MORTE CELULAR

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MORTE CELULAR - APOPTOSE E NECROSE 
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 Quais mecanismos temos para nos proteger do câncer?
- Apoptose
A morte celular desempenha uma parte importante e crucial no desenvolvimento de animais e plantas, e normalmente continua na vida adulta. Em um humano adulto saudável, bilhões de células morrem na medula óssea e nos intestinos a cada hora. Nossos tecidos não encolhem porque, por mecanismos reguladores desconhecidos, a divisão celular é proporcional à morte celular. Sabe-se agora que essas mortes celulares “normais” são suicídios, nos quais as células ativam um programa de morte intracelular e matam a si mesmas de uma maneira controlada – um processo conhecido como morte celular programada.
A morte celular programada em animais em geral, mas não exclusivamente, ocorre por apoptose (da palavra grega para cair, como folhas caindo de uma árvore). Embora a apoptose seja apenas uma forma de morte celular programada, é de longe a mais comum e melhor entendida e, de maneira confusa, os biólogos frequentemente usam os termos morte celular programada e apoptose da mesma maneira. Células morrem por apoptose sob modificações morfológicas características. Elas se encolhem e condensam, o citoesqueleto colapsa, o envelope nuclear se desfaz, e a cromatina nuclear se condensa e se quebra em fragmentos. A superfície celular comumente forma bolhas e, se a célula é grande, frequentemente quebra-se em fragmentos envolvidos por membrana chamados de corpos apoptóticos. Mais importante, a superfície da célula ou dos corpos apoptóticos torna-se quimicamente alteradas, assim é rapidamente engolfada por uma célula vizinha, ou um macrófago, antes que ela possam liberar seus conteúdos. Dessa maneira, a célula morre de forma elegante e é rapidamente eliminada, sem causar uma resposta inflamatória prejudicial.
Em contraste à apoptose e a outras formas não tão bem caracterizadas de morte celular programada (as quais implicam a operação de um programa de morte intracelular), a morte acidental de células animais em resposta a uma injúria aguda, como um trauma ou a falta de suprimento de sangue, geralmente é causada por um processo chamado de necrose celular. Células necrosadas se expandem e explodem, liberando seus conteúdos sobre os vizinhos e provocando uma resposta inflamatória.
- A morte celular programada elimina células desnecessárias
A apoptose ajuda a criar mão e pés no desenvolvimento embrionário (apoptose de celulas da região interdigital).
As celulas entram em apoptose quando a estrutura formada por elas não é mais necessária (cauda dos girinos).
A apoptose ajuda nosso organismo na regulação do numero de celulas. 
A apoptose contribui com o controle de qualidade do organismo, eliminando celulas não funcionantes, posicionadas em locais errados ou potencialmente perigosas ao organismo. (a apoptose elimina o desenvolvimento de linfócitos T e B que falham tanto em produzir receptores antígeno-específicos potencialmente utilizáveis quanto em produzir receptores autorreativos que originam células potencialmente perigosas;)
Elimina linfócitos ativados depois de uma infecção. 
Altas taxas de apoptose na medula do homem. (ex: muitos neutrófilos são produzidos continuamente para que sejam utilizados em momentos de infecção. se não há infecção, esses neutrofilos sofrem apoptose).
Células animais reconhecem danos em sua estrutura e acionam a apoptose, caso esse dano seja irreversível (ex: dano no DNA que pode evoluir para um câncer).
- Células apoptóticas são bioquimicamente reconhecíveis
O fosfolipídeo fosfatidilserina carregado negativamente em geral é localizado exclusivamente na camada interna da bicamada lipídica da membrana plasmática, mas se desloca para a camada externa nas células apoptóticas, onde pode servir como marcador dessas células. A fosfatidilserina da superfície de células apoptóticas pode ser visualizada com uma forma marcada da proteína Anexina V, que se liga especificamente a esse fosfolipídeo. A fosfatidilserina da superfície celular é mais do que um marcador conveniente de apoptose para biólogos; ela sinaliza células vizinhas e macrófagos a fagocitarem a célula morta. Além de servir como um sinal de “coma-me”, ela também bloqueia a inflamação frequentemente associada à fagocitose: o engolfamento dependente de fosfatidilserina de células apoptóticas inibe a produção de proteínas sinalizadoras que induzem inflamação (citocinas) por células fagocíticas. Além de expressarem na sua superfície sinais “coma-me” como fosfatidilserina que estimula fagocitose, células apoptóticas devem perder ou inativar seus sinais “não me coma” com o objetivo de serem ingeridas por macrófagos.
