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NECROSE E APOPTOSE – LARISSA LESLYE → A célula está inserida em um ambiente social, ela está o tempo todo respondendo a estímulos internos e externos. E ela está sujeita a modificações no ambiente fisiológico como a instalação de processos patológicos. → Nesse cenário ela pode conseguir se modificar (hipertrofia, hiperplasia, metaplasia, atrofia) e se adaptar a esse meio, e se ela não conseguir se adaptar ela vai ser lesada, pode ser uma lesão de dois tipos: - Menos intensa e reversível - Mais intensa, por um período prolongado e ela morre MORTE CELULAR dividimos em dois tipos - necrose e apoptose Causas de lesão celular: estímulos nocivos (todos podem danificar reversível ou irreversível, depende da intensidade e duração) como privação de O2 – hipóxia (diminui o aporte de oxigênio); anoxia (cessa o aporte de oxigênio) → O2 para gerar de ATP, na ausência a fosforilação oxidativa vai parar e a célula vai ser lesada; a célula utiliza o O2 para guardar compostos lesivos para o citoplasma, por exemplo, o cálcio em altas quantidade é lesivo, então o cálcio está o tempo todo “sequestrado” no Reticulo endoplasmático e nas mitocôndrias e para isso precisamos do O2; as próprias enzimas do lisossomo dependem do O2 para gerar ATP e serem mantidas dentro do lisossomo, se elas extravasarem causa destruição celular. Principais causas que levam a Hipóxia na célula? Isquemia: redução no fluxo de sangue; é um processo localizado, um vaso vai ser obstruído, faltando O2 e nutrientes para aquela região, para aquele órgão Obs: Hipoxia – diminuição de O2; Isquemia é a diminuição do aporte de sangue. Se tivermos isquemia teremos hipóxia, e redução de nutrientes. Mas se tivermos falando de outras causas de hipóxia, não necessariamente causa isquemia. Se nossas hemácias estiverem impossibilitadas de transportar O2, teremos uma hipóxia mas não uma isquemia Ex: Intoxicação por monóxido de carbono, ele se liga a hemoglobina impedindo que o O2 se ligue – as células vão morrer por hipóxia, mas sem que haja a isquemia. Insuficiência Cardiorrespiratória: processo generalizado; processo generalizado, todos os órgãos do corpo estarão sujeitos a hipóxia Redução no transporte de O2: processo generalizado, todos os órgãos do corpo estarão sujeitos a hipóxia As células aguentam mais a situação de hipóxia dependendo das suas capacidades: - Tipo celular - Grau de metabolismo desse tecido - Qual a Vulnerabilidade desse tecido Ex: Neurônios: são células extremamente frágeis, que precisam de ATP para fazer os impulsos nervosas, eles não tem nenhuma forma de armazenar nutriente no citoplasma, portanto ele é altamente dependente do fluxo sanguíneo; eles sofrem lesão irreversível por necrose Ex: Musculo cardíaco: mais resistente, dura 20 a 30 min Ex: Já os fibroblastos não demandam tanto ATP, consegue durar sem O2 horas – são mais resistentes a lesão celular → Velocidade de Instalação dessa Hipóxia Lenta – anos; o tecido vai se adaptando a isso, a morte celular não acontece tão rapidamente, Ex: Aterosclerose dos vasos da base do encéfalo que se desenvolve ao longo de décadas Rápida – minutos – AVC isquêmico – redução acentuada da quantidade de O2 para o cérebro de forma rápida e em poucos minutos esse cérebro vai sofrer necrose. → Taxa metabólica: alguns órgãos conseguem alterar seu metabolismo; ora vai ta mais acentuado ora essa taxa metabólica estará baixa Ex: músculo esquelético: desde que imobilizamos e não fazemos ele trabalhar, não vai haver lesão celular pois conseguimos diminuir a taxa metabólica Ex: musculo cardíaco: não tem como imobilizar/colocar em repouso, diminuir o metabolismo dele, portanto haverá morte