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1 Objetivos; Como descrever os mecanismos de comunicação e sinalização intercelular, Explicar as reações da célula frente às sinalizações recebidas, Conceituar os termos: Hipertrofia, Hiperplasia, Hipoplasia, Atrofia, Estudar o ciclo de vida de uma célula (proliferação, diferenciação, maturação e apoptose), Compreender as lesões reversíveis e irreversíveis causadas pelo estresse. Problema 01 2 Junqueira – Capítulo 1 Existem duas classes de células; Procariontes; - Cromossomos não são separados do citoplasma por membrana, - São as células “pobres” em membranas, - A única membrana existente é a membrana plasmática, - Seres vivos com essas células são os Procariotas (ex: bactérias – cianofíceas), - Bactéria Escherichia coli é um ser vivo simples e que se multiplica rapidamente, em forma de bastão, por isso bom para estudos, Possui parede celular rígida (espessura variável) que está por fora da membrana plasmática. Constituída por complexo de proteínas e glicosaminoglicanas. Tem função de proteção contra os fatores agressivos do habitat! Na face interna da membrana plasmática contém enzimas relacionadas com a respiração, às vezes a membrana pode invaginar formando os mesossomos, No citoplasma contém; Polirribossomos – RNAm ligados a ribossomos, Dois ou mais cromossomos idênticos circulares no nucleóide, presos juntos ou em locais diferentes da membrana, Os cromossomos são constituídos de DNA ligados a proteínas, Em células que fazem fotossíntese existem membranas paralelas que são ligadas aos pigmentos responsáveis pela captação luminosa e a clorofila, O citoplasma não é dividido em compartimentos, As cél procariontes não se dividem por mitose, portanto os cromossomos não se condensam (não são visíveis ao MO), Não possuem Citoesqueleto, portanto quem mantém o formato simples das células é a parede extracelular, 3 Eucariontes; É uma célula compartimentada (citoplasma e núcleo), Riqueza de membranas, O citoplasma; Contém várias organelas, É um depósito de diversas substâncias (grânulos de glicogênio e gotículas de lipídeos), Preenchendo o espaço entre as organelas e o depósito existe a matriz citoplasmática ou citosol (água, íons, aas, enzimas, precursores dos ác nucléicos e outras moléculas), Possui microfibrilas (actina e miosina) e microtúbulos (tubulina), estas podem polimerizar e despolimerizar de modo reversível e dinâmico. Sol (maior fluidez, despolimerizadas) Gel (menor fluidez, polimerizadas), A membrana Plasmática; Separa o meio intra do extra, contribui para deixar o meio intra diferente e constante do extra, É uma estrutura trilaminar (duas faixas escuras e uma faixa clara entre elas) unidade de membrana ou membrana unitária, Bicamadas lipídicas formadas principalmente por fosfolipídios contendo proteínas aderidas, Parte externa glicolipídeos, porções glicídicas se projetam para fora. Estas porções se unem as porções glicídicas das proteínas + proteoglicanos e glicoproteínas = formam o Glicocálice, Mitocôndrias; Possui a membrana externa e a interna (com pregas, originando as dobras), Função principal é liberar energia gradualmente pelos processos a partir de ác graxo e glicose, produzindo calor e ATP (energia utilizada pela célula para realizar diversos processos), Participam também de outros processos metabólicos, Retículo Endoplasmático; É uma rede de vesículas achatadas e esféricas que se comunicam, Apresenta parede que delimita cavidades, cisternas do RE, com formato variável, RER contém ribossomos encrustados na membrana, voltados para o citosol, REL sem os ribossomos na membrana é mais desenvolvido em células específicas, como por exemplo, nas que secretam hormônios, Endossomos; 4 É um compartimento que recebe moléculas que vieram da pinocitose, indo desde a periferia até próximo ao núcleo, São vesículas e tubos de ph ácido, Eles separam e endereçam as moléculas, Muitos