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R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 1 R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 2 A CELULA TIPOS DE CELULAS: Procariontes: são células que não possuem a carioteca que é uma fina membrana em volta do núcleo deixando este núcleo organizado. Eucariontes: possuem carioteca organizada Atravez do glicocalix, um fosfolipideo de membrana, a célula expressa seus receptores CAM’s, promovendo então a ligação e comunicação celular. Quando ocorre uma mutação nesta célula a primeira coisa a se perder são estes receptores e por isso as células crescem desordenadamente. Especializações da membrana: MICROVILOSIDADES : são evaginações da MP para o lado externo da célula afim de aumentar a superfície de contato. É muito útil para células as quais tem função de absorção de substâncias. São formados por prolongamentos de actina. DESMOSSOMO : é uma placa arredondada que é constituída pela membrana de duas células vizinhas. Dentro dessa placa se insere filamentos intermediários que ficam presos na membrana conferindo assim uma certa aderência entre as células. Esses filamentos variam de célula para célula de acordo com sua necessidade. Quando esse tipo de junção ocorre entre uma célula de um epitélio e um lamina basal , é chamado de hemidesmossomo pois a placa não vem de deus células. JUNÇÃO ADERENTE : é basicamente um cinto formado na região apical de vários tipos de epitélio de revestimento com função de adesão nas células. Este cinto é formado de um material citoplasmático amorfo onde se inserem filamentos de actina que fazem parte do cito esqueleto. Este tipo de junção é menos aderente que os desmossomos. Desmossomo mais fraco. ZONULA OCLUSIVA: é uma faixa continua em torno da região apical da célula cuja função é vedar o local e impedir a passagem de íons e moléculas entre as células. Também é responsável por permitir a existência de potenciais elétricos diferentes devido a diferente concentração de íons, neste caso rece COMPLEXO JUNCIONAL : Muito presente em várias células do epitélio próximo a extremidades celulares livre. O complexo juncional é a união da zônula oclusiva ou junção oclusiva com a junção aderente mais desmossomos , o que lhe confere uma aspecto de vedação e adesão entre uma célula e outra. JUNCOES COMUNICANTES : é bastante freqüentes em células do nosso corpo. Essas junções comunicantes são um conjunto de túbulos que atravessas a membrana de duas células formando com se fosse uma ponte de comunicação. É muito útil quando as células de um determinado tecido necessitam de se comunicar para agir coordenadamente. COMUNICAÇÃO As células se comunicam para organizar o crescimento dos tecidos e a proliferação mitótica e coordenar as funções dos diversos órgãos. Elas podem estabelecer junções comunicantes que possibilitam trocas de íons e pequenas R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 3 moléculas entre as organelas contíguas. Pelas junções comunicantes moléculas sinalizadoras passam sem passar pelo meio extra e participam de três tipos de sinalização: Endócrina: Quando são chamadas de hormônios e chegam às células alvo pelo sangue. Parácrina: Quando agem apenas no local, atuando sobre células que estão próximas, sendo rapidamente inativadas, se ela atingir o mesmo tipo de célula que a sintetizou chama-e autócrina. Sináptica: Exclusica do SNC onde são denominadas neurotransmissores e agem nos contatos celulares especializados, sinapses. Cada célula tem um conjunto diferente de proteínas receptoras que permite a célula responder as moléculas sinalizadoras de uma maneira especifica e programada. Elas variam quanto solubilidade na água, hidrofóbicas e hidrofílicas. Os sinalizadores de ação loca ativam proteínas receptoras localizadas na superficie da célula alvo e ai então se liga a uma molecula intermediaria citoplasmática que na maioria das vezes é a proteína G, que irá retransmitir o sinal até o destino intrecelular final. Ou seja, Ligante + receptor -> altera conformação do receptor -> ativa Proteina G -> Transforma GDP em GTP e há liberação da subunidade alfa da proteína G e atua sobre efetores (enzima que converte precussor inativo em segundo mensageiro ativo), esse segundo mensageiro faz uma cascata de modificações no comportamento celular. PRINCIPAIS ORGANELAS Mitocôndrias: de formato esféricas e alongadas, possuem duas unidades de membrana fazendo a transformação de ácidos graxos e glicose em ATP Ribossomos: Organelas constituídas de RNA ribossomal por duas subunidades com origem no núcleo. Principal função é montar proteínas de acordo com o RNAm Reticulo endoplasmático : são redes de vesículas achatadas, podendo ser Lisas ou Rugosas RER ou reticulo endoplamatico rugoso: Possui ribossomos em sua parede. Funçao: Sintese de proteínas mediante transcrição do RNAm , proteínas para a exportação (grânulos de secreção, exocitose) ou uso intracelular. Hipertrofiado em células que secretam proteínas (pâncreas e linf B). R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 4 Reticulo endoplasmatico liso; Síntese de lipídios como hormônios, desentoxicacao. Hipertrofiado em células hepáticas e em glândulas que secretam hormônios. Complexo de golgi : Após as proteínas e lipídios serem secretados pelo RE liso e rugoso eles devem ser empacotados e endereçados a algum lugar. Essa é a função do complexo de golgi. Maturacao-Empacotamento-Enderecamento Lisossomo ; são vesícula contendo enzimas hidrolíticas. Possui função de digestão Autofagia = digestacao de organelas ruins pela fusao lisossomo e organela = autofagossomo Autólise = quando o lisossoma se rompe e distrói a célula Proteossomo : Vesícula com diversas proteases que destrem proteínas errôneas ou inutilizáveis, importante para a degradação de proteínas excessivas. Pode ser uma nova esperança para o ratamento de cancer Peroxissomo são vesículas incorporada por meio de endossimbiose. Com caracteristicas catalase (enzima que converte peróxido de hidrogênio em água e oxigênio). Papel importante na desintoxicação principalmente por álcool e drogas , podem também ajudar a converter AC graxo em acetil Co-a Endossomo é a vesícula formada a partir do englobamento de particulas podendo ser tanto por pincitose como por fagocitose Citoesqueleto : São proteínas que preenchem o citoplasma . Podem ser microfilamentos (actina e miosina), microtubulos (polímeros de tubulina) ou filamentos intermediários. Os microfilamentos são proteínas maiores e mais densas. São formadas por filamentos de actina e miosina. Geralmente instáveis em células não musculares. Se concentram principalmente ao redor da membrana plasmática formando a camada gel do citoplasma que constitui o córtex celular. Esse córtex celular é necessário, pois a membrana da célula não é muito resistente e necessita de um reforço. Essas proteínas também são responsáveis por muitas das movimentações celulares e também por manter algumas características morfológicas como as vilosidades. Os microfilamentos são ricos em células que necessitammudar a sua morfologia constantemente como células musculares e leucócitos visto que são mais rígidas. Sua modificação estruturais pode ser desencadeada pelo aumento de Ca+ e AMP ciclico que promoverá o deslizamento da actina sobre a miosina. Os microtubulos são polímeros de tubulina. As tubulinas são cadeias polipetideas instáveis que estão em constante reorganização. Esta instabilidade e constante reorganização são controladas pelo Ca+ e pelo MAPS (proteínas associadas aos microtubulos). Com a reorganizacao freqüente ocorre então a mobilizacao das organelas citoplasmáticas. Muitas vezes essas tubulinas permanecem estáveis para a formação de outras estruturas como os cílio flagelos e centríolos. Os cílios e flagelos nada mais são do que microtubulos alongados e organizados sistematicamente(2 a 2) unidos por proteínas (dineína) que ao adentrarem no citoplasma formam o corpúsculo basal. Esta é uma estrutura semelhante a um centríolo responsável R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 5 pela formação do cílio ou flagelo. O centríolo é uma outra estrutura que é sintetizada a partir microtubulos em uma regiao chamada de centrossomo ou centro celular. O centríolo é a estrutura primária que marca a inicialização dos fusos mitóticos. Os filamentos intermediários são muito mais estáveis que os microfilamentos e microtubulos. Por ser assim esta estruturas são responsáveis por manter a forma celular. É importante dizer que os filamentos intermediários são característicos de tecido para tecido e por isso podem ser dosados para a identificação de um tumor. Queratinas: codificadas por genes com diferenças químicas e imunitárias, encontradas em células de tecido epitelial. Vimentina,(proteína dos filamentos