celular, OUTRAS CAUSAS DE LESÃO CELULAR PODENDO LEVAR A MORTE CELULAR - Agentes físicos: trauma mecânico de um acidente automobilístico; calor e frio (queimaduras e geladuras podem causar necrose); alterações na pressão atmosférica (leva lesão dos órgãos ocos, podem romper e sofrer morte celular); radiação (ultravioleta como luz solar; radioterapia – objetivo de causar morte celular nas células tumorais); choque elétrico - A gentes químicos e drogas: as nossas próprias moléculas que nossa célula possui, se alterarmos a concentração delas elas se tornam nocivas. A própria glicose se enchermos o sangue de glicose isso lesa as células por mudar o metabolismo fisiológico. A ureia em grande quantidade causa lesões tbm nos neuronios, fígado, intestino, rim. O cálcio precisa ser baixo no citoplasma, se ele aumentar ele causa necrose; produtos tóxicos (cianeto – bloqueia a fosforilação oxidativa na mitocôndria e para de gerar ATP); medicamentos; drogas de abuso Ex: Esteatose Hepática – degeneração gordurosa do fígado – acúmulo de TAG no citoplasma dos hepatócitos sempre que eles sofrem uma lesão crônica, isso é a causa mais comum do consumo exagerado do álcool. Mas pode ser medicamentosa ou viral. → A resposta aos agentes químicos e as drogas vai ser variável entre indivíduos, de acordo com a idade e a capacidade de metabolização dessas substâncias. Agentes Biológicos: todos os microrganismos podem causar lesão celular, as bactérias, vírus, fungos, protozoários. Ex: Meninséria Meningitidis – gera uma lesão sistêmica do endotélio pela liberação de proteínas tóxicas ao endotélio - Meningite Sistema imunológico: algumas doenças a lesão tecidual não ocorrem pela ação do microrganismo, ocorre pela tentativa de resposta do nosso sistema imunológico ao eliminar esse organismo, e essa resposta imune descontrolada e exagerada que lesa nossos tecidos ou ainda um erro desse sistema imune de tolerância de proteínas próprias – doenças autoimunes. Ex: Lupus Eritematoso Sistêmico Alterações Genéticas: sabemos que um gene codifica um RNA mensageiro e este codifica uma proteína, que é importante, se tivermos uma mutação dessa proteína ou enzima ela perde sua função e a célula se lesa de maneira irreversível → causando morte celular Ex: Temos doenças de acumulo onde perdemos a enzima para metabolizar algum substrato e o que vai acontecer é o acumulo dessa substancia no citoplasma da célula e essa célula vai ser lesada de maneira irreversível - Mucopolissacridoses – célula perde a capacidade de sintetizar as glicosaminoglicanas que elas sintetiza e ela se acumula no citoplasma causando morte celular Ex: Anemia Falciforme: um par de base trocado formando uma hemoglobina S que não tolera dessaturação, ficando no formato de foice e obstruindo vasos. Distúrbios Nutricionais: deficiências de proteínas ou calorias; falta de vitaminas (A – úlcera de córnea; C – escorbuto) causando lesão celular por essas alterações nutricionais. Ex: a obesidade causa esteatose dos hepatócitos, e a esteatose leva a necrose dos hepatócitos e a deficiência também causa morte celular – desnutrição proteica e calórica; hipercolesterolemia – O LDL se deposita na túnica intima dos vasos, obstruindo-o causando lesões isquêmicas. LESÃO CELULAR Demora um tempo para se estabelecer; → A primeira coisa que ocorre após uma instalação de um agente lesivo na célula é um déficit na função da célula, ela para de desempenhar sua atividade, e isso pode levar a lesão celular reversível ou irreversível. A partir do momento que ocorreu uma lesão bioquímica surge uma lesão ultraestrutural, que é uma lesão na microscopia eletrônica mudando a morfologia microscópica e só por fim teremos alterações macroscópicas