vão para os lisossomos, outros citosol e uns para a superfície, Pode ser considerada uma parte da vida lisossomal, Complexo de Golgi; Vesículas circulares achatadas e vesículas esféricas, Quase sempre ao lado do núcleo, É importante para a separação e endereçamento das moléculas sintetizadas dentro da célula, Vão para as vesículas de secreção sendo então ou secretadas, ou para os lisossomos ou para a membrana, Lisossomos; Interior ác com enzimas hidrolíticas (rompem moléculas e adicionam água) que são sintetizadas por Polirribossomos que estão presos ao RER, Essas enzimas possuem atividade boa em ph ác, Função de digerir moléculas que vieram de pinocitose ou fagocitose ou então para renovação de organelas, Peroxissomos; Enzimas para oxidação transferem Hidrogênio para o oxigênio, formando o H202 (deve ser eliminado/convertido rapidamente), Possui a catalase que converte H202 em água e O2, Possuem matriz granular, Possui diversas enzimas além da catalase (uratoxidade, enzimas da B-oxidação de ác graxos), que são produzidas pelos Polirribossomos, Participam do metabolismo do ác graxo, (ác graxo acetilCoA) Papel da desintoxicação (fígado e rins). Metade do etanol entrado no organismo é oxidada pelos Peroxissomos, O conteúdo do Peroxissomos varia bastante de uma célula para outra. Isso depende da necessidade da cél, Pode ajudar na destruição de agentes invasores, como por exemplo, álcool etílico e fármacos, Os Peroxissomos reconhecem proteínas por receptores que estão em sua membrana e 5 transportam para dentro do compartimento, Sendo assim, eles crescem e se dividem por fissão, Síndrome de Zellweger/Síndrome Hepato-renal; Paciente sintetiza as enzimas dos Peroxissomos, mas não transfere para a organela. Elas ficam soltas no citoplasma. Logo esses pacientes possuem defeitos nos genes e proteínas envolvidos no processo de translocação das enzimas dos Peroxissomos para o interior da organela. É um distúrbio hereditário raro, sendo que provoca defeitos neurológicos, renais e hepáticos. Levam à morte muito cedo. Adrenoleucodistrofia; Deficiência em apenas uma enzima. Mutação do cromossomo X (manifesta nos meninos antes da puberdade), com sintomas de deficiência na secreção da gl adrenal e disfunções neurológicas. Acumula então moléculas de ác graxo saturado de cadeia longa, pois os Peroxissomos não conseguem oxidar os ác graxos saturados de cadeia muito longa. Citoesqueleto; É aquele que mantém a organização das organelas e estruturas celulares, tendo um papel mecânico, de suporte, Estabelece, modifica e mantém a forma das células, É responsável pelos movimentos celulares (pseudópodes, contração e etc.), Contém os Microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários, Microtúbulos filamentos de actina e prot motoras fazem os movimentos celulares e o deslocamento de partículas, Depósitos citoplasmáticos; Glicogênio, gotículas lipídicas, pigmentos (melanina), lipofuscina e etc. Núcleo; Separado por um envoltório nuclear duplo, porosa e com Polirribossomos, Cromatina: DNA ligado a proteínas (histonas), Nucléolo: é visível, esférico, contendo RNA e proteínas, pouco DNA. 6 Conceitos – Adaptações celulares Hipertrofia; aumento do volume celular. É o aumento da massa celular como condição de adaptação a determinado estímulo. Não tem divisão celular e sim produção de mais proteínas (Ex; cél musculares que produzem mais proteínas). Tipos de Hipertrofia; - Patológica (células musculares cardíacas aumentam volume, diminuindo o volume da câmara cardíaca, sendo então uma hipertrofia concêntrica das paredes para o centro), -Fisiológica (existe a hipertrofia excêntrica, quando o individuo faz exercícios físicos, luz do ventrículo grande, compensação muscular), Cél normal estímulo físico e químico Cél Hipertrófica, Todo processo de hipertrofia depende principalmente da ativação de vias metabólicas que induzem a síntese proteica, Mediadores