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1 Perdendo o controle REFERÊNCIAS: Biologia molecular da célula, Bruce Alberts ... [et al.] ; tradução: [Ardala Elisa Breda Andrade ... et al.] – 6. ed. – Porto Alegre : Artmed, 2017. Cap 18. ROBINS E CONTRAN, Bases Patológicas das Doenças, 8º Ed. 2010. Cap 7 MORTE CELULAR O crescimento, o desenvolvimento e a manutenção de organismos multicelulares dependem não apenas da produção de células, mas também de mecanismos que as destroem. A manutenção do tamanho do tecido, por exemplo, requer que as células morram na mesma taxa em que são produzidas. Durante o desenvolvimento, padrões cuidadosamente orquestrados de morte celular ajudam a determinar o tamanho e a forma dos membros e de outros tecidos. As células também morrem quando se tornam danificadas ou infectadas, que é uma forma de assegurar que elas sejam removidas antes que ameacem a saúde do organismo. Nesses e em muitos outros casos, a morte celular não é um processo aleatório, mas ocorre por uma sequência de eventos moleculares programados, nos quais a célula se autodestrói sistematicamente e é fagocitada por outras células, não deixando traços. Na maioria dos casos, essa morte celular programada ocorre por um processo chamado apoptose – do grego, “cair”, como as folhas de uma árvore. As células que morrem por apoptose sofrem modificações morfológicas características. Elas se encolhem e condensam, o citoesqueleto colapsa, o envelope nuclear se desfaz, e a cromatina nuclear se condensa e se quebra em fragmentos. A superfície da célula frequentemente abaula para o exterior e, se a célula for grande, rompe-se em fragmentos fechados por uma membrana, chamados corpos apoptóticos. A superfície da célula ou dos corpos apoptóticos torna-se quimicamente alterada, sendo rapidamente engolfada por uma célula vizinha ou um macrófago, antes que ela possa liberar seus conteúdos. Dessa maneira, a célula morre de forma ordenada e é rapidamente eliminada, sem causar uma resposta inflamatória prejudicial. Pelo fato de as células serem fagocitadas e digeridas rapidamente, em geral existem poucas células mortas para serem vistas, mesmo quando um grande número de células tenha morrido por apoptose. Talvez tenha sido por isso que os biólogos ignoraram a apoptose por tantos anos e ainda podem subestimar sua extensão. Ao contrário da apoptose, as células animais que morrem em resposta a um dano agudo, como um trauma ou uma falta de suprimento sanguíneo, geralmente morrem por um processo chamado de necrose celular. As células necrosadas se expandem e explodem, liberando seus conteúdos sobre as células adjacentes e provocando uma resposta inflamatória. Em muitos casos, a necrose provavelmente é causada pela depleção energética, que leva a defeitos metabólicos e perda de gradientes iônicos que normalmente ocorrem através da membrana celular. Uma forma de necrose, chamada necroptose, é uma forma de morte celular programada disparada por um sinal regulador específico de outras células. Algumas formas de morte celular programada ocorrem em muitos organismos, mas a apoptose é encontrada primeiramente em animais. APOPTOSE ELIMINA CÉLULAS INDESEJADAS A quantidade de morte celular apoptótica que ocorre no desenvolvimento e tecido animal adulto é surpreendente. No sistema nervoso de vertebrados em desenvolvimento, por exemplo, mais da metade de tipos distintos de células nervosas normalmente morrem assim que são formados. Parece um grande desperdício que muitas células tenham que morrer, especialmente sendo a maioria perfeitamente saudável no momento em que se matam. Para que propósito serve essa morte celular massiva? Em alguns casos, a resposta é clara. A morte celular ajuda a esculpir mãos e pés durante o desenvolvimento embrionário: eles começam como estruturas em forma de pá, e os dedos individuais se separam apenas quando as células entre eles