Roteiro INJÚRIA CELULAR, ADAPTAÇÃO, LESÃO E MORTE.

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS
ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PATOLOGIA GERAL
Karoliny Fernandes Tavares 
ROTEIRO DE ESTUDO PARA O PAINEL INTEGRADO SOBRE INJÚRIA CELULAR, ADAPTAÇÃO, LESÃO E MORTE. 
QUESTÕES
Dentre os estímulos nocivos mais freqüentes que provocam lesão celular, liste as principais categorias e exemplifique cada uma delas.
R=. As causas das lesões celulares variam de causas como violento fator físico externo (como o que ocorre em acidentes automobilísticos) as causas endógenas (como mutações sutis que possa alterar alguma enzima vital, que altera toda uma função metabólica). Os principais estímulos nocivos podem ser listados a seguir:
Ausência de oxigênio (hipóxia). A carência do O2, molécula que funciona como último aceptor de elétrons da cadeia respiratória causa lesão celular justamente pela redução da respiração aeróbica oxidativa. 
Agentes físicos: estão inclusos traumas mecânicos, temperaturas extremas (queimaduras ou frio intenso), mudanças bruscas na pressão atmosférica, radiação, choque elétrico, etc.
Agentes químicos e drogas. Substancias químicas como a glicose ou o sal em concentrações hipertônicas podem causar lesão celular diretamente ou pela alteração da homeostasia eletrolítica das células. 
Reações imunológicas. Apesar de o sistema imunológico desempenhar uma função essencial de defesa contra agentes infecciosos, as reações imunológicas causam como consequências algumas lesões celulares.
Distúrbios genéticos. A lesão genética resulta em um defeito tão grave como uma malformação congênita associada a síndromes. A ponto de reduzir a vida dos eritrócitos devido a substituição de um único aminoácido na cadeia da hemoglobina
(Como ocorre na anemia falciforme).
Desequilíbrios nutricionais. Deficiências proteico-calóricas causam um número impressionante de mortes, especialmente na população de baixo poder aquisitivo. Problemas nutricionais podem ser causados pelas próprias pessoas, como no caso da anorexia nervosa ou da desnutrição auto induzida. Ironicamente, excessos nutricionais também se tornam causas importantes de lesão celular.
s principais categorias e exemplifique cada uma delas, comentando em breves palavras suas formas de atuaç���������������������� Como se apresenta a resposta celular frente a estímulos nocivos e o que irá modular as conseqüências das lesões celulares causadas por estímulos nocivos? 
rr rykj R= A célula normal é capaz de dar conta das demandas fisiológicas mantendo um estado de homeostasia. As adaptações são respostas estruturais e funcionais reversíveis, a estresse fisiológico mais excessivo e a alguns estímulos patológicos, durante os quais estados constantes novos são alcançados, permitindo que a célula sobreviva e continue a funcionar. A resposta adaptativa pode consistir de um aumento no tamanho das células (hipertrofia) e da atividade funcional, um aumento no número de células (hiperplasia), uma diminuição do tamanho e da atividade metabólica das células (atrofia) ou mudança no fenótipo das células (metaplasia). Quando o estresse é eliminado a célula pode voltar ao seu estado original, sem ter sofrido qualquer consequência danosa. Se os limites da resposta adaptativa forem ultrapassados ou se as células forem expostas a agentes lesivos ou estresse, privadas de nutrientes essenciais, ou ficarem comprometidas por mutações que afetam os constituintes celulares essenciais, ocorre lesão celular.
Quais os principais alvos celulares atacados pelos estímulos nocivos provocando as lesões que levam à injúria e morte celulares?
R=. As mitocôndrias tornam-se alvos importantes para virtualmente todos os tipos de estímulos nocivos, incluindo as toxinas e a hipóxia. Elas podem ser danificadas pelo aumento do Ca2+ no citosol, pelo estresse oxidativo, pela degradação dos fosfolipídios pelas vias da fosfolipase A2 e da esfingomielina, e pelos produtos de degradação dos lipídios derivados dessas reações, tais como os ácidos graxos livres e a cerâmica
A diminuição de ATP e a redução de sua síntese, geralmente estão associadas a lesões hipóxicas e químicas (toxicidade). Quais as principais funções do fosfato de alta energia, em forma de ATP? E quais as formas de produção do mesmo?
R= A diminuição do ATP é extremamente maléfica a célula uma vez que o fosfato de alta energia na forma de ATP é necessário para vários processos sintéticos e de degradação da célula: Transporte de membrana, síntese proteica, lipogênese e reações diacilação-reacilação, necessária para as alterações que ocorre com os fosfolipídios.
Quais os efeitos da redução de ATP em sistemas celulares importantes como:
�
Bomba de Na+/K+ da Membrana plasmática
Metabolismo energético celular
Bomba de Ca +2
Síntese e Resposta Protéica.
�
R= A redução do ATP a menor que 5% a 10% dos níveis normais, tem efeito disseminados em muitos sistemas celulares críticos:
A atividade da bomba de sódio da membrana plasmática dependente de energia (Na+/K+ - ATPase) esta reduzida. Uma falha nesse sistema causa acumulo intracelular de sódio e perda de potássio da célula. Este sódio intracelular atrai a agua do liquido intersticial, gerando edema celular e dilatação do reticulo endoplasmático.
Se o suprimento de oxigênio para célula e reduzido, a fosforilação oxidativa fica dependente da glicólise anaeróbica para a produção de energia. Esta glicólise resulta, além de uma redução brusca dos depósitos de glicogênio celular, em um acumulo de ácido lático e fosfato inorgânicos, reduzindo o pH intracelular, resultando na diminuição da atividade de muitas enzimas celulares além da condensação da cromatina nuclear.
A deficiência da bomba de Ca2+ resulta no influxo de cálcio, o qual, em excesso, passa a exercer efeito deletério para vários componentes celulares.
Com a diminuição prolongada do ATP, ocorre uma ruptura estrutural dos mecanismos de síntese proteica manifestada pelo deslocamento dos ribossomos do reticulo endoplasmático granular e dissociação dos polissomos em monossomos. Finalmente, ocorre um dano irreversível as membranas mitocondriais e lisossomais, levando a necrose celular.