intermediários do tecido conjuntivo, FIBROBLASTO) Desmina (proteína dos filamentos dos músculos), Proteina fibrilar ácida da glia, proteínas dos neurofilamentos, ( proteínas das células nervosas; glias e neurônios). NUCLEO: região efetora onde fica contido todo o DNA da celular. “é onde encontramos a programação celular”. Membrana plasmática: Estrutura trilaminar, unidade de membrana pois é uma estrutura comum a todas. Bicamada de fosfolipídeos com seus agrupamentos hidrofóbicos voltados para centro da membrana e hidrofílicos para a superfície da membrana. Além do fosfolipídeos há colesterol e glicolipídeos na membrana. Todavia a composição lipídica de cada metade da membrana é diferente em casa célula, formando uma assimetria. As proteínas na membrana se inserem totalmente ou parcialmente e servem como pólos funcionais por onde transitam moléculas e íons. Outras proteínas são receptores ou moléculas sinalizadoras. Uma função importante da membrana é a manutenção da Constancia do meio intracelular que é diferente do extra. As proteínas da membrana são dividas em: Proteínas integrais: diretamente incorporadas na estrutura da membrana, só são extraídas após destruição da membrana. Existe o subtipo que atravessa toda a membrana, que são as transmembrana e estas podem ser dividas em proteínas de passagem única e proteínas de passagem múltipla, dependendo de sua conformação na membrana. Proteínas periféricas: fracamente associadas a membrana, facilmente extraídas por solução salina. A integração dessas moléculas de proteína com a membrana depende da ligação de seu aminoácido lipofílico com os R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 6 lipídeos da membrana, além disso, a sua posição depende de sua interação com o citoesqueleto e suas moléculas. Ao serem impulsionadas pelo citoesqueleto as proteínas podem deslizar no plano da membrana pois a camada lipídica é fluida, dando origem ao modelo mosaico fluido. As proteínas da membrana são sintetizadas no complexo de Golgi e transportadas para a superfície por vesículas. A superfície externa da membrana é mal delimitada por uma camada de hidratos de carbono, os glicocálice, ele participa do reconhecimento entre as células e união das células umas com as outras e com moléculas extracelulares. As trocas intra e extra tem lugar através da membrana. Moléculas pequenas como Na+, K+, Ca, podem atravessar a membrana por canais de proteínas integrais, se não usar energia chama-se difusão passiva. Mas se usar energia, transporte ativo. Ainda há a passagem com ajuda de proteínas carreadoras que estão na membrana, chamando de transporte facilitado. A entrada de material em quantidade chama-se endocitose, a saída, exocitose, mas elas dependem de proteínas diferentes. A endocitose se dá por, pinocitose de fase fluida, endocitose mediada por receptores e fagocitose. LESAO CELULAR E ADAPTAÇÃO A célula é capaz de lidar com exigências fisiológicas normais, mantendo um estado estável chamado de homeostasia. Estresses fisiológicos severos e alguns estímulos patológicos podem desencadear um grande número de adaptações celulares fisiológicas e morfológicas.. Hiperplasiaaumento do número de células de um órgão ou tecido, resultando em aumento de seu volume. Ela ocorre se a população celular for capaz de sintetizar DNA permitindo que ocorra a mitose. Pode ser fisiológica ou patológica. Hiperplasia Fisiológica: pode ainda ser dividida em hiperplasia hormonal, a qual aumenta a capacidade funcional de um tecido; ou compensatória, na qual ocorre aumento da massa tecidual após dano ou ressecção parcial. Hiperplasia Patológica: a maioria é causada por estimulação excessiva das células-alvo por hormônios ou por fatores de crescimento. Apesar de anormal, o processo permanece sob controle, pois a hiperplasia regride se o estímulo hormonal é eliminado, e isto é o que diferencia hiperplasia patológica normal de câncer. Mecanismos de Hiperplasia: é geralmente causado pela produção local de fatores de crescimento, aumento dos receptores de fatores de crescimento nas células envolvidas ou a ativação de determinadas vias de sinalização intracelular, e todas elas levam à produção de fatores de transcrição que ativam muitos genes celulares, receptores (acima citados) e reguladores do ciclo celular, resultando na proliferação celular. Então há ativação de células tronco satélites (potencializadas) que se diferenciam em células hiperplásicas diferenciadas do tecido em demanda. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 7 Na hiperplasia hormonal os próprios hormônios funcionam como fatores de crescimento e na hiperplasia compensatória o estímulo ainda não foi definido. Hipertrofia-aumento no volume das células, devido à síntese de mais componentes do citosol, resultando em um aumento do tamanho do órgão. Pode ser fisiológica ou patológica, sendo causada pelo aumento da demanda funcional ou por estímulos hormonais específicos. O estímulo mais comum para hipertrofia muscular é um aumento da carga. O mecanismo da hipertrofia envolve muitas vias de transdução de sinais, levando à indução de vários genes que, por sua vez, estimulam a síntese de numerosas proteínas celulares. Os genes que são estimulados durante a hipertrofia incluem aqueles que codificam fatores de transcrição, fatoresde crescimento e agentes vasoativos. Além disso, alguns genes que só se expressam durante as fases iniciais do desenvolvimento se expressam novamente nas células hipertróficas e seus produtos participam da resposta celular ao estresse. Atrofia-redução do tamanho da célula devido à perda da substância celular. A atrofia pode ser fisiológica ou patológica, a fisiológica é comum durante as fases iniciais do desenvolvimento, e a patológica depende da causa e pode ser localizada ou generalizada. As causas mais comuns são: Diminuição da carga (atrofia por desuso): A rápida diminuição inicial do tamanho celular é reversível assim que o uso é retomado [músculo no exercício físico]. Perda da inervação (atrofia por desnervação): O funcionamento normal da célula depende do sistema nervoso e a lesão dos nervos causa uma rápida atrofia das células inervadas por eles. Diminuição do suprimento sanguíneo: A redução do suprimento sanguíneo de um tecido leva à atrofia devido a uma perda progressiva das células. Nutrição inadequada: A desnutrição protéico-calórica acentuada está associada ao uso de células musculares como fonte de energia depois que outras reservas foram esgotadas. Perda da estimulação endócrina: Muitas glândulas endócrinas, a mama e os órgãos reprodutivos dependem da estimulação endócrina para seu metabolismo e função normais, e a perda de tal estimulação causa atrofia. Envelhecimento (atrofia senil): o processo de envelhecimento está associado com perda celular. Pressão: a compressão de um tecido por período de tempo pode causar atrofia Metaplasia-alteração reversível na qual um tipo de célula adulta é substituído por outro tipo de célula adulta. Isso pode representar uma substituição adaptativa de células que são sensíveis ao estresse por tipos celulares mais capazes de sobreviver ao ambiente adverso. Se as influência que predispõem à metaplasia persistirem, elas podem induzir transformações malignas no epitélio metaplásico. A metaplasia mais comum é do epitélio colunar para escamoso, que ocorre no trato respiratório em resposta à irritação crônica, mas também pode ocorrer metaplasia do tipo escamoso para o colunar. A metaplasia do tecido conjuntivo R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 8 se dá pela formação de cartilagem, osso ou tecido adiposo em tecidos que normalmente não contêm esses elementos. A metaplasia é o resultado de uma reprogramação de células-tronco, com diferenciação de células-tronco em uma linhagem em particular ocorre por meio de sinais gerados por citocinas, fatores de crescimento e componentes da matriz extracelular no ambiente que cerca a célula. Esses fatores de crescimento, agindo como estímulos externos, induzem fatores de transcrição específicos que direcionam a cascata de genes específicos para determinado fenótipo para formar uma célula totalmente diferenciada. LESÃO CELULAR Se os limites da resposta de adaptação a um estímulo são excedidos, ocorre uma seqüência chamada de lesão celular, que é até certo ponto reversível, mas se o estímulo persistir ou se for severo o suficiente desde o início, a lesão se torna irreversível levando a morte celular. Inicialmente a lesão reversível se manifesta por alterações funcionais e morfológicas que são revertidas se o estímulo nocivo for retirado. Características: redução da fosforilação oxidativa, redução na quantidade de ATP e edema celular causado por alterações na concentração de íons e influxo de água. Ausência de Oxigênio, hipóxia