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Respostas Celulares ao estresse e aos estímulos tóxicos: adaptação, lesão e morte Patologia geral: centrada nas reações das células e tecidos aos estímulos anormais e defeitos herdados, aos quais são as principais causas das doenças. Patologia sistêmica: examina as alterações em tecidos e órgãos especializados que são responsáveis por distúrbios que envolvem estes órgãos. Patogenia: refere-se à seqüência de eventos na resposta das células ou tecidos ao agente etiológico, desde o estímulo inicial è expressão final da doença. A célula normal apresenta uma faixa de variações muito estreita devido a seu metabolismo, diferenciação e especialização, por limitações de células vizinhas e disponibilidade de substratos. Ela mantém um estado de homeostasia. As adaptações são respostas reversíveis capazes de manter a estrutura e função, permitindo que a célula sobreviva. A resposta adaptativa pode consistir em uma hipertrofia celular (aumento no tamanho), uma hiperplasia (aumento no número de células), atrofia (diminuição do tamanho e atividade celular) ou metaplasia (mudança no fenótipo celular). Quando o estresse é eliminado, a célula pode voltar a seu estado normal. Se os limites das adaptações forem excedidos, ocorre uma seqüência de eventos, a lesão celular. Essa lesão é reversível até certo ponto, mas se o estímulo persistir, a célula sofre lesão irreversível e morte celular. A morte celular é um dos eventos mais cruciais na evolução da doença, é resultante de várias causas, como isquemia, infecção e toxinas. Mas também constitui um processo normal na embriogênese, no desenvolvimento de órgãos e manutenção da homeostasia. Existem duas vias de morte celular: a necrose e a apoptose. A privação de nutrientes induz a autofagia, que pode culminar em morte celular. As desordens metabólicas nas células e lesão crônica subletal podem estar associadas com acúmulos intracelulares de substâncias como lipídios, proteínas e carboidratos. O cálcio é depositado em locais de morte celular, resultando em calcificação patológica. Adaptações – alterações reversíveis Hipertrofia: aumento no tamanho das células que resulta em aumento no tamanho do órgão. A hipertrofia pode ser fisiológica ou patológica e é causada por aumento da demanda funcional ou por estimulação de hormônios e fatores de crescimento. O estímulo mais comum para a hipertrofia do músculo é o aumento da carga de trabalho. Músculos de fisiculturistas e músculo cardíaco hipertrofiado resultam do aumento da demanda. Crescimento do útero durante a gravidez resulta da indução por hormônio. Mecanismos de hipertrofia: hipertrofia é o resultado do aumento de produção das proteínas celulares. Questão 1 do blog – hipertrofia do coração. Hiperplasia: aumento do número de células em um órgão ou tecido, resultando em um aumento da massa de um órgão ou tecido. Ocorre se uma população celular é capaz de se dividir, aumentando o número de células, pode ser fisiológica ou patológica. Hiperplasia fisiológica: - hiperplasia hormonal: aumenta a capacidade funcional de um tecido quando necessário. Exemplo é a proliferação do epitélio glandular da mama feminina na puberdade e na gravidez. - hiperplasia compensatória: aumenta a massa de tecido após lesão ou ressecção parcial. Exemplo: fígado. Hiperplasia patológica: causada por excessos de hormônios ou fatores de crescimento atuando em células alvo. Exemplo: hiperplasia endometrial e hiperplasia protática benigna. A hiperplasia é diferente do câncer, porém a hiperplasia patológica é um solo fértil no qual a proliferação cancerosa pode surgir. Mecanismos de hiperplasia: é resultado da proliferação de células maduras induzida por fatores de crescimento e pelo surgimento elevado de novas células a partir de células-tronco teciduais. Atrofia: redução do tamanho de um órgão ou tecido que resulta da diminuição do tamanho e do número de células. Atrofia fisiológica: comum no desenvolvimento normal, estruturas embrionárias como notocorda sofrem atrofia fisiológica. Diminuição do útero após o parto. Atrofia patológica: depende da causa básica e pode ser local ou generalizada. Causas comuns de atrofia: redução da carga de trabalho, perda da inervação, diminuição do suprimento sanguíneo, nutrição inadequada, perda de estimulação endócrina e pressão. No início do processo atrófico, as células têm sua função diminuída, mas não estão mortas. Mecanismos da atrofia: resulta da diminuição da síntese proteica e do aumento da degradação de proteínas nas células. Em muitas situações, a atrofia é acompanhada pela autofagia, processo pelo qual a célula morre por estar privada de nutrientes e digerindo seus próprios componentes. Metaplasia: alteração reversível na qual um tipo celular diferenciado é substituído por outro tipo celular. Representa uma subtituição adaptativa de células sensíveis ao estresse por tipos capazes de suportar o ambiente hostil. Exemplo: metaplasia epitelial colunar para escamosa no trato respiratório em resposta à irritação crônica, uso de cigarros. As influências que predispõem à metaplasia, se persistirem, podem iniciar a tranformação maligna no epitélio metaplásico. Metaplasia do tipo escamoso para o colunar ocorre no esôfago de Barret. Metaplasia do tecido conjuntivo é a formação de cartilagem, osso ou tecido adiposo em tecidos que normalmente não contêm esses elementos. Exemplo: formação de osso no músculo – miosite ossificante. Mecanismos de metaplasia: resultado de uma reprogramação de células- tronco que sabidamente existem em tecidos normais ou de células mesenquimais indiferenciadas presentes no tecido conjuntivo. Lesão celular e morte celular A lesão celular pode progredir de um estágio reversível para morte celular. Lesão celular reversível: ocorre devido à redução da fosforilação oxidativa, depleção no armazenamento de ATP e tumefação celular. Morte celular: com persistência do dano, a célula pode não se recuperar e morre. Existem dois tipos de morte celular: necrose e apoptose. - necrose: o dano às membranas é acentuado, as enzimas lisossômicas extravasam para o citoplasma e digerem a célula, o conteúdo celular escapa. - apoptose: o DNA ou as proteínas celulares são lesados de modo irreparável