LESÃO E MORTE CELULAR

Prévia do material em texto

Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
Lesão e morte celular: 
Lesão celular: conjunto de alterações morfológicas, moleculares e/ou funcionais que surgem nos tecidos após 
agressões. 
A lesão pode ser reversível. A irreversível causará a morte celular. 
Causas de lesão celular: 
Privação de oxigênio – hipóxia: isquemia – redução do fluxo sanguíneo, redução do transporte sanguíneo, perda 
sanguínea. 
Agentes físicos: traumatismos mecânicos, temperaturas, alteração de pressão, radiação, choque elétrico. 
Agentes químicos/drogas: sal, glicose, venenos, herbicidas, inseticidas... 
Agentes infecciosos 
Reações imunológicas: doenças autoimunes, reações imunes a agentes externos. 
Defeitos genéticos: deficiência de proteínas, DNA 
Deficiências nutricionais: déficits e excessos 
Lesão reversível: tumefação celular, degeneração 
gordurosa. 
 ’ 
 
 
 
 
Quando a célula realmente morre? 
→Inabilidade de rever a disfunção mitocondrial 
Profundos distúrbios na função da membrana 
 
 
 
 
 
 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
 
 
Necrose: 
»Desnaturação de proteínas e digestão celular 
»Não há integridade da membrana 
»Alterações nucleares 
»Inflamação 
Necrose é o tipo de morte celular que está associado à perda da 
integridade da membrana e extravasamento dos conteúdos celulares, 
culminando na dissolução das células, resultante da ação degradativa 
de enzimas nas células lesadas letalmente. 
 
 
 
 
Alterações nucleares: 
 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
 
Padrões de necrose: 
Necrose coagulativa: o é a forma de necrose tecidual na qual a arquitetura básica dos tecidos mortos é 
preservada por, pelo menos, alguns dias. Os tecidos afetados adquirem textura firme. Supostamente, a lesão 
desnatura não apenas as proteínas estruturais, como também as enzimas, bloqueando assim a proteólise das 
células mortas; como resultado, células anucleadas e eosinofílicas persistem por dias ou semanas. Os leucócitos 
são recrutados para o sítio da necrose e suas enzimas lisossômicas digerem as células mortas. Finalmente, os 
restos celulares são removidos por fagocitose. A necrose de coagulação é característica de infartos (áreas de 
necrose isquêmica) em todos os órgãos sólidos, exceto o cérebro. Área esbranquiçada: cicatrização, acúmulo de 
colágeno. 
Necrose liquefativa: é observada em infecções bacterianas focais ou, ocasionalmente, nas infecções fúngicas 
porque os micróbios estimulam o acúmulo de células inflamatórias e as enzimas dos leucócitos a digerirem 
(“liquefazer”) o tecido. Por motivos desconhecidos, a morte por hipóxia, de células dentro do sistema nervoso 
central, com frequência leva a necrose liquefativa. Seja qual for a patogenia, a liquefação digere completamente 
as células mortas, resultando em transformação do tecido em uma massa viscosa líquida. Finalmente, o tecido 
digerido é removido por fagocitose. Se o processo foi iniciado por inflamação aguda, como na infecção 
bacteriana, o material é frequentemente amarelo cremoso e é chamado de pus. Exceção: hipóxia do tecido 
nervoso (não tem cicatrização). 
Necrose caseosa: é encontrada mais frequentemente em focos de infecção tuberculosa. O termo caseoso 
(semelhante a queijo) é derivado da aparência friável branco-amarelada da área de necrose. Ao exame 
microscópico, pela coloração de hematoxilina e eosina, o foco necrótico exibe uma coleção de células rompidas 
ou fragmentadas, com aparência granular amorfa rósea. Diferentemente da necrose de coagulação, a 
arquitetura do tecido é completamente obliterada, e os contornos celulares não podem ser distinguidos. A área 
de necrose caseosa é frequentemente encerrada dentro de uma borda inflamatória nítida; essa aparência é 
característica de um foco de inflamação conhecido como granuloma. Infecções fúngicas. 
Necrose fibrinoide: é uma forma especial de necrose, visível à microscopia óptica, geralmente observada nas 
reações imunes, nas quais complexos de antígenos e anticorpos são depositados nas paredes das artérias. Os 
imunocomplexos depositados, em combinação com a fibrina que tenha extravasado dos vasos, resulta em 
aparência amorfa e róseo-brilhante, pela coloração do H&E, conhecida pelos patologistas como fibrinoide 
(semelhante à fibrina). As doenças imunologicamente mediadas (p. ex., a poliarterite nodosa), nas quais esse tipo 
de necrose é observado. 
Necrose gordurosa: refere-se a áreas focais de destruição gordurosa, tipicamente resultantes da liberação de 
lipases pancreáticas ativadas na substância do pâncreas e na cavidade peritoneal. isso ocorre na emergência 
abdominal calamitosa conhecida como pancreatite aguda. Nesse distúrbio, as enzimas pancreáticas que 
escapam das células acinares e dos ductos liquefazem as membranas dos adipócitos do peritônio, e as lipases 
dividem os ésteres de triglicerídeos contidos nessas células. Os ácidos graxos liberados combinam-se com o 
cálcio, produzindo áreas brancas gredosas macroscopicamente visíveis (saponificação da gordura), que permitem 
ao cirurgião e ao patologista identificar as lesões. Ao exame histológico, os focos de necrose exibem contornos 
sombreados de adipócitos necróticos com depósitos de cálcio basofílicos circundados por reação inflamatória. 
Necrose gangrenosa: não é um padrão específico de morte celular, mas o termo ainda é usado comumente na 
prática clínica. Em geral, é aplicado a um membro, comumente a perna, que tenha perdido seu suprimento 
sanguíneo e que sofreu necrose de coagulação, envolvendo várias camadas de tecido. Quando uma infecção 
bacteriana se superpõe, a necrose de coagulação é modificada pela ação liquefativa das bactérias e dos 
leucócitos atraídos (resultando na chamada gangrena úmida). 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
 