causa lesão celular pela redução da respiração aeróbica oxidativa. Dependendo da gravidade, podem se adaptar, sofrer alguma lesão ou morrer. Agentes Físicostrauma mecânico, temperaturas extremas, mudanças bruscas na pressão atmosféricas, radiação e choque elétrico. Agentes Químicos e Drogas Agentes Infecciosos: lesão genica e opsonização celular Reações Imunológicas Distúrbios Genéticosanormalidades cromossômicas, erros inatos do metabolismo e presença de RNA de dpla fita no interior da célula, estimula receptores p/ INF_g, ativando macrófagos a fagocitar a célula anormal. Desequilíbrios Nutricionais-principal causa de lesão celular. Podem ser deficiências protéico-calóricas ou excessos nutricionais. As conseqüências da lesão celular dependem do tipo, estado e grau de adaptação da célula danificada, ou seja, do estado nutricional e hormonal da célula e suas necessidades metabólicas, que indicarão a vulnerabilidade da célula às modificações. DIMINUIÇÃO DO ATPa diminuição do ATP ou a redução de sua síntese estão freqüentemente associadas a lesões hipóxicas e químicas (tóxicas), e essa redução em menos de 5 a 10% dos níveis normais tem efeitos disseminados em muitos sistemas celulares cítricos, como: A atividade da bomba de sódio da membrana plasmática depende de energia, causando acúmulo intracelular de sódio e perda de potássio da célula, o que causa acúmulo de água e conseqüente edema celular e dilatação do retículo endoplasmático. Com o suprimento de oxigênio reduzido, a célula muda para metabolismo anaeróbico, que é dependente da glicólise R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 9 para produção de energia. Conseqüentemente os depósitos de glicogênio são rapidamente reduzidos, e o ácido lático e fosfatos inorgânicos acumulados, o que leva a uma redução do pH intracelular, resultando na diminuição da atividade de muitas enzimas celulares. Nas células privadas de oxigênio ou glicose, as proteínas podem ser dobradas de forma incorreta e iniciar uma reação celular chamada de resposta das proteínas não dobradas, que pode acarretar lesão e mesmo morte celular. DANO MITOCONDRIALas mitocôndrias são alvos importantes para quase todos os tipos de estímulos nocivos, e a lesão da mesma geralmente resulta na formação de um canal de alta condutância, chamado poro de transição de permeabilidade mitocondrial, na membrana mitocondrial interna. Como a manutenção do potencial de membrana é crítico para a produção de ATP, este poro não-seletivo significa uma sentença de morte para a célula. O dano mitocondrial também pode estar associado ao extravasamento do citocromo C no citosol, podendo iniciar as vias de morte por apoptose no citosol fator essencial para morte celular. FLUXO INTRACELULAR DE CÁLCIO E PERDA DA HOMEOSTASIA DO CÁLCIOo cálcio livre no citosol é mantido em concentrações extremamente baixas comparado aos níveis extracelulares, a maior parte do cálcio intracelular está na mitocôndria e no RE. As isquemias e certas toxinas causam um aumento inicial da concentração de cálcio no citosol devido ao influxo de Ca2+ através da membrana plasmática e liberação do Ca2+ das mitocôndrias e do RE, o excesso ativa várias enzimas, como as ATPases, fosfolipases, proteases e as endonucleares, além de causar um aumento na permeabilidade mitocondrial, induzindo apoptose. ACÚMULO DE RADICAIS LIVRES DERIVADOS DO OXIGÊNIO (ESTRESSE OXIDATIVO)são eliminados das células através de sistemas de defesa para prevenir lesões causadas por esses produtos. Um desequilíbrio entre os sistemas de geração e eliminação desses radicais livres causa um estresse oxidativo, condiçãoassociada com a lesão celular. Lesões causadas por radicais livres nas membranas e nos ácidos nucléicos iniciam reações autocatalíticas, convertendo mais moléculas em radicais livres para propagar a cadeia de danos. Esses radicais livres podem ser criados dentro das células de várias maneiras. DEFEITOS NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANAa perda inicial da permeabilidade seletiva da membrana leva a um dano evidente da membrana, podendo afetar a mitocôndria, a membrana plasmática e outras membranas celulares. A lesão à membrana plasmática resulta em perda do equilíbrio osmótico com influxo de fluídos e íons, assim como a perda de proteínas, enzimas, coenzimas e ácidos ribonucléicos, além de extravasamento de metabólitos vitais para reconstituição de ATP e extravasamento de enzimas do lisossomo para o citoplasma, que quando ativadas levam à digestão enzimática de componentes celulares, causando morte celular por necrose. As células sofrem alterações seqüenciais conforme a lesão progride e finalmente sofrem necrose. As células necróticas são incapazes de manter a integridade das membranas e seu conteúdo geralmente extravasa, causando inflamação no tecido adjacente. A aparência morfológica da necrose resulta da desnaturação das R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 10 proteínas intracelulares e da digestão enzimática da célula, que pode ser por enzimas do lisossomo da célula (autólise) ou dos lisossomos de leucócitos que migram para região durante processo inflamatório. No paciente vivo a maioria das células necróticas e de seus fragmentos desaparecem através da combinação de digestão enzimática e fragmentação, seguidas pela fagocitose dos fragmentos pelos leucócitos. Se isso não ocorre imediatamente, elas atraem sais de cálcio e outros minerais e se calcificam, fenômeno chamado de calcificação distrófica, que é um fenômeno local. Por outro lado, deposição de cálcio em tecidos normais é conhecida como calcificação metastática e quase sempre resulta da hipercalcemia secundária a algum distúrbio no metabolismo do cálcio. Essa hipercalcemia pode ocorrer por quatro causas principais: aumento da secreção e hormônio da paratireóide com a conseqüente reabsorção óssea, a destruição de tecido ósseo, desordens relacionadas à vitamina D e insuficiência renal. ENVELHECIMENTO CELULAR é o resultado de um declínio progressivo na capacidade proliferativa, tempo de vida das células, e exposição continuada a influências que resultam no acúmulo progressivo de danos celular e molecular. As células têm uma capacidade limitada de se multiplicarem, após um número fixo de divisões as células estacionam em um estágio terminal sem capacidade de se dividir, conhecido como senescência celular. Um possível mecanismo para a senescência é que a cada divisão celular ocorra uma replicação incompleta das extremidades do cromossomo, o que leva, em última instância, à parada do ciclo celular. A extensão do dano oxidativo de uma célula, que aumenta conforme o organismo envelhece, pode ser um componente importante da senescência, e o acúmulo de lipofuscina nas células é uma indicação de tal dano. APOPTOSE Morte celular programada, ou seja, a própria célula por mecanismos intrínsecos se autodestrói. Esse mecanismo pode ser fisiológico ou patológico. Como exemplos fisiológicos, podemos colocar a apoptose que ocorre na embriogênese; a involução de um tecido hormônio- dependente; a eliminação de linfócitos auto-reativos. Como situações patológicas têm-se: a lesão do DNA por influência do meio; o acúmulo de proteínas dobradas devido ao estresse metabólico celular e a apoptose feita em infecções. A apoptose é um mecanismo antes de tudo fisiológico podendo ser desencadeado em qualquer célula do organismo. É uma maneira da célula se defender de mutações, dano do DNA, as células imunes como os linfócitos citotóxicos reconhecem células que apresentam anormalidades de receptores, seja por invasão de agentes agressores (vírus e bactérias) ou por uma mutação nuclear a qual a célula não deu conta de executar apoptose antes de mutar. Alterações morfológicas Retração celular, devido à compactação das organelas para formar os corpos apoptóticos Condensação da cromatina: Característica mais marcante. É R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 11 em função da fragmentação do DNA. Formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos: necessário para o englobamento dos macrófagos. Características Bioquímicas = Ativação das Caspases (será explicada), a quebra do DNA e alterações na membrana que facilitam a fagocitose. Mecanismo da apoptose Toda célula possui o mecanismo de desencadear a apoptose, portanto, a célula tem de possuir um mecanismo antiapoptótico. Quando a célula está recebendo sinais de sobrevivência (podem ser hormônios, enzimas, fatores de crescimentoe e/ou o DNA está íntegro e sem alterações), estas características estimulam a produção de um grupo de proteínas chamadas BEL’s, IAP’s e a Smac/DIABLO. As BEL’s controlam a permeabilidade da mitocôndria. Isso tem grande importância visto que a mitocôndria possui uma proteína chamada de citocromo C, que é pró-apoptótica, ou