e a célula se suicida. Ocorre dissolução nuclear, fragmentação da célula sem a perda da integridade da membrana e rápida remoção dos restos. Causas de lesão - privação de oxigênio: hipóxia é causada por redução do fluxo sanguíneo, oxigenação inadequada do sangue devido insuficiência cardiorrespiratória. As células podem se adaptar, sofrer lesão ou morrer. - agentes físicos: traumatismos mecânicos, estremos de temperatura, alterações de pressão, radiação e choque elétrico. - agentes químicos e drogas - agentes infecciosos - reações imunológicas: doenças autoimunes - defeitos genéticos - desequilíbrios nutricionais Alterações morfológicas na lesão A sequência de alterações morfológicas de lesão que progridem até morte celular: a lesão reversível é caracterizada por tumefação generalizada da célula e suas organelas, formação de bolhas na membrana plasmática, destacamento dos ribossomos do RE e aglomeração da cromatina nuclear. Ocorre decréscimo do ATP, perda da integridade da membrana, defeitos na síntese de proteínas, danos ao citoesqueleto e danos ao DNA. Lesão celular reversível: duas características: tumefação celular e de degeneração gordurosa. - tumefação celular: as células se tornem incapazes de manter a homeostasia iônica e líquida, falha a bomba de íons dependente de energia na membrana plasmática. - degeneração gordurosa: ocorre na lesão hipóxica e em lesões metabólica ou tóxica, surgem vacúolos lipídicos grandes no citoplasma. Necrose É a desnaturação de proteínas intracelulares e da digestão enzimática das células lesadas letalmente. Essas células necróticas são incapazes de manter a integridade da membrana e seus conteúdos sempre extravasam e iniciam a inflamação do tecido. Necrose de coagulação: a arquitetura básica dos tecidos mortos é preservada,por pelo menos alguns dias. Os tecidos apresentam textura firme. Conhecida como infarto. Necrose liquefativa: digestão das células mortas, resultando na transformação do tecido em uma massa viscosa líquida. Ocorre formação de pus. Necrose gangrenosa: aplicada a um membro que tenha perdido seu suprimento sanguíneo e que sofreu necrose. Necrose caseosa: encontrada em infecções tuberculosas, de aparência friável esbranquiçada, da área da necrose. Inflamação conhecida como granuloma. Necrose gordurosa: áreas focais de destruição de gordura decorrente de liberação de lipases pancreáticas ativadas na substância do pâncreas e na cavidade peritoneal. Necrose fibrinoide: observada nas reações imunes que envolvem os vasos sanguíneos. Complexos de antígenos e anticorpos são depositados nas paredes das artérias. Mecanismos de lesão celular: - depleção de ATP - danos mitocondriais - influxo de cálcio e perda da homeostasia de cálcio NECROSE - acúmulo de radicais livres derivados do oxigênio - defeitos na permeabilidade da membrana - danos ao DNA e às proteínas APOPTOSE Correlações clínico-patológicas: Lesão isquêmica e hipóxica Hipoxia é a redução do oxigênio disponível. Na isquemia, o suprimento de oxigênio e de nutrientes é diminuído como consequência de obstrução mecânica no sistema arterial ou por redução da drenagem venosa. A isquemia tende a causar lesão celular e tecidual mais rápida e intensa que a hipóxia na ausência de isquemia. Lesão de isquemia-reperfusão Quando o fluxo é restaurado para as células que estavam isquêmicas, mas não mortas, a lesão é exacerbada e prossegue em ritmo acelerado. Os tecidos reperfundidos continuam a perder células, além daquelas que foram lesadas irreversivelmente no fim da isquemia. Lesão química (tóxica) Ocorre principalmente no fígado, que é alvo frequente de toxicidade. 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. Elas se quebram em fragmentos, chamados corpos apoptóticos, que contêm porções de citoplasma e núcleo. As membranas plasmáticas das células apoptóticas e seus corpos apoptóticos permanecem intactos, mas sua estrutura é alterada e tornam- se alvos de fagócitos. Elas são rapidamente devoradas, antes que seus conteúdos extravasem. Causas da apoptose Ocorre normalmente durante o desenvolvimento e por toda a vida, é destinada a eliminar células envelhecidas ou perigosas e indesejáveis. É um evento patológico quando células doentes são lesadas de modo irreparável e são eliminadas. Situações fisiológicas: para eliminar as células que não são mais necessárias e para manter, nos tecidos, um número constante de várias populações celulares. - destruição programada de células durante embriogênese - involução de tecidos hormônios-dependentes sob privação de hormônio (célula endometrial se desprende durante ciclo menstrual) - perda celular em populações celulares proliferativas (linfócitos imaturos na medula óssea e no timo que não expressam os receptores antigênicos utilizáveis) - eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos (impedir reações autoimunes) - morte de células que já tenham cumprido seu papel (neutrófilos na resposta inflamatória aguda e linfócitos ao término da resposta imune) Situações patológicas: eliminar células que foram lesadas de modo irreparável, sem produzir reação ao hospedeiro, limitando lesão tecidual paralela. - lesão do DNA - acúmulo de proteínas anormalmente dobradas - morte celular em certas infecções - atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto Autofagia A célula digere seu próprio conteúdo. Mecanismo de sobreviência em período de privação de nutrientes e a célula sobrevive canibalizando a si mesma e reciclando os conteúdos digeridos. Formam-se vacúlos autofágicos que se fundem aos lisossomas gerando um autofagolisossoma. A autofagia é regulada por “genes autofágicos” em organismos unicelulares e células mamíferas. Acúmulos intracelulares As substâncias armazenadas enquadram-se em duas categorias: constituinte celular normal (água, lipídios, proteínas e carboidratos) e substância anormal (exógena – mineral ou agentes infecciosos – ou endógena – síntese ou metabolismo anormal). Elas podem se acumular de modo transitório ou permanente e podem ser inofensivas ou tóxicas. Podem se localizar no citoplasma ou no núcleo. A maioria dos acúmulos é atribuída a quatro tipos de anormalidades: - uma substância normal endógena é produzida em excesso e a taxa de metabolismo não é suficiente para