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AULA 2 Prof. (a): Ana Virgínia Matos anavmsbarreto@gmail.com UNINABUCO - RECIFE – PE 2018.1 LESÃO CELULAR 2 INTRODUÇÃO 3 INTRODUÇÃO 4 INTRODUÇÃO LESÃO CELULAR REVERSÍVEL: célula agredida pelo estímulo nocivo, tendo alterações funcionais e morfológicas, mantendo-se viva e recuperando-se quando o estímulo nocivo é retirado. LESÃO CELULAR IRREVERSÍVEL: célula incapaz de se recuperar depois de cessada a agressão, evoluindo para a morte celular. CAUSAS DE LESÃO CELULAR CAUSAS EXÓGENAS Radiação Variação de temperatura Variação da pressão atmosférica Trauma (força mecânica) Agentes físicos Substâncias tóxicas Poluentes Medicamentos Drogas Agentes químicos CAUSAS DE LESÃO CELULAR CAUSAS EXÓGENAS Agentes biológicos Distúrbios nutricionais Bactérias Vírus Fungos Parasitas Excesso ou deficiência de nutrientes CAUSAS DE LESÃO CELULAR CAUSAS ENDÓGENAS Patrimônio genético Mecanismos de defesa imunológicos Fatores emocionais CAUSAS DE LESÃO CELULAR PRIVAÇÃO DE OXIGÊNIO Diminuição na oferta de O2 às células ou interferência na sua utilização é condição muito frequente em várias situações patológicas. Redução no fornecimento de O2 é chamada hipóxia, enquanto sua interrupção é denominada anóxia; ambas são causas muito comuns e importantes de lesões e doenças. Isquemia significa a deficiência ou ausência de suprimento sanguíneo e, consequentemente, de oxigênio, em determinado tecido ou órgão. LESÃO CELULAR REVERSÍVEL As duas características da lesão celular reversível podem ser reconhecidas com a microscopia óptica. Tumefação celular Surge quando as células se tornam incapazes de manter a homeostase hídrica e iônica. É resultante da falha da bomba de Sódio e Potássio. Degeneração gordurosa Manifesta-se pelo surgimento de vacúolos lipídicos no citoplasma. Ocorre na lesão hipóxica e em várias formas de lesão metabólica ou tóxica. Observada em células envolvidas no metabolismo de gordura , como hepatócitos e células do miocárdio. 10 LESÃO CELULAR REVERSÍVEL Caracteriza da pelo acúmulo de água no citoplasma, que se torna volumoso e pálido com núcleos normalmente posicionados. Tumefação celular As células tumefeitas apresentam-se com vacúolos pequenos claros e pequenos grânulos no citoplasma. A causa mais comum é a anóxia ou hipóxia. A falta de oxigênio a ltera a r espiração levando a queda de ATP. Todos os processo que requerem ATP como bomba de sódio e potássio, são alterados. 11 LESÃO CELULAR REVERSÍVEL Caracteriza da pelo acúmulo de lipídeos no citoplasma, em pequenos ou grandes vacúolos Degeneração gordurosa 12 LESÃO CELULAR REVERSÍVEL As alterações ultraestruturais da lesão celular incluem: 1. Alterações da membrana plasmática, como formação de bolhas, apagamento e perda das microvilosidades. 2. Alterações mitocondriais, que incluem tumefação e o aparecimento de pequenas densidades amorfas. 3. Dilatação do retículo endoplasmático, com destacamento dos polissomas; figuras de mielina intracitoplasmáticas podem estar presentes (ver adiante) 4. Alterações nucleares, com desagregação dos elementos granulares e fibrilares 13 MECANISMOS DE LESÃO CELULAR 1) A resposta celular depende do tipo da agressão, sua duração e sua intensidade 2) As consequências da agressão à célula dependem do tipo celular, estado e adaptabilidade da célula agredida. 3) As lesões celulares causam alterações bioquímicas e funcionais em um ou mais componentes celulares. a) respiração aeróbia b) membranas celulares c) síntese protéica d) citoesqueleto e) aparato genético da célula PRINCÍPIOS 14 MECANISMOS DE LESÃO CELULAR 15 MECANISMOS DE LESÃO CELULAR Representa energia celular Transporte intracelular Ativação de bombas ATP - dependentes Transporte transmembrânico Síntese de proteínas 16 Vias principais O2/↓O2 17 DEPLEÇÃO DE ATP A depleção de ATP e a redução de síntese de ATP são frequentemente associadas a lesão isquêmica e química (tóxica). As principais causas de depleção de ATP são a redução do fornecimento de oxigênio e nutrientes, danos mitocondriais e a ação de algumas substâncias tóxicas (p. ex., cianeto). ATP é requerido virtualmente para todos os processos sintéticos e degradativos dentro da célula. Estes incluem o transporte na membrana, síntese de proteína, lipogênese e reações de desacilação-reacilação necessárias à modificação de fosfolipídios. A depleção de 5% a 10% dos níveis normais de ATP produz extensos efeitos em muitos sistemas celulares críticos: 1. A atividade da bomba de sódio dependente de energia da membrana plasmática (Na+, K+-ATPase ouabaínasensível) é reduzida. 2. O metabolismo energético celular é alterado. 3. A falência da bomba de Ca2+ leva ao influxo de Ca2+, com efeitos danosos em vários componentes celulares. 4. Redução da síntese proteica. 