vistas a olho nu. LESÕES REVERSIVEIS Sempre que a célula sofre uma alteração, em pouco tempo, ela consegue reverter sua normalidade (se revertermos a causa daquela lesão). Vemos isso em dois exemplos: Balonização celular = Degeneração hidrópica/tumefação celular/ esteatose / degeneração gordurosa → O que causa essa Tumefação celular? Principalmente redução de ATP – hipóxia reversível;Ex: Cardiomiocito – até 30 min ele sofre tumefação; depois ele sofre necrose Na tumefação a célula precisa de O2 para fazer ATP, se tivermos uma hipóxia esse processo está prejudicado, faltando ATP essa é a causa. Se tirarmos esse estímulo a célula volta ao normal, se não tirarmos a célula progride para necrose Relembrando função da bom Na+/K+ Sódio: mais concentrado no meio extra que intra Potassio: mais concentrado intra que extra → Bomba de sódio e potássio trabalha com ATP, usando a energia para um transporte ativo – 3 sódios saem, dois potássios entram. Essa bomba cria um potencial de membrana, a face externa dessa membrana fica com uma carga mais positiva, e a interna com uma carga mais negativa, e isso é essencial para os nossos transportadores de membrana, se esse potencial for alterado, isso permite a abertura de outros canais de membrana, e é isso que vai ocorrer na tumefação celular. A partir do momento que essa bomba falhar pela depleção de ATP, os ions vãos seguir o caminho do seu gradiente de concentração, o sódio vai entrar na célula e o potássio vai sair pelos canas de vazamento, abrindo vários canais de membrana, bagunçando todo o equilíbrio eletrolítico da célula, e a consequência da entrada do sódio na célula é a agua acompanhar. O sódio puxa água e a célula vai acumular água gerando a tumefação RESUMO: Hipóxia – redução da fosforilação oxidativa na mitocôndria – depleção de ATP – falência da bomba de sódio e potássio atpase – influxo de sódio e fluxo de potássio – entrada e acúmulo de água no citoplasma e nas organelas – tumefação celular, e das organelas (fica maior pelo acúmulo de água) A alteração morfológica macroscópica é difícil de observar – mas os órgãos ficam mais branco e mais pesado Ex: em hepatites encontramos a tumefação dos hepatócitos Ex: O coração se tivermos uma isquemia aguda – 20 a 30 minutos – também apresenta tumefação. Lesões Irreversíveis – Morte Celular - Necrose: acidental e desregulada; danos as membranas plasmáticas e das organelas; danos de DNA; acomete várias células ao mesmo tempo; exclusivamente patológico; não precisa de energia para acontecer (ATP); temos reação inflamatória; ocorre primeiro tumefação para depois necrosar; a célula da necrose ela é maior que o normal pq primeiro ela se tumefaz; o destino dessa morte celular, a necrose fica lá pq ela não se autodigere, ela precisa que as células inflamatórias que estão ao lado vão digerindo e eliminando elas de fora para dentro - Apoptose: morte celular programada; célula se fragmenta de maneira ordenada; célula gasta ATP; integridade das membranas celulares; não afeta as outras células; restos são removidos por fagocitose; não gera resposta inflamatória; fisiológica ou patológica; célula diminuem de tamanho; o destino dessa morte celular, a célula se desmonta em pequenos fragmentos chamados de corpo apoptótico (membrana plasmática em volta com pedaços de citoplasma, organelas e núcleo dentro) e com isso a célula vai sendo fagocitada pelas células ao lado ou por macrófagos sem ocorrer uma inflamação. Estímulos que desencadeiam as duas mortes: privação de ATP; excesso de cálcio; infecções; NECROSE Definimos como a morte celular ocorrendo no meio de organismo ou tecido vivo; é um processo patológico que ocorre passivamente (não precisa de ATP para