removê-la. - uma substância endógena anormal (gene mutado) se acumula devido a defeitos no dobramento e transporte da proteína e uma inabilidade de degradar eficientemente uma proteína anormal. - uma substância endógena normal acumula-se devido a defeitos herdados em enzimas que são necessárias para o metabolismo de substâncias. - uma substância exógena anormal é depositada e se acumula porque a célula não possui maquinaria enzimática para degradar a substância e nem para transportá-la. Lipídios Esteatose (degeneração gordurosa): acúmulos de triglicerídeos dentro das células parenquimatosas. Frequentemente vista no fígado porque ele é o responsável pelo metabolismo lipídico, mas também ocorre no coração, rins e músculo. Causas de esteatose: toxinas, desnutrição proteica, diabetes melito, obesidade e anoxia. Em alguns países, as causas mais comuns são o abuso de álcool e doença hepática gordurosa não alcoolica, que está associada à obesidade e diabetes. O acúmulo de triglicerídeos dentro do fígado pode resultar de entrada excessiva ou de defeitos de metabolismo e exportação dos lipídios. Colesterol e ésteres de colesterol: - aterosclerose: acúmulo de colesterol dentro da luz vascular. Células exibem aparência espumosas e podem se romper, liberando lipídios no espaço extracelular. - xantomas: acúmulo intracelular de colesterol dentro dos macrófagos. Aglomerados de células espumosas são encontrados no tecido conjuntivo subepitelial da pele e tendões. - colesterolose: acúmulos focais de macrófagos cheio de colesterol na vesícula biliar. - doença de Niemann-Pick tipo C: depósito lisossômico é causado por mutações que afetam a enzima envolvida no transporte do colesterol. Proteínas Aparecem como gotículas eosinofílicas arredondadas, vacúolos ou agregados no citoplasma. - amiloidose: proteínas anormais se depositam nos espaços extracelulares. - gotículas citoplasmáticas: nos túbulos renais proximais, observadas em doenças renais com perda de proteína na urina. - transporte intracelular e secreção defeituosos de proteínas fundamentais - acúmulo de proteínas do citoesqueleto - agregação de proteínas anormais Degeração hialina Alteração dentro das células ou no espaço extracelular que dá uma cor rósea, vítrea e homogênea. Glicogênio Encontrados em pacientes com anormalidades no metabolismo da glicose. As massas de glicogênio aparecem como vacúolos claros dentro do citoplasma. O diabetes melito é o maior exemplo de distúrbio no metabolismo de glicose. Pigmentos Pigmentos exógenos: mais comum é o carbono. Quando inalado, é assimilado pelos macrófagos dentro dos alvéolos e transportado para os linfonodos. O acúmulo de carbono escurece os pulmões (antracose) e os linfonodos envolvidos. A tatuagem é outro exemplo, os pigmentos são fagocitados pelos macrófagos. Pigmentos endógenos: - lipofuccina: sinal de alarme de lesão por radicais livres e peroxidação lipídica. Ocorre em células que estão sofrendo alterações regressivas lentas e é proeminente no fígado e no coração de pacientes que estão envelhecendo ou com desnutrição grave . - melanina: pigmentação depositada na pele, tecido conjuntivo e cartilagens. - hemossiderina: forma de armazenamento de ferro. Quando há excesso local ou sistêmico de ferro, a ferritina forma grânulos de hemossiderina. Quando há sobrecarga sistêmica de ferro, chama-se hemossiderose. Causas de hemossiderose: absorção aumentada de ferro alimentar, anemias hemolíticas que liberam quantidades anormais de ferro dos eritrócitos, transfusões repetidas. Calcificação patológica É a deposição tecidual anormal de sais de cálcio, com quantidades menores de ferro. Megnésio e outro minerais. Calcificação distrófica O depósito ocorre localmente em tecidos que estão morrendo, ocorre a despeito dos níveis séricos normais de cálcio e na ausência de perturbações no metabolismo de cálcio. É encontrada em áreas de necrose, sejam estas do tipo coagulativa, caseosa ou liquefativa, e em focos de necrose enzimática da gordura. Quase sempre está presente nos ateromas de aterosclerose avançada. Desenvolve-se nas valvas cardíacas envelhecidas ou danificadas Patogenia: a via comum é a formação de mineral fosfato de cálcio cristalino na forma de uma apatita. Nas células, o cálcio está concentrado em vesículas ligadas à membrana por um processo que é iniciado pela lesão na membrana e possui várias etapas: o íon cálcio liga-se aos fosfolipídios presentes na membrana da vesícula, fosfatases associadas à membrana geram grupos de fosfato , que se ligam ao cálcio; o ciclo de ligação do cálcio e fosfato é repetido, elevando as concentrações locais e produzindo um depósito perto da membrana e ocorre uma alteração estrutural no arranjo dos grupos de cálcio e fosfato, gerando um microcristal que pode propagar-se e çevar a mais depósito de cálcio. Calcificação metatástica É o depósito de sais de cálcio em tecidos normais e quase sempre resulta de hipercalcemia secundária a algum distúrbio do metabolismo do cálcio. Pode ocorrer em tecidos normais sempre que há hipercalcemia. Há quatro causas principais para hipercalcemia: - aumento na secreção de paratormonio com subsequante reabsorção óssea; - destruição do tecido ósseo; - distúrbios relacionados à vitamina D; - insuficiência renal. Pode ocorrer amplamente no corpo, mas afeta principalmente tecidos intersticiais da mucosa gástrica, rins, pulmõs, artérias sistêmicas e veias pulmonares. Envelhecimento celular É o resultado do declínio progressivo da função e viabilidade celulares causado por anomalias genéticas e acúmulo de danos moleculares e celulares devido aos efeitos da exposição a influências exógenas. É um processo regulado que é influênciado por um número limitado de genes, e que anomalias são a base de síndromes que lembram o envelhecimento prematuro também em humanos. Alterações que contribuem para o envelhecimento: - diminuição da replicação celular: a maioria das células apresenta capacidade limitada de replicação. Após um número fixo de divisões, todas as células somáticas se tornam estagnadas em um estado terminal de não divisão, conhecido como senescência. - acúmulo de lesões genéticas e metabólicas: a duração da vida celular é determinada pelo equilíbrio entre lesão resultante de eventos