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Regeneração Celular e Cicatrização Profa. Dra. Natássia Ribeiro Fatores de Crescimento A maioria dos fatores de crescimento são proteínas que estimulam a sobrevivência e a proliferação de várias células e podem promover migração, diferenciação e outras respostas celulares. Existe uma vasta (e sempre crescente) lista de fatores de crescimento conhecidos. Muitos dos fatores de crescimento envolvidos no reparo são produzidos por macrófagos e linfócitos que são recrutados no local da lesão ou são ativados no local como parte do processo inflamatório. Outros fatores são produzidos por células do parênquima ou por células do estroma (tecido conjuntivo) em resposta a lesão. Fatores de Crescimento A maioria dos fatores de crescimento tem como função a ligação a receptores específicos de superfície celular e o desencadeamento de sinais bioquímicos nas células. A sinalização pode ocorrer: • diretamente na mesma célula que produz o fator (sinalização autócrina) • entre células adjacentes (sinalização parácrina) • ou a grandes distâncias (sinalização endócrina) As principais vias de sinalização intracelular, induzidas pelos receptores de fatores de crescimento, são semelhantes àquelas de muitos outros receptores celulares que reconhecem os ligantes extracelulares. Existem três componentes básicos da MEC: (1)as proteínas fibrosas estruturais, como os colágenos e as elastinas, que conferem resistência à tensão e flexibilidade; (2) géis hidratados, como os proteoglicanos e o hialuronanas, que permitem elasticidade e lubrificação; e (3) glicoproteínas de adesão, que conectam os elementos da matriz uns aos outros e às células Papel da Matriz Extracelular no Reparo Tecidual A MEC sequestra água, proporcionando turgor aos tecidos moles e minerais que dão rigidez ao osso. Ela regula também a proliferação, o movimento e a diferenciação das células que vivem no seu interior, fornecendo um substrato para a adesão e a migração celulares, e funcionando como reservatório para os fatores de crescimento. A MEC está em constante remodelamento; sua síntese e degradação acompanham a morfogênese, a cura de feridas, a fibrose crônica, a invasão e a metástase de tumores. A MEC ocorre em duas formas básicas: Matriz intersticial: Essa forma de MEC está presente nos espaços entre as células do tecido conjuntivo e entre as estruturas de suporte vasculares e músculo liso. Essa matriz é sintetizada por células mesenquimais (p. ex., fibroblastos) e tende a formar um gel amorfo tridimensional. Seus principais constituintes são os colágenos fibrilares e não fibrilares, bem como fibronectina, elastina, proteoglicanos, hialuronatos e outros elementos. Membrana basal: A membrana basal situa-se abaixo dos epitélios e é sintetizada pelo epitélio e as células mesenquimais subjacentes; ela tende a formar uma rede semelhante a uma tela de arame. Seus principais constituintes são o colágeno não fibrilar tipo IV e a laminina. Funções da Matriz Extracelular • Suporte mecânico. • Controle da proliferação celular . • Arcabouço para renovação tecidual. • Estabelecimento de microambientes teciduais. Papel da Regeneração no Reparo Tecidual A importância da regeneração na substituição de tecidos lesados varia nos diferentes tipos de tecidos e com a gravidade da lesão. Em tecidos lábeis, como o epitélio do trato gastrointestinal e da pele, as células lesadas são rapidamente substituídas por proliferação das células residuais e diferenciação das células- tronco do tecido fornecida pela membrana basal intacta. A regeneração tecidual pode ocorrer em órgãos com populações celulares estáveis, mas, com exceção do fígado, normalmente é um processo limitado. O pâncreas, a adrenal, a tireoide e os pulmões possuem alguma capacidade regenerativa. A remoção cirúrgica de um rim induz uma resposta compensatória do rim contralateral que consiste em hipertrofia e hiperplasia das