morrem. Em outros casos, as células morrem quando a estrutura formada por elas não é mais necessária. Quando um girino se transforma em rã na metamorfose, as células da cauda morrem, e a cauda, que não é necessária para a rã, desaparece. A apoptose também funciona como um processo de controle de qualidade no desenvolvimento, eliminando células que são anormais, posicionadas de forma incorreta, não funcionais ou potencialmente perigosas ao animal. Exemplos surpreendentes ocorrem no sistema imune adaptativo de vertebrados, onde a apoptose 2 elimina o desenvolvimento de linfócitos T e B que falham tanto em produzir receptores antígeno- específicos potencialmente utilizáveis quanto em produzir receptores autorreativos que originam células potencialmente perigosas; ela também elimina muitos dos linfócitos ativados por uma infecção, depois que tenham ajudado a destruir os micróbios responsáveis. Em tecidos adultos que não estão crescendo nem condensando, a morte celular e a divisão celular devem ser firmemente reguladas para assegurar que estejam em exato equilíbrio. Se parte do fígado é removida em um rato adulto, por exemplo, a proliferação de células do fígado aumenta para compensar a perda. Ao contrário, se o rato é tratado com fenobarbital – que estimula a divisão de células do fígado (e, consequentemente, o aumento do fígado) – e então o tratamento é finalizado, a apoptose no fígado aumenta bastante até que o fígado tenha retornado ao seu tamanho original, geralmente dentro de uma semana. Então, o fígado é mantido em um tamanho constante por meio da regulação da taxa de morte e de nascimento celular. Os mecanismos de controle responsáveis por essa regulação são em grande parte desconhecidos. As células animais podem reconhecer dano em suas várias organelas e, se o dano for grande o suficiente, elas podem matar a si mesmas entrando em apoptose. Um exemplo importante é o dano no DNA, que pode produzir mutações que promovem câncer se não forem reparadas. As células possuem várias vias de detecção de danos no DNA e entram em apoptose caso não possam repará-los. A APOPTOSE DEPENDE DE UMA CASCATA PROTEOLÍTICA INTRACELULAR MEDIADA POR CASPASES A apoptose é disparada por membros de uma família de proteases intracelulares especializadas, que clivam sequências específicas em numerosas proteínas dentro da célula, proporcionando, assim, mudanças dramáticas que levam à morte celular e ao engolfamento. Essas proteases têm uma cisteína no seu sítio ativo e clivam suas proteínas-alvo em ácidos aspárticos específicos; elas são então chamadas de caspases (c para cisteína e asp para ácido aspártico). As caspases são sintetizadas na célula como precursores inativos e são ativadas apenas durante a apoptose. Existem duas principais classes de caspases apoptóticas: caspases inciadoras e caspases executoras. Figura 18-3 Ativação da caspase durante a apoptose. Uma caspase iniciadora contém um domínio de protease na sua região carboxiterminal e um pequeno domínio de interação com uma proteína perto do seu aminoterminal. Os sinais apoptóticos disparam um conjunto de proteínas adaptadoras, carregando múltiplos sítios de ligação para o domínio aminoterminal da caspase. Uma vez que as proteínas adaptadoras tenham se ligado, as caspases iniciadoras dimerizam e são, desse modo, ativadas, levando à clivagem de um sítio específico nos seus domínios de protease. Cada domínio de protease é assim rearranjado em uma subunidade maior e uma menor. Em alguns casos (não mostrado), o domínio de ligação ao adaptador da caspase iniciadora é também clivado. As caspases executoras são inicialmente formadas como dímeros inativos. Após a clivagem em um sítio do domínio da protease por uma caspase iniciadora, o dímero de caspase executora sofre uma mudança conformacional que o ativa. Então, a caspase executora cliva uma variedade de proteínas-chave, levando à mortecontrolada