metabólicos que ocorrem dentro da célula e as respostas moleculares neutralizantes que podem reparar a lesão. Um grupo de produtos tóxicos do metabolismo normal são as espécies reativas de oxigênio. Telômeros são sequências repetidas curtas de DNA presentes nas extremidades lineares dos cromossomos, importantes para garantir a replicação completa das extremidades cromossômicas e para proteger as pontas dos cromossomos de fusão e degradação. Quando as células somáticas se dividem, seus telômeros tornam-se mais curtos e elas saem do ciclo celular, resultando em inabilidade de gerar novas células para substituir as células lesadas. Então, o acúmulo de células senescentes e a depleção de células-tronco via senescência contribuem para o envelhecimento. As células germinativas e as células-tronco contêm a a telomerase ativa, mas somente as células germinativas possuem níveis suficientes da enzima para estabilizar o comprimento do telômero completamente. Nas células somáticas normais não há atividade da telomerase e os telômeros se encurtam progressivamente com as divisões celulares sucessivas, até que ocorra uma parada de crescimento ou senescência. A ativação da telomerase nas células cancerosas age contra o encurtamento do telômero que limita a capacidade proliferativa das células somáticas normais. Muitas respostas protetoras equilibram as lesões progressivas nas células e uma resposta importante é o reconhecimento e reparo do DNA lesado. A maioria das lesões de DNA são reparadas pro enzimas endógenas de reparo de DNA, porém algumas persistem e se acumulam à medida que a célula envelhece. Pacientes com síndrome de Werner exibem envelhecimento precoce e o produto do gene defeituoso é um DNA helicase, que causa rápido acúmulo de lesões cromossômicas que mimetizam a lesão que normalmente se acumula durante o envelhecimento celular. O equilíbrio entre a lesão metabólica cumulativa e a resposta à lesão determina a taxa na qual envelhecemos. O que indica que o envelhecimento pode ser retardado pelo decréscimo de acúmulo de lesões ou pelo aumento de respostas às lesões. A restrição calórica têm se mostrado com o modo mais efetivo de prolongar o tempo de vida. O efeito da restrição calórica na longevidade parece ser mediado por uma famílias de proteínas denominadas sirtuínas, que possuem uma atividade diacetilase de histona e acredita-se que promovam a expressão de vários genes cujos produtos aumentam a longevidade. Esses produtos incluem proteínas que aumentam a atividade metabólica, reduzem a apoptose, estimulam o dobramento de proteínas e inibem efeitos nocivos dos radicais livres de oxigênio. Reações Sistêmicas da Inflamação A inflamação, mesmo quando localizada, é associada a reações sistêmicas induzidas por citocinas que, em conjunto, são chamadas de resposta de fase aguda. Alterações clínicas e patológicas: a) febre; b) proteínas de fase aguda; c) leucocitose; d) outras manifestações; e) sepse. As inflamações podem ser locais, protetivas e patológicas sistêmicas. - TNF (fator de necrose tumoral), IL-1, IL-6 (interleucinas atuam no cérebro e no fígado). Inflamação: apesar de parecer uma reação nociva, trata-se de uma resposta protetora essencial à sobrevivência. Bastões: formas granulocíticas quase maduras. Entende-se que a medula óssea está fazendo um esforço de produzir células de defesa. A inflamalção é uma reação complexa a vários agentes nocivos. Consiste em respostas VASCULARES, MIGRAÇÃO E ATIVAÇÃO DE LEUCÓCITOS e REAÇÕES SISTÊMICAS. A principal característica dos processos inflamatórios é a reação dos vasos sanguíneos, que leva ao acúmulo de fluidos e leucócitos aos tecidos vascularizados. Ou seja, a reação inflamatória só apresenta suas características básicas por causa da reação dos vasos. Sinais da inflamação: CALOR, DOR, RUBOR, TUMOR E PERDA DE FUNÇÃO. Sinais de inflamação em fase aguda: ➔ 4 sinais cardeais ou locais (Celsus): – Calor: Perceptível nas superfícies corporais. Decorre da hiperemia e do aumento do metabolismo local. – Rubor: Hiperemia /Reflexo axônico/ vermelhidão – sangue correndo em maior quantidade e mais lentamente (estase) devido a dilatação do vaso. – "Tumor”/ Inchaço: Decorre do aumento da permeabilidade vascular (edema). Pode determinar aumento do volume hídrico local em até 5 ou 7 vezes. – Dor: Causada pela irritação química nas terminações nervosas e pela compressão mecânica (edema). Feixes nervosos irritados por agentes químicos. ➔ Um último item foi adicionado por Virchow: Perda da função . Febre é um reflexo sistêmico do processo inflamatório. Liberação de pirógenos endógenos (TNF e interleucina) que estimulam a síntese de prostaglandinas no hipotálamo que, por sua vez, libera neurotransmissores simpáticos que provocam a vasoconstrição e consequentemente retenção de calor. OBJETIVOS DA INFLAMAÇÃO: ➔ Dominar, minimizar, enclausurar, neutralizar, destruir e eliminar a causa da agressão ➔ Induzir a reparação o Reposição de células e tecidos mortos por células sadias, sejam elas as mesmas células, ou células diferentes ✓ Processos inflamatórios costumam ser benéficos ao organismo O reparo começa nas fases iniciais, mas só é finalizado depois que a influência nociva foi neutralizada. ✓ Deixa de ser benéfico quando pode interferir seriamente na função do órgão acometido, podendo até mesmo levar a uma condição mais ameaçadora que a agressão inicial que o determinou. Nesses casos, pode ocorrer a perda do controle homeostático na resposta, assumindo a inflamação um papel destrutivo, não desejado, ao organismo. Casos em que não é benéfica: – Cirrose hepática – Glomerulonefrites auto-imunes – Artrites reumatóides – Choque anafilático (hipersensibilidade à penicilina, picadas de insetos). – O reparo pela fibrose pode causar cicatrizes deformadoras ou faixas fibrosas que causam obstrução intestinal ou limitam a mobilidade das articulações. CAUSAS QUE GERAM INFLAMAÇÃO: ➔ Tudo que possa agredir o organismo pode ser considerado como eventual agente etiológico da inflamação. Existem causas do tipo: ➔ Endógenas: derivadas de degenerações ou necroses teciduais e as derivadas de alterações na resposta imunológica. ➔ Exógenas: o Agentes Físicos: Calor e frio; eletricidade; radiações; sons e ultra-sons; magnetismo; gravidade; traumas