Células que entram em apoptose com frequência perdem o potencial elétrico que normalmente existe através da membrana interna de suas mitocôndrias. Esse potencial de membrana pode ser medido pelo uso de marcadores fluorescentes carregados positivamente acumulados na mitocôndria, atraídos pela carga negativa de dentro da membrana interna. Uma diminuição na marcação das mitocôndrias com esses corantes ajuda a identificar células que entram em apoptose. Como discutiremos mais tarde, proteínas como citocromo c em geral são liberadas do espaço entre as membranas interna e externa (espaço intermembranas) da mitocôndria durante a apoptose, e a relocação do citocromo c da mitocôndria para o citosol pode ser usada como um outro marcador da apoptose.
- A apoptose depende de uma cascata proteolítica intracelular mediada por caspases
A maquinaria intracelular responsável pela apoptose é similar em todas as células animais. Ela depende de uma família de proteases que têm uma cisteína no seu sítio ativo e clivam suas proteínas-alvo em ácidos aspárticos específicos. As caspases são sintetizadas na célula como precursores inativos, ou procaspases, as quais são tipicamente ativadas por clivagem proteolítica.
Nem todas as caspases medeiam a apoptose. Na verdade, a primeira caspase identificada foi uma proteína humana chamada de enzima conversora de interleucina-1 (ICE, interleukin-1-converting enzyme), que está relacionada à resposta inflamatória mais do que à morte celular;
Algumas das procaspases que operam na apoptose agem no início da cascata proteolítica e são chamadas de procaspases iniciadoras; quando ativadas, elas clivam e ativam procaspases executoras, assim como proteínas-alvo específicas na célula. Dentre muitas proteínas-alvo clivadas por caspases executoras estão as laminas nucleares, cuja clivagem causa uma quebra irreversível da lamina nuclear. Outro alvo é a proteína que normalmente mantém a enzima que degrada DNA, mencionada anteriormente (uma endonuclease), na forma inativa; sua clivagem libera a endonuclease de digerir o DNA no núcleo da célula. Outras proteínas-alvo incluem componentes do citoesqueleto e proteínas de adesão célula-célula que ligam as células às suas vizinhas; a clivagem dessas proteínas ajuda a célula apoptótica a arredondar-se e desligar-se das suas vizinhas, tornando mais fácil para uma célula vizinha saudável engolfá-la, ou, no caso de uma célula epitelial, para a célula vizinha retirar a célula apoptótica da camada celular. A cascata de caspase não é apenas destrutiva e autoamplificadora, mas também irreversível; então, uma vez que a célula alcança um ponto crítico ao longo da via de destruição, ela não pode voltar atrás.
- Como então a cascata de caspase inicia? Em particular, como a primeira procaspase é ativada? 
Procaspases iniciadoras têm um pró-domínio longo, o qual contém um domínio de recrutamento da caspase (CARD, caspase recruitment domain) que lhe permite ligar-se a proteínas adaptadoras em complexos de ativação quando a célula recebe um sinal para entrar em apoptose. As duas vias de sinalização melhor entendidas que podem ativar a cascata de caspase levando à apoptose em células animais são chamadas de via extrínseca e via intrínseca.
