apoptose_necrose_

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Fatores moleculares da 
apoptose, necrose e 
envelhecimento celular
Lucas Brandão
Professor
professor@lucasbrandao.org
Resumo
Estímulos celulares (introdução)
Morte celular (aspectos moleculares)
Necrose
Fatores moleculares desencadeantes
Um exemplo integrador (Isquemia)
Apoptose
Mecanismo moleculares desencadeantes
Alguns exemplos (Fas-FasL, CTL)
Envelhecimento celular (aspectos moleculares)
Relógio Genético
Lesões sub-letais
Pontos Abordados
Introdução
Estímulos Celulares
Proliferação 
EGF, estrógeno 
Diferenciação 
G-CSF, RA, TGF! 
Movimento 
IL-8, SDF-1 
Sobreviver 
Epo 
Morte 
TNF", FasL 
Resposta 
ao Stress 
calor, viroses 
Get Activated 
LPS, IgE + Ag, esteróides, 
som, luz, paladar, cheiro 
Estímulos Celulares
Célula Eucariótica
Estímulo 
(Ambiental ou Orgânico)
Homeostase
Resposta ao estímulo
Manutenção 
da 
Homeostase
Preservando a 
viabilidade celular
AdaptaçãoPromove
Preservando a 
viabilidade celular
Adaptação
Manutenção 
da 
Homeostase
Exemplos:
Hipertrofia celular
Atrofia celular
Hipertrofia celular
Atrofia celular
Uma resposta adaptativa promovendo uma diminuição celular e 
da sua função
Definição: 
Uma resposta adaptativa promovendo o aumento celular e da sua 
função
Definição: 
Estímulos Celulares
Célula Eucariótica
Estímulo 
(Ambiental ou Orgânico)
Homeostase
Perda 
da 
Homeostase
Lesões Celulares
Promove
Entretanto...
Ultrapassar
Capacidade adaptativa
Célula Eucariótica
Estímulo 
(Ambiental ou Orgânico)
Lesões 
Celulares
PromoveUltrapassar
Capacidade adaptativa
Célula Eucariótica
Estímulo 
(Ambiental ou Orgânico)
Resposta ao estímulo
Preservando a 
viabilidade celular
AdaptaçãoPromove
Estímulos Celulares
Painel Geral
Normal Adaptação Reversível Irreversível
Morte Celular
Lesão
Hipertrofia
Atrofia
Lesão
Reversível
Irreversível
Estímulos Celulares
Painel Geral
Normal Adaptação Reversível Irreversível
Morte Celular
Lesão
Hipertrofia
Atrofia
Irreversível
Morte Celular
Lesão
São eventos cruciais nos 
processos patológicos
Objetivo da nossa aula
Fatores Moleculares
ESTUDAR COMPREENDER
MORTE CELULAR
A MORTE CELULAR
Dois padrões de mortes podem ser descritos
1 - Necrose de coagulação
2 - Apoptose 
ApoptoseNecrose
Tumefação intensa
Ruptura celular
Desnaturação Protéica
Coagulação Protéica 
Degradação de organelas
Condensação da Cromatina
Fragmentação da Cromatina
Retração celular
Necrose x Apoptose
Necrose 
celular
Tumefação intensa
Ruptura celular
Desnaturação Protéica
Coagulação Protéica 
Degradação de organelas
O que é a necrose?
O que promove a necrose?
É uma lesão irreversível, levando a morte celular, promovida por 
agentes nocivos exógenos, afetando as principais vias metabólicas 
celulares
Perda da Homeostase
- Depleção de ATP
- Radicais Livres de O2 (estresse oxidativo)
- Aumento do Ca++ citoplasmático
- Perda de Permeabilidade seletiva da membrana e lesão 
mitocondrial
Eventos 1˚
Eventos 2˚
Eventos moleculares 
desencadeadeadores 
da necrose
Evento:
Depleção 
ATP
![Ca++]i 
Estresse 
Oxidativo
M & M
ATP (adenosina trifosfatada)
O ATP
Representa Energia Celular 
Síntese Protéica
Uso de energia em 
forma de ATP
Observação:
A célula precisa de energia para realizar que muitas vias 
metabólicas aconteçam.