mecânicos e atritos; o Agentes Químicos: – Inorgânicos: Cáusticos, metais pesados, ácidos e álcalis fortes, etc.. – Orgânicos: Exo e endotoxinas bacterianas, micotoxinas, venenos vegetais e animais. o Agentes Biológicos: – Infecciosos: Vírus, bactérias, micoplasmas, fungos e protozoários. – Parasitários: Helmintos e artrópodes Inflamação aguda e crônica A inflamação é a habilidade do organismo de ficar livre dos tecidos danificados ou necróticos e invasores estranhos, tais como os microorganismos. Esta é uma resposta fundamentalmente protetora, destinada a livrar os organismos tanto da causa inicial da injúria celular quanto das consequências dessa injúria. A inflamação é uma reação complexa em tecidos que consiste principalmente nas respostas dos vasos sanguíneos e leucócitos. As proteínas de defesa do organismo são as proteínas plasmáticas e os leucócitos circulantes, assim como fagócitos teciduais que são derivados das células circulantes. As reações vasculares e celulares da inflamação são disparadas por fatores solúveis que são produzidos por várias células ou derivadas de proteínas do plasma e são geradas ou ativadas em resposta aos estímulos inflamatórios. Microorganismo, células necróticas e mesmo a hipoxia podem disparar a produção de mediadores inflamatórios e então provocar a inflamação. Tais mediadores iniciam e amplificam a resposta inflamatória e determinam seu padrão, severidade e manifestações clínicas e patológicas. A inflamação pode ser aguda ou crônica, dependendo da natureza do estímulo e da efetividade da reação inicial em eliminar o estímulo ou os tecidos danificados. - inflamação aguda: é rápida no início (minutos) e de curta duração, persistindo por horas ou poucos dias. Características: exsudação do fluído e proteínas do plasma (edema) e a migração de leucócitos (neutrófilos). Quando a inflamação agura é bem sucedida na eliminação dos agentes invasores, a reação reduz, mas se for mal sucedida, ela pode progredir para a fase crônica. - inflamação crônica: pode ser incidência da fase aguda ou ser insidiosa no início. Ela é de longa duração e está associada à presença dos linfócitos e macrófagos, proliferação dos vasos sanguíneos, fibrose e destruição tecidual. A inflamação termina quando a agente agressor é eliminado. A resposta inflamatória é intimamente entrelaçada com o processo de reparo. Ao mesmo tempo que a inflamação destrói ela põe em movimento uma série de eventos que tentam curar o tecido danificado. No processo de reparo, o tecido lesado é substituído por regeneração das células parenquimatosas nativas, pelo preenchimento do defeito com tecido fibroso ou pela combinação dos dois processos. A inflamação pode ser prejudicial. Quando a inflamação é inapropriadamente direcionada contra os tecidos próprios ou não adequadamente controlada, ela se torna a causa de injúria e doença. As reações inflamatórias são subjacentes às doenças crônicas comuns, tais como artrite reumatóide, aterosclerose, fibrose pulmonar e reações de hipersensibilidade. A inflamação pode contribuir para uma Crônica: 1) Infiltrado de células mononucleares (macrófagos, monócitos, linfócitos) 2) Dano tecidual (conteúdo necrótico) 3) Reparo tecidual (fibrose e angiogênese) Aguda: 1) vasodilatação 2) acumulo de leucócitos no interstício 3) acumulo de liquido no interstício variedade de doenças que não são primariamente devidas a respostas anormais do hospedeiro, como aterosclerose, diabetes tipo 2, desordens degenerativas e câncer. Inflamação aguda É uma rápida resposta do hospedeiro que serve para levar leucócitos e proteínas do plasma (anticorpos), para os locais de inefecção. Tem três componentes: - alterações no calibre vascular que levam a um aumento no fluxo sanguíneo; - mudanças estruturais na microvasculatura que permitem que as proteínas do plasma e os leucócitos saiam da circulação; - emigração de leucócitos na microcirculação, seu acúmulo no foco da unjúria e sua ativação para eliminar a agente agressor. Estímulos para a inflamação aguda: - infecções (bacteriana, viral, fúngica, parasítica) e toxinas microbianas - necrose tecidual de qualquer causa, incluindo isquemia, trauma e injúria física e química - corpos estranhos - reações imunes Reações dos vasos sanguíneos Os vasos sanguíneos passam por uma série de mudanças destinadas a maximizar o movimento de proteínas plasmáticas e células circulantes para fora da circulação e para dentro do local da infecção ou injúria. Exsudação: é o escape de fluidos para dentro do tecido intersticial ou cavidades corporais. O exsudato é o fluido extravascular que tem uma alta concentração proteica, contém restos celulares e tem uma alta gravidade específica. Sua presença indica um aumento na permeabilidade normal os pequenos vasos sanguíneos em uma área de injúria e uma reação inflamatória. Transudato: fluido com baixo conteúdo proteico, pouco ou nenhum material celular e baixa gravidade específica. É um ultrafiltrado de plasma sanguíneo que resulta do desbalanço osmótico ou hidrostático ao longo da parede do vaso sem um aumento na permeabilidade vascular. Edema: excesso de fuido no tecido intersticial ou cavidades serosas, pode ser um exsudato ou um transudato. Pus: é um exsudato purulento, um exsudato inflamatório rico em leucócitos (neutrófilos) , restos de células mortas e micróbios. Mudanças no fluxo e no calibre vascular se iniciam logo após a injúria e consistem no seguinte: - a vasodilatação primeiro envolve as arteríolas e então leva à abertura de novos leitos capilares na área. O fluxo sanguíneo é aumentado, que é a causa do calor e vermelhidão (eritema) no local da inflamação. A vasodilatação é induzida pela ação de vários mediadores, a histamina e óxido nítrico, no músculo liso vascular. - vasodilatação é seguida pela permeabilidade aumentada da microvasculatura, com extravasamento de fuido. - a perda de fluido e o diâmetro aumentado do vaso levam à lentificação no fluxo sanguíneo. Isso resulta na dilatação dos pequenos vasos que são cheio de hemácias se movimentando lentamente (estase). - a estase se desenvolve e os neutrófilos se acumulam ao longo do endotélio vascular. As células endoteliais são ativadas pro mediadores produzidos nos locais de infecção e tecidos