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Morte Celular Introdução • Agentes lesivos atuam sobre as células provocando lesões reversíveis ou irreversíveis (morte celular); • Depende da natureza do agressor, intensidade e duração da agressão e da capacidade do organismo de reagir; • Morte celular é um processo = sucessão de eventos que, às vezes, torna difícil saber o ponto no qual a lesão tornou-se irreversível (ponto de não retorno); • Nem sempre a morte celular é precedida de lesões degenerativas (o agente agressor pode causar morte rapidamente); • Principais causas de agressão celular: ↪ Oxigênio: ▪ Hipóxia (O2 baixo) → anemias, envenenamento (CO2, insuficiência respiratória); ▪ Anóxia (O2 ausente) → afogamento, pré-parto; ▪ Isquemia (falta de circulação) → trombos, êmbolos, aterosclerose, compressões; ▪ Radicais livres; ↪ Agentes físicos: ▪ Mecânicos (traumatismos); ▪ Temperatura (frio, calor); ▪ Variações repentinas da pressão atmosférica; ▪ Radiações ionizantes; ▪ Correntes elétricas; ↪ Agentes químicos: ▪ Venenos (mercuriais, arsênico, cianeto, fenóis, CCl4, agentes alquilantes, etc); ▪ Drogas medicamentosas; ▪ Drogas não terapêuticas; ▪ Poluição do ar (tabagismo, pneumoconioses); ▪ Inseticidas, herbicidas, CO2; ▪ Agentes inócuos em proporções inadequadas (manitol, sódio, glicose, O2); ↪ Agentes biológicos: ▪ Vírus (citolíticos, citopáticos e oncogênicos); ▪ Riquetsias; ▪ Bacterias (endotoxinas e exotoxinas); ▪ Metazoários; ▪ Fungos; ↪ Mecanismos imunes: ▪ Imunidade humoral (células B); ▪ Imunidade celular (células T); ↪ Distúrbios genéticos: ▪ Hereditários; ▪ Adquiridos; ↪ Distúrbios nutricionais: ▪ Avitaminoses (escorbuto, xeroftalmia); ▪ Desnutrição proteica (marasmo e Kwashiorkor); ▪ Envelhecimento. Tipos: • Morte celular programada: ↪ Fisiológica após a célula cumprir seu papel; ↪ Ocorre como forma de manter a homeostase (como na ativação de linfócitos) ou para favorecer a diferenciação (como na embriogênese); ↪ Apoptose é a forma mais conhecida; • Morte celular regulada: ↪ Causada pela ativação de vias que podem ser reguladas por fármacos ou regulação gênica, sem fazer parte de um contexto fisiológico; ↪ Necroptose; • Morte celular acidental: ↪ Ocorre por agressões que induzem a apoptose ou necrose; ↪ Ex: anóxia no miocárdio causa necrose de miócitos; ↪ Ex: Intoxicação alcóolica causa apoptose de hepatócitos; ↪ Morte celular no é sinônimo de necrose (morte celular seguida de autólise); PATOLOGIA I Necrose: • Definição: morte celular em organismo vivo, seguida de autólise; • Interrupção das funções → vitais lisossomos perdem a capacidade de manter as hidrolases em seu interior → ativadas pela alta concentração de Ca2+ → autólise; • Liberação de alarminas que iniciam a resposta inflamatória; • Macroscopia: aspecto particular de acordo com a natureza da necrose; • Microscopia: ↪ Alterações nucleares causadas por intensa contração e condensação da cromatina → núcleo basófilo, aspecto homogêneo e menor que o normal → picnose nuclear; ↪ Digestão da cromatina → cariólise; ↪ Núcleo se fragmenta e se dispersa no citoplasma → cariorrexe; • Causas: ↪ Redução de energia (obstrução vascular – isquemia e anóxia – ou por inibição dos processos respiratórios da célula); ↪ Geração de radicais livres; ↪ Ação direta sobre enzimas, inibindo processos vitais da célula (ex: agentes químicos e toxinas); ↪ Agressão direta à membrana citoplasmática, criando canais hidrofílico (perda de eletrólitos e morte – ex: ativação do complemento); • Tipos de necrose: ↪ Baseada na expressão morfológica que adquirem; ↪ Necrose por coagulação (isquêmica); ↪ Necrose por liquefação; ↪ Necrose lítica; ↪ Necrose caseosa; ↪ Necrose gomosa; ↪ Esteato necrose; Necrose por coagulação: • Necrose isquêmica; • O padrão macroscópico depende do órgão acometido e seu padrão específico de circulação; • Necrose isquêmica por hipóxia – hipotensão prolongada; • Hipóxia (choque) → principalmente fígado e rins (necrose tubular aguda); • Macroscopia: área atingida é esbranquiçada, triangular