 
 
 
 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
Mecanismos da lesão celular: 
Depleção de ATP: O ATP, o estoque de energia da célula, é produzido principalmente por fosforilação oxidativa 
do difosfato de adenosina (ADP) durante a redução do oxigênio no sistema de transporte de elétrons das 
mitocôndrias. Além disso, a via glicolítica pode gerar ATP, na ausência de oxigênio, usando a glicose derivada a 
partir da circulação ou a partir da hidrólise do glicogênio intracelular. As principais causas de depleção de ATP 
são a redução do suprimento de oxigênio e nutrientes, o dano mitocondrial e as ações de algumas toxinas (p. ex., 
cianeto). Os tecidos com maior capacidade glicolítica (como o fígado) são capazes de sobreviver melhor à perda 
de oxigênio e ao decréscimo de fosforilação oxidativa do que os tecidos com capacidade limitada para a 
glicólise (p. ex., o cérebro). O fosfato de alta energia, na forma de 
 ATP, é necessário para virtualmente todos os processos de síntese e degradação dentro da célula, incluindo o 
transporte de membrana, a síntese de proteínas, a 
lipogênese e as reações de diacilação-reacilação, 
necessárias para a renovação dos fosfolipídios. 
Estima-se que, no total, as células de um indivíduo 
saudável gastem 50-75 kg de ATP a cada dia! A 
depleção significativa de ATP tem amplos efeitos em 
muitos sistemas celulares críticos 
• A atividade da bomba de 
sódio na membrana plasmática dependente de ATP 
é reduzida, resultando em acúmulo intracelular de 
sódio e efluxo de potássio. O ganho final de soluto é 
acompanhado por um ganho iso-osmótico de água, 
causando tumefação celular e dilatação do RE. 
• Ocorre aumento compensatório na glicólise 
anaeróbica, na tentativa de manter as fontes de 
energia celular. Como consequência, as reservas de 
glicogênio intracelular são rapidamente exauridas e 
o ácido lático se acumula, levando à diminuição do 
pH intracelular e à diminuição da atividade de 
muitas enzimas celulares. 
• A falência na bomba de Ca2+ leva ao 
influxo de Ca2+, com efeitos danosos em vários componentes celulares, descritos adiante. 
• A depleção prolongada ou crescente de ATP causa o rompimento 
estrutural do aparelho de síntese proteica,manifestado como desprendimento dos ribossomos do retículo 
endoplasmático granular (REG) e dissociação dos polissomos em monossomos, com consequente redução da 
síntese de proteína. Finalmente, ocorre dano irreversível às membranas mitocondriais e lisossômicas, e a célula 
sofre necrose. 
Influxo de cálcio: 
A importância do Ca2+ na lesão celular foi estabelecida pelo achado experimental de que o cálcio extracelular 
depletado retarda a morte celular após hipóxia e exposição a algumas toxinas. Normalmente, o cálcio livre no 
citosol é mantido por transportadores de cálcio dependentes de ATP, em concentrações 10.000 vezes menores 
do que a concentração do cálcio extracelular ou do cálcio intracelular sequestrado nas mitocôndrias e no RE. A 
isquemia e certas toxinas causam aumento da concentração do cálcio citosólico, inicialmente por causa da 
liberação de Ca2+ armazenado intracelularmente e, mais tarde, do cálcio que resulta do influxo aumentado 
através da membrana plasmática. O aumento do cálcio citosólico ativa várias enzimas, com efeitos celulares 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
potencialmente prejudiciais (Fig. 1-17). Essas enzimas incluem as 
fosfolipases (que causam danos à membrana), as proteases (que 
clivam as proteínas de membrana e do citoesqueleto), as 
endonucleases (que são responsáveis pela fragmentação da 
cromatina e do DNA) e as trifosfatases de adenosina (ATPases), 
acelerando a depleção de ATP. O aumento dos níveis de Ca2+ 
intracelular resultam, também, na indução da apoptose, através 
da ativação direta das caspases e pelo aumento da 
permeabilidade mitocondrial. 
 