Onde ocorre a formação do poro de transição de permeabilidade mitocondrial e qual o mecanismo de morte celular e como o citocromo C pode contribuir para a morte celular?
R= A lesão mitocondrial geralmente causa a formação de um canal de alta condutância, chamado poro de transição de permeabilidade mitocondrial, na membrana mitocondrial interna. Apesar de ser reversível nos estágios iniciais, este poro torna-se permanente caso o estimulo nocivo persista. Como a manutenção do potencial de membrana e crítico para a fosforilação oxidativa da mitocôndria, o poro de transição de permeabilidade mitocondrial significa uma sentença de morte para a célula. O dano mitocondrial pode ainda estar associado ao extravasamento do citocromo C (componente integral da cadeia de transporte de elétrons) no citosol.
Explique como o aumento da concentração intracelular de Ca +2 pode gerar morte celular.
 R=. Os íons cálcio são importantes mediadores da lesão celular. A isquemia 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 reticulo endoplasmático. Esse aumento intracelular de Ca2+, por sua vez, ativa várias enzimas que possuem efeitos celulares deletérios em potencial: ATPases (reduzindo ainda mais os níveis de ATP), fosfolipases e as endonucleases. O aumento de níveis intracelulares Ca2+ também causa um aumento na permeabilidade mitocondrial e induz a apoptose.
Descreva como os radicais livres podem ser criados dentro das células e explique o papel das espécies reativas de oxigênio no processo de lesão celular.
 R= Os radicais livres podem ser criados nas células de várias maneiras:
Absorção de energia radiante (como luz ultravioleta, raios X, radiações ionizantes);
Metabolismo enzimáticode substancias químicas exógenas ou drogas;
As reações de reducao-oxidacao que ocorrem durante os processos metabólicos normais.
Metais de transição como o ferro e o cobre que doam ou aceitam elétrons livres durante as reações
Intracelulares e catalisam a formação de radicais livres.
O oxido nítrico (NO), importante mediador químico gerado por células endoteliais, macrófagos, neurônios e outros tipos celulares. Ele pode atuar como radical livre e também pode ser convertido a um ânion altamente reativo, como em NO2 e NO3
-.
Os efeitos dessas espécies reativas são amplos, mas três reações são particularmente relevantes para a lesão celular:
Peroxidacao lipídica das membranas;
Modificação oxidativa das proteínas;
Lesões no DNA.
Explique como a peroxidação lipídica das membranas, modificação oxidativa das proteínas e as lesões de DNA irão ser relevantes para a lesão celular.
 R= Peroxidação lipídica das membranas. Na presença de O2, os radicais livres causam peroxidação dos lipídios dentro das membranas plasmáticas e das organelas. A lesão
oxidativa é desencadeada quando as ligações duplas em ácidos graxos insaturados dos
Lipídios da membrana são atacadas por radicais livres derivados do O2, particularmente por
OH•. As interações lipídio-radical livres geram peróxidos, que são instáveis e reativos, e
Sobrevém uma reação em cadeia auto catalítica (denominada propagação), que pode
Resultar em lesão extensa das membranas.
Modificação oxidativa das proteínas. Os radicais livres promovem a oxidação das cadeias
Laterais de aminoácidos, formação de ligações cruzadas proteína-proteína (p. ex., pontes
dissulfeto) e oxidação do esqueleto da proteína. A modificação oxidativa de proteínas pode
Lesar os sítios ativos das enzimas, romper a conformação de proteínas estruturais e
Intensificar a degradação pelos proteossomas de proteínas não dobradas ou anormalmente
Dobradas, gerando destruição em toda célula.
Lesões do DNA. Os radicais livres são capazes de causar a quebra dos filamentos únicos e duplos do DNA, da ligação cruzada dos filamentos e a formação de complexos de adição. A lesão oxidativa do DNA foi implicada no envelhecimento celular (discutido adiante) e na transformação maligna das células
Quais os mecanismos desenvolvidos pelas células para remover os radicais livres reduzindo os efeitos deletérios na célula? Não se esqueça de citar as enzimas e suas funções.
R= As células desenvolvem múltiplos mecanismos para remover os radicais livres reduzindo, assim, o grau de lesão. Os principais sistemas enzimáticos e nao-enzimaticos que contribuem para a desativação das reações de radicais livres incluem:
Antioxidantes que bloqueiam o início da formação dos radicais livres ou a inativa, cessando a lesão causada por eles. Exemplos incluem vitaminas lipossolúveis A e E, como o ácido ascórbico no citosol.
O próprio ferro e o cobre podem catalisar a formação de espécies reativas de oxigênio.
Uma serie de enzimas que agem como sistema de recolhimento (eliminador) de radicais livres e que degradam peroxido de hidrogênio e ânion superóxido.
Quais os fatores que podem causar danos à Membrana Plasmática?
R= A perda inicial da permeabilidade seletiva da membrana leva, finalmente, a um dano evidente da membrana, sendo uma característica consistente da maioria dos tipos de lesão celular. O dano a membrana pode afetar a mitocôndria, a membrana plasmática e outras membranas celulares. Nas células isquêmicas, os defeitos nas membranas podem resultar de uma série de eventos envolvendo a diminuição de ATP e a ativação das fosfolipases modulada pelo cálcio.
Cite os principais mecanismos bioquímicos que contribuem para o dano da Membrana Plasmática. Comente cada um deles.
R=. Nas células isquêmicas, os defeitos de membrana resultam da depleção de ATP e da ativação de fosfolipases mediada pelo cálcio (ver adiante). A membrana plasmática pode também ser danificada diretamente por várias toxinas microbianas, proteínas virais, componentes líticos do complemento e por uma variedade de agentes químicos e
físicos. Vários mecanismos bioquímicos podem contribuir para os danos à membrana 
Espécies reativas de oxigênio. Os radicais livres do oxigênio causam lesão às membranas celulares através da peroxidação lipídica, discutida inicialmente.
Diminuição da síntese de fosfolipídios. Nas células, a produção de fosfolipídios pode ser
Reduzida como consequência de um defeito na função mitocondrial ou hipoxia, ambos diminuindo a produção de ATP e afetando as atividades enzimáticas dependentes de
energia. A redução de síntese de fosfolipídios afeta todas as membranas celulares, incluindo
as membranas mitocondriais.