da célula. As caspases iniciadoras, como indica seu nome, iniciam o processo apoptótico. Elas normalmente existem como monômeros solúveis e inativos no citosol. Um sinal apoptótico dispara a montagem de grandes plataformas proteicas que congregam múltiplas caspases iniciadoras em grandes complexos. Dentro desses complexos, pares de caspases se associam para formar dímeros, resultando na ativação da protease. Cada caspase no dímero, então, cliva seu parceiro em um sítio específico no domínio de protease, o que estabiliza o complexo ativo e é requerido para o funcionamento apropriado da enzima na célula. A principal função das caspases iniciadoras é ativar as caspases executoras. Estas normalmente existem como 3 dímeros inativos. Quando são clivadas por uma caspase iniciadora no sítio no domínio da protease, o sítio ativo é rearranjado de uma conformação inativa para uma ativa. Um complexo de caspase inciadora pode ativar muitas capases executoras, resultando em uma amplificação da cascata proteolítica. Uma vez ativada, caspases executoras catalisam os diversos eventos de clivagem de proteínas que matam a célula. Várias abordagens experimentais têm levado à identificação de mais de 1.000 proteínas que são clivadas por caspases durante a apoptose. Apenas algumas dessas proteínas têm sido estudadas em detalhe. Estas incluem as laminas nucleares, cuja clivagem provoca a degradação irreversível da lâmina nuclear. Outro alvo é uma proteína que normalmente detém uma endonuclease que degrada DNA em uma forma inativa; sua clivagem libera a endonuclease para fragmentar o DNA no núcleo da célula. Outras proteínas-alvo incluem componentes do citoesqueleto e proteínas de adesão célula-célula que ligam as células às suas vizinhas; a clivagem dessas proteínas ajuda a célula apoptótica a arredondar-se e desligar-se das suas vizinhas, tornando mais fácil para uma célula vizinha engolfá-la, ou, no caso de uma célula epitelial, para a célula vizinha retirar a célula apoptótica da camada celular. A cascata da caspase não é apenas destrutiva e autoamplificável, mas também é irreversível; assim, uma vez que a célula começa a via para a destruição, ela não pode voltar atrás. Como a primeira caspase inciadora é ativada em resposta a um sinal apoptótico? Os dois mecanismos de ativação mais bem entendidos em células de mamíferos são chamados de via extrínseca e via intrínseca ou mitocondrial. RECEPTORES DE MORTE NA SUPERFÍCIE CELULAR ATIVAM A VIA EXTRÍNSECA DA APOPTOSE A ligação de proteínas de sinalização extracelular a receptores de morte na superfície celular dispara a via extrínseca da apoptose. Os receptores de morte são proteínas transmembrana contendo um domínio extracelular de ligação ao ligante, um domínio transmembrana único e um domínio de morte intracelular, o qual é requerido pelos receptores para ativar o programa apoptótico. Os receptores são homotrímeros e pertencem à família de receptores do fator de necrose tumoral (TNF, tumor necrosis factor), o qual inclui um receptor para o próprio TNF e o receptor de morte Fas. Os ligantes que ativam os receptores de morte também são homotrímeros; eles são estruturalmente relacionados e pertencem à família TNF de proteínas sinalizadoras. Um exemplo bem entendido de como os receptores de morte disparam a via extrínseca da apoptose é a ativação de Fas na superfície da célula-alvo pelo ligante Fas na superfície de um linfócito (citotóxico) matador. Quando ativado pela ligação do ligante Fas, domínios de morte na cauda citosólica dos receptores de morte Fas, ligam- -se a proteínas adaptadoras intracelulares, que, por sua vez, ligam caspases iniciadoras (caspase-8 principalmente), formando um complexo de sinalização indutor de morte (DISC). Uma vez dimerizada e ativada em DISC, as caspases iniciadoras clivam seus parceiros e então ativam caspases executoras a jusante (downstream) para induzir