participantes: TGF-B, IGF-1, alfa-adrenérgicos, angiotensina, estiramento mecânico do musculo, hormônios esteroides, etc. No caso da Testosterona pode induzir a hipertrofia e hiperplasia, Mecanismos envolvidos; 7 Hiperplasia; Grande proliferação. Aumento da divisão/ proliferação celular. É um estímulo, interno ou externo que sinaliza para que a célula aumente a sua proliferação, Condições para ocorrer; Fisiológica (compensatória – aumento da proliferação após um dano [Fígado, após uma lesão ele passa a secretar moléculas sinalizadoras que induz uma proliferação celular, ou então as células tronco proliferam] hormonal – aumenta a capacidade funcional do tecido [Útero, recebe um sinal para que aumente seu volume e a quantidade de cél depois da fecundação, a partir de uma ação hormonal ele desencadeia as reações]), Patológica (ocorre por estímulos hormonais desregulados, mas cessa quando é cessada a ação hormonal [hiperplasia prostática benigna, próstata aumenta de tamanho devido à proliferação a partir de um hormônio secretado] favorece um ambiente ideal para a proliferação cancerosa, por exemplo, a cél se replica rápido de mais e promove lesões no DNA, não tem mecanismos que corrigem os erros na proliferação, podendo ter a formação de uma célula doente). Ocorre principalmente pela ação de agentes que estimulam fatores que induzem a proliferação de células quiescentes. Fatores envolvidos; Hormônios e sinalizadores peptídicos (GH, VEGF), hormônios esteroides (testosterona, progesterona), ação viral (papiloma vírus), Mecanismos envolvidos; 8 Atrofia; Perda do volume celular. Fenômeno na qual a célula alvo reduz seu volume por conta da redução da síntese proteica. Um tecido atrofiado pode voltar à condição normal. Tipos de Atrofia; Fisiológico (útero pós-gravídico, precisa causar apoptose das células em excesso e reduzir o volume ou estreitamento da notocorda no desenvolvimento, vai diminuindo seu volume), Patológica (diminuição de carga, perda de inervação, diminuição de suprimento sanguíneo, nutrição inadequada, perda de estimulação endócrina, envelhecimento, pressão), Mecanismos envolvidos; A atrofia desempenha uma mudança no equilíbrio da síntese e degradação de proteínas, favorecendo mais a degradação. Processos de degradação proteica; Lisossomo ou Proteassomo. Metaplasia; Diferente proliferação. É a alteração reversível do tipo celular para outro, desempenhando outras funções em resposta a um estímulo estressor. Tipos de metaplasia: Patológica 1. Metaplasia escamosa (o epitélio normal colunar forma um epitélio escamoso [fumante tem o alvéolo irritado, ou seja, o epitélio alveolar (cél tronco) recebe uma sinalização para que ela não responda mais aos estímulos irritantes que o cigarro causa, logo, quem fuma tanto acaba não filtrando o ar da maneira correta e também não se irritará mais tanto aos componentes do cigarro]), 2. Metaplasia colunar (Ex; esôfago com crise metaplásica. O epitélio escamoso estratificado não se protege ao ácido estomacal, logo individuo com refluxo promove a mudança do epitélio colunar maduro, que protege a acidez, porém não é benéfico, pois pode promover ao câncer de esôfago), 3. Metaplasia de tecido conjuntivo (Ex; miosite ossificante, individuo sofre fratura e o osso cresce juntamente com uma porção aonde havia musculo). Músculo que estava 9 envolvendo induz uma proliferação óssea, não é uma adaptação e sim um estímulo irritante, pois pode acontecer a diferenciação de células musculares satélites que passam a se tornar osso. Pode causar problemas na formação óssea. Se as influencias que induzem a Metaplasia continuarem agindo, isto pode servir de estímulo para transformação maligna das células metaplásicas. Mecanismos envolvidos; A Metaplasia é a decorrência da reprogramação de tecidos tronco que se diferenciam em outros tecidos e não da modificação da célula adulta. Os mediadores envolvidos são inúmeros dependendo da Metaplasia e do local. Basicamente algumas citocinas, IL-1B, IL-2, IL-4, IL-6, fatores de crescimento TGF-B, drogas citostáticas. Junqueira – Capítulo 6 Comunicações celulares por meio de sinais químicos: Moléculas sinalizadoras ou ligantes se prendem a locais específicos da molécula receptora ou receptores desencadeando uma resposta celular... 