Aumento da degradação dos fosfolipídios. Uma lesão celular acentuada está associada com o aumento da degradação dos fosfolipídios da membrana, provavelmente devido à ativação de fosfolipases endógenas por elevação dos níveis de Ca2+ no citosol e nas mitocôndrias. A degradação dos fosfolipídios leva ao acúmulo de produtos de degradação dos lipídios, incluindo ácidos graxos livres não esterificados, acil-carnitina e liso fosfolipídios, que possuem um efeito detergente nas membranas. Eles também se inserem na bicamada lipídica da membrana ou trocam de posição com os fosfolipídios da membrana, causando potencialmente alterações na permeabilidade e alterações eletrofisiológicas.
Anormalidades citoesqueléticas. Os filamentos do citoesqueleto funcionam como âncoras
que conectam a membrana plasmática ao interior da célula. A ativação de proteases pelo
Cálcio citosólico aumentado pode danificar os elementos do citoesqueleto. Na presença de
Tumefação celular, essa lesão gera, particularmente nas células miocárdicas, desprendimento da membrana celular do citoesqueleto, tornando-se suscetível a estiramento e ruptura. 
Como a lesão em membrana lisossomal pode levar à necrose da célula.
R= A perda da permeabilidade seletiva das membranas celular, mitocondrial, lisossomal, causa uma série de transtornos à célula, permitindo a entrada ou escape de substâncias. Esta lesão pode ser causada por falta de energia (isquemia) ou por lesão direta por toxinas, vírus, substâncias químicas, fragmentos do complemento,
O que é degeneração e quais os principais tipos existentes?
 R=. Quando o equilíbrio das células é rompido pelo efeito de uma agressão, as células podem se adaptar, sofrer um processo regressivo ou morrer. As alterações regressivas constituem as degenerações. As degenerações se situam entre a célula normal e a morte celular. Existindo também diminuição da função celular é compreensível que se acumule dentro dela, ou mesmo fora, uma série de substâncias que são produtos de um metabolismo perturbado. Deste modo as lesões degenerativas são classificadas de acordo com o acúmulo destas substâncias. Portanto, temos classicamente os seguintes acúmulos com as consequentes degenerações:
Água: Degeneração Hidrópica: É uma alteração que se caracteriza pelo acúmulo de água no citoplasma, que se torna volumoso e pálido com núcleo normalmente posicionado. É vista com mais frequência nas células parenquimatosas, principalmente do rim, fígado e coração.
Lipídios: Degeneração Gordurosa: Acúmulo anormal de lipídios no interior das células parenquimatosas.
Proteínas: Degeneração Hialina: São processos degenerativos dependentes de metabolismo proteico alterado, com consequente acúmulo de proteínas.
Muco: Degeneração Mucoide: Acontece nas células epiteliais que produzem muco. Nas inflamações das mucosas, há acúmulo excessivo de muco no interior das células.
Carboidratos: Degeneração Glicogenias: São processos nos quais a glicose é então reabsorvida pelas células dos rins (tubulares renais) e células do fígado ( hepatócitos), sendo armazenada na forma de glicogênio, conferindo às células tubulares um aspecto finamente vacuolizado que se assemelha à degeneração hidrópica.
Explique a patogenia da degeneraçãohidrópica.
R= A patogenia da degeneração hidrópica consiste no desequilíbrio iônico ente sódio e potássio o sódio fica retido intracelularmente, o que provoca a rápida entrada de água na célula e a retenção de potássio extracelularmente e a queda da bomba de Sódio e Potássio, a célula se torna mais permeável, entra muita água da mitocôndria, aumentando seu tamanho e diminuindo o seu metabolismo e a produção de energia (ATP)
Explique a patogenia da degeneração gordurosa.
R=. Ocorre um acúmulo de triglicerídeos dentro das células parenquimatosas (células extromais são células que dão suporte as parenquimatosas). Podem ser causadas por toxinas, desnutrição proteica, diabetes melito e obesidade. É geralmente inerte, o acúmulo de lipídeos pode ser em algumas situações grave. Esteatose: Degeneração Gordurosa (triglicerídeos), Lipaidose: Degeneração Gordurosa (Outras gorduras) . 
Causas:  Superalimentação, Carência Alimentar, Esteatose por Hipoxemia, Esteatose por Tóxicos, Caquexia Cancerosa e infecções, Diabete.
Explique a fisiopatogenia da inclusão citoplasmática de lipofucsina. O que representa?
R=. É um pigmento amarelo citoplasmático que surge em diversas células do organismo, sendo que tende a tornar-se mais evidente em indivíduos velhos ou naqueles acometidos por doenças consumptivas. Por esse motivo, a liposfucina é considerada um pigmento de desgaste. O pigmento é um complexo contendo lipídio. A microscopia eletrônica revela que a liposfucina possui uma estrutura amorfa, complexa e variável. Provavelmente representa resíduos não digeridos e não eliminados, que foram acumulados em alguma região do citoplasma celular. Autores acreditam que esse pigmento representa, na realidade, o “lixo celular”. Os órgãos onde há o acúmulo de lipofuscina adquirem uma coloração parda. Em grande parte dos casos isso ocorre em indivíduos portadores de doenças caquetizantes ou muito idosos, cujos órgãos são atróficos. A alteração em questão recebe o nome de atrofia fosca.
Explique a fisiopatogenia da inclusão citoplasmática de hemossiderina.
R=É o acúmulo de hemossiderina nos tecidos. Pode ser, Local: Onde ocorreu um extravasamento de sangue, como um hematoma. As hemácias são fagocitadas por macrófagos que liberam o ferro, e este acumula-se como hemossiderina no citoplasma destes. Isto contribui para a cor amarelada ou ferruginosa do tecido durante a reabsorção do hematoma. Outro exemplo de hemossiderose local é observado na congestão passiva crônica dos pulmões.  Na insuficiência cardíaca esquerda, há aumento da pressão nos capilares do pulmão e extravasamento de hemácias para os alvéolos. Estas são fagocitadas por macrófagos, que ficam abarrotados de hemossiderina e são conhecidos como células do vício cardíaco. Difusa: Deposição excessiva de hemossiderina em macrófagos do SRE (baço, fígado, medula óssea) e/ou em células parenquimatosas do fígado (hepatócitos), rins (túbulos contornados proximais), pâncreas (células acinares e insulares) e coração. Não parece ter repercussão clínica.  