danificados e expressam níveis aumentados de moléculas de adesão. A permeabilidade vascular aumentada leva ao escape de exsudato rico em proteínas para dentro do tecido extravascular causando edema. Mecanismos responsáveis pela permeabilidade vascular aumentada: - contração das células endoteliais resultando em espaços interendoteliais aumentados. Ocorre principalmente nas vênulas, induzida pro histamina, óxido nítrico e outros mediadores, rápida e de vida curta (min). - injúria endotelial, resultando em necrose da célula endotelial e despreendimento. Ocorre nas arteríolas, capilares e veias, causada por quaimaduras, algumas toxinas microbianas, rápida, pode ser de vida longa (horas a dias) - injúria vascular mediada por leucócito: ocorre nas vênulas, capilares pulmonares, associada com estágios tardios da inflamação, longa duração (horas). - transporte aumentado de fluidos e proteínas, chamado de transcitose, através da célula endotelial: ocorre nas vênulas e é induzida por VEGF. Reações dos leucócitos na inflamação Os leucócitos ingerem e destroem as bactérias e ouro micróbios e eliminam o tecido necrótico e substâncias estranhas. Também produzem fatores de crescimento que ajudam no reparo. A ida dos leucócitos da luz dos vasos para o tecido intersticial, chamada extravasamento. 1. Na luz: marginação, rolamento e adesão ao endotélio. Na inflamação, o endotélio é ativado e pode se ligar aos leucócitos, como um prelúdio de sua saída dos vasos sanguíneos. 2. Migração através do endotélio e parede do vaso. 3. Migração nos tecidos em direção aos estímulos quimiotáticos. Adesão do leucócito ao endotélio: devido ao fluxo sanguíneo se lentificar no princípio da inflamação, as condições hemodinâmicas mudam e mais leucócitos assumem uma posição periférica ao longo da superfície endotelial. Esse processo de redistribuição dos leucócitos é chamado de marginação. Depois, leucócitos individuais e filas de leucócitos aderem transitoriamente ao endotélio, desligam-se e se ligam novamente, rolando na parede do vaso. As células chegam ao repouso em algum lugar onde elas aderem firmemente. A adesão dos leucócitos às células endoteliais é mediada por moléculas de adesão complementares nos dois tipos celulares cuja expressão está aumentada pelas proteínas secretadas, chamadas citocinas. As citocinas são secretadas pelas células nos tecidos em resposta aos micróbios, garantindo que os leucócitos sejam recrutados para os tecidos onde estes estímulos estão presentes. As interações iniciais de rolamento são mediadas por uma familia de proteínas chamadas selectinas. A expressão das selectinas e seus ligantes é regulada pelas citocinas produzidas em resposta à infecção e injúria. Essas interações de rolamento reduzem a velocidade dos leucócitos e dão a eles a oportunidade de se ligar mais firmemente ao endotélio. A firme adesão é mediada por uma família de proteínas chamadas integrinas. Migração do leucócito através do endotélio: chamada de transmigração ou diapedese. Ocorre principalmente nas vênulas pós-capilares. As quimiocinas agem nos leucócitos adrentes e estimulam as células a migrarem através dos espaços interendoteliais em direção ao gradiente de concentração químico, que é em direção ao local da injúria ou infecção onde as quimiocinas estão sendo produzidas. Após atravessar o endotélio, os leucócitos penetram na membrana basal e entram no tecido extravascular. As células migram então em direção ao gradiente quimiotático criado pelas quimiocinas e se acumulam no local extravascular. No tecido conjuntivo, os leucócitos são capazes de aderir à matriz extracelular devido às integrinas. Então os leucócitos são retidos nos locais onde são necessários. Quimiotaxia dos leucócitos: após sair da circulação, os leucócitos emigram para os tecidos em direção ao local da injúria por um processo chamado quimiotaxia (locomoção originada ao longo de um gradiente químico). Os agentes exógenos mais comuns são os produtos bacterianos. Os quimioatraentes endógenos incluem citocinas, componentes do sistema complemento e metabólitos do ácido araquidônico. Na maioria das formas de inflamação aguda, os neutrófilo predominam no infiltrado inflamatório durante as primeiras 6 a 24 horas e são substituídos pelos monócitos em 24 a 48 horas. Após serem recrutados para o local de infecção, os leucócitos tem que ser ativados. As respostas dos leucócitos consistem em dois passos sequenciais: reconhecimento dos agentes agressores, os quais liberam sinais que ativam os leucócitos para ingerir e destruir os agentes agressores e amplificar a reação inflamatória. Os leucócitos expressam receptores que reconhecem o estímulo externo e liberam os sinais ativadores: receptores para produtos microbianos (receptores do tipo Toll), receptores acoplados a proteínas G, receptores para opsoninas e receptores para citocinas. Para a remoção dos agentes agresores são utilizados processos como fagocitose, englobamento, morte e degradação. Mediadores da inflamação Mediadores são gerados a partir de células ou de proteínas plasmáticas. Os mediadores derivados das células são seuqestrados em grânulos intracelulares e podem ser rapidamente secretados por exocitose de grânulo ou são sintetizados de novo em resposta à estimulos. Os principais tipos celulares que produzem os mediadores da inflamação aguda são as plaquetas, neutrófilos, monócitos/ macrófagos e mastócitos. Mediadores ativos são produzidos em resposta a vários estímulos, como produtos microbianos, substâncias liberadas de células necróticas e as proteínas do complemento, cininas e sistemas da coagulação, que são ativados por micróbios e tecidos danificados. Um mediador pode estimular a liberação de outros mediadores. Os mediadores variam em seus alcances de alvos celulares. Uma vez ativados e liberados da célula, a maioria deles tem curta meia-vida. Mediadores derivados de células Aminas vasoativas: histamina e serotonina São armazenadas como grânulos pré-formados nas células e estão entre os primeiros mediadores a serem liberados durante a inflamação. Histamina: as fontes mais ricas são os mastócitos, mas também estão nos basófilos e plaquetas. Está presente nos grânulos dos mastócitos e é liberada pela sua desgranulação, em resposta