Necrose e apoptose

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Necrose e apoptose
Padrões de necrose tissular
A necrose de um conjunto de células em um tecido resulta em morte do tecido. Há vários padrões distintos de necrose, que podem fornecer pistas sobre a causa básica.
Há calcificação distrófica dos tecidos mortos, pois estes aumentam a alcalinidade local, favorecendo aumento da deposição de Ca++ e da ação da fosfatase alcalina. Células mortas podem ser digeridas, com liberação de ácidos graxos, que se saponificam com íons Ca++.. Não ocorre na necrose de liquefação.
Pode haver cariólise (destruição nuclear), que predomina na necrose coagulativa;
Pode haver picnose (condensação da cromatina), que predomina nas células apoptóticas;
Pode haver cariorréxis (fragmentação nuclear).
Há perda da proteína de membrana CD31. Trata-se de uma proteína que inibe a ação fagocitária, indicando que o tecido é próprio. Com a perda dessa proteína, fagócitos identificam as células como estranhas, as digerindo. Também, há acumulo de IgM e ativação do Sistema Complemento.
Morfologia da necrose
1 – Necrose coagulativa
Neste tipo de necrose, embora as células estejam mortas, o padrão morfológico do órgão é mantido, adquirindo textura firme, pelo menos por algum tempo.
Há desnaturação das proteínas estruturais e proteínas enzimáticas (causada pela acidose de isquemia), bloqueando a proteólise de células mortas, portanto, as células se tornam anucleadas e eosinofílicas por um tempo.
As células necróticas são removidas por fagocitose dos restos por meio de leucócitos recrutados pela inflamação aguda, rica em neutrófilos.
È uma lesão típica de infartos em órgãos sólidos.
Chamada de gangrena seca, pois há fluxo sanguíneo reduzido. 
2 – Necrose liquefativa
Observada em infecções bacterianas/fúngicas localizadas, pois estes micro-organismos estimulam a inflamação e os leucócitos digerem, “liquefazem” o tecido.
Também acontece por hipóxia no SNC.
A liquefação digere por completo as células mortas, transformando o tecido numa massa viscosa, líquida, chamada de pus.
As células se mostram embaçadas, com vacuolizações (expressão visível da digestão de organelas) e figuras de mielina (restos de fosfolipídios de membrana).
È típica em inflamações agudas, rica em neutrófilos. 
3 – Necrose caseosa (mista)
È frequente em casos de tuberculose.
As células se apresentam rompidas ou fragmentadas, com aparência granular amorfa. A estrutura do tecido é completamente destruída e os contornos celulares são indistinguíveis (caseum).
A periferia da zona necrótica se assemelha a uma necrose de coagulação, e a porção central se assemelha a uma necrose de liquefação.
È quase sempre encerrada dentro de uma borda inflamatória, caracterizando um granuloma, ou seja, há formação de um tecido inflamatório organizado ao redor da necrose. O granuloma pode ser caseoso se houver presença de zona caseosa, um líquido espesso. Pode ser granuloma duro se não houver presença de zona caseosa.
È uma necrose típica em inflamações crônicas, ricas em células gigantes de corpo estranho.
4 – Necrose gordurosa
Refere-se a focos de destruição gordurosa, causados pela ação de lípases pancreáticas liberadas na cavidade peritoneal, decorrente de pancreatite. Há digestão das membranas dos adipócitos peritoneais com quebra dos ésteres de triglicerídeos. Os ácidos graxos liberados ligam-se a Ca++, caracterizando uma saponificação.
No exame histológico, os focos têm contornos por adipócitos com depósitos de Ca++ basófilos, circundados por região inflamatória. 
Trata-se de uma necrose liquefativa especial.
5 – Necrose fibrinóide
Normalmente ocorre em reações autoimunes aos vasos. È proeminente quando complexos antígeno-anticorpo se depositam nas paredes dos vasos.
A combinação destes imunocomplexos com a fibrina resulta numa aparecia amorfa rosa. 
Exemplos de Lesão celular com necrose
1 – Lesão isquêmica e hipóxica
A isquemia lesa os tecidos com mais rapidez que a hipóxia, pois a primeira inibe tanto a respiração aeróbia quanto anaeróbia, ao passo que a segunda inibe apenas a respiração aeróbia.
Há redução da produção de ATP.
A falta de ATP causa:
Falha de sistemas celulares dependentes de energia (ex: bombas, transportadores, etc);
 Depleção dos estoques de glicogênio com acumulação de ácido lático, reduzindo o pH intracelular;
Redução da síntese proteica;
Se a não-produção de ATP se manter, haverá perda das microvilosidades com a formação de bolhas.
Há aumento da concentração celular de água, sódio e cloreto.
Há queda da concentração celular de potássio. 