seja, induz a apoptose pela ativação de outra proteína plasmática, chamada de BH3. Esta BH3 quando ativada inibe as IAP’s e a Smac/DIABLO. IAP’s e Smac/DIABLO são proteínas que inativam a Caspase-3 e Caspase-6. A Caspase-3 e Caspase-6 são proteínas ativadoras das reações de apoptose. Quando esta é ativa dá-se inicio à parte de execução. A via da apoptose se divide em intrínseca (ou mitocondrial) e extrínseca. VIA INTRÍNSECA A perda dos sinais de sobrevivência por si só ativa diretamente as proteínas BH3. A radiação ou a invasão por vírus, assim como qualquer modificação do DNA, também ativa estas proteínas. As BH3 quando são ativadas alteram a permeabilidade da mitocôndria formando um canal chamado BAX-BAK, e também inativa IAP’s e Smac/DIABLO. O canal BAX- BAK também pode ser criado pelo excesso de proteínas dobradas que é resultado do estresse metabólico celular. Quando o canal BAX-BAK é criado, ocorre um extravasamento do citocromo C ao citoplasma. Este por sua vez irá se ligar a uma proteína já existente no citoplasma, chamada Apaf-1, formando o apoptossomo, que ativará a Caspase-9 e Caspase -10. Indutoras, ativando a Caspase-3 e Caspase-6, que são chamadas de proteínas executoras. A inativação das IAP’s e Smac/DIABLO ativa diretamente as Caspase-6 e Caspase-3. VIA EXTRINSECA Quando há modificação do DNA de uma célula haverá também modificação nos receptores de superfície, os linfócitos, então, reconhecerão esta célula como RUIM. Ao reconhecer este processo o linfocito liga-se pelo Faz-L a uma receptor da célula alvo chamado de Faz. Este receptor possui um domínio de morte que, quando ativado fará a ativação de outra proteína chamada FADD. Ativando a Caspase-8 e 10 desencadeando ativação da Caspase-3 e Caspase-6 que farão as modificações morfológicas. NECROSE A lesão à membrana plasmática resulta em perda do equilíbrio osmótico R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3Página 12 com influxo de fluídos e íons, assim como a perda de proteínas, enzimas, coenzimas e ácidos ribonucléicos, além de extravasamento de metabólitos vitais para reconstituição de ATP e extravasamento de enzimas do lisossomo para o citoplasma, que quando ativadas levam à digestão enzimática de componentes celulares, causando morte celular por necrose. A necrose se refere ao conjunto de alterações morfológicas que ocorrem após a morte celular em um tecido vivo. Morfologia: As células necróticas são eosinófilas devido à perda de RNA. Aparência homogênea mais vítrea do que as células normais devido a perda de glicogênio. Os lisossomos digerem as organelas e o citoplasma torna-se um vacuolado. Calcificação das células mortas Características de células necróticas: MC e organelas descontinuas , dilatação das mitocôndrias, figuras de mielina intracitoplasmáticas, restos amorfos , Proteínas desnaturadas. Alterações nucleares: devido à degradação inespecífica do DNA Perda do DNA pela degradação da endonuclease, causando basofilia da cromatina (cariólise) Retração nuclear (picnose) Fragmentação nuclear (cariorrexe) Tipos de Necrose De coagulaçãohá a preservação da anatomia básica dos tecidos mortos (por alguns dias). Os tecidos afetados exibem textura firme. A lesão desnatura as proteínas estruturais e enzimas, bloqueando a proteólise das células mortas; persistindo por dias/semanas. Depois as células são removidas por fagocitose pela infiltração leucocitária e pela digestão por ação das enzimas lisossômicas. Ex: isquemia, exceto no cérebro. Liquefativaé caracterizada pela digestão das células mortas, resultando na transformação do tecido em uma massa viscosa líquida. Ex: infecções bacterianas, fúngicas, pela estimulação do acúmulo de leucócitos e liberação de enzimas dessas células. Material necrótico é amarelo cremoso pela presença de leucócitos mortos (pus). Ex: hipóxia de células do SNC. Gangrenosaé aplicada a um membro (perna, por exemplo) que tenha perdido seu suprimento sanguíneo e sofreu necrose (de coagulação), envolvendo varias camadas do tecido. Quando surge uma infecção bacteriana ocorre mais necrose liquefativa, pela ação das enzimas degradativas (gangrena úmida). Caseosaencontrada em focos de infecção tuberculosa. “Caseoso”= aparência de queijo, friável esbranquiçada. Nessa área há células rompidas ou fragmentadas e restos granulares dentro de uma borda inflamatória em um foco de inflamação (granuloma). Gordurosaáreas de destruição gordurosa, pela liberação de lipases pancreáticas ativadas na substância do pâncreas e na cavidade peritoneal. Os ácidos graxos liberados combinam-se com o cálcio, produzindo áreas brancas gredosas. Fibrinoidepresente em reações imunes que envolvem vasos sanguíneos; ocorre quando complexos de antígenos e anticorpos são depositados nas paredes das artérias; esses depósitos combinam-se R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 13 com a fibrina que extravasou do vaso, resultando em uma aparência amorfa e róseo-brilhante O CICLO CELULAR Processo contínuo dividido em 2 fases principais: INTÉRFASE MITOSE Falhas nos mecanismos célula podem ser: Encaminhada para apoptose (morte celular programada) ou desenvolvimento tumoral Fases do Ciclo: INTERFASE: G0 G1: 12 horas S: 7 a 8 horas G2: 3 a 4 horas M: 1 a 2 horas Total: 24 horas G1: Crescimento celular. Metabolismo normal ocorrendo duplicação de organelas S: Sintese, replicação do DNA e duplicação cromossômica G2: Crescimento celular e preparação para mitose Sinais químicos que controlam o ciclo Sinais externos: Hormônios, fatores de crescimento, Sinais internos são proteínas de 2 tipos: Ciclinas e Quinases (CDKs) Para que o ciclo seja iniciado, uma seqüência ordenada de eventos necessita ocorrer: 1) Ligação de um fator de crescimento a um receptor específico na membrana plasmática; 2) Ativação deste receptor (proteína transmembrana), que ativa proteínas transdutoras de sinais presentes no citoplasma através do domínio interno do receptor; 3) Transmissão do sinal, por estas proteínas transdutoras, até o núcleo; 4) Ativação de proteínas regulatórias nucleares; 5) Iniciação e progressão do ciclo celular. G0, G1, S e G2 fazem parte da intérfase, enquanto M representa a mitose. Os fatores de crescimento podem ser divididos em duas grandes classes: *De ampla especificidade, que atuam sobre muitos receptores e consequentemente sobre muitas classes de células (ex: PDGF – fator de crescimento derivado das plaquetas, EGF – fator de crescimento epidérmico, VEGF – fator de crescimento vascular endotelial, FGF – fator de crescimento fibroblástico); *De estreita especificidade, que atuam sobre células específicas. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 14 Fatores de Crescimento Os fatores de crescimento liberados ligam-se aos receptores de membrana das células alvo. Então, o complexo receptor-ligante ativa produção de sinalizadores intracelulares ativando a cascata de fosforilação intracelular, induzindo a expressão de genes Produto da expressão destes genes componentes essenciais do Sistema de Controle do Ciclo celular (composto por CDKs e Ciclinas) Controladores Positivos do Ciclo Celular: Estimulam a progressão da célula no ciclo celular, a fim de que ocorra a divisão normal em duas células-filhas. CDKs (Cinases Dependentes de Ciclina) Presentes durante todo o ciclo celular, mas só tivadas em determinadas fases, quando ligadas às ciclinas. Este complexo CDK-ciclina fosforila proteínas específicas. Ex: a proteína Rb é fosforilada pelo complexo CDK-ciclina, tornando-se inativa e liberando proteínas de regulação gênica, permitindo progressão do ciclo. Ciclinas: Suas unidade variam periodicamente, seno sintetizadas somente em fases específicas, de acordo com a necessidade, e destruídas após a sua utilização. Ligam-se às CDKs para que possam juntas exercer suas funções. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 15 Controladores Negativos do Ciclo Celular: Inativam as funções dos controladores positivos, levando à parada no ciclo celular e à apoptose (morte programada). • CKIs (Inibidores de Cinase dependente de Ciclina) São proteínas que interagem com CDKs ou complexos ciclina-CDK, bloqueando sua atividade de cinase. As cinases não mais fosforilam proteínas, o que determina parada do ciclo. As CKIs podem ser de dois tipos: Específicas (ex: p15, p16, p18, p19): são seletivas sobre os complexos ciclinaD- CDK4 e ciclina D- CDK6, que atuam em G1. Inespecíficas (ex: p21, p27, p53, p57): atuam sobre diversos tipos de complexos ciclina-CDK. Complexo ubiquitina: Degrada ciclinas e outras proteínas, impedindo a progressão do ciclo celular. Fosfatases :Atuam na desfosforilação de CDKs e complexos ciclina-CDKs, tornando- os inativos. Checkpoint – Pontos de verificação: Zela pela correta execução dos eventos, impedindo o início de eventos subseqüentes até que o anterior esteja concluído comsucesso. Em suma, se detectada qualquer alteração no genoma celular, este mecanismo interrompe a progressão do ciclo até que seja feito o reparo. Todas essas estruturas protéicas envolvidas no controle do ciclo celular são codificadas por genes específicos. Qualquer mutação nesses genes pode resultar em proteínas alteradas, EX: A mutações em genes específicos, gene pRb = proteínas pRb alteradas, desencadeando proliferação celular aumentada e desenvolvendo o retinoblastoma (Rb) INTÉRFASE: Interpõe a duas mitoses, preparando divisão em duas células-filhas. 