- Viaextrínseca
A via extrínseca da apoptose ativada por meio de receptores de morte Fas. O ligante Fas na superfície de um linfócito matador ativa receptores de morte Fas na superfície da célula-alvo. Ambos, ligante e receptor, são homotrímeros. A cauda citosólica de Fas recruta então a proteína adaptadora FADD (domínio de morte associado a Fas, de Fas-associated death domain) via domínio de morte de cada proteína. Cada proteína FADD então recruta uma procaspase iniciadora (procaspase-8, procaspase-10, ou ambas) via domínio efetor de morte em FADD e procaspase, formando um complexo DISC. Dentro desse complexo DISC, moléculas procaspases iniciadoras são colocadas em forte proximidade, o que as ativa; as procaspases ativadas clivam então umas às outras para estabilizar a protease ativada, a qual é agora uma caspase. A caspase-8 e a caspase-10 ativadas clivam e ativam procaspases executoras, produzindo uma cascata de caspases, que leva à apoptose. Muitas células produzem proteínas inibidoras que agem tanto extracelular quanto intracelularmente para controlar a via extrínseca. Por exemplo, algumas produzem receptores armadilha, que possuem um domínio de ligação ao ligante, mas não um domínio de morte; como podem se ligar ao ligante de morte, mas não podem ativar a apoptose, as armadilhas competitivamente inibem os receptores de morte. As células também podem produzir proteínas bloqueadoras, como FLIP, que se parecem com procaspases iniciadoras, mas sem o domínio proteolítico; estas competem com procaspases-8 e procaspases-10 pelos sítios de ligação no complexo DISC e então inibem a ativação dessas procaspases iniciadoras. Tais mecanismos inibidores ajudam a prevenir a ativação inapropriada da via extrínseca da apoptose.
-A via intrínseca da apoptose depende da mitocôndria
As células também podem ativar seus programas de apoptose de dentro da célula, geralmente em resposta a injúria ou outros estresses, como quebra de DNA ou falta de oxigênio, nutrientes, ou sinais de sobrevivência extracelulares (discutido mais tarde). Em células de vertebrados, a ativação intracelular do programa de morte apoptótico ocorre por meio da via intrínseca da apoptose, que depende da liberação no citosol de proteínas mitocondriais que normalmente residem no espaço intermembranas dessas organelas. Algumas das proteínas liberadas ativam a cascata proteolítica da caspase no citoplasma, levando à apoptose. Uma proteína crucial liberada da mitocôndria na via intrínseca é o citocromo c, um componente solúvel em água da cadeia de transporte de elétrons mitocondriais. Quando liberado no citosol (Figura 18-7), ele tem uma função inteiramente diferente: ele liga-se à proteína adaptadora de ativação da procaspase chamada de Apaf1 (fator-1 de ativação da protease apoptótica, de apoptotic protease activatino factor-1), provocando a oligomerização de Apaf1 em um heptâmero em forma arredondada chamado de apoptossomo. As proteínas Apaf1 no apoptossomo recrutam então proteínas procaspases iniciadoras (procaspase-9), as quais são ativadas por proximidade ao apoptossomo, assim como as proteínas procaspases-8 e –10 são ativadas no complexo DISC. Moléculas caspases-9 ativadas ativam então procaspases executoras para induzir apoptose. Como mencionado anteriormente, em algumas células, a via extrínseca deve recrutar a via intrínseca para amplificar o sinal apoptótico para matar a célula. Isso ocorre pela ativação de um membro da família de proteínas Bcl2, apresentado a seguir.