células dos ductos proximais. A resposta regenerativa do fígado que ocorre após remoção cirúrgica de tecido hepático é única e notável entre todos os órgãos. Cerca de 40-60% do fígado pode ser removido em um procedimento chamado transplante de doador vivo, no qual uma porção do fígado é retirada de uma pessoa saudável e transplantada para um paciente receptor com doença hepática em fase terminal ou após hepatectomia parcial realizada para remoção de tumor. Em ambas as situações, a remoção do tecido desencadeia uma resposta proliferativa dos hepatócitos restantes (normalmente quiescentes) e uma subsequente replicação de células hepáticas não parenquimatosas Regeneração hepática após hepatectomia parcial Se a lesão do tecido é grave ou crônica e resulta em dano às células do parênquima e do tecido conjuntivo ou se células que não se dividem forem lesadas, o reparo não pode ser feito apenas por regeneração. Nessas condições, ocorre o reparo por substituição das células não regeneradas por tecido conjuntivo, levando à formação de uma cicatriz ou por combinação de regeneração de algumas células e formação de cicatriz. Feridas profundas Feridas cavitárias Feridas cavitárias Fundamentação Teórica Cicatrização 28 Fundamentação Teórica Fase de Coagulação Cliva Converte Citocinas e fatores de crescimento (TGF, FGF e VEGF) 29 Fase Inflamatória Inicia-se imediatamente após a lesão tecidual; dura até aprox. o 3º dia. Promove hemostasia (formação do coágulo protetor). Remove tecido desvitalizado; ocorre vasodilatação e edema tecidual. Previne a infecção e invasão da lesão por microorganismos patogênicos. Quimiotaxia (princ. neutrófilos). Fase Inflamatória A inflamação protege a ferida contra organismos invasores patogênicos e limpa (fagocitose) as células danificadas após a lesão para evitar mais danos ao tecido (WAGENER et al., 2013) Fatores mitogênicos e citocinas (PDGF, FGF, VEGF, TGF-α e β, etc...) Neutrófilos e macrófagos 31 Período no qual ocorre principalmente o balanço entre formação da cicatriz e a regeneração tecidual. Fase Proliferativa Inicia-se 3 a 5 dias após o ferimento e dura até o 21º dia, aprox.. Preenchimento da ferida por tecido de granulação (angiogênese + fibroplasia). Migração de queratinócitos para restaurar a continuidade epitelial. Proliferação Epitelização • Estímulos – Ausência de células jovens na margem da ferida – Produção local de fatores de crescimento Células da borda Da ferida Células migratórias ativas Fase de Proliferação 34 Fase de Proliferação 35 Proliferação Síntese da matriz – Matriz extracelular (substância fundamental) • Fibrina • Colágeno • Ácido hialurônico • Condroitina • Glicoproteínas • Água • Eletrólitos – Fibroblastos – síntese, deposição e remodelamento da matriz – Restauração da continuidade do tecido lesado Angiogênese Objetiva maximizar a força e a integridade estrutural da ferida. Fase de Maturação - REMODELAMENTO Inicia-se do 21º dia e dura por mais ou menos 1 ano. Redução do número de fibroblastos (e produção de colágeno). O excesso de capilares é obliterado e absorvido. Contração da ferida e remodelação do colágeno (alinhamento). Fase de Remodelamento O remodelamento envolve etapas sucessivas de produção, digestão e orientação das fibrilas de colágeno. Com a evolução do processo, acentua-sea deposição de colágeno e a maioria das células desaparecem. 