1º tipo: Através de hormônios que entram na corrente sanguínea atuando na cél alvo a distancia. 2º tipo: Através de moléculas que atuam nas células por perto, ou seja, comunicação parácrina. Os sinais atuam na proximidade do local. Usualmente a molécula secretada por um tipo celular atua em cél de diferente tipo, secreção parácrina. 10 Porém algumas vezes a molécula secretada por um tipo celular atua em cél do mesmo tipo, sendo caracterizada como secreção autócrina. 3º tipo: Pela secreção de neurotransmissores que atravessa um espaço muito pequeno até seu alvo. Além desses tipos... Algumas cél se comunicam diretamente por meio de moléculas que passam por canais existentes entre células contínuas. (junção tipo gap), A resposta a um sinal químico pode variar conforme as características do receptor. Cada cél possui diversos receptores, podendo eles ser diferentes na sua estrutura (sendo que promovem diferentes reações) ou iguais. As respostas podem ser diferentes dependendo da maquinaria existente na cél. As células que produzem hormônios geralmente estão nas glândulas endócrinas. Os receptores dos hormônios devem possuir grande afinida de porque os hormônios se diluem muito no sangue. Células Neuroendócrinas; Estão no pedículo hipofisário, que é a comunicação do hipotálamo com a hipófise. Logo, existe uma associação funcional do sistema nervoso com o endócrino, pois as células nervosas secretam hormônios que são liberados no pedículo hipofisário, penetram nos capilares sg que existem por lá e estimulam ou inibem a hipófise anterior. Outros axônios liberam no neuro-hipófise ADH e ocitocina. Algumas respostas a hormônios são imediatas, porém duram pouco (Ex: insulina, receptores catalítico que funciona como enzimas), Hormônios lipossolúveis tem ação mais prolongada (Ex: horm esteroides e da tireoide – T3 e T4) são transportados no sangue por proteínas transportadoras, mas ao chegar a cél alvo se desligam das proteínas e ultrapassam a membrana livremente. 11 12 Mecanismo de ação de hormônios que atuam por intermédio de receptores de membrana: O AMPc e o Ca+ são os mediadores ou mensageiros intracelulares. Um hormônio pode aumentar ou diminuir a concentração do AMPc dependendo do receptor, Se vários ligantes atuam em vários receptores específicos para todos eles a resposta é menor, pois a maquinaria celular não é capaz de atender a todos os receptores ao mesmo tempo!!!!! Os receptores podem se deslocar pela membrana plasmática através dos filamentos do citoesqueleto. Hormônio ligado aos receptores Fosforilação do ATP pela enzima adenilato- ciclase Produzindo o AMPc A concentração aumentada de AMPc promove uma outra reação. Sinal químico se liga a um receptor Forma trifosfato de inositol promove a abertura de canais de Ca+ do REL aumenta a concentração do íon no meio intra Bombas de transporte que consomem ATP movimentamCa+ para fora Hormônios Hidrossolúveis Receptores Modificação dos níveis intracelulares de AMPc ou Ca+ 13 Membranas do REL possuem a proteína de captação de Ca+ chamada Calsequestrina. A mitocôndria também pode armazenar Ca+, Receptores catalíticos são glicoproteínas transmembrana com atividade enzimática: Maior parte dos receptores age regulando a atividade de várias proteínas, até produzirem um mensageiro celular, AMPc ou Ca+, Alguns receptores são mais diretos, são os catalíticos (glicoproteína transmembrana), Ex: quinases proteicas específicos para tirosina, Estes tem a parte interna ligada diretamente a uma enzima, ela quando ativa transfere o agrupamento fosfato do ATP para