Até aqui, a lesão é reversível. Abaixo, a lesão é irreversível.
Há intensa tumefação das mitocôndrias;
Há extrema lesão da membrana celular, podendo haver ativação da via apoptótica;
Há intensa tumefação lisossômica;
Pode haver intenso influxo de íons Ca++, com ativação de proteínas de quebra;
Os componentes celulares são degradados com liberação de enzimas para o espaço extracelular.
As células são substituídas por figuras de mielina (fosfolipídios), que são fagocitadas ou degradadas em ácidos graxos.
Os ácidos graxos podem sofrer saponificação com íons Ca++, calcificando a região.
2 – Lesão de Isquemia-reperfusão
A restauração do fluxo sanguíneo pode resultar em restauração celular se as células estivessem lesadas de modo reversível. 
No entanto, sob certas circunstâncias, a restauração do fluxo sanguíneo para tecidos isquêmicos, mas que ainda sobrevivem, pode, paradoxalmente, acentuar e acelerar a lesão. Como resultado, o tecido continua a perder células além daquelas lesadas de forma irreversível depois da isquemia ser cessada. 
Isto ocorre por que as células isquêmicas apresentam extrema avidez por O². O extremo metabolismo do oxigênio resulta na produção aumentada de radicais livres. Isto é acentuado, pois lesão mitocondrial leva a uma redução incompleta do O² e por causa da ação de oxidases das células isquêmicas. Também, os mecanismos de defesa antioxidantes podem estar comprometidos pela isquemia, reduzindo a defesa contra radicais livres.
Também, a inflamação aumenta com a reperfusão devido ao influxo aumentado de leucócitos e proteínas plasmáticas. Os leucócitos ativados e proteínas do sistema complemento contribuem para a lesão de isquemia-reperfusão.
3 – Lesão Química (tóxica)
As substâncias químicas induzem lesão celular por dois mecanismos:
Atuam pela combinação a um componente molecular importante ou com uma organela celular.
Muitas substâncias não são intrinsecamente ativas, e devem ser convertidas a metabólitos tóxicos reativos, que agirão nas células alvo. Esta modificação é, principalmente, feita pelas oxidases de função mista P450 do fígado. Estes metabólitos podem:	
Causar lesão à membrana por ligação covalente direta a proteínas e lipídios da membrana.
Formar radicais livres.
Apoptose
Apoptose é uma via de morte celular, induzida por um programa de suicídio rigorosamente regulado, no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas capazes de degradar seu próprio DNA e as proteínas nucleares e citoplasmáticas. Os fragmentos celulares então se separam – a membrana plasmática se divide e envolve os vários fragmentos, permanecendo intacta. Contudo, torna-se alvo de fagocitose. Há fagocitose antes do extravasamento do conteúdo celular, portanto, não induz inflamação.
Em alguns casos, necrose e apoptose coexistem – apoptose pode ser induzida por estímulos patológicos.
Causas da apoptose
1 – Causas fisiológicas
Quando fenômeno normal, a apoptose elimina células potencialmente prejudiciais e células que sobreviveram mais que sua funcionalidade permite.
Destruição programada de células na embriogênese (ex: implantação, organogênese, etc.)
Involução de tecidos hormônio-dependentes sob a privação do hormônio (ex: endométrio)
Regulação do numero de células em tecidos de alta proliferação (ex: epitélio da cripta intestinal)
Morte de células que já tenham cumprido seu papel (ex: neutrófilos após a inflamação, linfócitosapós a resposta imune – são privados de fatores de sobrevivência)
Eliminação de linfócitos auto-reativos
Indução por linfócitos T citotóxicos na resposta imune.
2 – Causas patológicas
Elimina células alteradas sob aspecto genético ou lesadas de forma irreversível.
Lesão do DNA por:
Radiação
Drogas citotóxicas anticâncer
Extremos de temperatura
Hipóxia
Radicais livres
Acúmulo de proteínas mal dobradas podem surgir por mutações genéticas ou por fatores extrínsecos. O acumulo destas no retículo endoplasmático causa estresse deste.
Lesões por infecções, especialmente virais, que esgotam a célula.
Tumores, que liberam TNFα, um indutor apoptótico.
Aumento da permeabilidade das mitocôndrias
Atrofia patológica no parênquima de órgãos após a obstrução de ducto.
Morfologia da apoptose
As células apoptóticas aparecem como massas ovais ou arredondadas com citoplasma intensamente eosinofílico. Os núcleos exibem vários estágios de condensação e agregação de cromatina (picnose), e posteriormente, cariorrexis. A célula então, se retrai, formando brotos citoplasmáticos e se fragmenta em corpos apoptóticos. Estes fragmentos são rapidamente fagocitados, sem induzir resposta inflamatória (o que até dificulta a detecção de apoptose na análise histológica). 