16 a 24 h para se processar, mas a velocidade depende do tipo celular. Ex: derme e mucosa intestinal necessitam renovar-se constantemente e, por isso, sua interfase tem duração menor se comparada à de outras células. Dividida em 4 fases: G0, G1, S e G2. G0 –As células estão em repouso, tipos celulares, como os hepatócitos, podem entrar provisoriamente em G0, mas de acordo com a necessidade do órgão (ex: abuso de álcool, vírus da hepatite C, malária...), retornam a G1 e continuam o ciclo. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 16 G1 – Quando uma célula é estimulada a se multiplicar, ela entra em G1. Nesta fase, a célula responde a estímulos positivos ou negativos, sendo levada a crescimento, diferenciação, multiplicação ou apoptose. Há aumento do volume celular e aumento no número de organelas. Logo no início de G1, ocorre a síntese de ciclina D, que vai se ligar com a CDK4 e a CDK6, formando dois complexos. Mais tardiamente, ocorre a síntese de ciclina E, que se liga à CDK2. Estes três complexos irão atuar na fosforilação da proteína pRb. Inicialmente, a proteína pRb está na forma ativa, ligada ao fator E2F. Quando fosforilada pelos complexos ciclina-CDKs, torna-se inativa e libera o fator E2F (proteína de regulação gênica) que vai ativar a transcrição de vários genes cujos produtos são necessários para que a célula progrida para a fase S. A proteína pRb, então, não fosforilada permanece ligada ao E2F, impedindo que a célula saia do estágio G1 e entre na fase S. Já quando fosforilada, libera E2F e permite a progressão do ciclo. As CKIs p21, p53 e p57 exercem um controle negativo sobre a proteína pRb por bloquearem a atividade de cinase dos três complexos ciclina-CDKs, podendo impedir que a célula saia do estágio G1. A importância destas CKIs reside no fato de que, por exercerem função de bloqueio, são consideradas supressoras tumorais. Infelizmente, seus genes codificadores são alvos freqüentes de mutação; assim, quando mutados (sobretudo o p53), não promovem repressão do ciclo celular e células tumorais não vão à morte por apoptose. A célula tumoral torna-se, então, imortal. S – É nesta fase que ocorre a síntese de DNA (cópia idêntica), a fim de que cada cromossomo seja formado por duas cromátides-irmãs geneticamente iguais. Leva entre 6 a 8 h para se processar. Os mecanismos envolvidos permanecem um tanto obscuros, mas sabe-se que o complexo ciclinaA-CDK2 mostra importante função imediatamente antes da síntese de DNA, fosforilando proteínas específicas envolvidas nas origens de replicação do DNA. Estas proteínas específicas são conhecidas como fatores licenciadores, os quais ligam-se a determinados pontos da molécula de DNA, permitindo a deselicoidização da estrutura dupla-fita, a fim de que seja replicada. Os fatores licenciadores acumulam-se durante G1, atuam em S, e são destruídos em G2 para impedir nova replicação antes da mitose. Como são várias as origens de replicação (ou seja, a duplicação do material genético ocorre em vários locais simultaneamente), são igualmente importantes nesta fase os pontos de metilação. Eles sinalizam que determinada seqüência da molécula já replicou, impedindo excesso de material duplicado. Um outro componente é o complexo mitótico ciclinaB-cdc2 ou Fator Promotor da Mitose (MPF). Ele permanece inativo durante toda a fase S e protege a célula de uma divisão antes que ela esteja totalmente pronta para isto. G2 – Há basicamente a síntese de RNA, de proteínas e outras estruturas necessárias para o início da divisão celular. Nesta fase, inicia-se a condensação da cromatina, o que facilitará as fases de metáfase e anáfase da mitose. O MPF permanece inativo durante quase toda a fase G2, sofrendo fosforilações e desfosforilações, até que uma fosfatase específica remove alguns fosfatos; o complexo é então ativado e a célula é encaminhada à mitose. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 17 MITOSE: Divisão celular propriamente dita. Leva de 1 a 2 h e é dividida nas seguintes fases: Prófase: É a primeira fase da mitose. Enquanto o fuso está sendo formado, o material cromatínico do núcleo fica comprimido em cromossomos bem definidos. Pró-Metáfase: O envelope nuclear se desintegra, enquanto os microtubulos do aparelho mitótico em formação se prendem aos cromossomos. Metáfase: Durante este período os pares de centríolos são afastados pelo fuso em desenvolvimento, enquanto os cromossomos são puxados pelos microtubulos para a parte central da célula ficando alinhados no plano equatorial do fuso mitótico. Anáfase: Com o crescimento adicional do fuso, cada par de cromossomos replicados é agora afastado. Telófase: O fuso mitótico ainda fica mãos longo, tracionando os dois conjuntos de cromossomos filhos, afastando-os cada vez mais. Em seguida o aparelho mitótico se dissolve e forma-se uma nova membrana nuclear em torno de cada conjunto de cromossomos, sendo essa membrana formada a partir dos restos do RE que permanece no citoplasma. Pouco depois, a célula apresenta um anel de constrição em um ponto situado entre os dois núcleos. Isso é causado por um anel de microfilamentos, formado de actina e miosina, as duas proteínas contráteis. O aparelho mitótico: No começo da mitose, os dois pares de centríolos começam a se afastar um do outro. Provocado pelo crescimento de microtubulos protéicos a partir dos centríolos, o que os faz afastar. Ao mesmo tempo, crescem microtubulos em direção radial, a partir de cada um dos centríolos, formando uma estrela de múltiplas pontas, chamada áster, em cada extremidade da célula. Algumas dessas pontas penetram no núcleo e tem papel na separação dos dois conjuntos de hélices de DNA, durante a mitose. O conjunto de microtubulos que liga os dois pares de centríolos é chamado fuso, e a totalidade dos microtubulos mais os dois pares de centríolos chama-se aparelho mitótico. CONTROLE GENICO DA FUNÇAO CELULAR O controle da síntese de proteínas começa com a formação do ácido ribonucléico (RNA) no núcleo, sob o controle do DNA. São formados três tipos diferentes de RNA, todos eles difundindo do interior do citoplasma, desempenhando papeis específicos para formação de proteínas. RNA ribossômico forma grande parte da estrutura do ribossomo, as organelas citoplasmáticas, onde ocorre na realidade a síntese das proteínas. RNA transferidor fixa-se a aminoácidos específicos no citoplasma e os transfere para o ribossomopara formar a cadeia protéica. RNA mensageiro é uma longa molécula que, passa ao longo do R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A ÇÃ O 2 0 1 3 Página 18 ribossomo, determinando a seqüência dos diferentes aminoácidos (aa’s) na molécula de proteína que está sendo sintetizada. Cada molécula de DNA é formada por seqüência de nucleotídeos. Cada grupo de três nucleotídeos forma um codinome, de tipo único de aminoácido na molécula As moléculas de RNA também são formadas por seqüências de nucleotídeos. O código de DNA, é passado para o RNA mensageiro, quando este é formado por três nucleotídeos forma o códon. Esse processo é chamado de transcrição. Em seguida o RNAm passa pelo ribossomo, fazendo com que aminoácidos reajam entre si para formar a molécula de proteína, processo chamado de tradução. O DNA sofre ou replicação virando outra fita de DNA através da DNA polimerase, processo ocorrido no núcleo. Ou o DNA sofre transcrição virando uma fita de RNA correspondente, para síntese de proteínas, isso ocorre no núcleo também através de RNA polimerase. Genes: Os genes controlam o funcionamento das células ao determinarem quais substancias serão sintetizadas por essas células, quais estruturas, quais enzimas e quais moléculas. Cada gene, que é um ácido nucléico, chamado DNA, que controla a formação do RNA que se difunde por toda a célula, regulando a formação de uma proteína especifica. Existem mais de 100.000 tipos diferentes de genes nas células humanas, formados por elementos básicos de DNA: Ácido fosfórico, um açúcar chamado desoxirribose e quatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina e citosina). As bases de cada par podem fixar- se frouxamente por pontes de hidrogênio entre si, o que representa o mecanismo que faz com que os dois