o agrupamento hidroxila da Tirosina, Alguns receptores catalíticos atuam sobre uma prot ligada a parte interna da membrana (proteína Ras) ela leva a informação até o núcleo através de vários estágios. Receptores que atuam na Proteína G aumentam a concentração de AMPc ou Ca+. A proteína G é um interruptor, ligado a GTP ou GDP, que é ligado por GTP e desligado por GDP. São ligadas as subunidades alga, beta e gama. A parte alfa se liga ao GDP ou GTP e é a parte que ativa a cadeia efetora. A parte alfa perde a afinidade e se torna ativa quando o receptor é ocupado, A proteína G atua em duas vias; 14 Dependente de AMPc: ele veio da reação com a enzima adenilato-ciclase, ATP -> AMPc. AMPc se difunde pelo citosol e vai ativar as quinases proteicas. Dependente de Ca+: rompe fosfolipídio da membrana o fosfatidil-inositol, catalisado pela fosfolipase C -> fosfatidil-inositol. Este vai ao REL e abre os canais de Ca+ liberando o íon, Os mensageiros acima devem ser degradados depois que forem usados. Modificações adaptativas na célula-alvo: Célula exposta ao estímulo por muito tempo passa a responder com menor intensidade Isso é a adaptação ou dessensibilização, A dessensibilização muitas vezes é por conta da endocitose; acontece que alguns hormônios entram por endocitose, o que diminui a quantidade de receptores na superfície e reduzindo a sensibilidade da célula ao sinal químico, logo a célula ajusta a concentração da molécula sinalizadora, Estes receptores endocitados são reciclados de volta para a membrana, Hormônios lipossolúveis atuam sob receptores intracelulares; hormônios no sangue estão ligados a proteínas anfipáticas separam-se e passam por difusão passiva pela membrana se ligam a receptores e modificam sua conformação espacial ativando-o aumenta a afinidade do receptor para o DNA, regulando a transcrição de determinados genes, podendo ativar ou inibir, Somente alguns genes são afetados por determinado hormônio esteroide, Os genes regulados pelos hormônios esteroides são diferentes conforme o tipo de cél alvo, Comunicação Parácrina: Mediadores químicos de ação local, Ex: Histamina e Heparina, Prostaglandinas (que vem do ác araquidônico), NO, 15 Robbins – Capítulo 1 A célula deve dar conta das demandas estruturais, fisiológicas e de manter a homeostasia (estado normal), As adaptações são respostas estruturais e funcionais reversíveis, a estresses fisiológicos mais excessivos e a alguns estímulos patológicos, durante os quais estados constantes novos, porém alterados, são alcançados, permitindo que a célula sobreviva e continue a funcionar, Estresse limitado cél pode voltar ao estado original, sem sequelas, 16 A lesão celular é reversível até certo ponto, mas se o estimulo lesivo persistir, a lesão vira irreversível podendo ocorrer morte celular, Estresse Célula Adaptada Célula Normal Estimulo Nocivo Célula Lesionada Morte Celular Quando a célula não se adapta aos estímulos pode ocorrer a apoptose que não é necessariamente um caso patológico (morte programada, em casos que o DNA ou as proteínas celulares são lesados de modo irreparável e então a cél se suicida) ou a necrose (evento drástico, abrupto com rompimento de membrana e as enzimas lisossomais extravasam e digerem o conteúdo da célula onde a célula “explode” e libera todo seu conteúdo no meio extracelular, que acaba prejudicando as células ao seu redor). A privação de nutrientes pode levar a autofagia que culmina em morte celular, Graus das lesões; Reversível Aguda e leve, Irreversível Aguda moderada à intensa e crônica, Existem lesões crônicas que podem ser reversíveis quando tratadas, mas se perdurarem por muito tempo pode ser que deixem sequelas, As desordens metabólicas nas células e lesão crônica subletal podem estar associadas com acúmulos intracelulares de várias substâncias, incluindo proteínas, lipídios e carboidratos. O cálcio é frequentemente depositado em sítios de