à estímulos como trauma, frio ou calor, ligação de anticorpos aos mastócitos (reação alérgica), fatores do complemento, proteínas liberadoras de histamina derivadas de leucócitos, neuropeptídeos e citocinas. Ela causa dilatação das arteríolas e aumenta a permeabilidade das vênulas. É o principal mediador da fase transitória imediata do aumento na permeabilidade vascular. Serotonina: mediador vasoativo pré-formado com ações similares àquelas da histamina, presente nas plaquetas e certas células neuendócrinas. A liberação da serotonina (e da histamina) das plaquetas é estimulada quando as plaquetas se agregam após o contato com colágeno, trombina, ADP e complexos antígeno- anticorpo. Metabólitos do ácido araquidônico (AA): protaglandinas, leucotrienos e lipoxinas Quando as células são ativadas, o AA da membrana é rapidamente convertido pelas ações de enzimas para produzir as prostaglandinas e os leucotrienos. Esses mediadores servem como sinais intra ou extracelulares para afetar uma variedade de processos biológicos, incluindo inflamação e hemostasia. Os mediadores derivados dos AA, também chamados eicosanoides, são sintetizados por duas vias principais de enzimas: ciclo oxigenases (geram prostaglandinas) e lipoxigenases (produzem leucotrienos e lipoxinas). As prostaglandinas são produzidas pelso mastócitos, macrófagos, células endoteliais e outros tipos celulares e estão envolvidas em reações vasculares e sistêmicas da inflamação. As enzimas lipoxigenases são responsáveis pela produção de leucotrienos, que são secretados pelos leucócitos, são quimiatraentes para os leucócitos e tem efeitos vasculares. As lipoxinas também são geradas a partir do AA pela via da lipoxigenase e atuam como inibidores da inflamação. As principais ações das lipoxinas são as de inibir o recrutamento dos leucócitos e os componentes celulares da inflamação. Muitos fármacos anti-inflamatórios agem inibindo a síntese de eicosanóides: - inibidores da ciclo-oxigenase incluem aspirina e outros AINES. Eles inibem tanto a cox-1 quanto a cox-2 e inibem a síntese de prostaglandina. - inibidores de lipoxigenase inibem a produção de leucotrienos ou bloqueiam os receptores de leucotrienos, utilizados no tratamento da asma. - inibidores de amplo espectro incluem os corticoesteroides, que podem agir pela redução de transcrição de genes que codificam COX-2, fosfolipase A, citocinas pró-inflamtórias e iNOS. Fator ativador de plaquetas (PAF) O PAF é um mediador derivado de fosfolipídio. Causa agregação plaquetária e tem múltiplos efeitos inflamatórios. Plaquetas, basófilos, mastócitos, neutrófilos, macrófagos e células endoteliais podem elaborar PAF, secretada e ligada à célula. Causa vasoconstrição e broncoconstrição e, em concentrações baixas, induz vasodilatação e aumento da permeabilidade. Também causa o aumento na adesão dos leucócitos ao endotélio, quimiotaxia, desgranulação e a explosão oxidativa. Pode provocar a maioria das reações vasculares e celulares da inflamação. Auxilia na síntese de outros mediadores. Espécies reativas de oxigênio Os radicais livres derivados de oxigênio podem ser liberados após a exposição a micróbios, quimiocinas e imunocomplexos ou em seguida ao estímulo fagocítico. A liberação de baixos níveis desses potentes mediadores pode aumentar a expressão de quimiocinas, citocinas e moléculas de adesão, amplificando a resposta inflamatória. Eles têm função de destruir os micróbios fagocitados, mas sua liberação pode ser danosa ao hospedeiro. Eles agem nas seguintes respostas: - dano celular endotelial, com aumento na permeabilidade vascular - injúria a outros tipos celulares - inativação de antiproteases Soro, fluidos teciduais e células do hospedeiro possuem mecanismos antioxidantes que protegem contra esses radicais: enzima superoxido dismutase, enzima catalase, glutationa peroxidase, ceruloplasmina e transferrina. Óxido nítrico Causa vasodilatação, por isso é conhecido como fator de relaxamento derivado do endotélio. É produzido por células endoteliais, macrófagos e alguns neurônios cerebrais. Age de maneira parácrina em células alvo levando ao relaxamento das células musculares lisas vasculares. Tem ações duplas na inflamação: relaxa o músculo liso vascular e promove vasodilatação, contribuindo para reação vascular, mas pode ser inibidor do componente celular das respostas inflamatórias. Reduz a agregação e adesão plaquetárias, inibe várias características da inflamação induzida pelos mastócitos e inibe o recrutamento de leucócitos. Citocinas e quimiocinas CITOCINAS: Estão envolvidos nas respostas imunes celulares, têm efeitos adicionais nas inflamações aguda e crônica. Fator de necrose tumoral e interleucina-1: são citocinas que medeiam a inflamação. São produzidos principalmente por macrófagos ativados. Suas secreções podem ser ativadas por endotoxinas, produtos microbianos, imunocomplementos, injúria física e estímulos inflamatórios. Tem efeitos no endotélio, leucócitos e fibroblastos, e indução de reações sistêmicas de fase aguda. No endotélio, induzem a ativação endotelial. Induzem a expressão de moléculas de adesão endotelial, síntese de mediadores químicos como citocinas, quimiocinas, fatores de cresciment, eicosanoides e NO, produção de enzimas que remodelem a matriz e aumento da trombogenicidade. Aumenta as respostas dos neutrófilos. Induzem respostas de fase aguda sistêmicas associadas com infecção ou injúria. O TNF também regula o balanço de energia. QUIMIOCINAS: são uma família de pequenas proteínas que agem como quimioatraentes para tipos específicos de leucócitos. Medeiam suas atividades pela ligação de receptores acoplados a sete transmembrana proteína G. Estimulam o recrutamento dos leucócitos na inflamação e controlam a migração normal das células através dos tecidos. Constituintes lisossômicos dos leucócitos Neutrófilos e monócitos contêm grânulos lisossômicos que contribuem para a resposta inflamatória. As proteases ácidas degradam bactérias e restos dentro do fagolisossoma. Proteases neutras degradam vários componentes extracelulares. Os monócitos e macrófagos são ativos nas reações inflamatórias crônicas. Neuropeptídeos São secretados por nervos sensoriais e leucócitos. Tem participação na iniciação e propagação de resposta