filamentos de DNA fiquem unidos. SÍNTESE DE RNA Elementos básicos do RNA: Açúcar: Ribose e a Timina é substituída por Uracila. Transcrição é o processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir de um molde de DNA. Através da transcrição, são sintetizados todos os tipos de RNAs da célula, ou seja, o RNA mensageiro (mRNA), o RNA ribossômico (rRNA), o RNA transportador (tRNA) e outros RNAs menores. Todos os RNAs estão envolvidos ativamente na síntese protéica. O mRNA será usado para transferir a informação genética do DNA às proteínas, mas os demais RNAs sintetizados têm, por si, funções finais na célula, tanto estruturais como catalíticas. Somente partes do DNA são transcritas para produzir RNA. Somente uma porção ainda menor da seqüência de nucleotídeos do RNA sobrevive os passos de processamento pelo qual o RNA recém transcrito passa para se tornar maduro e funcional. A seqüência linear de nucleotídeos no DNA é decodificada para dar uma seqüência linear de nucleotídeos no RNA que, por sua vez, pode ser decodificada em grupos de três nucleotídeos (códons) para dar uma seqüência linear de aminoácidos (3bases = 1 códon = 1 aminoácido) no produto polipeptídico. Os códons de R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 19 terminação (UAA,UAG,UGA) são responsáveis pelo fim, ou “stop” (no quadro acima) da transcrição. Já o início da transcrição é dado pelo códon AUG. O RNA transcrito tem a mesma direção e a mesma seqüência de bases (com exceção da U pela em vez da T) que a fita oposta da hélice dupla, ou seja, a que não é molde. Por essa razão a fita não-molde freqüentemente é chamada de fita senso, e a fita molde de fita antisenso. Para a diferenciação embrionária, com características humana ( ex; crescer uma perna e não uma antena), foram descobertos os genes Homeobox, em pares homólogos (HOX), encontrados no cromossomo 7, 17, 12, 2 que quando ativados promovem a gastrulação. Entao inicia-se a DIFERENCIAÇAO CELULAR REGENERAÇAO E REPARO Temos 2 processos básicos; regeneração e cicatrização REGENERAÇAO, ocorre crescimento de células e tecidos para substituir estruturas perdidas. EX: membro amputado de anfubio Nos mamíferos raramente acontece, o mais comum seria a cicatrização. No casa de órgãos como; Figado e Rins, ocorre em verdade um crescimento compensatório ao invés de regeneração verdadeira. Podemos citar também, tecidosde alta capacidade proliferativa (Sist. Hematopoietico, epitélio cutâneo e epitélio do TGI) que renovam-se constantemente desde suas células tronco. CICATRIZAÇÃO; é a resposta tecidual a um ferimento ou processo inflamatório. Apartir dai, pode-se ocorrer 2 processos distintos: REGENERAÇAO; onde os ferimentos superficiais somente danificam o epitélio, havendo regeneração epitelial. DEPOSIÇÃO DE TECIDO FIBROSO Os ferimento que danificam a hipoderme cicatrizam por deposição de colágeno e formação de matriz fibrosa. ATIVIDADE PROLIFERATIVA Encontramos basicamente, 3 grupos de tecidos no corpo, classificados quanto a sua atividade proliferativa. 1-LABEIS, tecidos de divisão continua, proliferando por toda vida substituindo as células que são destruídas. Ex: epitélio escamoso, dutos de glândulas, mucosas, medula óssea... 2- ESTAVEIS, tecidos quiescentes, tem baixo nível de replicação, no entanto as células podem ser submetidas a divisões rápidas. Ex; fibroblastos, células musculares lisa, células parenquimatosas, linfócitos, endotélio vascular, fígado... 3- PERMANENTE, tecidos não divisores, contem células quedeixaram o ciclo celular e não podem sofrer mitose. Ex: neurônio e miocitos. CELULAS TRONCO, atuam na homeostasia dos tecidos, ex: células da medula óssea. Podem migrar para os tecidos durante a vida embrionária tornando-se células tronco adultas permanentes dos tecidos, assim, sendo ativadas conforme sua R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 20 demanda. Assim o controle da proliferação fica mantido sob liberação dos fatores de crescimento INICIALMENTE; EGF-(fator crescimento epidérmico) TGF_a-(fat. transformador de crescimento) O EGF é altamente mitogenico, sendo amplamente distribuído nas secreções e líquidos teciduais. Na cicatrização da ferida, o EGF é produzidos por queratinocitos, Macrofagos e outras células inflamatórias, ligando-se ao EGFR de atividade tirosinacinase fosforilando proteínas e emitindo transdução de sinais intra celulares. O TGF_a relaciona-se com crescimento epidermal HGF- Fat. Cresc. Do Hepatocito; promove migração e diferenciação celular, principalmentena vida embrionária. VEGF- Fat. Cres. Endotélio vascular, induz formação de vasos snguineos e angiogenese PDGF- fat. Cresc. Derivado das plaquetas liberado na própria ativação plaquetaria, ativação de macrófagos e células musculares, causando migração e proliferação de fibroblastos FGF- fat. Cresc. Dos fibroblastos, promove quimiotaxia, reparo, hematopoiese e angiogenese TGF-b – fat. Transf. Cresc. Beta; penetra o nucleo cellular e ligam-se a outras proteinas ativando ou inibindo a transcrição genica. A MATRIZ EXTRA-CELULAR COLAGENO; forma o preenchimento do organismo, onde sem colágeno todas as célula seriam aglomerados amorfos conectados por neurônios. São conhecidos cerca de 27 tipos de colágeno, porem os mais importantes são: Colageno I- de tecidos moles e duros, sendo seu déficit: osteogênese imperfeita Colageno II- de cartilagens, sendo seu déficit; acondrogenese Colageno III- mais comumde órgãos ocos e tecidos moles Colageno IV- compõem a lamina basal de todos os epitélios Colageno V- compõem tecidos moles e vasos sanguíneos Dentro desse contexto temos: Colageno fibrilar (I, II, III, V) + abundantes Colageno Não-fibrilar, tipo IV O colágeno fibrilar forma uma tripla hélice apartir da hidroxilaçao da lisina e prolina, os resíduos da lisina podem se oxidar pela LISILOXIDASE resultando em ligações cruzadas, estáveis e arranjadas, conferindo resistência. Sendo a vit C importante p/ a reação. PROTEINAS DE ADESAO CELULAR; também chamadas de CAM’s (molécula de adesão celular), as principais são: CADERINAS- interação homotípica INTEGRINAS- adesividade entra matriz e lamina basal LAMININA- união da lamina basal ao epitélio. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 21 RESPOSTA FIBRO-PROLIFERATIVA; inicia-se por: 1-INDUÇAO de processo inflamatório com remoção do tecido danificado ou morto 2-Proliferaçao e migração de células 3-Formaçao de novos vasos e tecido de granulomaçao 4-Sintese de MEC e deposição de colágeno 5-Remodelaçao tecidual 6-Contração da ferida 7-Aquisiçao de resistência da ferida Basicamente, ocorre: inflamação (precoce ou tardia), formação de tecido granulomatoso e reepitelizaçao, contração da ferida e deposição de MEC. Em reações inflamatórias crônicas, os macrófagos liberam grande quantidade de mediadores inflamatórios que intensificam a liberação de fatores de crescimento e citocinas fibrogenicas levando a FIBROSE. ASSITENCIA ONCOLOGICA NO RASTREAMENTO DE CANCER DE COLO DE UTERO Na unidade básica: exame clínico-ginecológico teste de Schiller coleta de material para citologia oncótica (se normal, repetir de 3 em 3 anos) Critérios de Encaminhamento: citologia alterada. Presença de HPV. Schiller positivo e grandes ectopias. Pólipos As pacientes deverão ser encaminhadas ao nível secundário com o formulário de Referência e Contra- referência, explicitando o motivo e contendo história, exame clínico e resultado da citologia, além de exames prévios realizados. Condutas baseadas no resultado da citologia oncótica: Amostra insatisfatória: repetir coleta o mais breve possível. Amostra satisfatória, mas limitada por ausência de células endocervicais: orientar para repetição do exame em um ano. Processo infeccioso: avaliação médica (DST: tratar; Candida ou Gardnerella: associar a dados clínicos para indicação ou não de tratamento). R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 22 Presença de ASCUS (Atipias de Significado Indeterminado em Células Escamosas) e AGUS (Atipias de Significado Indeterminado em Células Glandulares): devem ser submetidas ao tratamento de infecções associadas (se houver) e à nova coleta citológica após 04 meses. Na persistência deste diagnóstico, as pacientes devem ser encaminhadas a serviço de colposcopia. No nível secundário: colposcopia biópsia dirigida cirurgia de alta frequência- CAF- ( em algumas unidades secundárias) Quando as pacientes forem reencaminhadas à unidade de origem, deverá ser preenchido o formulário de Referência e Contra-referência explicitando exames e tratamentos que tenham sido realizados e orientações cabíveis ao acompanhamento do caso. No nível terciário: amputação cirúrgica de colo cirurgias maiores As mulheres com diagnóstico de malignidade que necessitarem tratamentos na oncologia (cirugia, quimioterapia ou