morte celular, resultando em calcificação patológica. Finalmente, o próprio processo normal de envelhecimento é acompanhado por alterações morfológicas e funcionais nas células, Lesão celular reversível. Nos estágios iniciais ou nas formas leves de lesão, as alterações morfológicas e funcionais são reversíveis, se o estímulo nocivo for removido. Os principais marcos: são a redução da fosforilação oxidativa, diminuição da concentração de ATP, edema causado por desequilíbrio hidroeletrolítico. Porém a célula pode ter o reparo, voltando OU NÃO para o aspecto normal, 17 Se a célula conseguir reparar parcialmente (não adaptação), a cél desencadeia a apoptose para que ela não venha a prejudicar futuramente um tecido funcional, Lesão Irreversível: Estímulo nocivo que acarreta em dano permanente e morte celular. Alterações observáveis - Necrose; Ruptura da membrana celular e de organelas (pode prejudicar as células adjacentes), Acidificação citoplasmática (rompimento dos lisossomos para o meio), Condensação nuclear (histonas se perdem perdendo a estrutura específica da cromatina, podendo gerar uma inflamação crônica Lúpus Eritematoso Sistêmico), Nem sempre toda lesão irreversível é necrótica. Se a célula preservar algumas estruturas, ela pode desencadear a apoptose, Existem as causas das lesões celulares; Privação de Oxigênio. A hipóxia é uma deficiência de oxigênio que causa lesão celular por reduzir a respiração oxidativa aeróbica. A hipóxia é uma causa extremamente importante e comum de lesão e 18 morte celulares. As causas da hipóxia incluem a redução do fluxo sanguíneo (chama da isquemia), a oxigenação inadequada do sangue devido à insuficiência cardiorrespiratória, e a redução da capacidade de transporte de oxigênio do sangue, como na anemia ou no envenenamento por monóxido de carbono (produzindo uma monóxi- hemoglobina com carbono estável que bloqueia o transporte de oxigênio) ou após grave perda sanguínea. Dependendo da gravidade do estado hipóxico, as células podem se adaptar, sofrer lesão ou morrer. Por exemplo, se uma artéria for estreitada, o tecido suprido por esse vaso pode, inicialmente, diminuir de tamanho (atrofia), enquanto uma hipóxia súbita e mais acentuada induz lesão e morte celular. Agentes Físicos. Os agentes físicos que causam lesão celular incluem traumatismos mecânicos, extremos de temperatura (queimaduras e frio profundo), alterações bruscas da pressão atmosférica, radiação e choque elétrico. Agentes Químicos e Drogas. Substâncias simples, como a glicose ou sal em concentrações hipertônicas, podem lesar a célula diretamente ou por perturbação do equilíbrio eletrolítico das células. Até mesmo o oxigênio em altas concentraçõesé tóxico. Quantidades residuais de venenos, como arsênico, cianeto ou sais mercúricos, podem destruir células dentro de minutos a horas em números suficientes para causar a morte. Outras substâncias potencialmente nocivas são nossos companheiros diários: poluentes no ambiente e no ar, inseticidas e herbicidas; riscos industriais e ocupacionais, como o monóxido de carbono e asbesto; drogas sociais, como o álcool e a variedade sempre crescente de drogas terapêuticas. Agentes Infecciosos. Esses agentes variam desde os vírus submicroscópicos às tênias grandes. Entre os dois extremos estão as riquétsias, bactérias, fungos e formas superiores de parasitos. Os modos pelos quais esses agentes biológicos causam lesão são diversos. Reações Imunológicas. O sistema imune exerce função essencial na defesa contra micróbios infecciosos, mas as reações imunes podem também resultar em lesão à célula. As reações lesivas aos próprios antígenos endógenos são responsáveis por várias doenças autoimunes. As reações imunes a muitos agentes externos tais como micro- organismos e substâncias ambientais, são também causas importantes de lesão celular e tecidual. Defeitos Genéticos. As anomalias genéticas resultam em defeitos