Há 2 mecanismos: 
a) Destruição excessiva de hemácias, em anemias hemolíticas como a anemia falciforme, anemias autoimunes e transfusões múltiplas. 
b) Ingesta excessiva de ferro, que pode superar a capacidade de controle de absorção a nível do intestino 
Explique o que é corpúsculo de Mallory e sua patogenia.
R= Corpos de Mallory: Hepatócitos dispersos acumulam feixes entrelaçados de filamentos intermediários de citoqueratina, como citoqueratina 8 e 18, formando complexos com outras proteínas como ubiquitina. Os corpos de Mallory são visíveis como grumos citoplasmáticos eosinofílicos nos hepatócitos. Essas inclusões são características, mas não específicas para a doença hepática alcoólica, uma vez que também estão presentes na DHGNA, CBP, na doença de Wilson, nas síndromes colestáticas crônicas e nos tumores hepatocelulares.
Por que o tecido necrosado geralmente apresenta tecido inflamatório nas adjacências?
R= Como conseqüência da necrose ocorre inflamação nos tecidos adjacentes para a eliminação dos tecidos mortos e posterior reparo. Durante este processo inflamatório acumulam-se leucócitos na periferia do tecido lesado, que liberam enzimas úteis na digestão das células necróticas.
Os tecidos que sofrem ausência de oxigênio causada por isquemia são danificados mais rapidamente que os acometidos por hipóxia. Qual a diferença entre hipóxia e isquemia? Por que há diferença no grau de lesão gerado entre as duas formas?
R= Hipóxia significa baixo teor (concentração) de oxigênio. Trata-se de um estado de baixo teor de oxigênio nos tecidos orgânicos cuja ocorrência é atribuída a diversos fatores. Ela pode ser causada por uma alteração em qualquer mecanismo de transporte de oxigênio, desde uma obstrução física do fluxo sangüíneo em qualquer nível da circulação corpórea, anemia ou deslocamento para áreas com concentrações baixas de oxigênio no ar.
Isquemia é a falta de fornecimento sanguíneo para um tecido orgânico devido a obstrução causada por um trombo, seja ele formado por placas gordurosas ou por coágulos sanguíneos. Como o sangue, através das hemácias (glóbulos vermelhos), leva o oxigênio às células, a isquemia resulta em falta de glicose e de oxigenação nas células (hipóxia).
A hipoxia, que se refere à redução do oxigênio disponível, pode ocorrer em uma variedade de contextos clínicos. Ao contrário, na isquemia o suprimento de oxigênio e nutrientes é diminuído, mais frequentemente como consequência de obstrução mecânica no sistema arterial. Ela também pode ser causada por redução da drenagem venosa. Ao contrário da hipoxia, durante a qual a produção de energia através da glicólise anaeróbica continua, a isquemia também compromete a distribuição de substratos para a glicólise. Assim, nos tecidos isquêmicos, não apenas o metabolismo aeróbico é comprometido, mas a geração de energia anaeróbica também cessa depois que os substratos glicolíticos são exauridos ou quando a glicólise é inibida pelo acúmulo de metabólitos que normalmente poderiam ser removidos pelo fluxo sanguíneo. Por esta razão, a isquemia tende a causar lesão celular e tecidual mais rápida e intensa que a hipoxia na ausência de isquemia.
Explique os mecanismos de lesão celular isquêmica.
R= Quando a tensão de oxigênio dentro da célula diminui, ocorre perda da fosforilação oxidativa e diminuição da geração de ATP. A depleção de ATP resulta em falha da bomba de sódio, com perda de potássio, influxo de sódio e água e tumefação celular. Ocorre também influxo de cálcio, com muitos dos seus efeitos deletérios. Há uma perda progressiva de glicogênio e redução da síntese de proteínas. Neste estágio, as consequências funcionais podem ser graves. Por exemplo, o músculo cardíaco cessa a contração dentro de 60 segundos de oclusão coronária. Entretanto, a perda de contratilidade não significa morte celular. Se a hipoxia continuar, a piora da depleção de ATP causará degeneração adicional. O citoesqueleto se dispersa, levando à perda de características ultraestruturais como as microvilosidades e formação de “bolhas” na superfície celular. “Figuras de mielina”, derivadas das membranas celulares em degeneração, podem ser vistas dentro do citoplasma (em vacúolos autofágicos) ou no meio extracelular. Acredita-se que elas sejam resultado de grupos fosfatídeos que promovem a captação e a inserção de água entre as pilhas de lamelas de membranas. Nesse ponto, as mitocôndrias estão geralmente tumefeitas, como consequência da perda do controle do volume nessas organelas; o retículo endoplasmático permanece dilatado e toda a célula está nitidamente tumefacta, com altas concentrações de água, sódio e cloreto e uma concentração reduzida de potássio. Se o oxigênio for restaurado, todas essas perturbações são reversíveis.
Se a isquemia persistir, sobrevêm lesão irreversível e necrose . A 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.
Densidades amorfas, grandes e floculentas se desenvolvem na matriz mitocondrial. No miocárdio, essas são as indicações de lesão irreversível e podem ser observadas de 30 a 40 minutos após a isquemia. Ocorre então influxo maciço de cálcio para dentro da célula, particularmente se a zona isquêmica é reperfundida. A morte é principalmente por necrose, mas a apoptose também contribui; a via apoptótica provavelmente é ativada pela liberação de moléculas pró-apoptóticas das mitocôndrias permeáveis. Os componentes celulares são progressivamente degradados e há um extravasamento difuso das enzimas celulares para o espaço extracelular e, de modo oposto, entrada de macromoléculas extracelulares do espaço intersticial para dentro das células que estão morrendo. Finalmente, as células mortas podem ser substituídas por grandes massas compostas de fosfolipídios na forma de figuras de mielina. Estas, então, são fagocitadas por leucócitos ou degradadas posteriormente em ácidos graxos. A calcificação desses resíduos de ácidos graxos pode ocorrer, com formação de sais de cálcio.