 
 
 
 
 
 
Danos e Disfunções Mitocondriais: as mitocôndrias podem ser vistas como “minifábricas” que produzem energia 
de sustentação da vida, na forma de ATP, mas são também 
componentes críticos da lesão e morte celular (Fig. 1-16). As 
mitocôndrias são sensíveis a vários tipos de estímulos 
nocivos, incluindo hipóxia, toxinas químicas e radiação. Os 
danos mitocondriais resultam em graves anormalidades 
bioquímicas: 
 • Falha na fosforilação oxidativa levando a 
depleção progressiva de ATP, culminando na necrose da 
célula, como descrito anteriormente. 
• Fosforilação oxidativa anormal leva também à
 formação de espécies reativas de oxigênio, com muitos 
efeitos deletérios, descritos adiante. 
• A lesão mitocondrial frequentemente resulta na
 formação de um canal de alta condutância na membrana 
mitocondrial, chamado de poro de transição de 
permeabilidade mitocondrial. A abertura desse canal leva à 
perda do potencial de membrana da mitocôndria e à 
alteração do pH, comprometendo a fosforilação oxidativa 
. • As mitocôndrias contêm também várias
 proteínas que, quando liberadas para o citoplasma, 
informam à célula que há uma lesão interna e ativam a via 
de apoptose. 
 
Espécies reativas de oxigênio: 
Lesão química 
Lesão isquemia-reperfusão 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
Destruição de microrganismos 
Envelhecimento 
Peroxidação lípidica das membranas; 
Modificação das proteínas 
Lesões no DNA; 
 
Apoptose: 
Morte celular programada 
Células ativam enzimas que degredam seu próprio DNA 
A morte celular por essa via não induz uma reação inflamatória 
no hospedeiro. 
Causas da Apoptose: funcionam para eliminar células 
potencialmente prejudiciais e células que tenham sobrevivido 
mais que sua utilidade. 
➢ Destruição programada de células durante a 
embriogênese 
➢ Perda celular em populações celulares proliferativa 
➢ Eliminação de linfócitos autorreativos 
➢ Morte celular induzida por linfócitos T citotóxicos 
Situações patológicas: 
➢ Lesão de DNA 
➢ Acúmulo de proteínas anormalmente dobradas 
➢ Lesão celular em certas infecções 
➢ Atrofia patológica no parênquima de órgãos após 
obstrução de ducto 
 
 
 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
Apoptose 
Iniciação: 
 