apoptose. Em algumas células a via extrínseca recruta a via apoptótica intrínseca para amplificar a cascata da caspase e matar a célula. Muitas células produzem proteínas inibidoras que agem para controlar a via extrínseca. Algumas células, por exemplo, produzem a proteína FLIP que se assemelha à caspase iniciadora mas não possui atividade de protease, porque falta a cisteína-chave no seu sítio ativo. FLIP dimeriza-se com caspase-8 no complexo DISC; embora a caspase-8 pareça ser ativa nesses heterodímeros, ela não é clivada no sítio requerido para sua ativação estável e o sinal apoptótico é bloqueado. Tais mecanismos inibidores ajudam a prevenir a ativação inapropriada da via extrínseca da apoptose. A VIA INTRÍNSECA DA APOPTOSE DEPENDE DA MITOCÔNDRIA As células podem ativar também seus programas de apoptose de dentro da célula, frequentemente em resposta ao estresse, tal como o dano do DNA ou em resposta a sinais de desenvolvimento. Em células de 4 vertebrados, essas respostas são governadas por vias apoptóticas intrínsecas ou mitocondriais, que dependem da liberação de proteínas mitocondriais no citosol, que normalmente residem no espaço intermembrana dessas organelas. Algumas das proteínas liberadas ativam a cascata proteolítica de caspases no citoplasma, levando à apoptose. Uma proteína-chave na via intrínseca é o citocromo c, um componente solúvel em água da cadeia transportadora de elétrons da mitocôndria. Quando liberada no citosol, ela assume uma nova função: liga-se a uma proteína adaptadora chamada Apaf1 (fator 1 de ativação da protease apoptótica), promovendo a oligomerização de Apaf1 em um heptâmero tipo roda, chamado apoptossomo. Então as proteínas Apaf1 no apoptossomo recrutam as proteínas caspase-9 inciadoras, que, acredita-se serem ativadas pela proximidade no apoptossomo, tal como a caspase-8 é ativada em DISC. As moléculas caspases-9 ativadas ativam então caspases executoras para induzir apoptose. PROTEÍNAS BCL2 REGULAM A VIA INTRÍNSECA DA APOPTOSE A via intrínseca da apoptose é firmemente regulada para assegurar que células cometam suicídio apenas quando for apropriado. A principal classe de reguladores intracelulares da via intrínseca é a família de proteínas Bcl2, as quais, como a família das caspases, são conservadas de vermes a humanos ao longo da evolução; a proteína Bcl2 humana, por exemplo, pode suprimir a apoptose quando expressa em vermes Caenorhabditis elegans. As proteínas da família Bcl2 de mamíferos regulam a via intrínseca da apoptose, principalmente controlando a liberação, no citosol, de citocromo c e de outras proteínas mitocondriais intermembrana. Algumas proteínas da família Bcl2 são pro-apoptóticas e promovem a apoptose através do aumento da libertação, ao passo que outras são antiapoptóticas e inibem a apoptose através do bloqueio da libertação. As proteínas pró- -apoptóticas e antiapoptóticas podem se ligar umas às outras em várias combinações para formar heterodímeros, nos quais as duas proteínas inibem as funções umas das outras. O balanço entre as atividades dessas duas classes funcionais de proteínas da família Bcl2 determina se células de mamíferos vivem ou morrem pela via intrínseca da apoptose. Como ilustrado na Figura 18-8, as proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, incluindo a própria Bcl2 (membro fundador da família Bcl2) e BclXL, compartilham quatro domínios (BH1-4) homólogos (BH) característicos de Bcl2. As proteínas pró- apoptóticas da família Bcl2 consistem em duas subfamílias – as proteínas efetoras da família Bcl2 e as proteínas BH3-apenas. As proteínas efetoras principais são Bax e Bak, que são estruturalmente similares a Bcl2 sem o domínio BH4. As proteínas BH3–apenas compartilham homologia de sequência com Bcl2 somente no domínio BH3. Quando um estímulo apoptótico dispara a via intrínseca,proteínas efetoras da família Bcl2 pró-apoptóticas tornam-se