Explique por que e como a reperfusão não consegue reverter os casos de necrose causada por isquemia, podendo até mesmo aumentar a quantidade de células necrosadas.
R= Uma nova lesão pode ser iniciada durante a reoxigenação devido a uma produção aumentada de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio pelas células endoteliais, do
parênquima e dos leucócitos infiltrantes. Esses radicais livres podem ser produzidos no tecido reperfundido devido à redução incompleta do oxigênio por mitocôndrias lesadas ou devido à ação das oxidases nos leucócitos, células endoteliais ou células parenquimatosas. Os mecanismos de defesa antioxidante celulares podem ser comprometidos pela isquemia, favorecendo o acúmulo de radicais livres. Outros mediadores da lesão celular, como o cálcio, podem também entrar nas células reperfundidas, lesando várias organelas, incluindo
as mitocôndrias, e aumentando a produção de radicais livres. A lesão isquêmica está associada com a inflamação resultante da produção de citocinas e aumento da expressão de moléculas de aderência por células parenquimatosas e endoteliais hipóxicas, que recrutam neutrófilos circulantes para o tecido reperfundido. A inflamação causa lesão adicional ao tecido. A importância do influxo de neutrófilos na lesão de reperfusão foi demonstrada experimentalmente, pela capacidade das intervenções antiinflamatórias, como o tratamento com anticorpos que bloqueiam citocinas ou moléculas de aderência, para reduzir a extensão da lesão. A ativação do sistema complemento pode contribuir para a lesão de isquemia-reperfusão. O sistema complemento está envolvido na defesa do hospedeiro e é um importante mecanismo de lesão imune. Por razões desconhecidas, alguns anticorpos IgM possuem uma tendência de se depositarem em tecidos isquêmicos, e quando o fluxo sanguíneo é reiniciado, as proteínas do complemento ligam-se aos anticorpos depositados, são ativadas e acentuam a inflamação e a lesão celular.
Explique como o Acetaminofeno (Tylenol) pode gerar necrose das células hepáticas?
R= Com doses terapêuticas, cerca de 95% da acetaminofeno sofre destoxificação no fígado através das enzimas de fase II e é excretado pela urina como conjugados de glicuronato e sulfato. Cerca de 5% ou menos são metabolizados através das atividades dos CYP (principalmente CYP2E) em NAPQI (N-acetil-p-benzoquinoneimina), um metabólito altamente reativo. NAPQI normalmente é conjugado com a glutationa (GSH), mas, quando ingerido em grandes quantidades, o NAPQI não conjugado se acumula e causa lesão hepatocelular, levando a necrose centrolobular e insuficiência hepática. A lesão produzida pelo NAPQI envolve dois mecanismos: (1) ligação covalente a proteínas hepáticas, que causam dano às membranas celulares e disfunção mitocondrial, e (2) depleção de GSH, tornando os hepatócitos mais suscetíveis à lesão induzida por espécies reativas de oxigênio. Deve-se observar que em função de o álcool induzir CYP2E no fígado, a toxicidade pode ocorrer em menores doses em alcoólatras crônicos.
Diferencie lesão celular irreversível e morte celular de necrose. Conceitue.
R= A lesão celular é irreversível quando a célula torna-se incapaz de recuperar-se depois de cessada a agressão, cminhando para a morte celular. As lesões celulares irreversíveis levam a morte da célula por um de dois possíveis mecanismos: necrose ou apoptose. Quando o dano às membranas é acentuado, as enzimas lisossômicas extravasam para o citoplasma e digerem a célula, e o conteúdo celular escapa, resultando em necrose. A necrose é sempre um processo patológico.
 Descreva as principais alterações morfológicas que caracterizam a necrose (núcleo, citoplasma, organelas, membrana plasmática...)
R= Tamanho celular: aumentado (tumefação)
 Núcleo: Picnose -> cariorrexe -> cariólise
 Membrana Plasmática: rompida
 Conteúdo celular: digestão enzimática; podem extravasar da célula
 Inflamação adjacente: frequente
 Papel fisiológico ou patológico: invariavelmente patológico (finalização da lesão celular irreversível).
 Quais os padrões morfológicos da necrose?
R= - Necrose de coagulação, - Necrose liquefativa, - Necrose gangrenosa, - Necrose caseosa, - Necrose gordurosa, - Necrose fibrinoide.
 Descreva as principais características de cada um deles e exemplifique os locais de acometimento de cada padrão.
R= A necrose de coagulação é a forma de necrose tecidual na qual a arquitetura básica dos tecidos mortos é preservada, por pelo menos alguns dias. Os tecidos afetados exibem uma textura firme. Supostamente, a lesão desnatura não apenas as proteínas estruturais, mas também as enzimas, bloqueando assim a proteólise das células mortas; como resultado, células anucleadas e eosinofílicas persistem por dias ou semanas. Finalmente, as células necróticas são removidas por fagocitose dos restos celulares, através da infiltração de leucócitos e pela digestão das células mortas através da ação das enzimas lisossômicas dos leucócitos. A isquemia causada por obstrução em um vaso que supre um tecido pode levar à necrose de coagulação, exceto no cérebro. Uma área localizada de necrose de coagulação é chamada de infarto.
A necrose liquefativa, ao contrário da necrose de coagulação, é caracterizada pela digestão das células mortas, resultando na transformação do tecido em uma massa viscosa líquida. É observada em infecções bacterianas focais ou, ocasionalmente, nas infecções fúngicas, porque os micróbios estimulam o acúmulo de leucócitos e a liberação de enzimas dessas células. O material necrótico é frequentemente amarelo cremoso devido à presença de leucócitos mortos e é chamado de pus. Por razões desconhecidas, a morte por hipoxia de células dentro do sistema nervoso central com frequência se manifesta como necrose liquefativa.
A necrose gangrenosa não é um padrão específico de morte celular, mas o termo é usado comumente na prática clínica. Em geral é aplicado a um membro, comumente a perna, que tenha perdido seu suprimento sanguíneo e que sofreu necrose (tipicamente necrose de coagulação), envolvendo várias camadas de tecido. Quando uma infecção bacteriana se superpõe, ocorre mais necrose liquefativa por causa da ação das enzimas degradativas nas bactérias e nos leucócitos atraídos (originando a chamada gangrena úmida).