tão graves como nas malformações congênitas associadas com a síndrome de Down, causada por uma anomalia cromossômica, ou tão sutis como a redução do tempo de vida das hemácias, causada pela substituição de um único aminoácido na hemoglobina, na anemia falciforme. Os defeitos genéticos causam lesão celular por causa da deficiência de proteínas funcionais, como os defeitos enzimáticos nos erros inatos do 19 metabolismo ou a acumulação de DNA danificado ou proteínas anormalmente dobradas, ambos disparando a morte celular quando são irreparáveis. As variações genéticas podem influenciar também a susceptibilidade das células à lesão por substâncias químicas e outros insultos ambientais. Desequilíbrios Nutricionais. Os desequilíbrios nutricionais continuam a serem as principais causas de lesão celular. As deficiências proteico- calóricas geram um número espantoso de mortes, principalmente entre as populações desfavorecidas. Deficiências de vitaminas específicas são encontradas em todo o mundo. Os problemas nutricionais podem ser auto infligidos, como na anorexia nervosa (desnutrição auto induzida). O excesso de colesterol predispõe à aterosclerose; a obesidade está associada com o aumento da incidência de várias doenças importantes, como diabetes e câncer. A aterosclerose é, praticamente, endêmica nos Estados Unidos, e a obesidade é desenfreada. Além dos problemas de subnutrição e hipernutrição, a composição da dieta dá uma contribuição significativa a uma série de doenças. Desenvolvimento das lesões: Estímulo nocivo Tempo da Exposição Lesão celular Intensidade da Exposição Estimulo Aplicado Tipo celular afetado Vias Bioquímicas: Dependendo do tipo de lesão na qual a célula alvo é exposta, podemos ter diferentes modulações bioquímicas em resposta ao estímulo agressor. Tipos de vias atuantes: Diminuição do ATP, Dano Mitocondrial, Acúmulo de Radicais Livres, Defeitos nas Membranas, 20 Importância do ATP: A energia liberada do ATP participa da: Ativação de vias metabólicas (AMPc), Ativação das bombas iônicas, Contração muscular, Potencial de ação, Se a concentração de ATP diminui dentro de uma célula... Teremos uma diminuição de todos os processos citados acima. E com a diminuição da ativação de vias metabólicas e da ativação de bombas iônicas pode ocorrer à lesão celular, Principais implicações: Edema Celular, Alteração do metabolismo, Queda na síntese proteica. Edema Celular: K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ Extracel Intracel Alteração do Metabolismo: Glicogênio Se Fosforilação oxidativa... ATP... Glicólise PH (lactado, etc.). Queda na Síntese Proteica: ------> é um processo Anabólico Se ATP, teremos uma menor ativação da bomba de Na+ e K+ (rosa), logo a atividade dos canais iônicos que continuam a funcionar aumenta (azul). Assim a concentração do íon Na+ no espaço intracelular aumenta. Visto que o Na+ tem um alto poder osmótico junto ele atrai moléculas de Água e começa a acumular Na+ e Água dentro da célula causando o EDEMA CELULAR. 21 Com a queda da produção de ATP, o Catabolismo tenta compensar essa situação (quebra de macromoléculas para tentar aumentar a concentração de ATP nesta célula), porém muitas vezes este catabolismo não consegue compensar de forma satisfatória a queda de ATP que esta célula teve e então o anabolismo acaba caindo. Se há mais quebra do que produção... A célula vai sofrer um processo de atrofia ou dano celular. OBS: Se a queda do ATP for prolongada ou permanente, a célula sempre irá desencadear os eventos de MORTE CELULAR! Dano Mitocondrial: Lesões Mitocondriais: Aumento do Ca+ citosólico, Estresse oxidativo, Aumento da permeabilidade Peroxidação lipídica. Mitocondrial 22 Perda da Homeostase do Cálcio: O Ca++ está presente tanto dentro como fora da célula, sendo mais concentrado no meio extra, portanto para que se possa eliminar o Ca++ é necessário uma ATPase. Geralmente o Ca++ está tamponado na Mitocôndria e no REL, pois se está em grande quantidade no citoplasma pode promover uma série de eventos! Desempenha funções de... Sinalização intracelular, Possui H+ no espaço intermembranoso. E Citocromo C. Lesão na membrana Há aumento da Permeabilidade da membrana, permitindo a saída dos produtos que estão dentro. Proteínas pró-apoptóticas se associam aos Citocromos C, formando um complexo APOPTOSSOMO. Este desencadeia a resposta do APOPTOSE. 