ou irregular, e salienta-se na superfície do órgão; ↪ Quase sempre a região necrótica é circundada por um halo vermelho (hiperemia que tenta compensar a isquemia ocorrida); • Microscopia: picnose nuclear – cariorrexe e cariólise, citoplasma róseo (acidófilo), granuloso “coagulado” (desnaturação das proteínas ← lisossomos); • Rim, coração, baço, tumores de crescimento rápido (carcinoma de mama); Necrose liquefativa: • A região necrosada adquire consistência mole, semifluida ou liquefeita; • Comum após anóxia no tecido nervoso, na suprerrenal ou na mucosa gástrica; • Causada pela liberação de grande quantidade de enzimas lisossômicas. • Em inflamações purulentas, também há necrose por liquefação do tecido inflamado → enzimas lisossômicas liberadas por leucócitos exsudados; • Recente: • Lesão antiga: Necrose lítica: • É a necrose de hepatócitos em hepatites virais, que sofrem lise ou esfacelo (necrose por esfacelo); Necrose caseosa: • Macroscopia: área necrosada adquiria aspecto macroscópico de massa de queijo (caseum); • Microscopia: transformação das células necróticas em uma massa homogênea, acidófila, contendo alguns núcleos picnóticos e, principalmente na periferia, núcleos fragmentados (cariorrexe); ↪ As células perdem totalmente seus contornos e detalhes estruturais; • Comum na tuberculose (processo inflamatório crônico granulomatoso): mecanismos imunitários de agressão → macrófagos e linfócitos T sensibilizados e linfotoxinas e produtos citotóxicos de macrófagos, além de apoptose de células inflamatórias); Necrose gomosa: • Tipo específico de necrose por coagulação; • Tecido necrosado assume aspecto compacto e elástico como borracha (goma), ou fluido e viscoso como goma arábica; • Sífilis tardia terciária (goma sifilítica) e congênita – fígado; Esteatonecrose: • Necrose gordurosa ou necrose enzimática do tecido adiposo; • Compromete adipócitos; • Típica da pancreatite aguda necro- hemorrágica → extravasamento de enzimas de ácinos pancreáticos destruídos; • Lipases atuam sobre os triglicerídeos, liberam ácidos graxos que sofrem processo de saponificação na presença de sais alcalinos → depósitos esbranquiçados ou manchas com aspecto macroscópico de pingo de vela; • Mama: calcificações distróficas; Necrose hemorrágica: • Infarto hemorrágico; • Denominação macroscópica: secundária a obstrução arterial; • Pulmão: tromboembolismo pulmonar – artéria pulmonar. Necrose isquêmica invadida por sangue derramado pela circulação colateral adjacente ao infarto (dupla circulação pulmonar: artéria pulmonar e artéria brônquica); • Necrose da região centrolobular do fígado – congestão passiva crônica; • Infarto hemorrágico cerebral: ruptura de aneurisma ou má formação arterio-venosa → infarto isquêmico hemorrágico ou seguida de necrose liquefativa por obstrução vascular com lesão vascular secundária (inundação de sangue do vaso ocluído); • Drenagem venosa comprometida em órgãos pediculares ou móveis: ↪ Testículos; ↪ Ovários; ↪ Tumores pediculados (pólipos do TGI, lesões da pele); ↪ Trato gastrointestinal (infarto mesentérico); Necrose gangrenosa: • Forma específica da necrose por coagulação; • Ação de agentes externos no tecido necrosado; ↪ Grangrena seca: ação do ar com desidratação do tecido necrosado com aspecto de pergaminho (mumificação), em extremidades (dedos e pontas do nariz), secundárias a lesões vasculares (ex: vasculopatia - diabetes); ↪ Grangrena úmida ou pútrida: efeito de microorganismos anaeróbicos com produção de enzimas que tendem a liquefazer os tecidos, com emissãode gases com odor fétido; ▪ Pode levar ao choque séptico; ▪ Macroscopia: tecido necrótico liquefeito de aspecto bolhoso cor escura (extremidades – pele, pulmões, TGI); ▪ Grangrena úmida gasosa: efeitos de bactérias do tipo Clostridium com produção de enzimas lipolíticas e proteolíticas, formando bolhas gasosas → alta letalidade (ex: ferimentos de guerra e Síndrome de Fournier); Evolução da necrose: • Células necrosadas (mortas e autolisadas) = corpo estranho → resposta do organismo: reabsorção e reparo posterior; • Evolução da necrose depende do tipo de tecido, de órgão acometido e da área atingida; • Principais tipos de evolução: ↪ Regeneração: ocorre se o tecido possuir capacidade regenerativa. ▪ Restos celulares são reabsorvíveis por resposta inflamatória; ▪ Fatores de crescimento liberados por células vizinhas e por leucócitos exsudados → indução da multiplicação de células parenquimatosas; ▪ Estroma pouco alterado: regeneração completa (fígado, por exemplo); ▪ Necrose extensa e trama reticular colapsada: ocorre regeneração, no entanto, hepatócitos não conseguem organizar-se no lóbulo hepático e formam nódulos; ↪ Cicatrização: tecido necrosado é substituído por tecido conjuntivo cicatricial; ▪ Ocorre em tecidos sem capacidade regenerativa e quando a lesão é extensa = reabsorção; ▪ Destruição tecidual → liberação de DAMP → indução da liberação de mediadores → início de alterações vasculares e exsudação celular necessária à reabsorção de restos celulares → resposta inflamatória; ▪ Leucócitos migrados: digestão de restos teciduais; ▪ Citocinas: liberados estímulos para a proliferação vascular do tecido conjuntivo que irá formar a cicatriz; ▪ Proliferação fibroblástica endotelial depende da liberação de fatores de crescimento; ▪ PDGF: fator de crescimento derivado de plaquetas; ▪ FGF: fator de crescimento de fibroblastos; ▪ TGF- β: fator de crescimento transformante β; ▪ VEGF: fator de crescimento para endolétio, liberados por linfócitos T e macrófagos; ↪ Encistamento: ocorre quando o material necrótico não é reabsorvível; ▪ Ocorre quando o material necrótico é muito volumoso ou quando fatores impedem a migração de leucócitos; ▪ Reação inflamatória com exsudação de fagócitos desenvolve-se somente na periferia da lesão; ▪ Proliferação conjuntiva e formação de uma cápsula que encista o tecido necrosado, que vai sendo absorvido lentamente e o material em seu interior permanece progressivamente mais líquido; ▪ Ex: infarto cerebral (necrose liquefativa seguida de encistamento); ↪ Eliminação: se o material necrótico atinge estrutura canalicular pré-existente ou neoformada (fístula) que se comunica com o meio externo, ocorre migração do material necrótico para a estrutura, formando uma cavidade; ▪ Ex: caverna tuberculosa nos brônquios; ↪ Calcificação: certos tipos de necrose tendem a calcificar-se, como a necrose caseosa, especialmente na infância; Apoptose: • Definição: lesão em que a célula é estimulada a adotar mecanismos que culminam em sua morte (morte celular programada); • Não sofre autólise; • Não ocorre ruptura de membrana plasmática; • A célula morta é fragmentada e seus fragmentos ficam envolvidos pela membrana plasmática → endocitados pelas células vizinhas → sem quimiotaxia e sem ativação de células fagocitárias; • Não induz a inflamação; • Pode ocorrer em estado fisiológico (morte programada) ou em estado patológico (morte acidental); • Importante no estudo e conhecimento das doenças; • Aumento da apoptose: lesão básica de doenças degenerativas (perda celular = danos funcionais); • Diminuição da apoptose: progressão de neoplasias (linfomas de células B); • Base de doenças auto-imunes: corpos apoptóticos possuem potenciais auto antígenos que representam fonte de sensibilização; • Morte programada: remodelação de órgãos na embriogênese ou após as células cumprirem suas funções (controle da proliferação e diferenciação celular). ↪ Ex: terminada a lactação, as células do ácino que proliferaram e secretaram leite entram em apoptose; • Morte acidental: induzida por ação de vírus, hipóxia, estresse oxidativo, agressão imunitária, dano ao DNA, radiação (Doença de Chagas, cardiopatias dilatadas, etc); ↪ Ex: quando ocorre distúrbio da proliferação celular, como no câncer, pode haver não só proliferação descontrolada, mas também redução na capacidade das células proliferada de sofrer apoptose; • Evolução: 1. Retração e condensação da cromatina; 2. Formação de prolongamentos da membrana celular; 3. Colapso do núcleo + prolongamentos ficam