Enzimas = Proteínas
Transporte Intracelular
Transporte Transmenbrânico
Ativação de bombas enzimáticas ATP-
dependentes.
O ATP está envolvido em:
Duas vias principais
1˚ - Fosforilação Oxidativa
Vias metabólicas do ATP
2˚ - Glicólise
1˚ - Fosforilação Oxidativa
Acontece nas mitocôndrias
na presença de O2
2˚ - Glicólise
CONCLUSÃO
Qualquer agente nocivo (seja químico ou físico) 
que impeça uma das 2 vias na produção de ATP 
podem promover necrose
Inibição da Síntese Protéica
Inibição do Transporte Intracelular
Inibição do Transporte Transmenbrânico
Inibição da Ativação de bombas enzimáticas ATP-dependentes.
Depleção de ATP
Aumento de Ca++ 
citoplasmático
Evento:
Depleção 
ATP
![Ca++]i 
Estresse 
Oxidativo
M & M
Concentração de íons Ca++
As concentrações de cálcio, intra e extracelular, 
são extremamente controladas por diversos 
mecanismos
[Ca++]i =0,1umol 
[Ca++]e =1,3mmol 
Homeostase do Cálcio
[Ca++]i =0,1umol 
Homeostase do Cálcio
•Bombas ATPases de Ca2+
•Trocador Na+-Ca2+
Dois exemplos dessa manutenção
A ideia geral é que cálcio intracelular 
em excesso torne-se tóxico
E mesmo assim a maior parte do 
cálcio intracelular permanece nas 
mitocôndrias ou no RE
Depleção de ATP
X
Resultando
Acúmulo de Cálcio intralecular
![Ca++]i 
Acúmulo de Cálcio intralecular
![Ca++]i 
A ideia geral é que cálcio intracelular 
em excesso torne-se tóxico
Ativação de Enzimas:
• Fosfolipases
• Proteases
• Endonucleases
• ATPases
• Fosfolipases
• Proteases
• Endonucleases
• ATPases
Degradar membranas
Degradar enzimas
Degradar ácidos nucléicos
Consumir mais ATPases
O que já explica muito das mudanças 
morfológicas das células em necrose
Estresse 
Oxidativo
Radicais livres de O2
Evento:
Depleção 
ATP
![Ca++]i 
Estresse 
Oxidativo
M & M
Fosforilação Oxidativa
Acontece nas mitocôndrias
na presença de O2
Fosforilação Oxidativa
Acontece nas mitocôndrias
na presença de O2
No processo de oxidação 
do ADP em ATP por meio 
da redução do O2, nem 
todo os O2 são reduzidos 
completamente
No processo de oxidação 
do ADP em ATP por meio 
da redução do O2, nem 
todo os O2 são reduzidos 
completamente
Produção de Radicais livres derivados do O2. 
São retirados por mecanismos protetores
Estresse Oxidativo
(acúmulo de Radicais livres derivados do O2)
X XX
Estresse Oxidativo
(acúmulo de Radicais livres derivados do O2)
Radicais superóxido (O2-.), hidroperoxila 
(HO2.) e hidroxila (OH), e o peróxido de 
hidrogênio (H2O2)
Promove
Muito associado com o processo de lesão por Isquemia/Reperfusão
Perda da 
Permeabilidade 
seletiva da membrana
Lesão 
irreversível 
mitocondrial
Evento:
Depleção 
ATP
![Ca++]i 
Estresse 
Oxidativo
M & M
Os agentes promotores dessas lesões
Depleção de ATP
Degradação de fosfolipídeos.
Estresse oxidativo
Evento importante da 
lesão mitocondrial
Extravasamento do 
Citocromo c
Agentes 
Primários
O que promove a perda da permeablidade e lesão 
mitocondrial ?
Extravasamento do 
Citocromo c
Exemplo de um 
estímulo promotor de 
necrose celular
Isquemia
INFARTO AGUDO DO MIOCÁRDIO
ENZIMAS CARDÍACAS
• CPK (24 - 195 U/L);
• CKMB ( até 16 U/L);
• Troponina T e I;
• Mioglobinas.
Apoptose celular
O que é apoptose?
O qual o contexto da apoptose?