radioterapia) deverão ser encaminhadas à Comissão de Oncologia A periodicidade do exame preventivo deve ser realizado prioritariamente entre mulheres de 25 a 59 anos uma vez por ano e após dois exames anuais negativos consecutivos, a cada três anos. Toda mulher submetida a relações sexuais deve fazer o preventivo até os 69 anos. Em mulheres com algum fator de risco o exame deve ser anual. Situações especiais: Mulher grávida: Pode ser feito em qualquer período da gestação ate o sétimo mês, sendo a espátula de Ayre utilizada na coleta endocervical. Mulher virgem: Não deve ser realizada em rotina, a presença de condilomatose em região anal e vulvar exige a realização de exame. Mulheres submetidas a histerectomia: Recomenda-se coleta de esfregaço da cúpula vaginal. Mulheres com DST: Devem ser submetidas ao exame mais frequentemente, por maior risco de serem portadoras de CA colo de útero. No HPV, o DNA viral produz proteínas responsáveis por seu mecanismo oncogenitco. As principais seriam as proteínas E6 e E7 do HPV de alto risco (16,18 e 45). Quando sofrem transcrição no núcleo, estas proteínas interagem com a proteína do gene RB, fosforilando-o e inativando-o e assim conferindo imortalidade celular e instabilidade genômica. E6- causa proteólise da p53 do RB E7- Forma através dos fosfatos, a forma ativa da proteína RB (hipofosforilada) Assim, a RB libera a proteína E2F promovendo a replicação celular. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 23 Certas pré-disposiçoes cromossômicas, como lesões das frações 3P e amplificações da 3Q, foram associadas aos canceres de HPV. As formas de baixo risco podem involuir espontaneamente. Iniciação; transformação celular; induzidas por carcinógenos químicos ou biológicos, causando modificações genéticas, tornando-as capazes de se multiplicarem de forma autônoma e menos responsiva aos fatores de inibição dessa proliferação exarcebada. Esses agentes desencadeadores são substancias ontogênicos atuando diretamente no DNA, causando mutações. Os agentes oncogênicos ativam proto- oncongenes ou inativam genes supressores de tumor. Também pode ocorrer mutações espontâneas. Promoção:é a proliferação ou expansão das células mutadas iniciais. É um processo demorado. Os agentes promotores atuam pelo tempo de exposição e pela intensidade das reações teciduais. A hiperplasia pode atuar como um agente promotor. O mais conhecido é o TPA, o qual prossui a propriedade de modular a expressão gênica, o crescimento e a diferenciação ativando a proteína cinase C (PKC), uma enzima de distribuição universal que catalisa a fosforalizaçao de varias proteínas. Um importante alvo da PKC é os receptores de fatores de crescimento ( EGF, IL-2..), que são proteínas da membrana que regulam os canais de íons e proteínas citoplasmáticas. A PKC é o principal receptor do TPA presente na membrana celular. O promotor não se liga com o DNA e nem provoca mutações. Progressão são modificações biológicas que tornam cada vez mais agressivo e mais maligno o tumor. Os fatores dependem do hospedeiro; como por exemplo a resposta imunitária. Com o passar do tempo, o tumor fica mais agressivo, mas há casos raros que eles forem involução de forma espontânea. Disseminação: metástase. Imortalização: Consequencia da mutação genica, tornam-se: Auto-suficiêntes nos sinais necessários para o ciclo celular Sintetiza e libera fatores de crescimento de efeito autócrino Produção de receptores para fatores de crescimento Sintetizar outros fatores de crescimento Ativação da transmissão de sinais de receptores de fatores de crescimentoR O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 24 Capacidade de se evadir da apoptose: Hiperexpressão de genes antiapoptóticos Síntese continua da telomerase, enzimas responsáveis pelo alongamento dos telômeros, mantendo a capacidade de replicação das células As células imortalizadas adquirem algumas propriedades: Angiogênese - sustentada pela produção de fatores angiogênicos e da inibição de fatores antiangiogênicos. crescimento tumoral: nutrição e crescimento das células tumorais adjacentes por meio da secreção de fatores de crescimento polipeptídios (insulina-like e PDGF). A angiogênese da origem a vasos tortuosos, de forma irregular, por serem mais permeáveis (aumento da produção de VEGF). As próprias células tumorais podem realizar o mimetismo vasculogênico, formado pelo alinhamento das suas estruturas. Também pode ser influenciado por células inflamatórias (macrófagos, mastócitos e neutrófilos), que infiltram os tumores; VEGF e o fator de crescimento de fibroblastos (bFGF), produzidos pelas próprias células tumorais e/ou estroma tumoral – podem ser detectados na urina e soro. Fator inibido da hipóxia (HIF-1) estimula a VEGF Mas o organismo possui mecanismos para inibir a angiogênese: inativação da mutação dos alelos da p 53, resultando na diminuição da trombospondina-1. Angiostatina, endostatina e tumstatina são produzidos em resposta ao tumor; todos são potentes inibidores da angiogênese e são derivados da clivagem proteolítica Capacidade de invadir tecidos e Metastatizar: Possibilitado pelo rompimento da adesão com as células vizinhas: Produção de metaloproteases que destroem a matriz celular Expressão de receptores para fatores quimiotáticos gerados pela matriz celular Síntese de fatores quimiotáticos de efeito autócrino – deslocamento das células tumorais O destacamento, deslocamento e invasão são realizados por alterações nos genes que codificam as moléculas de adesão. Etapas da metástase: Cada etapa está sujeita a diversas influências, portanto, em qualquer ponto a célula pode ser parada e não sobreviver; com isso milhares de células são liberadas a partir do tumor primário, mas poucas metástases são produzidas. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 25 A cascata metastática é dividida em duas fases: Invasão da matriz extracelular (ECM) formada por colágeno, glicoproteínas e proteoglicanos. Por um descolamento (afrouxamento) das células tumorais umas das outras pela diminuição da expressão de glicoproteínas transmembranicas (e- caderina, nas células epiteliais); facilitando o desligamento do tumor primário e sua migração para tecidos adjacentes. 2. Deve ocorrer a ligação/adesão das células com o componente da matriz. As células tumorais são separadas do estroma por uma membrana basal, com isso a membrana deve ser degradada e remodelada. À medida que a membrana é degradada e remodelada, os seus componentes enviam sinais de crescimento, os quais são + e – para as células tumorais e possuem um papel importante na angiogênese. As células tumorais expressam mais receptores de alta afinidade (integrina e imunoglobulina) com a lâmina das membranas; existe uma correlação entre a expressão das lâminas e sua capacidade de metastatizar. 3. A invasão da ECM não depende somente do aumento crescente da pressão, mas sim da degradação da ECM, por ação enzimática ativa dos seus componentes; para que isso ocorra, as células tumorais secretam enzimas proteolíticas ou induzem as células hospedeiras (fibroblastos e macrófagos infiltrantes) a elaborar as proteases, sendo que sua atividade é regulada pelas antiproteases. Tipos de proteases: serina, cisteína e metaloproteinase da matriz (MMPs). MMP são colagenases e destroem colágenos do tipo IV (das membranas basais epiteliais e vasculares), mobilizando a VEGF; além de produzirem VEGF (fator angiogênico), A expressão de MMP aumenta à medida que o tumor aumenta. Esses MMPs são produzidos principalmente pelas células do estroma tumoral. 4. Atravessar o tecido conjuntivo intersticial. Os produtos finais da degradação dos componentes da matriz (derivados de colágenos e proteoglicanos) R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 26 induzem o crescimento, angiogênese e quimiotáticas (promovem a migração das células tumorais para a ECM afrouxada). 5. Acesso a circulação pela penetração da vascularização da membrana basal (diapedese). Dentro dos vasos sanguíneos, as células tumorais, são vulneráveis à destruição por defesas imunes inatas e adaptativas. Assim se agregam em grupos (adesões homotípicas), e também se agregam as células sanguíneas- plaquetas (adesões heterotípicas), mecanismo que reforça a sobrevida celular e sua capacidade de implantação (êmbolos tumorais). Também há alterações genéticas para a síntese de moléculas de adesão ao endotélio; após essa modificação, as células tumorais induzem a produção de fibrina, que forma um revestimento protetor contra anticorpos e células citotóxicas. 