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INTRODUÇÃO Durante o desenvolvimento, padrões orquestrados de morte celular ajudam a determinar o tamanho e a forma dos membros e de outros tecidos. Quando são danificadas ou infectadas também morrem, para que não ameacem a saúde do organismo. Nesses casos e em muitos outros, a morte celular não é um processo aleatório, e sim por uma sequência de eventos programados, onde a célula se autodestrói e é fagocitada por outras sem deixar vestígios. Geralmente, a morte celular programada acontece por um processo chamado apoptose. As células que não morrem por apoptose, mas sim por um dano agudo como trauma ou falta de suprimento sanguíneo, morrem por um processo chamado necrose celular. APOPTOSE CELULAR É uma via de morte celular induzido por um programa de suicídio regulado, onde as células que irão morrer ativam enzimas que degradam seu próprio DNA e suas proteínas nucleares e citoplasmáticas. As células que morrem por apoptose sofrem modificações morfológicas características: Se encolhem e condensam; O citoesqueleto colapsa; Envoltório nuclear se desfaz A cromatina nuclear se condensa e quebra em fragmentos. O núcleo rompe-se em fragmentos fechados pela membrana citoplasmática, os chamados corpos apoptóticos que contém partes do núcleo e porções do citoplasma. A membrana permanece intacta, mas a sua estrutura é alterada de tal forma que seus fragmentos se tornam extremamente atrativos para os fagócitos. Eles são rapidamente fagocitados por uma célula vizinha ou macrófago, antes que possa liberar seu conteúdo; desta forma, sem gerar uma resposta inflamatória em seu hospedeiro. É geneticamente regulada, por isso chamada de morte celular programada. Algumas formas de necrose também são programadas, mas por um distinto conjunto de genes. CAUSAS DA APOPTOSE Elas servem para eliminar células doentes, potencialmente prejudiciais e indesejáveis, ocorrendo normalmente durante toda a vida. Também serve para manter constante o número de células constante das diversas populações celulares nos tecidos. É um evento patológico quando células doentes se tornam irreparáveis e são eliminadas. SITUAÇÕES FISIOLÓGICAS - Destruição programada durante a embriogênese: compreende a implantação, organogênese, involução do desenvolvimento e metamorfose. Por ser uma morte programada, ocorre em tipos celulares específicos de forma extremamente regulada e em momentos definidos do desenvolvimento dos organismos multicelulares. - Involução de tecidos hormônio-dependentes sob privação do hormônio: colapso de células endometriais, na menstruação, atresia folicular ovariana na menopausa, regressão da mama da lactação após o desmame e a atrofia prostática após a castração. - Perda celular em populações celulares proliferativas: linfócitos imaturos na medula óssea e tipo, linfócitos B nos centros germinativos que não expressa os receptores antigênicos adequados, e as células epiteliais das criptas intestinais, para manter a constância do seu número. - Eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos: antes ou depois de completa a maturação, para impedir reações contra os próprios tecidos do organismo. - Perda de células que serviam ao propósito útil: como os neutrófilos na resposta inflamatória aguda e os linfócitos na resposta imune; as células sofrem a apoptose pela falta dos sinais de sobrevivência necessários, como os fatores de crescimento. CONDIÇÕES PATOLÓGICAS Para limitar a lesão ao tecido, a apoptose elimina as células que são lesadas de maneira irreparável sem produzir reação no hospedeiro; desta forma, é responsável por perda de células em várias situações patológicas: - Dano ao DNA: radiação, medicamentos antineoplásicos citotóxicos e hipóxia podem lesar o DNA diretamente ou na produção de radicais livres. Caso os mecanismos de reparos não consigam cuidar da lesão, a célula ativa mecanismos intrínsecos que induzem a apoptose. Isso acontece pois é melhor eliminar a célula do que correr o risco de viver com o DNA mutado, podendo gerar uma mutação maligna. - Acumulo de proteínas mal dobradas: podem surgir de mutações nos genes codificantes de proteínas ou de fatores intrínsecos, como lesão causada por radicais livres. Seu acumulo excessivo do RE leva a uma condição conhecida como estresse do RE, que leva à morte da célula por apoptose. Tem sido considerada a base de várias doenças degenerativas do SNC e outros órgãos. - Morte celular em certas infecções: particularmente em infecções virais onde a perda de células é grande parte induzida pelo vírus ou pela resposta imune do hospedeiro. Uma importante resposta do hospedeiro ao vírus consiste em linfócitos T citotóxicos específicos para as proteínas virais, induzindo a apoptose das células infectadas para eliminar os reservatórios da infecção. Durante o processo pode ocorrer lesão tecidual significativa. - Atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto: no pâncreas, parótida e no rim. MORFOLOGIA - Retração celular: a célula é reduzida, seu citoplasma fica denso e as organelas compactadas. - Condensação da cromatina: a característica mais marcante da apoptose! A cromatina se agrega perifericamente sob a membrana nuclear, em massas densas e em várias formas e tamanhos. O núcleo se rompe, em dois ou mais fragmentos. - Formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos: a célula