acontecer) Os principais estímulos para Necrose: - Isquemia gerando hipóxia ou anóxia; estímulos tóxicos por substâncias químicos; infecções ou traumas → A membrana plasmática e das organelas vai ser lesada, extravasando para o citoplasma e para o meio extracelular gerando inflamação ao redor, matando um coletivo de células. Essa célula morta é incapaz de se digerir completamente, então como ela vai ser removida? Uma parte é removida pelas próprias enzimas lisossomais, a outra parte vai ser digerida por meio de neutrófilos ao redor da inflamação e ai os macrófagos fagocitam essas células e removem elas, ocorrendo a reparação tecidual no local. Isso demora até ser totalmente removido → Causas da Necrose e seus mecanismos (todos estão conectados) Depleção do ATP por lesões isquêmicas gerando hipoxia ou anoxia ou componentes químicos que lesam a mitocôndria: sem O2 para a fosforilação oxidativa – a célula vai usar somente glicólise – anaeróbica – só que a quantidade de ATP é menor – célula consume todas as suas reservas. → Basicamente temos dois tipos de lesão na mitocôndria (se lesar não temos ATP) - Formação do poro de transição de permeabilidade mitocondrial: a mitocôndria tem a matriz mitocondrial mais interna onde ela tem suas enzimas mais especificas, contornada pela membrana mitocondrial que forma as cristas mitocondriais, e mais para fora ela tem o espaço intermembranoso contornando a membrana mitocondrial externa. A membrana mitocondrial externa ela é permeável, e se comunica com o citoplasma. Mas a membrana mitocondrial interna é impermeável, temos poros impermeáveis e isso tem que se manter assim para funcionar a cadeia transportadora de elétrons e funcionar a fosforilação oxidativa. Na lesão mitocondrial, o poro impermeável forma um canal aberto, e esse canal aberto vai igualar todos os compartimentos, vai ter troca livre entre a membrana interna e o citoplasma e isso vai interromper toda a cadeia transportadora de elétrons parando de gerar ATP – leva a necrose → Mas a mitocôndria também está relacionada a apoptose, que é a morte celular programada, na mitocôndria remos o citocromo C que fica dentro da matriz mitocondrial. Se ele sair para o citoplasma ele ativa as caspases que são as enzimas que fazem a apoptose → A mitocôndria tem várias proteínas antiapoptoticas (não deixam a apoptose acontecer – BCL2) e as pró-apoptoticas (fazem a apoptose). CÁLCIO: → Muito importante na célula como segundo mensageiro, para o funcionamento de várias enzimas. Só que esse cálcio tem que estar sequestrado em compartimentos internos, por exemplo precisa estar na matriz mitocondrial ou dentro do REL. Se tivermos uma isquemia e depletar o ATP, isso vai causar um influxo de cálcio. Sem ATP, para de funcionar a bomba Na+/K+; entrando sódio na célula, ela vai sofrer despolarização, isso vai abrindo a membrana plasmática, abrindo canais, inclusive de cálcio. Abrino esses canais a células vai encher de cálcio, e ele vai ativar enzimas – fosfolipases – que vai destruir as membranas,- mitocondrial, plasmática, lisossomal – ativa proteases, que vai degradar todo o citoesqueleto e proteínas/enzimas das células; ativa as nucleases que quebra o DNA de forma irregular; e ativa a ATPase que secreta ainda mais ATP dos estoques das células levando a uma cascata viciosa, onde a depleção de ATP aumenta o cálcio, e o cálcio piora a depleção de ATP.... levando a célula a morte por lesão de proteínas estruturais, da membrana plasmática e membrana das organelas → causa irreversibilidade do processo → NECROSE ESPECIES REATIVAS DE O2: São caracterizados por ser qualquer substancia que tenha elétrons livres no orbital externo, tornando as moléculas avidas por reagirem