Mecanismos da Apoptose
A apoptose é um processo enzimático ativo, que tem como resultado a degradação de nucleoproteínas e fragmentação celular.
O evento fundamental da apoptose é a ativação das caspases. São em número de dez. Formadas por uma cisteína (sítio ativo) + um ácido aspártico (sofre clivagem por outra caspase). As ditas caspases iniciadoras (9 ou 10) iniciam a cascata enzimática das caspases. A caspase efetora é a 3, e atua como DNAse citoplasmática.
A ativação das caspases depende de um equilíbrio entre vias moléculas pro-apoptose e anti-apoptose. 
Duas vias distintas convergem para a ativação da caspase, a via mitocondrial (intrínseca) e a via receptor de morte (extrínseca). Elas podem interagir, mas em geral são induzidas sob diferentes condições, envolvendo diferentes moléculas e exercendo papeis diferentes na fisiologia e na doença.
1 – Via mitocondrial (intrínseca)
As mitocôndrias contem diversas proteínas capazes de induzir apoptose (ex: citocromo C e antagonistas de inibidores apoptoticos citosólicos). A permeabilidade da mitocôndria determina sobrevivência ou morte, e é regulada por mais de 20 proteínas. Quando as células sofrem estímulos apoptóticos (ex: subtração de fatores de crescimento, lesão de DNA e acúmulo de proteínas mal dobradas), um grupo de sensores da família Bcl-2 são ativados. Os Bcl-2 ativam dois membros apoptóticos, Bak e Bax, que se dimerizam e se inserem na membrana mitocondrial, formando canais por onde o citocromo C e outras proteínas mitocondriais extravasam para o citoplasma. Estes ativam a caspase 9 e bloqueiam antagonistas de caspases. A cascata enzimática das caspases causa fragmentação nuclear.
Quando a célula é submetida a fatores de crescimento, etc., sintetizam membros antiapoptóticos (ex: Bcl-2 e Bcl-x), que antagonizam Bax e Bak, limitando o escape de proteínas proapoptoticas.
2 – Via receptor de morte (extrínseca)
Muitas células expressam moléculas de superfície, chamadas receptores de morte, que disparam a apoptose. Estes são do tipo TNF I e Fas. O ligante de Fas (Fas-L) é uma proteína expressa principalmente em linfócitos T ativados. Quando estes linfócitos T ativados encontram células que expressam Fas, interagem com elas através do Fas-L, estimulando proteínas adaptadoras (da célula alvo) ligarem-se a caspase 10. O agrupamento de muitas caspases leva à sua ativação, iniciando a cascata das caspases.
OBS: Em alguns tipos celulares, a caspase 10 pode clivar um membro próapoptótico da família Bcl-2, chamado Bid, iniciando a via mitocondrial
Proteínas chamadas FLIP são reguladoras da via extrínseca de apoptose.
OBS: alguns vírus produzem substancias semelhantes ao FLIP, com objetivo de manter a célula infectada viva.
Este mecanismo é o desempenhado na eliminação de linfócitos auto-reativos e pelos linfócitos T citotóxicos nas células alvo.
Remoção das células apoptóticas
Em células normais, a fosfatidilserina está presente na camada interna da membrana celular. Na célula apoptotica, esse fosfolipídio situa-se na camada externa, onde pode ser reconhecida por macrófagos.
Células apoptóticas secretam fatores solúveis recrutadores de fagócitos, facilitando a remoção imediata das células apoptóticas antes que ocorra lesão a membrana com liberação de conteúdo intracelular (que pode causar inflamação).
Exemplos de Apoptose
1 – Privação de fator de crescimento
Células privadas de um hormônio, linfócitos não estimulados por antígenos ou citocinas, e neurônios privados de fatores de crescimento nervoso, sofrem apoptose. Em todas as situações, ocorre via intrínseca por ativação de pro-apoptoticos Bcl-2 e diminuição da síntese de anti-apoptoticos Bcl-2 e Bcl-x.
2 – Lesão no DNA
Quando o DNA é lesado, a proteína p53 se acumula na célula. Ela interrompe o ciclo celular em G1 para dar tempo para recuperação – em danos muito grandes, a p53 desencadeia apoptose.
A p53 ativa os receptores pro-apoptoticos Bcl-2
3 – Acúmulo de proteínas mal dobradas
4 – Apoptose de linfócitos auto-reativos
Induzida por ambas as vias.
5 – Apoptose induzida por linfócitos T citotóxicos
Sob ativação, Linfócitos T citotóxicos liberam proteases chamadas granzimas, que clivam os resíduos de aspartato e ativam caspases celulares. Não há participação de mitocôndrias ou de receptor, neste caso.
Também expressam Fas-L e são capazes de desencadear a via extrínseca.