5. Desencadeia uma reação chamada de resposta de proteína não dobrada que pode culminar em lesão e morte celular. 6. Finalmente, há dano irreversível às mitocôndrias e às membranas lisossômicas, e a célula sofre necrose. 18 DEPLEÇÃO DE ATP 19 LESÃO MITOCONDRIAL A mitocôndria pode ser danificada por aumentos de Ca2+ citosólico, espécies reativas de oxigênio, privação de oxigênio, e assim elas são sensíveis a praticamente todos os tipos de estímulos nocivos, incluindo hipoxia e tóxicos. Há três principais consequências dos danos mitocondriais: 1. Poro de transição de permeabilidade mitocondrial. A abertura desse canal de condutância leva à perda do potencial de membrana mitocondrial, resultando em falha na fosforilação oxidativa e na depleção progressiva do ATP, culminando na necrose da célula 2. A fosforilação oxidativa anormal também conduz à formação de espécies reativas de oxigênio, as quais têm muitos efeitos deletérios. 3. As mitocôndrias abrigam entre suas membranas interna e externa várias proteínas capazes de ativar as vias apoptóticas, incluindo o citocromo c e proteínas que ativam indiretamente enzimas indutoras da apoptose, chamadas caspases. O aumento da permeabilidade da membrana mitocondrial externa pode resultar na liberação dessas proteínas para o citosol e em morte por apoptose. 20 21 INFLUXO DE CÁLCIO PARA O CITOSOL E PERDA DA HOMEOSTASE DO CÁLCIO A homeostase do cálcio é indispensável para a manutenção das funções celulares. A isquemia e certas substâncias tóxicas causam um aumento da concentração do cálcio citosólico. A falência da bomba de cálcio promove a sua entrada para a célula e seu acúmulo no citoplasma, além do seu escape das mitocôndrias e do retículo endoplasmático para o citosol. O cálcio promove a ativação de diversas enzimas. Estas enzimas ativadas promovem: 1. Inativação do ATP (ATPases) 2. Lise das membranas celulares (fosfolipases) 3. Lise das proteínas estruturais e das membranas (proteases) 4. Fragmentação da cromatina (endonucleases). 22 23 Acúmulo de Radicais Livres Derivados do Oxigênio (Estresse Oxidativo) Como consequência do metabolismo celular normalmente há formação de pequena quantidade de radicais livres, que tem potencial lesivo para as células. Estas possuem mecanismos de defesa que evitam danos por estes radicais livres (vitaminaC, catalase, super óxido-dismutases, glutation peroxidase, ferritina, ceruloplasmina). Porém um desequilíbrio neste sistema (aumento da formação e/ou diminuição da inativação) pode levar a lesões celulares. Algumas dessas reações são autocatalíticas, isto é, as moléculas que reagem com os radicais livres são convertidas em radicais livres, gerando, assim, uma propagação de danos em cadeia. As espécies reativas de oxigênio (ERO) são um tipo de radical livre derivado do oxigênio. O aumento da produção ou a diminuição da eliminação das ERO provoca um excesso desses radicais livres, uma condição chamada de estresse oxidativo. Há diversos mecanismos para formação destes radicais livres: 1. Absorção de radiação ionizante, 2. Metabolismo de determinadas drogas 3. Geração de óxido nítrico (NO) e outros. As consequências desta agressão por radicais livres são diversas, mas as principais são: peroxidação dos lipídios das membranas, oxidação de proteínas e lesões do DNA. 24 Acúmulo de Radicais Livres Derivados do Oxigênio (Estresse Oxidativo) 25 DEFEITOS NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA A perda precoce da permeabilidade seletiva da membrana, evoluindo no final para um dano evidente da membrana, é uma característica constante na maioria das formas de lesão celular (exceto na apoptose). Causa uma série de transtornos à célula, permitindo a entrada ou escape de substâncias Causas: falta de energia (isquemia) ou por lesão direta por toxinas, vírus, substâncias químicas, fragmentos do complemento, etc. Os mecanismos bioquímicos envolvidos são: 1. Disfunção mitocondrial 2. Perda de fosfolipídios das membranas 3. Anormalidades no citoesqueleto 4. Radicais livres 5. Subprodutos da fragmentação dos lipídios. Consequências do Dano à Membrana: 1. Dano à membrana mitocondrial: resultam na abertura dos poros de transição de permeabilidade mitocondrial, levando à diminuição de ATP e liberação de proteínas que disparam a morte por apoptose. 2. Dano à membrana plasmática: perda do equilíbrio osmótico e influxo de líquidos e íons, bem como à perda do conteúdo celular. 3. Lesão às membranas dos lisossomos resulta em liberação de suas enzimas para o citoplasma (digestão enzimática das proteínas, RNA, DNA e glicogênio), e a célula morre por necrose. 26 DEFEITOS NA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA 27 LESÃO CELULAR IRREVERSÍVEL Quando a lesão se torna irreversível e progride para a morte celular? BOM ESTUDO!