É considerada uma morte celular programada destinada a 
eliminar células humanas indesejadas
“Morte natural”
- Embriogênese
- Ações hormonais
- Atuação do sistema imune (anergia clonal e CTL)
- Ação de patógenos ou agentes nocivos
- Envelhecimento 
O que promove a apoptose?
Existe um “mecanismo de morte”:
Via sinalizadora
Via de Controle e integração
Via de Execução comum
Fagocitose das células mortas
Agentes promotores
Ativação de Caspases (clivagem de proteínas)
Quebra do DNA (endonucleases Ca++ dependente 
ativadas por caspases)
Entrecruzamento de proteínas (por ativação de trans-
glutaminase)
Expressão de fosfatidilserina (para o reconhecimento 
por fagócitos)
Agentespromotores
promovem
Características Bioquímicas da apoptose
Via sinalizadora
Via de Sinalização 
São formadas pelos sinais que desencadeiam o 
processo de apoptose.
Exemplos de sinais
Exógenos
Endogénos
Radiação, radicais livres e toxinas
Ligantes para a morte, linfócitos T citotóxicos e 
ausência de fatores de crescimento, 
Transdução de sinais transmenbrânicos para 
moléculas reguladoras intracelulares (via de 
controle)
Sinais
Positivos - que promovem a apoptose
Negativos - que coibem a apoptose
Citocinas que suprimem células em via de apoptose
Fator de necrose tumoral
Via de 
Sinalização
Receptor
Ligante
Receptor
Ligante
ReceptorLigante
Sinais
Positivos - que promovem a apoptose
Negativos - que coibem a apoptose
Citocinas que suprimem células em via de apoptose
Fator de necrose tumoral
Dependendo do ligante, do 
receptor e do tipo celular 
Via de controle e 
REGULAÇÃO
Via de controle e 
regulação
Apresentam as proteínas que conectam as vias 
de sinalização a via de execução comum 
(efetora).
Via que “decide” se o sinal recebido deve ou não 
ser transmitido para a via executora.
Dois esquemas
Proteínas adaptadoras
Família bcl-2
Via de Controle
Via de execução 
comum
Via de Execução
É uma cascata proteolítica na qual as vias 
sinalizadoras e reguladoras convergem para 
culminar na morte celular.
CaspasesPró-caspases (proteases)
•Atividade proteolítica em resíduos ácido aspártico
•Existem mais de 10 caspases descritas
Desencadeadoras Executoras
Caspases
(Fase Inicial) (Fase Tardia)
Desmontagem do citoesqueleto
Ativação de enzimas degradadoras
(endonucleases)
Via de Execução
Via de fagocitose dos 
corpúsculos apoptóticos
Via de Fagocitose
Formação dos corpúsculos apoptóticos 
marcados com receptores de reconhecimento 
por fagócitos.
Minimiza ou 
impede o processo 
de inflamação
Família bcl-2
São proteínas com papéis na regulação 
apoptótica (inibição e promoção) por meio 
da regulação mitocondrial
Proteínas
bcl-2 (inibidora)
bax (promotora)
p53 ativa a bax e induz 
apoptose
Câncer
Alguns exemplos
Apoptose Celular
FasL-Fas
Encontrado no sistema de 
tolerância periférica do 
sistema imune
LTC
Envelhecimento 
celular
O envelhecimento
Nasce - Desenvolve - Senesce - Morre
Indivíduo
Célula
Nasce - Desenvolve - Senesce - Morre
Vários fatores influenciam
Vários fatores influenciam
Célula
Nasce - Desenvolve - Senesce - Morre
Vários fatores influenciam
Senesce
 fatores influenciam Ainda são uma incógnita
Algumas Sugestões e 
evidências
Baixa capacidade fosforilativa
Baixa capacidade replicativa
Redução na síntese protéica
Baixa capacidade em captar nutrientes
Baixa capacidade em corrigir danos no DNA
O que desencadeia esses processos?
Dois mecanismos 
propostos
2 - Acúmulo de lesões sub-letais
1 - Relógio Genético
1 - Relógio Genético
Capacidade duplicativa
Perda progressiva de telômero
n˚ de divisões limitadas
2 - Acúmulo de lesões sub-letais
Quantidade de lesão oxidativa 
aumenta substancialmente 
durante o desenvolvimento 
celular prolongado
Obrigado!!!