mostra bolhas superficiais extensas, para então sofrer a fragmentação em corpos apoptóticos envoltos pela membrana, compostos de citoplasma e organelas estreitamente acondicionadas, com ou sem fragmentos do núcleo. - Fagocitose das células ou corpos apoptóticos, geralmente por macrófagos: são rapidamente ingeridos pelos fagócitos e degradados por enzimas lisossômicas dos mesmos. Acredita-se que as membranas ficam intactas durante todo o processo, até se tornarem permeáveis aos solutos retidos. Em exames histológicos com tecidos corados com eosina e hematoxilina, as células apoptóticas aparecem ovais ou redondas, com seu citoplasma intensamente eosinófilo com fragmentos de cromatina nuclear condensada. Por não gerar inflamação, é difícil de detectar histologicamente. MECANISMOS DA APOPTOSE A apoptose acontece com a ativação de enzimas chamadas caspases (proteases de cisteínas que clivam proteínas aos resíduos de aspartato), responsáveis pelas alterações morfológicas características da lesão. Existem como pró-enzimas inativas ou zimogênios, devendo sofrer clivagem enzimática para serem ativadas. Sua presença ativa constitui um marcador para as células que estão sofrendo apoptose. O processo pode ser dividido em: Fase de iniciação – algumas caspases se tornam cataliticamente ativas Fase de execução – outras caspases começam a degradação de componentes celulares críticos. A ativação das enzimas depende de um equilíbrio de sintonia fina entre a produção de proteínas pró- apoptótica e antiapoptóticas. Existem duas vias na cativação das caspases, a via mitocondrial e a do receptor de morte. Mesmo podendo se cruzar, geralmente são induzidas em condições diferentes, envolvem moléculas diferentes e tem funções distintas, na fisiologia e na doença. VIA MITOCONDRIAL (INTRÍNSECA) É o principal mecanismo de apoptose em todas as células dos mamíferos. Ocorre pelo aumento da permeabilidade da membrana mitocondrial externa e liberação de moléculas indutoras de morte (pró-apoptóticas) do espaço intermembrana da mitocôndria para o citoplasma. As mitocôndrias são organelas notáveis por conter proteína essenciais para a vida, como o Citocromo C, que em especial também inicia o programa de suicídio da apoptose quando liberada para o citoplasma (indicação de célula não saudável). A liberação de proteínas pró- apoptóticas mitocondriais é controlada pela família BCL2 de proteínas. O Citocromo C se associa no citosol à Apaf-1 e forma o complexo apoptossomo,que ativa a caspase 9, desencadeando uma cascata de ativação das caspases por clivagem, que ativam outras pró-caspases, iniciando a apoptose. Antiapoptótico - BCL2, BCL-XL e MCL1 são as principais proteínas do grupo, e possuem quatro domínios BH (chamados BH1-4). Elas residem nas membranas mitocondriais externas, como no citosol e membranas do RE, mantendo esta última impermeável, impedindo a saída do Citocromo C e outras proteínas indutoras de morte. Pró-apoptótico – BAX e BAK são o os membros do grupo, que também possuem quatro domínios BH. Após serem ativados, se oligomerizam com proteínas mitocondriais externas, que aumentam a permeabilidade da membrana mitocondrial externa. Eles formam um canal (Bax-Bak) que permite a saída do Citocromo C a partir do espaço intramembranoso. Sensores - os membros BAD, BIM, Puma e Noxa possuem apenas um domínio BH, desta forma sendo chamados de proteínas somente BH-3. Elas agem como sensores de estresse celular e danos, e regulam o equilíbrio entre os dois grupos, agindo como árbitros da apoptose. VIA EXTRÍNSECA (INICIADA POR RECEPTOR DE MORTE) São membros da família do receptor TNF, que contem domínio citoplasmático envolvido nas interações entre proteínas, chamado domínio de morte, pois é essencial para a entrega dos sinais apoptóticos Alguns não tem domínio de morte, tendo a função de ativar cascatas inflamatórias. Os mais conhecidos são o receptor TNF- tipo 1 (TNFR1) e uma proteína relacionada, chamada Fas (CD95). O ligante deste último é o Fas ligante (FasL), e é expresso nas células T que reconhecem antígenos próprios (eliminam linfócitos autorreativos) e em alguns linfócitos T citotóxicos (eliminam células tumorais e infectadas por vírus). Quando o FasL se liga ao Fas, três ou mais moléculas Fas se reúnem, e seus domínios de morte formam um sitio de ligação para uma proteína adaptadora cujo domínio de morte é FADD. Este, ligado aos receptores de morte, se liga a uma forma inativa da caspase-8 (caspase-10 em humanos), através de um domínio de morte. Várias moléculas caspase-8 clivam-se e geram a caspase-8 ativa. As pro-caspases iniciadoras 8 podem se ligar as proteínas da família BCL-2, desta forma aumentando a permeabilidade mitocondrial, favorecendo a saída do Citocromo C (amplificação da apoptose). NECROSE Na necrose, diferentemente da apoptose, ela é caracterizada por perda da integridade da membrana, digestão enzimática dos constituintes celulares, liberação do conteúdo celular e uma frequente reação do hospedeiro. É um fenômeno degenerativo irreversível, causado por agressão intensa. Ocorre a degradação das estruturas celulares sempre que existirem agressões ambientais severas. MORFOLOGIA DA NECROSE As células retêm agua e rompem, liberando seu conteúdo e gerando um sinal pró-inflamatório recrutando células fagocíticas, como os macrófagos. ----------
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