A necrose caseosa é encontrada mais frequentemente em focos de infecção tuberculosa. O termo “caseoso” (semelhante a queijo) é derivado da aparência friável esbranquiçada, da área de necrose. Ao exame microscópico, a área necrótica exibe uma coleção de células rompidas ou fragmentadas e restos granulares amorfos encerrados dentro de uma borda inflamatória nítida; essa aparência é característica de um foco de inflamação conhecido como granuloma.
A necrose gordurosa é um termo bem estabelecido no vocabulário médico mas que na verdade não denota um padrão específico de necrose. Particularmente, ela se a refere áreasfocais de destruição gordurosa, tipicamente resultantes da liberação de lipases pancreáticas ativadas na substância do pâncreas e na cavidade peritoneal. Isto ocorre na emergência abdominal calamitosa, conhecida como pancreatite aguda. Nesse distúrbio, as enzimas pancreáticas escapam das células acinares e liquefazem as membranas dos adipócitos do peritônio. As enzimas liberadas dividem os ésteres de triglicerídeos contidos dentro dessas células. Os ácidos graxos liberados combinam-se com o cálcio, produzindo áreas brancas gredosas macroscopicamente visíveis (saponificação da gordura), que permitem ao cirurgião e ao patologista identificarem as lesões. Ao exame histológico, os focos de necrose exibem contornos sombreados de adipócitos necróticos, com depósitos de cálcio basofílicos, circundados por uma reação inflamatória.
A necrose fibrinoide é uma forma especial de necrose geralmente observada nas reações imunes que envolvem os vasos sanguíneos. Esse padrão de necrose ocorre tipicamente quando complexos de antígenos e anticorpos são depositados nas paredes das artérias. Os depósitos desses “imunocomplexos”, em combinação com a fibrina que tenha extravasado dos vasos, resulta em uma aparência amorfa e róseo-brilhante, pela coloração de H&E, conhecida pelos patologistas como “fibrinoide” (semelhante à fibrina). Esse tipo de necrose é observado em vasculites imunologicamente mediadas.
O que é apoptose? Cite exemplos de apoptose fisiológica e patológica.
R= A apoptose é uma via de morte celular induzida por um programa de suicídio estritamente
regulado no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas que degradam seu próprio DNA e as proteínas nucleares e citoplasmáticas.
Situações fisiológicas: Destruição programada de células durante a embriogênese; involução de tecidos hormônios-dependentes sob privação de hormônio; perda celular em populações celulares proliferativas; eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos; morte de células que já tenham cumprido seu papel.
Situações patológicas: Lesão de DNA; acúmulo de proteínas anormalmente dobradas; morte celular em certas infecções; atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto.
Quais as características morfológicas (histológicas) da apoptose?
R= Retração celular. A célula é menor em tamanho; o citoplasma é denso, e as organelas, embora relativamente normais, estão mais compactadas. (Lembre-se de que em outras formas de lesão celular, uma característica inicial é a tumefação celular e não a retração.)
Condensação da cromatina. Esta é a característica mais marcante da apoptose. A
cromatina se agrega perifericamente, sob a membrana nuclear, em massas densas de várias formas e tamanhos. O núcleo pode romper-se, produzindo dois ou mais fragmentos.
Formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos. A célula apoptótica
primeiramente mostra bolhas superficiais extensas, sofrendo então fragmentação em corpos
apoptóticos envoltos por membrana compostos de citoplasma e organelas estreitamente
acondicionadas, com ou sem fragmentos nucleares.
Fagocitose das células apoptóticas ou corpos apoptóticos, geralmente pelos macrófagos. Os corpos apoptóticos são rapidamente ingeridos pelos fagócitos e degradados pelas enzimas lisossômicas dos fagócitos.
Quais as características bioquímicas da apoptose?
R= Ativação das Caspases. Uma característica específica da apoptose é a ativação de vários membros de uma família de cisteína proteases denominados caspases. A presença de caspases ativas, clivadas, constitui um marcador para células que estão sofrendo apoptose.
Quebra do DNA e Proteína. As células apoptóticas exibem quebras típicas do DNA em grandes fragmentos de 50 a 300 quilobases. Subsequentemente, há clivagem do DNA por endonucleases dependentes de Ca2+ e Mg2+ em fragmentos que são múltiplos de 180 a 200 pares de bases, refletindo clivagem entre subunidades nucleossômicas.
Alterações da Membrana e Reconhecimento pelos Fagócitos. A membrana plasmática das células apoptóticas se altera em vias que promovem o reconhecimento de células mortas pelos fagócitos. Uma dessas alterações é o movimento de alguns fosfolipídios (notavelmente a fosfatidilserina) do folheto interno para o folheto externo da membrana, onde são reconhecidos
por um número de receptores nos fagócitos. Esses lipídios são também detectáveis pela ligação
de uma proteína chamada anexina V; desse modo, a coloração para anexina V é usada comumente para identificar células apoptóticas.