com outra moléculas. Ela vai se ligar a proteínas, lipídeo e DNA celular, e no que eles ligam a esses constituintes causam uma lesão neles. Se um radical livre se ligar a uma MP sofre peroxidação lipídica gerando mais radicais livres – destruindo a membrana celular. O mesmo acontece com a ligação do radical livre com o DNA, ele quebra o DNA e pode gerar mutações e isso vai perpetuando a destruição celular. O radical livre é produzido normalmente durante a respiração na mitocôndria – fosforilação oxidativa, as organelas também produzem, em quantidades baixas dentro das organelas ele é importante para ajudar a destruir microorganismos. Quando um macrófago é ativado por citocina, ele produz radical livre para tentar destruiresse radical livre. Mas nossas células tem um balanço, ao mesmo tempo que ela gera, ela elimina esses EROS. Vitaminas antioxidantes: Vit A; E; C – bloqueiam a formação de radical livre em excesso e ajuda e eliminar um pouco e temos as enzimas especializadas em destruir radicais livres, por exemplo a Catalase dos peroxissomos; glutationa redutase e assim a célula mantem um balanço desse processo. Quando a célula está em hipóxia, a produção de radical livre é muito grande e ela não consegue mais neutralizar isso e o próprio radical livre vai fazer lesão celular. Alterações da membrana: estímulos que lesam a membrana plasmática, fazendo furos nela e prejudicando a célula. A membrana é uma bicamada de fosfolipideo e inserido nela temos proteínas e açucares formando o glicocálix, ela tem toda uma estrutura. Na necrose vamos perder esses processos, perdemos os domínios da MP (tem domínios), a assimetria da MP vai ser perdida, e a célula vai entrar em falência Lesões da membrana são causadas pela: peroxidação lipídica (EROS); a própria lesão da mitocôndria (que gera lesão da MP da célula e das organelas); aumento de cálcio que ativa lipase e destrói membrana e o processo de proteases ativadas por cálcio destrói o citoesqueleto que mantem a membrana integra. APLICAÇÃO PRÁTICA DISSO → O que temos dentro das células permanece lá pq a membrana segura isso. Se tivermos um IAM no ápice do coração iremos ter uma lesão da membrana plasmática desse cardiomiócito, então as proteínas estruturais e regulatórias desse musculo cardíaco vão sair da célula e ganhar a circulação sanguínea- isso permite que dosamos essas substâncias no sangue para servir de marcadores de lesões teciduais – no caso do infarto a troponina e a creatina quinase vão sair para o sangue. Morfologia e tipos de necrose: Numa célula necrótica o núcleo tende a desaparecer no final do processo e o citoplasma fica amais rosa, tendo um aumento de acidófila ou eosinofilia. Diminui o ph – torna ele mais ácido – causando desnaturação de proteínas e perda do RNA ribossômico; afeta um coletivo de células, não é uma única célula; podemos observar inflamação devido ao extravasamento de conteúdo. Esse citoplasma fica muito rosa pois as proteínas desnaturadas tem uma maior afinidade pela Eosina, então elas ficam mais rosas e a célula vai perder tudo que daria basofilia, que no caso é o RNA dos ribossomos O núcleo pode ter três alteraçoes: Núcleo normal: áreas mais coradas que é a heterocromatina e as que se coram menos que é a eucromatina - Piscnose: núcleo retrai diminuindo de tamanho, e fica intensamente corado pela hematoxilina – fica muito roxo, quase preto; isso pois a cromatina vai se agregar. Possui um citoplasma intensamente acidófilo de aspecto homogêneo e vítreo → Esse núcleo picnótico, com o tempo ele vai se fragmentar em pedaços irregulares: - Cariorexe: se fragmenta em pedaços - Cariólise: cromatina é digerida por enzimas e o núcleo fica quase transparente, até ele