- Proteínas Bcl2 regulam a via intrínseca da apoptose
- Apoptose e o desenvolvimento de doenças 
Existem outras circunstâncias onde poucas células morrem por apoptose. Mutações em camundongos e humanos, por exemplo, que inativam genes que codificam o receptor de morte Fas ou o ligante Fas, impedem a morte normal de alguns linfócitos, causando o acúmulo excessivo do número dessas células no baço e nas glândulas linfáticas. Em muitos casos, isso leva à doença autoimune, na qual os linfócitos reagem contra tecidos do próprio indivíduo. A apoptose diminuída também faz uma importante contribuição a muitos tumores, visto que células de câncer frequentemente regulam o programa apoptótico anormalmente. O gene Bcl2, por exemplo, foi primeiramente identificado em uma forma comum de linfócitos de câncer em humanos, onde uma translocação cromossômica causa uma produção excessiva da proteína Bcl2; de fato, Bcl2 recebeu seu nome desse linfoma de célula B. O alto nível da proteína Bcl2 em linfócitos que carregam a translocação promove o desenvolvimento de câncer pela inibição da apoptose, prolongando a sobrevivência e aumentando o número celular; isso também diminui a sensibilidade dessas células a fármacos anticâncer, que comumente funcionam levando as células de câncer a entrarem em apoptose. Similarmente, o gene codificando a proteína supressora de tumor p53 é mutado em 50% dos cânceres humanos, sendo que isso não promove mais a apoptose ou a parada do ciclo celular em resposta ao dano no DNA. A falta da função de p53 permite que a célula de câncer sobreviva e prolifere mesmo quando seu DNA está danificado; dessa maneira, as células acumulam mais mutações, algumas das quais produzem câncer mais maligno.
- Necrose 
Na necrose há rompimento da membrana celular, mas este pode não ser aparente. Isso se dá pela diferença de mecanismos que podem levar a essa morte celular: digestão enzimática e/ou desnaturação de proteínas. Quando as enzimas fazem a digestão, o aspecto celular é mais líquido. Nesse caso, as enzimas podem ser lisossômicas (autólise) ou de outras células (heterólise). Na desnaturação de proteínas, em contrapartida, o aspecto é sólido e aparenta não haver rompimento de membrana pela formação de um aglomerado de proteínas desnaturadas.
 Causas: 
1) redução de energia por obstrução vascular (isquemia/anóxia) ou inibição dos processos respiratórios.
2)produção de radicais livres 
3)ação direta sobre as enzima (agentes quimicos e toxinas)
4)agressão direta a membrana citoplasmática (formação de canais hidrofílicos)
Nesse mecanismo de morte celular, o citoplasma e o núcleo passam por algumas fases. Devido à atividade enzimática, o pH do citoplasma fica ácido, portanto há um aumento da acidofilia do citoplasma. No núcleo ocorrem as fases de picnose, cariorrexe e cariólise. Quando o núcleo diminui de volume e fica hipercromático há a fase chamada picnose. Cariorrexe é a fase na qual há fragmentação do núcleo e distribuição irregular da cromatina que acaba ficando acumulada na membrana nuclear. Por fim, o núcleo desaparece e a cromatina é dissolvida na fase de cariólise.
 A necrose é classificada em quatro tipos principais: de coagulação, de liquefação, caseosa e gordurosa. Algumas literaturas ainda classificam em necrose gangrenosa, fibrinóide, gomosa e hemorrágica, porém essas se enquadram na necrose de coagulação.
 Uma das características da necrose de coagulação é a chamada célula fantasma. Há ainda perda da nitidez dos elementos nucleares e manutenção do contorno celular (arcabouço - elementos extracelulares mantem o formato da celula). Aparentemente, não há rompimento de membrana porque nesse tipo de necrose há predomínio de proteínas desnaturadas. Muitas vezes, vê-se cariólise em microscopia ótica e é o único tipo de necrose que permite a identificação do tipo tecidual por manter o contorno celular.
 Por ter predomínio de digestão enzimática, na necrose de liquefação o tecido se liquefaz, ou seja, o aspecto é líquido. Geralmente, essa necrose forma cavidades com infiltrado neutrofílico e inflamatório que originam o exsudato purulento.
 A necrose caseosa (caseificação) ocorre por uma mistura de desnaturação de proteínas e digestão enzimática. Assim sendo, seu aspecto é pastoso e na literatura ele é comparada ao queijo. Há uma transformação das células necróticas em uma massa homogênea, acidófila, com alguns núcleos picnóticos ou fragmentados.
 Em tecidos adiposos, enzimas são liberadas e fazem uma reação de saponificação, formando umamassa acidófila que é chamada de "lesão em pingo de vela". Essa necrose é chamada de gordurosa ou de esteatonecrose.