inflamatória. Mediadores derivados de proteínas plasmáticas Sistema complemento Consiste em mais de 20 proteínas e algumas são numerdas de C1 até C9. Funciona tanto na imunidade inata como na adquirida para defesa contra patógenos microbianos. Vários produtos de quebra das proteínas do complemento são elaboradas e causam permeabilidade vascular aumentada, quimiotaxia e opsonização. Funções biológicas: inflamação, fagocitose e lise celular. Sistemas da coagulação e das cininas A inflamação e a coagulação sanguínea frequentemente são interlaçadas, com cada uma promovendo a outra. Elas culminam na ativação da trombina e na formação de fibrina. Resultados da inflamação aguda Todas as inflamações agudas podem ter um dos três resultados: - resolução completa: remoção dos restos celulares e micróbios pelos macrófagos e reabsorção do fluido de edema pelos linfáticos. - cura pela substituição do tecido conjuntivo (fibrose): tecido conjuntivo cresce para dentro das áreas de dano ou exsudato, convertendo-se em uma massa de tecido fibroso – processo também chamado de organização. - progressão da resposta inflamatória crônica: a resposta inflamatória aguda pode não ser resolvida, como resultado da persistência do agente injuriante ou de alguma interferência com o processo normal de cura. Padrões morfológicos da inflamação aguda Inflamação serosa Derramamento de um fluido fino que pode ser derivado do plasma ou de secreções das células mesoteliais revestindo a cavidade peritoneal, pleural e pericárdica, chamado de efusão. Exemplo: a bolha na pele resultante de uma queimadura ou infecção viral. Inflamação fibrinosa Com maior aumento na permeabilidade vascular, grandes moléculas, como fibrinogênio, passam pela barreira vascular é formada e depositada no espaço extracelular. Exemplo: meningite, percadite. Inflamação supurativa ou purulenta: abscessos Produção de grandes quantidades de pus ou exsudato purulento consistindo em neutrófilos, necrose liquefativa e fluido de edema. Abscessos são coleções localizadas de tecido inflamatório purulento, têm uma região central de que se parece com uma massa de leucócitos necróticos e células teciduais. Exemplo: apendicite aguda. Úlceras É um defeito local, ou escavação, da superfície de um órgão ou tecido, que é produzida por perda de tecido necrótico inflamado. No estágio agudo, existe intensa inflitração polimorfonuclear e dilatação vascular nas margens do defeito. No estágio crônico, as margens e as bases da úlcera desenvolvem proliferação fibroblástica, cicatrização, e acúmulo de linfócitos, macrófagos e células do plasma. Inflamação crônica É uma inflamação de duração prolongada (semana a meses) em que a inflamação, injúria tecidual e tentativas de reparo coexistem. Pode se seguir à inflamação aguda ou se iniciar insidiosamente. Causas da inflamação crônica Surge nas seguintes situações: infecções persistentes, doenças inflamatórias imunomediadas (doenças autoimunes e alérgicas) e exposição prolongada a agentes potencialmente tóxicos, exógenos ou endógenos (silicose e aterosclerose). Características morfológicas - infiltração com células mononucleares, macrófagos, linfócitos e células do plasma. - destruição tecidual induzida pelo agente agressor persistente ou pelas células inflamatórias. - tentativas de cura pela substituição do tecido danificado por tecido conjuntivo, com proliferação de pequenos vasos sanguíneos e fibrose. Macrógagos na inflamação crônica Os produtos dos macrófagos ativados servem para eliminar a agente injuriante tal como micróbios e para iniciar o processo de reparo, são responsáveis por grande parte da injúria tecidual nesse tipo de inflamação. A ativação dos macrófagos resulta em níveis aumentados de enzimas lisossômicas e espécies reativas de oxigênio e nitrogênio e na produção de citocinas, fatores de crescimento e mediadores de inflamação. Na inflamação crônica, o acúmulo de macrófagos persiste como resultado de recrutamento contínuo a partir da circulação e proliferação local até o sítio de inflamação. Outras células na inflamação crônica - linfócitos: células T e B estimuladas por antígeno usam moléculas de adesão e quimiocinas para migrar até os locais de inflamação. As citocinas dos macrófagos recrutam os leucócitos, mantendo o estágio para a persistência da resposta inflamatória. Linfócitos e macrófagos interagem na inflamação crônica. - plasmócitos: produzem anticorpos direcionados ou contra antígenos persistentes estranhos ou próprios no local inflamatório ou contra componentes teciduais alterados. - eosinófilos: reações imunes mediadas por IgE e em infecções parasitárias. - mastócitos: participam dos dois tipos de inflamação. Inflamação granulomatosa Encontrado em um número limitado de condições infecciosas e algumas não infecciosas. Um granuloma é um esforço celular para conter um agente agressor que é difícil de erradicar. Existe uma forte ativação de linfócitos T que ativam macrófagos. A tuberculose e sarcoidose são exemplos. Um granuloma é um foco de inflamação crônica consistindo em uma agregação microscópica de macrófagos que são transformados em células epitelióides, rodeadas por um colar de leucócitos mononucleares (linfócitos e plasmócitos). Frequentemente as células epitelióides se fundem para formar as células gigantes. Essas células têm pequenos núcleos arranjados ou perifericamente (célula gigante de Langhans) ou irregularmente (célula gigante do tipo corpo estranho). Os granulomas de corpo estranho são incitados por corpos estranhos inertes, como talco, suturas ou outras fibras que sejam grandes a ponto de impedir fagocitose ou resposta inflamatória. Os granulomas imunes induzem resposta imune mediada por células. Produz granulomas quando o agente agressor é fracamente degradável ou particulado. Seu protótipo é a tuberculose, frequentemente caracterizado pela presença de necrose caseosa. Inflamação defeituosa Aumento na susceptibilidade a infecções porque a resposta inflamatória é um componente central dos mecanismos iniciais de defesa, imunidade inata. Inflamação excessiva Base de muitos tipos de doenças, como alergias, doenças autoimunes, aterosclerose, doenças cardíaca isquêmica e Alzheimer.
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