apoptose é? Escolha a alternativa correta a) Denominamos apoptose o processo programado de morte celular, normal no desenvolvimento, por exemplo, do sistema nervoso. b) Denominamos necrose a morte celular precoce, ocasionada por fatores intrínsecos celulares, reversível no tecido nervoso e epitelial, mas irreversível no tecido conjuntivo. c) Como organelas citoplasmáticas, as mitocôndrias não interferem na apoptose; sofrem seus efeitos sem exercer qualquer tipo de interferência no processo. d) Tanto a necrose quanto a apoptose são processos fisiológicos adaptativos que evitam prejuízos celulares em determinadas situações de exposição a agentes físicos, químicos ou biológicos. 6 - Analise a figura abaixo e explique cada uma das etapas que a constituí, e conclua qual a via da necrose e da apoptose. Qual destes gera eventos inflamação 1 Tumefação celular, resultante da glicólise anaeróbica, devido a falta de O2 e consequente acúmulo de ácido lático; a falência da bomba de Ca++, resultando em influxo de cálcio; sódio e perda de potássio. O ganho de soluto é acompanhado de água, causando edema celular e dilatação do retículo endoplasmático 2- Rompimento estrutural do aparelho de síntese proteica, resultando em lise celular como resultado da digestão enzimática não restrita a vacúolos ou bolsas citoplasmáticas. 3 - Diminuição da área citoplasmática. Condensação da cromatina e formação de bolhas ou membranas Blebs 4 – Fagmentação e liberação dos resíduos citosolicos empacotados ou corpos apoptóticos 5 - Fagocitose dos corpos apoptotícos pelos macrófagos Qual destes gera eventos da inflamação ? Aquele gerado pelas etapas 1 e 2. O evento é a Necrose 7 – Considerando as alterações Morfológicas nas Células e nos Tecidos Lesados conceitue: a) Lesão celular reversível b) Necrose c) Padrões de necrose tecidual a) Lesão celular reversível: Se estabelece por características que referem a Tumefação celular, degeneração gordurosa, formação de bolhas na membrana plasmática e perda de microvilosidades, tumefação mitocondrial, dilatação da Retículo endoplasmático, eosinofilia (devido à diminuição do RNA citoplasmático). b) Necrose: Se caracteriza pelo aumento de eosinofilia; retração, fragmentação e dissolução nucleares; quebra da membrana plasmática e das organelas; figuras de mielina abundantes; perda e digestão enzimática dos conteúdos celulares. c) Padrões de necrose tecidual: Referem as fases diferentes observadas em tecidos lesados , a necrose nos tecidos pode assumir padrões específicos considerando a: coagulativa, liquefativa, gangrenosa, caseosa, gordurosa e fibrinoide.