40 As metaloproteínases - MMPs são produzidas por vários tipos celulares (fibroblastos, macrófagos, neutrófilos, células sinoviais e algumas células epiteliais), e sua síntese e secreção são reguladas por fatores de crescimento, citocinas e outros agentes. A atividade das MMPs é estreitamente controlada. Elas são produzidas como precursores inativos (zimogênios) que precisam ser ativados, e essa ativação é realizada por proteases (p. ex., plasmina) presentes apenas no local de lesão. Além disso, as MMPs ativadas podem ser rapidamente inibidas pelos inibidores de metaloproteinases (TIMPs), produzidos pela maioria das células mesenquimais. Assim, durante a cicatrização, as MMPs são ativadas para remodelar a MEC depositada e sua atividade é inibida pelos TIMPs. O reparo tecidual pode ser alterado por uma série de influências que frequentemente reduzem a qualidade ou a adequação do processo reparador. Os fatores que modificam a cura podem ser: extrínsecos (p. ex., infecção) intrínsecos ao tecido lesado. Particularmente importantes são as infecções e o diabetes. Infecção Clinicamente a causa mais importante do retardo da cura; ela prolonga a inflamação e aumenta a lesão local. Nutrição Exerce profundos efeitos no reparo; por exemplo, a deficiência de proteína, e especialmente a deficiência de vitamina C, inibe a síntese de colágeno e retarda a cicatrização. Glicocorticoides (esteroides) Possuem efeitos anti-inflamatórios bem documentados; sua administração pode resultar em cicatrização deficiente porque inibem a produção de TGF-b e diminuem a fibrose. Fatores mecânicos Corpos estranhos Como fragmentos de aço, vidro ou mesmo osso, impedem a cura. Como aumento da pressão ou torção local, podem causar separação ou deiscência da ferida. Fatores deletérios • Idade avançada – Redução do turnover das células epidérmicas – Aumento da fragilidade capilar e redução da vascularização – Redução do fluxo de oxigênio para a área lesada – Alteração do estado nutricional e grau de hidratação – Redução da resposta imune – Redução da massa da derme e subcutâneo Contraturas (ENOCH e LEAPER., 2007) A desregulação em certos estágios da cicatrização pode resultar em deposição excessiva de colágeno e formação de cicatriz anormal, como visto em cicatrizes hipertróficas e quelóides. Cirrose hepática A cirrose é o resultado de um processo crônico de destruição e regeneração com formação de fibrose. Nessa fase da hepatopatia, a capacidade regenerativa do fígado é mínima. Outros exemplos: inadequada regeneração em lesões ósseas e úlcéras córneas. Regeneração Inadequada Exemplo clássico: lesão do sistema nervoso central. A resposta ao dano caracteriza-se por: • Deficiência no restabelecimento de tecido funcional • A ausência de regeneração é compensada por um fisiológico processo de cicatrização, que, na maioria das vezes, não se apresenta excessivo. Estratégias para aumentar a regeneração do Sistema Nervoso Central tem sido desenvolvidas, já que a redução na formação de cicatriz, por si só, é ineficaz. Alternativa: uso de células-tronco. Uso de células-tronco em Cirurgia Plástica. Desta forma, a formação de cicatriz é preferível que a regeneração. Excessiva regeneração Situação relativamente rara. Nesses casos, vias de regeneração tecidual levam à recriação do tecido ausente, mas existem problemas de reintegração do tecido no sistema fisiológico. Ocorre mais frequentemente em nervos periféricos, como na formação dos neuromas. Outros exemplos: hiperqueratose na pele acometida por psoríase, ou a formação de pólipos adenomatosos no cólon. Risco de transformação maligna. A terapêutica é direcionada para diminuir a proliferação celular e bloquear ou impedir mecanismos regenerativos aberrantes. Exemplo: injeção de álcool (irritante) num neuroma. Isso também ilustra a necessidade do cuidado e do controle estrito da tecnologia de regeneração tecidual usando células-tronco. Excessiva Cicatrização Situação comumente tratada por cirurgiões plásticos, quando afetam a pele. Entretanto, ocorrem em outros tecidos, como na fibrose pulmonar ou na cirrose hepática. Fenômeno que permanece pouco compreendido e para o qual existem poucas opções de tratamento eficaz. Exemplos clássicos da pele: cicatriz hipertrófica e quelóide. Cicatriz hipertrófica e quelóide Cicatriz imatura: vermelha, fracamente elevada e pode ser pruriginosa ou amolecida. Com o tempo, ela geralmente se torna madura. Cicatriz madura: é plana e, em geral, fracamente pálida, mas ocasionalmente mais escura que