Sabendo que o processo de apoptose pode ser dividido em uma fase de ativação que converge para ativação das caspases, explique como ocorre:
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Via extrínseca
Via intrínseca
Fase efetora
Remoção de células mortas 
�
Esta via é iniciada pelo envolvimento dos receptores de morte da membrana plasmática em uma variedade de células. Os receptores de morte são membros da família do receptor TNF que contêm um domínio citoplasmático envolvido nas interações proteína-proteína, chamado de domínio de morte porque ele é essencial para a entrega de sinais apoptóticos. Os receptores de morte mais bem conhecidos são o receptor TNF tipo 1 (TNFR1) e uma proteína relacionada denominada Fas (CD95), mas muitos outros foram descritos. O mecanismo de apoptose induzido por esses receptores de morte é bem ilustrado pelo Fas, um receptor de morte expresso em muitos tipos celulares. O ligante para Fas é chamado de Fas ligante (FasL). O FasL é expressado nas células T que reconhecem antígenos próprios (e agem eliminando os linfócitos autorreativos) e alguns linfócitos T citotóxicos (que eliminam células tumorais e infectadas por vírus). Quando o FasL se liga ao Fas, três ou mais moléculas de Fas se reúnem e seus domínios de morte citoplasmáticos formam um sítio de ligação para uma proteína adaptadora que também contém um domínio de morte e é denominada FADD (do inglês, Fas-associated de a th domain). A FADD, que é aderida aos receptores de morte, por sua vez, liga-se a uma forma inativa da caspase-8 (e em humanos, caspase-10) novamente através de um domínio de morte. Múltiplas moléculas de pró-caspase-8 são então trazidas para a proximidade e se clivam entre si para gerar caspase-8 ativa. A enzima então inicia a cascata de ativação de caspases através de clivagem, ativando, desse modo, outras pró-caspases; as enzimas ativas medeiam a fase de execução da apoptose. Essa via de apoptose pode ser iniciada por uma proteína chamada FLIP, que se liga à prócaspase 8, mas que não pode clivar e ativar a caspase porque é desprovida de domínio protease. Alguns vírus e células normais produzem FLIP e usam este inibidor para se protegerem da apoptose mediada por Fas.
A via intrínseca é o principal mecanismo da apoptose em todas as células mamíferas e seu papel em uma variedade de processos fisiológicos e patológicos está bem estabelecido. Essa via de apoptose é o resultado do aumento de permeabilidade mitocondrial e liberação de moléculas pró-apoptóticas (indutoras de morte) dentro do citoplasma. As mitocôndrias são organelas notáveis por conterem proteínas como o citocromo c, essenciais para a vida, mas algumas dessas proteínas, quando liberadas dentro do citoplasma (uma indicação de que a célula não está saudável), iniciam o programa de suicídio da apoptose. A liberação dessas proteínas mitocondriais é controlada por equilíbrio finamente orquestrado entre membros pró e antiapoptóticos da família Bcl de proteínas. Essas proteínas residem normalmente no citoplasma e nas membranas mitocondriais, onde controlam a permeabilidade mitocondrial e impedem o extravasamento de proteínas mitocondriais que possuam capacidade de disparar a morte celular. Quando as células são privadas de sinais de sobrevivência ou seu DNA é lesado, ou proteínas anormalmente dobradas induzem ao estresse do retículo endoplasmático, os sensores de lesão ou estresse são ativados. Esses sensores também são membros da família Bcl e incluem as proteínas denominadas Bim, Bid e Bad, que contêm umúnico “domínio de homologia Bcl-2” (o terceiro dos quatro domínios presentes em Bcl-2) e são chamadas de “proteínas apenas BH3”. Os sensores, por sua vez, ativam dois efetores críticos (pró-apoptóticos), Bax e Bak, que formam oligômeros que se inserem na membrana mitocondrial e criam canais permitindo que as proteínas da membrana mitocondrial interna extravasem para o citoplasma. As proteínas apenas BH3 podem também se ligar a Bcl-2 e Bcl-x e bloquear suas funções, declinando, ao mesmo tempo, a síntese de ambas. O resultado final da ativação Bax-Bak, em conjunto com a perda das funções protetoras dos membros antiapoptóticos da família Bcl, é a liberação para o citoplasma de várias proteínas mitocondriais que podem ativar a cascata de caspases. Uma dessas proteínas é o citocromo c, bem conhecido pelo seu papel na respiração mitocondrial. Uma vez liberado no citosol, o citocromo c liga-se a uma proteína chamada Apaf-1 (fator-1 de ativação de apoptose, homólogo ao Ced-4 do C. elegans), que forma um hexâmero semelhante a uma roda e que tem sido chamado de apoptossoma. Esse complexo é capaz de se ligar à caspase-9, a caspase desencadeante crítica da via mitocondrial, e a enzima cliva moléculas adjacentes de caspase-9, iniciando, assim, um processo de autoamplificação. Outras proteínas mitocondriais, com nomes misteriosos como Smac/DIABLO, entram no citoplasma, onde se ligam e neutralizam as proteínas citoplasmáticas que funcionam como inibidores fisiológicos da apoptose (denominadas IAPs). A função normal das IAPs é bloquear a ativação das caspases, incluindo executoras como a caspase-3, e manter as células vivas. Portanto, a neutralização dessas IAPs permite o início da cascata de caspases.
A via mitocondrial leva à ativação de caspase-9 desencadeante e a via de receptor de morte, às caspases 8 e 10 desencadeantes. Depois que uma caspase desencadeante é clivada para gerar sua forma ativa, o programa enzimático de morte é posto em movimento por ativação rápida e sequencial das caspases executoras. As caspases executoras, como as caspases-3 e -6, atuam em muitos componentes celulares. Por exemplo, uma vez ativadas, essas caspases clivam um inibidor de uma DNase citoplasmática, tornando-a enzimaticamente ativa; esta enzima induz a clivagem típica do DNA em fragmentos do tamanho de nucleossomas. As caspases também degradam os componentes estruturais da matriz nuclear, promovendo, assim, a fragmentação do núcleo. Algumas das etapas da apoptose não estão bem definidas. Por exemplo, não sabemos como a estrutura da membrana plasmática é alterada nas células apoptóticas ou como as bolhas de membrana e corpos apoptóticos são formados.
A formação de corpos apoptóticos quebra as células em fragmentos “minúsculos” que são comestíveis para os fagócitos. As células apoptóticas e seus fragmentos sofrem também várias alterações em suas membranas que promovem ativamente sua fagocitose de tal modo que são removidos antes de sofrer necrose e liberar seus conteúdos (o que resultaria em inflamação lesiva). Em células saudáveis, a fosfatidilserina está presente no folheto interno da membrana plasmática, mas nas células apoptóticas este fosfolipídio move-se para fora e é expresso na camada externa da membrana, onde é reconhecido por vários receptores dos macrófagos. As células que estão morrendo por apoptose secretam fatores solúveis que recrutam os fagócitos. Alguns corpos apoptóticos expressam trombospondina, uma glicoproteína adesiva que é reconhecida pelos fagócitos, e os próprios macrófagos podem produzir proteínas que se ligam às células apoptóticas (mas não às células vivas) e direcionam, assim, as células mortas para o engolfamento. Os corpos apoptóticos podem também ser revestidos por anticorpos naturais e proteínas do sistema complemento, notavelmente C1q, os quais são reconhecidos pelos fagócitos. Portanto, numerosos receptores nos fagócitos e ligantes induzidos nas células apoptóticas estão envolvidos na ligação e engolfamento dessas células. Esse processo de fagocitose das células apoptóticas é tão eficiente que as células mortas desaparecem, dentro de minutos, sem deixar traços, e a inflamação é ausente mesmo em face da extensa apoptose.