ativadas e se agregam para formar oligômeros na membrana externa da mitocôndria, induzindo a liberação do citocromo c e outras proteínas intermembranas por um mecanismo desconhecido. Em células de mamíferos, Bax e Bak são as principais proteínas efetoras da família Bcl2, e ao menos uma delas é necessária para a via intrínseca de apoptose funcionar: as células de camundongo mutantes sem ambas as proteínas são resistentes a todos os sinais pró- apoptóticos que normalmente ativam essa via. Enquanto 5 Bak está ligada à membrana externa mitocondrial, mesmo na ausência de um sinal apoptótico, Bax está principalmente localizada no citosol e se transloca para a mitocôndria apenas depois que um sinal apoptótico a ativa. Como discutido a seguir, a ativação de Bax e Bak geralmente depende de proteínas pró-apoptóticas BH3- apenas ativadas. As proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas, como Bcl2 e BclXL, também estão localizadas na superfície citosólica da membrana mitocondrial externa, onde ajudam a impedir a liberação inapropriada de proteínas intermembrana. As proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas inibem a apoptose principalmente pela ligação e inibição de proteínas da família Bcl2 pró-apoptóticas – tanto na membrana mitocondrial como no citosol. Na membrana mitocondrial externa, por exemplo, elas ligam-se a Bak e impedem a sua oligomerização, consequentemente inibindo a liberação de citocromo c e outras proteínas intermembranas. Existem ao menos cinco proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas em mamíferos, e cada célula de mamífero requer ao menos uma para sobreviver. Entretanto, um número dessas proteínas deve ser inibido para que a via intrínseca induza apoptose; as proteínas BH3-apenas fazem a mediação da inibição. As proteínas BH3-apenas são a maior subclasse de proteínas da família Bcl2. A célula tanto as produz como as ativa em resposta a um estímulo apoptótico, e elas são conhecidas por promoverem a apoptose principalmente pela inibição de proteínas antiapoptóticas. Seus domínios BH3 ligam-se a uma fenda hidrofóbica longa nas proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas, neutralizando sua atividade. Essa ligação e a inibição permitem o agregamento de Bax e Bak na superfície da mitocôndria, a qual dispara a liberação de proteínas mitocondriais intermembranas que induzem a apoptose. Algumas proteínas BH3-apenas podem ligar-se diretamente a Bax e Bak para ajudar a estimular sua agregação. As proteínas BH3-apenas proporcionam a ligação crucial entre estímulos apoptóticos e a via intrínseca da apoptose, com diferentes estímulos ativando diferentes proteínas BH3-apenas. Alguns sinais de sobrevivência extracelulares, por exemplo, impedem a apoptose pela inibição da síntese ou atividade de certas proteínas BH3-apenas (ver Figura 18-12B). Similarmente, em resposta ao dano do DNA que não pode ser reparado, as proteínas p53 supressoras de tumor se acumulam e ativam a transcrição de genes que codificam proteínas BH3-apenas Puma e Noxa. Essas proteínas BH3-apenas disparam a via intrínseca, eliminando, desse modo, uma célula potencialmente perigosa, que, caso contrário, poderia se tornar cancerosa. Como mencionado anteriormente, em algumas células, a via apoptótica extrínseca recruta a via intrínseca para amplificar a cascata de caspase para matar a célula. A proteína BH3-apenas Bid é a conexão entre as duas vias. Bid está normalmente inativa. Contudo, quando receptores de morte ativam a via extrínseca em algumas células, a caspase iniciadora, caspase-8, cliva Bid, produzindo uma forma ativa de Bid que se transloca para a membrana externa mitocondrial e inibe proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, amplificando assim o sinal de morte. 