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Reparação Regeneração e Cicatrização Professora Franciele Basso F. Silva O que é reparo tecidual? Quais são as formas de reparo tecidual? 1. Agente agressor diferente 2. Processo envolvido comum 3. Evolução distinta Quais são as formas de reparação? Como sabemos para qual forma a reparação evoluirá? Reparação tecidual Morte Celular Inflamação Reparação CicatrizaçãoRegeneração Células que morreram, devido à agressão, são substituídas pelas células do parênquima do mesmo órgão Processo em que as células lesadas não são substituídas por células parenquimatosas, mas por tecido fibroso: cicatriz. Visão geral dos processos de cura após lesão tecidual. KUMAR et al., 2008 Compreensão dos mecanismos de regeneração e reparo Controle da proliferação celular Vias de transdução de sinais Funções da MEC • Proliferação celular • Células tronco • Fatores de crescimento • Sinalização celular • Propriedades da MEC e componentes Processo regenerativo Processo de fibrose/cicatrização Controle da Proliferação Celular Normal e do Crescimento Tecidual O que altera o tamanho das populações de células no organismo? Apoptose (fisiológica ou patológica) Diferenciação (substituída ou não) Proliferação (fisiológica ou patológica) Controle da Proliferação Celular Normal e do Crescimento Tecidual ATIVIDADE PROLIFERATIVA DO TECIDO Tecidos são classificados: capacidade proliferativa celular, fase adulta Controle da Proliferação Celular Normal e do Crescimento Tecidual ATIVIDADE PROLIFERATIVA DO TECIDO Tecidos são classificados: capacidade proliferativa celular, fase adulta 1. Lábeis: células que estão em contínuo processo de proliferação. Ex: pele, mucosa e medula óssea 2. Estáveis: células com baixo potencial proliferativo, mas quando estimuladas entram em proliferação. Ex: parênquima do fígado, do rim e do pâncreas, células endoteliais, fibroblastos e músculo liso 3. Permanentes: dividem-se preferencialmente no período embrionário. Ex: neurônios e músculo cardíaco Controle da Proliferação Celular Normal e do Crescimento Tecidual Célula-tronco e o tema da aula??? Qual a importância das células-tronco na manutenção e regeneração dos tecidos? Células-Tronco Células-Tronco Reparar tecidos humanos lesados Coração, cérebro, fígado, músculo esquelético. Desafio das concepções estabelecidas sobre diferenciação celular Esperança de que as células- tronco possam ser usadas Células-tronco são caracterizadas por suas propriedades de autorrenovação e por sua capacidade de gerar linhagens celulares diferenciadas Células-Tronco Células-tronco são caracterizadas por suas propriedades de autorrenovação e por sua capacidade de gerar linhagens celulares diferenciadas Como são mantidas? 1. Replicação assimétrica obrigatória 2. Diferenciação aleatória Células-Tronco Embrionárias Células-Tronco Capacidade de diferenciação restrita (comparada – células-tronco embrionárias) Em geral são comprometidas com uma linhagem específica Adultas Células-Tronco Células tronco teciduais •Localizadas em nichos específicos Células-tronco na Homeostasia Tecidual Fígado Células-tronco/progenitoras nos canais de Hering: originam células ovais Geram: Hepatócitos e células biliares A proliferação e diferenciação são vista em pacientes: ◦ Recuperação de insuficiência hepática fulminante, ◦ Carcinogênese hepática ◦ Alguns casos de hepatite crônica e cirrose hepática avançada. Células-tronco na Homeostasia Tecidual Músculos esquelético e cardíaco. Os miócitos da musculatura esquelética não se dividem Após lesão, o crescimento e a regeneração ocorrem: replicação das células- satélites. Células-tronco na Homeostasia Tecidual TECIDO EPITELIAL Auto-renovável Composição celular: células tronco células intermediárias proliferativas células em vários estágios de diferenciação células maduras terminais na superfície Após lesão: ↑ Células-tronco ↑ Replicações ↓Tempo ciclo celular Replicação celular Depois da morte de um conjunto de células num tecido, as células lábeis ou estáveis da vizinhança são estimuladas a crescerem ou a proliferarem para substituírem as células mortas. Os estímulos, para as células entrarem no ciclo celular, são os mediadores químicos e fatores de crescimento Replicação celular A replicação das células é estimulada por fatores de crescimento ou por sinalização dos componentes da matriz extracelular = integrinas. Fatores de Crescimento Polipeptídeos e agem como ligantes Estimulam: Proliferação celular Locomoção Contratilidade Diferenciação Angiogênese Estimulam a transcrição de genes: entrada e progressão no ciclo celular Proto-oncogenes Inibição por contato Fatores de Crescimento Fatores de Crescimento Onde são produzidos? Vários: Leucócitos ----- Inflamação? Células do parênquima e estroma