23 Contração muscular, Ativação e inibição enzimática Como o Ca++ é responsável por regular diversos processos metabólicos, a perda da homeostase do Cálcio intracel acarreta diversos processos celulares lesivos, Com o aumento do íon Cálcio dentro da célula... Ativa ATPase (aumenta gasto de energia e diminui atp), Ativa Fosfolipase, aumenta degradação dos fosfolipideos, prejudicando e integridade da membrana. Isso pode fazer com que a célula entre em um processo pró-apoptótico, Ativa proteases, aumentando a degradação de proteínas, Ativa endonucleases (degradação do DNA em pontos específicos), problemas na cromatina, lesão no DNA. Acúmulo de Radicais Livres de Oxigênio: Os radicais livres são moléculas que possuem um elétron da última camada desemparelhado, sendo uma molécula altamente reativa com produtos biológicos. Três locais possíveis de produção... RE, Peroxissomos, Mitocôndria. RE: Vai produzir radical livre quando tivermos alguma lesão externa que faça com que o retículo entre em uma condição de estresse. Hipóxia, malformação proteica, privação nutricional. Estresse de Retículo Espécime Reativa de oxigênio 24 Mitocôndria:Os complexos I e III são os principais responsáveis por produzir as EROS, Dependendo da taxa de oferta de O2, maior a produção de EROS. Peroxissomos: Peroxissomos degradam VLCFA (ác graxo de cadeia muito longa), sendo que neste processo algumas oxidases atuam e por sua vez podem gerar 25 espécies reativas de NO, O2- (superóxido de oxigênio) e H2O2, essas espécies reativas podem prejudicar a célula. Mecanismos protetores: 5 vias de proteção contra EROS: Reação de Fenton, Reação puramente química. Superoxido desmutase, Catalase, Glutationa peroxidase, Reação enzimática Glutationa redutase. Superóxido de Oxigênio SOD H202 Catalase H20 OH + OH- H20 Reação de Fenton: é intermediária: Fe2+ ------> Fe3+, essa reação tira elétrons do superóxido. Tem também a via da Glutationa; Localização dos agentes de defesa: Citoplasma (vit C, G. peroxidase), Membranas (vit A e E, B-caroteno), Organelas (SOD, G-peroxidase, catalase), Produção de ROS: Reações de oxido-redução, Metais de transição, NO, Radiação ionizante. Lesão por ROS: Peroxidação lipídica, Fragmentação do DNA, Fragmentação proteica, Respostas subcelulares a lesão: Catabolismo lisossômico; 26 Os lisossomos são organelas que contem uma variedade muito grande de enzimas, tais enzimas são produzidas no RER e armazenado no Complexo de Golgi. Os lisossomos primários se fundem com os vacúolos que contem o material a ser digerido, transformam-se em lisossomos secundários ou fagolisossomos. Podem atuar através de dois processos: Heterofagia: digestão de materiais provenientes do material extracelular (exemplo: neutrófilos e macrófagos). Autofagia: digestão de componentes da própria célula. As organelas e produtos são sequestrados formando o vacúolo autofágico, este se funde com o lisossomo ou CG para formar o autofagolisossomo. Lisossomos que contem fragmentos que não foram digeridos podem persistir nas células (corpos residuais) ou podem ser expelidos. Hipertrofia do Reticulo Endoplasmático Agranular: Essa estrutura é responsável pela metabolização de várias substancias química, e a hipertrofia do REA da célula exposta a essa substancia sofre hipertrofia como forma de adaptação. Alterações Mitocondriais: pode alterar número, tamanho e forma. Anormalidades do Citoesqueleto.
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