6 IAPS AJUDAM NO CONTROLE DAS CASPASES Pelo fato de a ativação da cascata de caspases causar morte certa, as células empregam múltiplos mecanismos robustos para assegurar que essas proteases sejam ativadas apenas quando necessário. Uma linha de defesa é fornecida por uma família de proteínas chamadas inibidores de apoptose (IAPs). Essas proteínas foram inicialmente identificadas em certos vírus de insetos (baculovírus), que codificam as proteínas IAP para evitar que a célula hospedeira infectada pelo vírus cometa suicídio por apoptose. Sabe-se atualmente que muitas células animais também produzem proteínas IAP. Todas IAPs têm um ou mais domínios BIR (repetições IAP de baculovírus, de baculovirus IAP repeat), que permitem a elas ligarem-se e inibirem caspases ativadas. Algumas IAPs também fazem a poliubiquitinação das caspases, marcando as caspases para destruição pelos proteassomos. Dessa maneira, as IAPs estabelecem um limiar inibidor que caspases devem cruzar para disparar a apoptose. Ao menos na Drosophila, a barreira inibidora proporcionada pelas IAPs pode ser neutralizada por proteínas anti-IAP, as quais são produzidas em resposta a vários estímulos apoptóticos. Existem numerosos anti- IAPs em moscas, incluindo Reaper, Grim e Hid, e sua única semelhança estrutural é o motivo pequeno, N- terminal de ligação a IAP, o qual liga o domínio BIR de 7 IAPs, impedindo o domínio de se ligar a uma caspase. A deleção dos três genes que codificam Reaper, Grim e Hid bloqueia a apoptose em moscas. Inversamente, a inativação de um dos dois genes que codificam IAPs em Drosophila faz todas as células do embrião da mosca em desenvolvimento entrarem em apoptose. Claramente, o balanço entre IAPs e anti-IAPs é firmemente regulado, sendo crucial para o controle da apoptose em moscas. O papel das proteínas IAP e anti-IAP na apoptose é menos claro. As anti-IAPs são liberadas do espaço intermembrana mitocondrial quando a via intrínseca da apoptose é ativada, bloqueando IAPs no citosol e, dessa maneira, promovendo a apoptose. Contudo, camundongos parecem se desenvolver normalmente caso percam a principal IAP de mamíferos (chamado XIAP) ou as duas anti-IAPs de mamíferos conhecidas (chamadas de Smac/Diablo e Omi). Vermes nem sempre contêm uma proteína IAP inibidora de caspase. Aparentemente, o firme controle da atividade da caspase é feito por distintos mecanismos em diferentes animais. FATORES DE SOBREVIVÊNCIA EXTRACELULARES INIBEM A APOPTOSE DE VÁRIOS MODOS Sinais intercelulares regulam muitas atividades em células animais, incluindo a apoptose. Esses sinais extracelulares fazem parte dos controles “sociais” normais que asseguram que células individuais se comportem para o bem do organismo como um todo – e, nesse caso, pela sobrevivência quando são necessárias e se matando quando não são necessárias. Algumas moléculas de sinalização extracelular estimulam a apoptose, enquanto outras a inibem. Apresentamos proteínas-sinal como o ligante Fas que ativam receptores de morte e então disparam a via extrínseca da apoptose. Outras moléculas de sinalização extracelular que estimulam a apoptose são especialmente importantes durante o desenvolvimento de vertebrados: um pico do hormônio da tireoide no sangue, por exemplo, sinaliza células da cauda de girinos a entrarem em apoptose na metamorfose. Em camundongos, as proteínas sinalizadoras produzidas localmente estimulam células entre os dedos da mão e do pé a se matarem. Aqui, entretanto, enfocamos moléculas de sinalização extracelular que inibem a apoptose, que, juntas, são chamadas de fatores de sobrevivência. Muitas células animais requerem sinalização contínua de outras células para evitar a apoptose. Essa surpreendente combinação aparentemente ajuda a assegurar que células sobrevivam apenas quando e onde são necessárias. As células nervosas, por exemplo, são produzidas em excesso no desenvolvimento do sistema nervoso e então competem por quantidades limitadas de fatoresde sobrevivência que são secretados pelas células-alvo