quase desaparecer → Na apoptose esse núcleo fica picnótico e depois ele sofre cariorexe, se desfaz em pedaços, mas esses pedaços são regulares em tamanho (na necrose não), quebra mais ordenada. → SLIDE: Observar a microscopia eletrônica que mostra a lesão da membrana da mitocôndria e da MP (buracos). E isso permite o extravasamento dos componentes celulares • Como reconhecer uma célula necrótica • Tipos de necrose • Parte molecular – superficial • Falta de ATP – para bomba Na+/K+ - entra água – tumefação • Falta ATP – LESA A MITOCONDRIA E A MP – célula morre Necrose é dividida em vários tipos: Necrose Coagulava: tipo mais comum de necrose; ela é uma consequência da hipóxia e da isquemia (parou de chegar sangue e O2); a necrose tumoral também é coagulativa; Obs: Citamos que a isquemia gera necrose coagulativa, mas uma exceção é a isquemia da parte central do sistema nervoso – se faltar sangue ele sofre necrose liquefativa. → A necrose coagulativa na microscopia geralmente é bem delimitada; o tecido fica mais firme que o normal, e o tecido adquire uma cor amarelada pálida. Infarto: área localizada de necrose coagulativa que ocorre por obstrução vascular. Todo infarto é necrose, mas nem toda necrose é infarto. Mas alguns órgãos quando infartam e sofrem necrose fica de cor vermelha/enegrecida, pois ocorre a saída de hemácia do capilar para esses órgãos: órgãos que possuem circulação colateral – pulmão; testículo, ovário e intestino Necrose Liquefativa: o tecido se liquefaz pela ação enzimática; vira uma massa liquida e viscosa; isso é típico de duas situações, a necrose associada aos processos infecciosos, quando temos um abcesso é uma área de destruição tecidual pelo processo inflamatório agudo, formando uma cavidade repleta de pus. Obs: Quando olhamos dentro do abcesso, temos as células mortas e uma grande quantidade de neutrófilo que tentam eliminar a bactéria liberando enzimas, e essas enzimas matam as células – sistema imune na tentativa de combater os microrganismos causam morte celular. Ex: necrose por isquemia da parte central do sistema nervoso (AVC); forma uma cavidade Necrose Caseosa: menos comuns – temos um único exemplo – infecção pelo microbacterium tuberculosis – só em tuberculose. As áreas de necrose ficam brancas e desfaz com a mão. Necrose gordurosa- esteatonecrose; destruição de tecido adiposos que morre por necrose, independente da causa da necrose desse tecido adiposos será chamado de necrose gordurosa. Ex: Pancreatite aguda (ativa as enzimas pancreáticas e essas enzimas destroem o pâncreas – alcoolismo, cálculo de vesícula que obstrui o ducto); Ex: Mama - mulher sofre um trauma, essa necrose endurece por fibrose. Necrose Gangrenosa: necrose coagulativa envolvendo tipos de tecido (vários planos teciduais); Ex: No nosso dedo, a gangrena passa para um processo de mumificação. A gangrena é uma necrose de todas as camadas da pele. Ela pode ser seca: mumificação Ela pode ser úmida: quando se infecta Necrose Fibrinoide: alterações dos vasos sanguíneos que vemos na vasculite (inflamação que atinge as paredes dos vasos sanguíneos); A fibrinogênio do plasma ativa a cascata de coagulação e se torna fibrina, isso acontece dentro da parede do vaso. Isso acontece pois o vaso está com o endotélio lesado, causado a inflamação. O fibrinogênio entra na parede do vaso e la se forma a fibrina – MAS NÃO É UMA NECROSE VERDADEIRA Com o tempo a necrose vai ser eliminada da periferia para o centro, pq os neutrófilos liberam enzimas que vão digerir esse tecido e esses tecidos digeridos vão ser fagocitas por macrófagos. Mas se essa necrose não conseguir ser absorvida, ela se calcifica.
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