maiores; 4. Formação de corpos apoptóticos; 5. Lise dos corpos apoptóticos. • Microscopia: ↪ Corpos apoptóticos são basófilos (núcleo) e acidófilos (citoplasma condensado); • Patogênese: ↪ Resulta sempre da ativação sequencial de proteases (sobretudo, caspases, que são proteínas de cisteína que clivam proteínas após resíduos de aspartato), que são responsáveis pelas alterações morfológicas características da lesão; ↪ A ativação das caspases pode ocorrer: ▪ Mecanismos extrínsecos: iniciada por receptor de morte (estímulos externos propagados por receptores de membrana citoplasmática); ▪ Mecanismos intrínsecos: aumentam a permeabilidade mitocondrial, liberando no citosol moléculas que induzem o processo (apoptose intrínseca); ▪ Mecanismos que atuam na membrana citoplasmática sem envolvimento de receptores com domínio de morte; ↪ Caspases ativadoras (8,9,10): fazem proteólise das caspases efetuadoras.; ↪ Caspases efetoras (3,6,7): ativam outras proteases que degradam diferentes substratos da célula, como DNA, lâminas nucleares, PARP e proteínas do citoesqueleto → modificações morfológicas da apoptose; ↪ Via extrínseca: ativação de receptores de morte na membrana plasmática (TNF, principalmente TNF1 e proteínas Fas (first apoptotic signal); ▪ Alguns TNF têm domínio de morte e outros ativam cascatas inflamatórias; ▪ Fas se ligam ao FasL (ligante), expresso em células T que reconhecem antígenos e em alguns linfócitos T citotóxicos; ▪ Alguns Fas reúnem-se e formam sítio de ligação com uma proteína com domínio de morte FaDD (fast associated death domain); ▪ FaDD liga-se a uma forma de caspases inativa, ativando-se e desencadeia as caspases executoras e a cascata de ativação das caspases; ↪ Via intrínseca-mitocondrial: ativação das caspases depende de equilíbrio de proteínas antiapoptóticas e pró-apoptóticas; ▪ Antiapoptóticas: BCL2, BCL-XL e MCL1. Residem na membrana mitocondrial externa, na membrana do RE e no citosol; Impermeabilizam a membrana e impedem a saída do citocromo e de outras proteínas indutoras de apoptose para o citosol; ▪ Pró-apoptóticas: BAX e BAL. Aumentam a permeabilidade da membrana mitocondrial externa permitindo a liberação do citocromo; Sensores de agressão celular (BAD, BIM, BID, Puma e Noxa) regulam o equilíbrio entre os dois outros grupos. Desequilíbrio: uma vez liberado no citosol, o citocromo C liga-se a uma proteína chamada de APAF-1 (fator ativador de apoptose1) ou apoptossomo, que se liga a caspase 9 e desencadeia a cascata de ativação da caspase; Outras formas de morte celular: • Necroptose: necrose regulada; ↪ É a morte celular com características morfológicas de necrose, porém, desencadeada por mecanismo programado semelhante ao da apoptose, ativação de receptores com domínio de morte na presença de inibidores de caspase; ↪ É desencadeada pela ligação entre a TNFR1 e proteínas de vírus RNA e DNA; ↪ Descrita em infecções virais, esteato- hepatites, pancreatites agudas, doenças neurodegenerativas; ↪ Liberação do conteúdo célula desencadeia resposta inflamatória;↪ Pode ser bloqueada por fármaco ou pela inibição de genes que codificam as proteínas envolvidas no processo; • Outras formas de necrose regulada (em condições fisiológicas e patológica, cada uma mediada por fenômenos bioquímicos distintos): ↪ Netose: morte de neutrófilos e eosfinófilos; ↪ Eriptose: morte de eritrócitos antes do aparecimento da senescência deles (morte acidental – radicais livres, hiperosmolaridade, infecções); ↪ Piroptose: morte celular de macrófagos infectados por salmonelas e outras bactérias; ↪ Ferroptose: forma de morte celular associada a hiperprodução extramitocondrial de radicais livres (inibida por quelantes de ferro e antioxidantes); ↪ Autofagia: morte celular sem ativação das caspases e sem autólise (neurônios e doenças neurodegenerativas); ↪ Catástrofe mitótica: morte celular induzida por grande alteração na organização dos cromossomos (independe da ativação do p54 e da ativação das caspases);
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