Explique o exemplo da apoptose relacionado à privação de fator de crescimento, TNF, ligante Fas e por dano ao DNA.
R= Privação de Fator de Crescimento. As células sensíveis a hormônios privadas de um hormônio relevante, os linfócitos que não são estimulados por antígenos e citocinas e os neurônios privados de fator de crescimento nervoso, morrem por apoptose. Em todas essas situações, a apoptose é iniciada pela via intrínseca (mitocondrial) e é atribuível à diminuição de síntese de Bcl-2 e Bcl-x, ativação de Bim e outros membros pró-apoptóticos da família Bcl.
Apoptose Induzida pela Família de Receptores TNF. O FasL nas células T se liga ao Fas dos
mesmos linfócitos ou linfócitos vizinhos. Essa interação atua na eliminação de linfócitos que reconhecem antígenos próprios, e mutações que afetam o Fas ou FasL resultam em doenças autoimunes em humanos e camundongos. A citocina TNF é um importante mediador da reação inflamatória, mas ela é capaz, também, de induzir apoptose. (O nome “fator de necrose tumoral” surgiu não porque a citocina elimina as células tumorais diretamente, mas porque ela induz a trombose dos vasos sanguíneos do tumor, o que resulta em morte do tumor por isquemia.) A morte mediada pelo TNF é facilmente demonstrada em culturas de células, mas in vivo seu significado fisiológico ou patológico não é conhecido. De fato, as principais funções fisiológicas do TNF são mediadas não por induzir apoptose, mas por ativar o importante fator de transcrição NF-κB (fator nuclear-κB), que promove a sobrevida celular estimulando a síntese de membros antiapoptóticos da família Bcl-2 e, ativa uma série de respostas inflamatórias. Já que o TNF pode induzir a morte e promover a sobrevida celular, o que determina o yin e o yang de sua ação? A resposta é incerta, mas depende, provavelmente, de quais proteínas sinalizadoras aderem ao receptor TNF após ligação da citocina.
Lesão de DNA. A exposição das células à radiação ou a agentes quimioterápicos induz apoptose por um mecanismo que é iniciado por lesão de DNA (estresse genotóxico) e que envolve o gene supressor tumoral p53. A proteína p53 acumula-se quando o DNA é lesado e interrompe o ciclo celular (na fase G1) para conceder tempo para o reparo. Contudo, se a lesão for muito intensa para ser reparada com sucesso, o p53 desencadeia a apoptose. Quando o p53 está mutado ou ausente (como em certos cânceres), ele é incapaz de induzir apoptose, favorecendo a sobrevivência das células com o DNA lesado. Em tais células, a lesão de DNA pode resultar em mutações ou translocações que levam à transformação neoplásica. Portanto, o p53 atua como chave fundamental da “vida ou morte” no caso do estresse genotóxico. O mecanismo pelo qual o p53 desencadeia a maquinaria efetora da morte distal – as caspases – é complexo, mas parece envolver sua função na ativação da transcrição. Dentre as proteínas cuja produção é estimulada pelo p53 estão vários membros da família.
O que significa apoptose desregulada e quais as possíveis desordens geradas a partir deste distúrbio?
R= Apoptose desregulada (“muito pouca ou demasiada”)
Distúrbios associados com apoptose defeituosa e aumento da sobrevida celular. Uma taxa impropriamente baixa de apoptose permite a sobrevida de células anormais, com uma série de consequências. Por exemplo, se células que exibem mutações em p53 forem submetidas à lesão de DNA, elas, além de não morrerem, ficarão susceptíveis ao acúmulo de mutações devido ao DNA defeituoso, e essas anormalidades darão origem ao câncer. A importância da apoptose na prevenção do desenvolvimento do câncer é enfatizada pelo fato de que a mutação do p53 é a anomalia genética mais comum encontrada em cânceres humanos. Em outras situações, a apoptose defeituosa resulta em falha para eliminar células potencialmente danosas, como os linfócitos quepodem reagir contra os próprios antígenos e falha em eliminar células mortas, uma fonte potencial de antígenos próprios. Portanto, a apoptose defeituosa pode ser a base dos distúrbios autoimunes.
Distúrbios associados com o aumento da apoptose e morte celular excessiva. Essas doenças caracterizam-se por uma perda de células e incluem (1) doenças neurodegenerativas, manifestadas por perda de grupos específicos de neurônios, nos quais a apoptose é causada por mutações e proteínas anormalmente dobradas; (2) lesão isquêmica, como no infarto miocárdico e acidente vascular cerebral; e (3) morte de células infectadas por vírus, em muitas infecções virais.
Diferencie necrose de apoptose, descrevendo as principais características entre essas duas formas de resposta celular (tamanho celular, núcleo, membrana plasmática e outros.)
R= Tamanho celular: Necrose: Aumentado (tumefação) – Apoptose: Reduzido (retração)
Núcleo: Necrose: Picnose → cariorrexe → cariólise – Apoptose: Fragmentação em fragmentos do tamanho de nucleossomas
Membrana plasmática: Necrose: Rompida – Apoptose: Intacta; estrutura alterada, especialmente a orientação dos lipídios
Conteúdos Celulares: Necrose: Digestão enzimática; podem extravasar da
Célula – Apoptose: Intactos; podem ser liberados em corpos apoptóticos
Inflamação Adjacente: Necrose: Frequente – Apoptose: Nenhuma
Papel fisiológico ou patológico: Necrose: Invariavelmente patológico (finalização da lesão celular irreversível) – Apoptose: Frequentemente fisiológico, significa a eliminação de
células indesejadas; pode ser patológica após algumas formas de lesão celular, especialmente lesão de DNA