Em resposta: lesão ou perda celular Fatores de Crescimento EGF (fator de crescimento epidérmico) atua nas células epidérmicas, endoteliais, fibroblastos estimula a angiogênese, a proliferação celular e a síntese de colágeno PDGF (fator de crescimento das plaquetas) atua sobre os macrófagos, células epiteliais e o músculo liso quimiotaxia (atrai macrófagos para a área de inflamação) e proliferação dos fibroblastos FGF (factor de crescimento dos fibroblastos) é produzido principalmente pelos macrófagos estimula a angiogênese, a proliferação celular e a síntese de colágeno Principais para reparação tecidual Fatores de Crescimento VEGF (fator de crescimento endotelial vascular) produzido pelas próprias células endoteliais mais importante estimulador da angiogênese TGF-α (fator de crescimento transformador α) TGF-β (fator de crescimento transformador β) produzido pelos macrófagos, endotélio e plaquetas inibe o crescimento das células epiteliais estimula a proliferação e quimiotaxia dos fibroblastos papel na fibrinogênese Interleucinas Induzem a proliferação e quimiotaxia de fibroblastos Sinalização do Crescimento Celular 3 tipos: 1. Sinalização autócrina 2. Sinalização parácrina 3. Sinalização endócrina Sinalização do Crescimento Celular 1. Sinalização autócrina Respondem às moléculas de sinalização que elas próprias secretam Regeneração hepática Proliferação de linfócitos estimulados por antígenos Células tumorais Sinalização do Crescimento Celular 2. Sinalização parácrina Célula produz molécula que atua nas células adjacentes que expressam os receptores apropriados Cicatrização Macrófagos → FGF → fibroblastos Regeneração hepática Células mesenquimais → HGF → hepatócitos Sinalização do Crescimento Celular 3. Sinalização endócrina Hormônios sintetizados pelas células de órgãos endócrinos Atuam em células alvo distantes Geralmente carreados pelo sangue Receptores Vias de transdução de sinal MATRIZ EXTRACELULAR Qual é a função da MEC? 1. Suporte mecânico ancoragem da célula e migração celular, e manutenção da polaridade celular. 2. Controle do crescimento celular. Componentes da MEC: regular a proliferação celular sinalizando: integrinas. 3. Manutenção da diferenciação celular. O tipo de proteína da MEC pode influenciar o grau de diferenciação das células nos tecidos: via integrinas de superfície celular. 4. Armazenamento e apresentação de moléculas reguladoras. Por exemplo, fatores de crescimento, como FGF e HGF, são secretados e armazenadosna MEC, em alguns tecidos. MATRIZ EXTRACELULAR Qual é a função da MEC? 5. Arcabouço para renovação tecidual. A manutenção da estrutura normal do tecido requer uma membrana basal ou um arcabouço de estroma. A integridade da membrana basal ou do estroma de células parenquimatosas é essencial para a regeneração organizada dos tecidos. O rompimento dessas estruturas leva à deposição de colágeno e à formação de cicatriz MATRIZ EXTRACELULAR Qual é a composição da MEC? Formada por 3 grupos de macromoléculas: 1.Proteínas estruturais fibrosas Colágenos → força tênsil Fibras elásticas → retorno pós-tensão 2.Glicoproteínas de adesão Igs, caderinas, integrinas e seletinas conectam os elementos da matriz uns aos outros e às células 3.Proteoglicanas e ácido hialurônico Elasticidade e lubrificação Coloração: picro-Sirius + Weigert Técnica: PAS + Hematoxilina Técnica: Alcian Blue Técnica: Tricrômico de Masson Mito (grego) de Prometeu? Regeneração A regeneração depende: do tipo de tecido da intensidade da lesão manutenção da estrutura prévia do tecido (MEC) Regeneração hepática Aumento dos lobos remanescentes após cirurgia – crescimento compensatório Replicação dos hepatócitos antes quiescentes Replicação sincrônica de células não parenquimatosas (Kupffer, endoteliais, estreladas) Tecido constituído por células lábeis, ou estáveis vai haver regeneração. Porque o tecido é capaz de reparar por proliferação aquelas células que morreram. Tecido constituído por células permanentes, mesmo que a intensidade da agressão seja pequena, vai haver reparação por cicatrização. Lesão tecidual for extensa, vai haver grande destruição do tecido mesmo que isto aconteça num tecido de células lábeis e estáveis: evoluir para uma reparação por cicatrização. É o que acontece quando há formação do tecido de granulação, após um processo inflamatório, a reparação faz-se por cicatrização. Outro fator importante: matriz extracelular Se esta MEC for lesada a reparação faz-se por cicatrização. Cicatrização Fibrose CICATRIZAÇÃO Ocorre cicatrização: num tecido constituído predominantemente por células permanentes, se o dano tisular for extenso e/ou se afetar a matriz extracelular. CICATRIZAÇÃO Resposta fibroproliferativa que “remenda” ao invés de restaurar o tecido original substituição de células