a pele ao redor. Cicatriz hipertrófica linear: vermelha, elevada e confinada às bordas originais da incisão. Ela geralmente ocorre semanas após cirurgia e pode continuar a crescer em tamanho após alguns meses. Frequentemente tornam-se menos elevadas com o tempo. Cicatriz hipertrófica não-linear (“widespread”): semelhante a uma cicatriz de queimadura, é vermelha, elevada e confinada às bordas originais da lesão. “Quelóide menor”: elevados e pruriginosos; ultrapassam os limites do traumatismo inicial. Podem se desenvolver até um ano após a lesão. Não regridem espontaneamente e, se excisados, geralmente recidivam. “Quelóide maior”: maiores que 5mm de diâmetro. Podem ser dolorosos, e frequentemente continuam a crescer ao longo dos anos. Cicatriz hipertrófica e quelóide Quelóides são menos comuns e têm predisposição familiar. Estima-se que acometam menos de 6% da população, principalmente negros e asiáticos. Mais comum nos jovens. Regiões muito propensas são: peitoral, deltóide, face, lóbulo de orelha. Correspondem essencialmente aos mesmos fenômenos, sem que haja diferenças laboratoriais entre eles, embora tenham comportamento clínico diferente. Histologicamente, os quelóides apresentam fibras largas e espessas de colágeno compostas por numerosas fibrilas intimamente emaranhadas. Os quelóides são menos propensos a produzir contraturas disfuncionais que as cicatrizes hipertróficas que, por sua vez, podem afetar todos os humanos. Patogênese: resultam do acúmulo excessivo de colágeno, em geral o tipo III (a forma encontrada em cicatrizes imaturas). Excisão cirúrgica Apenas cirurgia não é recomendada para quelóides devido à alta taxa de recidiva (50- 100%). Deve ser combinada com outras modalidade terapêuticas, como injeção de esteróides ou uso de gel de silicone. Para cicatrizes hipertróficas, apenas a excisão pode ser indicada se a cicatrização anormal foi devido à excessiva tensão ou complicações da ferida (infecção ou cicatrização lenta). Camada de Gel de Silicone Modalidade padrão no tratamento da cicatriz hipertrófica, especialmente nas lineares (agente de primeira linha). Eficácia comprovada pelos estudos, inclusive no tratamento de pequenos quelóides. Não doloroso, excelente opção para crianças. Terapia Compressiva Compressão é o tratamento de primeira linha em cicatrizes pós-queimaduras (cicatrizes hipertróficas não lineares). Para ser eficaz, a pressão deve ser mantida entre 24-30 mmHg por pelo menos 6 meses de duração. Quanto mais longo o tratamento, maior é a sua eficácia. Steri-Strips® Fitas adesivas de papel microporoso aplicadas em incisões recentes por várias semanas de pós-operatório são moderadamente úteis em prevenir cicatrização hipertrófica. Mecanismo de atuação: não está inteiramente esclarecido. Cura de Feridas Cutâneas Cura por Primeira Intenção Umdos exemplos mais simples de reparo de ferida é o reparo de uma incisão cirúrgica limpa não infectada, aproximada por suturas cirúrgicas. Esse tipo de cicatrização é denominado cura por união primária ou por primeira intenção. A incisão provoca apenas ruptura local da continuidade da membrana basal e morte de um número limitado de células epiteliais e células do tecido conjuntivo. Como resultado, a regeneração epitelial é o principal mecanismo do reparo. Cura por Segunda Intenção Quando a perda de células e de tecido é mais extensa, como nas grandes feridas, nos locais de formação de abscessos, nas ulcerações e na necrose isquêmica de órgãos (infarto), o processo de reparo torna-se mais complexo e envolve uma combinação de regeneração e cicatrização. Na cura por segunda intenção das feridas cutâneas, também conhecida como união secundária, a reação inflamatória é mais intensa, com formação de abundante tecido de granulação, acumulação de MEC e formação de uma grande cicatriz, seguida por contração da ferida mediada pela ação dos miofibroblastos.
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