6. Migração das células tumorais, adesão ao endotélio, seguido pela saída pela membrana basal. O processo de adesão se dá por moléculas de adesão (integrinas, receptores de laminina) e as enzimas proteolíticas. No novo local, as células tumorais precisam proliferar, e para isso deve desenvolver um aporte vascular e escapar das defesas do hospedeiro. O tropismo para o órgão (órgão-alvo): As quimiocinas determinam os tecidos-alvo para metástase, como por exemplo, as células tumorais da mama expressam receptores CSCR4 e CCR7, os quais possuem preferência para metastatizar para os linfonodos e pulmões, devido à quimioatraentes que alguns órgãos (tende a recrutar as células tumorais para o local), como por exemplo, os fatores de crescimento insulina-like I e II. Vias da Metástase Disseminação Linfática : É a via mais comum para disseminação inicial dos carcinomas, e os sarcomas. O padrão de comprometimento dos linfonodos segue as vias de drenagem linfática; servindo como uma barreira para disseminação. Disseminação Hematogênica: É típica dos sarcomas, mas também é utilizada pelos carcinomas. As artérias, com suas paredes mais espessas, são mais difíceis de penetrar. Com a invasão venosa, as células seguem o fluxo do sangue; é comum que o fígado e os pulmões estejam envolvidos secundariamente a disseminação, pois toda drenagem porta flui para o fígado e toda drenagem da cava flui para o pulmão. Já os tumores próximos a coluna vertebral, frequentemente disseminam para a tireóide e próstata, devido o caminho realizado pela via do plexo paravertebral. IMUNIDADE TUMORAL O câncer pode ser evitado pela vigilância imunológica, antes que se transformem em tumores. Em sequencia à: IMUNIDADE INATA: NKs: destroem vários tipos de células tumorais, mas em especial aquelas que têm expressão de moléculas do MCH I reduzida, mas expressões ligantes para receptores das NKs; também possuem a capacidade de responder na ausência de MHC I, pois não ocorre a inibição da NK sobre essa célula. As NK também podem ser induzidas pelos anticorposIgG pelos receptores Fc, e sua capacidade é aumentada pela presença de IL-2,12. Macrófagos: possuem uma maior eficiência em destruir células tumorais do R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 27 que células normais; pode ser induzido por MHC, IFN-y (produzido pelos LT). IMUNIDADE ADAPTATIVA As APC’s exercem o reconhecimento celular anormal e então executam apresentação de ags via MHC1 aos linfócitos TH0 que se diferenciam em LT CD4 (produtores de citocinas e ativadoras de macrofagos) e LT CD8 citotoxicos. Na infecção e então ativação de receptores TLR_9 por ativação do TGF_b no núcleo e então ativação de transcrição de receptores IFN_1 para resposta TH1 e lise celular. Tambem há reconhecimento pelos LB, promovido pela liberaçao das citocinas liberadas pelos LT CD4. Então formando anticorpos específicos para tumores que podem neutralizar a célula, ativar fagocitose e citotoxicidade ou ativar o complemento levando como finalidade a lise celular. Os tumores expressam antígenos que são reconhecidos como “estranhos” pelo sistema imunológico. Segundo estudos, muitos tumores são circundados por LT, NK e Macrófagos, sendo que LT e macrófagos ativados estão presentes nos linfonodos, drenando os locais de crescimento tumoral, o que indica um bom prognóstico. As células tumorais derivam de células normais próprias, portanto são muito parecidas, a maioria dos tumores expressa apenas alguns antígenos que podem ser reconhecidos como não-próprios, sendo assim caracterizados como fracamente imunogênicos. Há células tumorais que mudam completamente, onde as proteínas virais são antígenos não-próprios, ou por ação de carcinógenos, desencadeando uma resposta imune forte. No descontrole e malignidades, o rápido crescimento e disseminação do tumor superam a capacidade do sistema imune de erradicar com as células tumorais. Há também mecanismos especializados para burlar as respostas imunes Os antígenos tumorais são produzidas por mutantes oncogênicos de genes celulares normais, devido a anomalias não corrigidas ou inserções de genes virais envolvendo protoncogenes ou genes supressores de tumor. Ocorre mutação nas proteínas, principalmente nos genes supressores de tumor, p53 e Rb. Evasão das respostas imunológicas Falta de produção de antígeno tumoral, onde a célula tumoral perde antígenos Mutações nos genes do MHC ou genes necessários para o processamento de antígenos Produção de proteínas imunossupressoras (FATOR DE CRESCIMENTO DE FIBROBLASTO _b, inibe a proliferação e as funções efetoras dos linfócitos e macrófagos), inibindo a ação do LT Os tumores podem não induzir os LT pela ausência da expressão co- estimuladora/MHC II, pois são necessárias para ativação de CD4. Sistema imune e promoção do crescimento tumoral Inflamação crônica, principalmente pela ação dos macrófagos, angiogênese e remodelação tecidual, e também pela participação dos mastócitos, neutrófilos e macrófagos, pela secreção de fatores que promovem a progressão do ciclo celular e a sobrevivência de células tumorais. R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 28 ONCOGENES Temos basicamente 2 tipos de genes que regulam a expresssao tumoral. PROTO-ONCOGENES: codificam proteínas que quando ativas levam ao câncer.Ex: BCR_ABL GENES SUPRESSORES DE TUMOR; causam câncer quando há bloqueio em suas atividades.EX: Rb, p53 R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 29 CAMINHOS DO CANCER Os oncogenes virais promovem transdução dos Proto-oncogenes normais (sinalizando para o núcleo). Transformando-se em TGF-a, interagindo com o RAS (proto-oncogene), aumentando a expressão de proteínas nucleares ocorrendo uma transmissão exacerbada: Entao, os PROTO-ONCOGENES levam a uma redução da martalidade celular e acumulo de células neoplásicas, por maior expressão de BCL-2 e bloqueio da apoptose pela diminuição da sinalização de morte TNF_a Caso sejam afetados os genes supressores do tumor. Que normalmente regulam de forma negativa, inibindo, a proteína E2F do ciclo. Então não há supressão celular, aumentando a sensibilidade ao tumor. O oncogene RAS As proteínas RAS foram descobertas como produtos os oncogenes virais. O ponto de mutação dos genes RAS é a anormalidade isolada mais comum dos oncogenes dominantes nos tumores humanos. 15 a 20% dos tumores humanos estão relacionados com versões modificadas das proteínas RAS todas reduzindo drasticamente a atividade GTPase das proteínas RAS, essas mutações geralmente envolvem códons 12, 59 ou 61do HRAS, KRAS E NRAS. Muitos estudos trazem que o RAS desempenha importante função na mitogenese induzida pelos fatores de crescimento. Por exemplo: O bloqueio da função RAS pela microinjeção de anticorpos faz parar a resposta proliferativa ao EGF, PDGF e CSF-1. As proteínas RAS normais estão ao lado interno da membrana com transmissão de sinal inativo e quiescente, são encontradas também no RER e CG, podendo também serem ativadas por fator de crescimento celular que se liga na membrana plasmática por mecanismo incerto. Quando a célula normal é estimulada o RAS liga-se com GTP, GDP transforma-se em GTP e o RAS é ativo por via da MAP quinase, trazendo para si a proteína citosólica RAF-1. A MAP ativa promove mitogenese, em células normais h;a enzima GTPase que transforma novamente GTP em GDP, ficando em forma quiescente. Nas proteínas mutantes de RAS não ocorre esta ligação de proteínas ativadoras de GTPase no RAS para aumentar a ação da GTPase fazendo o crescimento controlado, então ocorre a ativação aptologica de via de sinalização mitogenica. Essa mesma cascata é sugestiva para mutações em RAS/RAF/MAP quinase. Além R O D R I G O S . A U G U S T O – M Ó D . : P R O L I F E R A Ç Ã O 2 0 1 3 Página 30 do RAS atuar na transdução, atua também regulando a passagem de G1 para S pela ativação da via MAP quinase e fator de transcrição AP-1. Alterações nas Tirosinas quinases não receptoras. também funcionam na via de transdução do sinal que regula o crescimento celular. O produto do protooncogene ABL apresenta atividade tirosina quinase, que é reduzida pelos domínios reguladores negativos. Ela ocorre por mutação genética onde o gene c-ABL é translocado de lócus gerando uma fusão com o gene BCR, assim ocorre uma atividade potente e constitutiva da tirosina quinase. O oncogene MYC É expresso praticamente em todas as células eucarioticas e pertence aos genes de resposta imediata precoce, que são rapidamente induzidos quando as células quiescentes recebem um sinal para divisão. Depois de um aumento transitório do RNAm MYC, a expressão cai para limites basais. A base molecular para a função do MYC não esta completamente esclarecida, mas surgiram alguns princípios gerais. A proteína MYC é rapidamente translocada para o núcleo se liga as sequencias de DNA dos genes-alvo, que são conhecidos por sua associação com proliferação celular, aumento na síntese de proteínas e diminuição da atividade da proteinase. Essa proliferação exagerada,
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