parenquimatosas de qualquer órgão, por colágeno, como ocorre no coração após infarto do miocárdio. CICATRIZAÇÃO Etapas: 1. Inflamação 2. Angiogênese 3. Migração/ Proliferação de fibroblastos 4. Tecido de Granulação/Formação de cicatriz 5. Remodelamento CICATRIZAÇÃO Etapas: 1. Inflamação Contém a lesão, remove resíduos de tecido lesado, estimula deposição de componentes da MEC. CICATRIZAÇÃO Etapas: 2. Angiogênese Processo de formação do vaso sanguíneo em adultos Mecanismos: a) Recrutamento de células progenitoras endoteliais da medula óssea (EPC) b) Ramificação e extensão a partir de vasos adjacentes Estímulo: Fatores de crescimento Principal: VEGF CICATRIZAÇÃO CICATRIZAÇÃO Etapas: 3. Migração/ Proliferação de fibroblastos Aumento da permeabilidade vascular: extravasamento de proteínas que atuam no crescimento dos fibroblastos (fibrinogênio, fibronectina). Fatores de crescimento: proliferação e migração de fibroblastos. Macrófagos: remoção de restos celulares e fibrina do tecido de granulação formado. CICATRIZAÇÃO Etapas: 4. Tecido de Granulação / Formação de cicatriz Componentes do Tecido de Granulação Vasos sanguíneos neoformados Edema Células inflamatórias Macrófagos Fibroblastos MEC frouxa CICATRIZAÇÃO Etapas: 4. Tecido de Granulação / Formação de cicatriz Fator de crescimento mais importante do TG: TGF-ẞ Produzido pelas próprias células do TG Migração e proliferação de fibroblastos Síntese aumentada de colágeno ↓ degradação da MEC Quimiotático para monócitos CICATRIZAÇÃO Etapas: 4. Tecido de Granulação / Formação de cicatriz Tecido de Granulação: Deposição de MEC Início 3-5 dias Fibroblastos depositam progressivamente MEC ↓ degradação Ao término, TG é substituído por cicatriz composta por fibroblastos e componentes da MEC Tecido de granulação CICATRIZAÇÃO Etapas: 4. Tecido de Granulação / Formação de cicatriz Formação de Cicatriz Há regressão da vascularização e o tecido se torna hipovascularizado e empalidecido Substituição do tecido de granulação por tecido cicatricial: fibroblastos fusiformes, colágeno, fibras elásticas. CICATRIZAÇÃO Etapas: 5. Remodelamento Tipos de cicatrização Feridas cutâneas 1ª Intenção 2ª Intenção 1. Por que o fígado, sendo um órgão por excelência de regeneração, leva a cirrose devido ao alcoolismo crônico? O próprio termo cirrose significa fibrose. O que acontece é que antes de chegar a cirrose o alcoolismo crônico provocou um processo inflamatório: Hepatite alcoólica. E a partir desta é que evoluiu para cirrose. Mas neste processo inflamatório há destruição da membrana basal. Regenera duma forma desordenada: forma nódulos. Esses nódulos cercados por fibrose constituem a Cirrose Hepática. 1. Inibição de contato x cultura de células não neoplásicas 2. Inibição de contato x cultura de células neoplásicas Numa placa de cultura de células não neoplásicas, as células vão proliferar até ocuparem toda a placa, depois param de crescer porque há inibição por contato. Se forem células neoplásicas, elas não param de crescer, vão crescer umas sobre as outras e algumas delas vão começar a morrer, porque numa placa de cultura não há nutrição suficiente para manter aquele crescimento celular. Fatores locais e sistêmicos que influenciam a cura de feridas Deficiência de Vitamina C: inibem a síntese de colágeno Diabetes mellitus1: consequência de microangiopatia Oferta de sangue inadequada Aterosclerose Veias varicosas Glicocorticóides Efeito anti-inflamatório ↓ Síntese colágeno Infecção Corpos estranhos Fatores mecânicos (“Tira a casquinha, vai!”) Microangiopatia diabética é o termo geral utilizado para denominar as modificações funcionais dos leitos microvasculares, nos quais o endotélio e as células associadas são progressivamente danificados pela hiperglicemia, resultando em oclusão capilar e isquemia, o que pode contribuir para a remoção total do tecido e/ou membro envolvido, e falência de órgãos Aspectos patológicos do reparo Anormalidades em qualquer um dos componentes básicos do processo de reparo. 1. Formação deficiente da cicatriz deiscência da ferida (estresse mecânico sobre a ferida abdominal- Vômitos, tosse) Ulceração (membros inferiores de indivíduos com doença vascular) Aspectos patológicos do reparo Anormalidades em qualquer um dos componentes básicos do processo de reparo. 2. Formação excessiva dos componentes do reparo Cicatrizes hipertróficas Queloides Granulação exuberante - bloqueiam a reepitelização - excisão cirúrgica Desmoides ou fibromatoses agressivas Aspectos patológicos do reparo Anormalidades em qualquer um dos componentes básicos do processo de reparo. 3. Formação de contraturas Deformidades da ferida e dos tecidos circundantes. Comumente: após queimaduras graves Movimento das articulações
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