▪ Via Mitocondrial (Intrínseca) da Apoptose 
 As mitocôndrias contêm uma série de proteínas que são capazes de induzir apoptose; essas proteínas incluem o 
citocromo c e outras proteínas que neutralizam inibidores endógenos da apoptose. A escolha entre a 
sobrevivência e a morte celular é determinada pela permeabilidade da mitocôndria, que é controlada por uma 
família de mais de 20 proteínas cujo protótipo é a Bcl-2 (Fig. 1-23). Quando as células são privadas de fatores de 
crescimento e outros sinais de sobrevivência ou são expostas a agentes que lesam o DNA ou acumulam 
quantidades inaceitáveis de proteínas anormalmente dobradas, um grupo de sensores é ativado. Esses sensores 
são membros da família Bcl-2, as chamadas “proteínas BH3” (por conterem apenas o terceiro dos domínios 
conservados da família Bcl-2). Eles ativam, por sua vez, dois membros pró-apoptóticos das famílias chamadas Bax 
e Bak, que se dimerizam e se inserem dentro da membrana mitocondrial, formando canais através dos quais o 
citocromo c e outras proteínas mitocondriais extravasam para o citosol. Esses sensores também inibem as 
moléculas antiapoptóticas Bcl-2 e Bcl-xL (ver adiante), aumentando o extravasamento de proteínas mitocondriais. 
O citocromo c, em conjunto com alguns cofatores, ativa a caspase 9. Outras proteínas que extravasam das 
mitocôndrias bloqueiam as atividades dos antagonistas das caspases, os quais funcionam como inibidores 
fisiológicos da apoptose. O resultado final é a ativação da cascata de caspases, levando, finalmente, à 
fragmentação nuclear. De modo contrário, se as células forem expostas a fatores de crescimento e outros sinais 
de sobrevivência, elas sintetizarão membros antiapoptóticos da família Bcl-2, dos quais os dois principais são o 
próprio Bcl-2 e o Bcl-xL. Essas proteínas antagonizam Bax e Bak, limitando, portanto, o escape das proteínas 
mitocondriais pró-apoptóticas. As células privadas de fatores de crescimento não apenas ativam as proteínas 
pró-apoptóticas Bax e Bak, mas mostram também níveis reduzidos de Bcl-2 e Bcl-xL, portanto tendendo o 
balanço, mais tarde, em direção à morte 
▪ Via Receptor de Morte da Apoptose (Extrínseca) 
Muitas células expressam moléculas de superfície, chamadas receptores de morte, que disparam a 
apoptose. A maioria dessas moléculas são receptores membros da família do fator de necrose tumoral 
(TNF) que contêm em suas regiões citoplasmáticas um “domínio de morte” conservado, assim chamado 
porque medeia a interação com outras proteínas envolvidas na morte celular. Os receptores de morte 
prototípicos são do tipo TNF I e Fas (CD95). O ligante de Fas (Fas-L) é uma proteína de membrana 
expressa, principalmente, em linfócitos T ativados. Quando essas células T reconhecem os alvos que 
expressam Fas, as moléculas Fas são ligadas em reação cruzada pelo Fas-L e proteínas de ligação 
adaptadoras via domínio de morte. 
 Estas, por sua vez, recrutam e ativam a caspase 8. Em muitos 
 tipos celulares, a caspase 8 pode clivar e ativar um membro pró- -apoptótico da família Bcl-2, chamado 
de Bid, portanto dentro da via mitocondrial. A ativação combinada de ambas as vias lança um golpe 
letal para a célula. As proteínas celulares, notadamente um antagonista de caspase chamado FLIP, 
bloqueia a cascata de ativação das caspases dos receptores de morte. De modo interessante, alguns 
vírus produzem homólogos de FLIP, e tem sido sugerido que isso seja um mecanismo usado pelos vírus 
para manter as células infectadas vivas. A via receptor de morte está envolvida na eliminação de 
linfócitos autorreativos e na eliminação de células-alvo por alguns linfócitos T citotóxicos. 
 
 
 
 
Agressão e Reparação 
 
Pamela Barbieri – T23 
 
Caspases Executoras: 3 e 6 
Clivagem de DNA em fragmentos, degradação da matriz nuclear 
de do citoesqueleto. 
As vias mitocondrial e de receptor de morte levam à ativação de 
caspases desencadeantes, caspase 9 e 8, respectivamente. As 
formas ativas dessas enzimas são produzidas e clivam outra série de 
caspases chamadas de caspases executoras. Essas caspases 
ativadas clivam numerosos alvos, culminandona ativação das 
nucleases, que degradam as nucleoproteínas e o DNA. As caspases 
degradam também os componentes da matriz nuclear e do 
citoesqueleto, promovendo a fragmentação das células. 
Apoptose desregulada: 
Distúrbios associados à apoptose reduzida → inibição do gene p53 
– células sofrem mutação – câncer. 
Doenças autoimunes 
Distúrbios associados ao aumento da apoptose → doenças 
neurodegenerativas, lesão isquêmica, morte de células infectadas por vírus.