às quais elas normalmente se conectam. As células nervosas que recebem sinais de sobrevivência suficientes vivem, enquanto as outras morrem. Dessa maneira, o número de neurônios sobreviventes é automaticamente ajustado, sendo apropriado para o número de células-alvo conectadas. Uma competição similar por quantidades limitadas de fatores de sobrevivência produzidos por células vizinhas é conhecida por controlar o número celular em outros tecidos durante o desenvolvimento e a idade adulta. Os fatores de sobrevivência geralmente se ligam a receptores da superfície celular, que ativam vias de sinalização intracelulares que suprimem o programa apoptótico, frequentemente por meio da regulação de proteínas da família Bcl2. Alguns fatores de sobrevivência, por exemplo, estimulam a síntese de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, tal como a própria Bcl2 ou BclXL (Figura 18-12A). Outros agem por inibição da função de proteínas pró-apoptóticas BH3-apenas, como Bad. Em Drosophila, alguns fatores de sobrevivência agem fosforilando e inativando proteínas anti-IAP tal como Hid, permitindo assim que proteínas IAP suprimam apoptose. Alguns neurônios em desenvolvimento, como aqueles ilustrados na Figura 18- 11, usam uma abordagem alternativa engenhosa: receptores de fatores de sobrevivência estimulam apoptose – por um mecanismo desconhecido – quando não estão ocupados 8 e, então, param de promover a morte quando fatores de sobrevivência estão ligados. O resultado em todos esses casos é o mesmo: a sobrevivência celular depende da ligação do fator de sobrevivência. FAGÓCITOS REMOVEM CÉLULAS APOPTÓTICAS A morte da célula por apoptose é um processo extraordinariamente organizado: a célula apoptótica e seus fragmentos não se rompem e liberam seus conteúdos, mas em vez disso, permanecem intactas para serem eficientemente comidas – ou fagocitadas – por células vizinhas, não deixando traços e, portanto, sem disparar nenhuma resposta inflamatória (ver Figura 18- 1B e Animação 13.5). Esse processo de engolfamento depende de modificações químicas na superfície das células apoptóticas, que disparam sinais de recrutamento de células fagocíticas. Uma modificação especialmente importante ocorre na distribuição de fosfolipídeos fosfatidilserina carregados negativamente na superfície celular. Esse fosfolipídeo normalmente está localizado exclusivamente na folha interna da bicamada lipídica da membrana plasmática, mas ele vira para a folha externa em células apoptóticas. O mecanismo subjacente é pobremente entendido, mas a exposição externa da fosfatidilserina provavelmente depende da clivagem pela caspase de algumas proteínas envolvidas na distribuição de fosfolipídeos na membrana. Uma variedade de proteínas “de ponte” solúveis interagem com fosfatidilserinas expostas em células apoptóticas. Essas proteínas de ponte também interagem com receptores específicos na superfície de células da vizinhança ou macrófagos, disparando modificações do citoesqueleto e outras mais que iniciam o processo de engolfamento. Os macrófagos não fagocitam células saudáveis no animal – apesar do fato de células saudáveis normalmente exporem algumas fosfatidilserinas na sua superfície. As células saudáveis expressam proteínas-sinal na sua superfície, as quais interagem com receptores inibitórios nos macrófagos que bloqueiam a fagocitose. Assim, além de expressar sinais na superfície celular, tal como as fosfatidilserinas que estimulam a fagocitose, células apoptóticas devem perder ou inativar o sinal de “não me coma” que bloqueia a fagocitose. APOPTOSE EXCESSIVA OU INSUFICIENTE PODE CONTRIBUIR PARA DOENÇAS Existem muitas doenças humanas nas quais o número excessivo de células que entram em apoptose contribuem para o dano no tecido. Dentre os exemplos mais dramáticos estão os ataques do coração e derrames. Nessas condições agudas, muitas células morrem por necrose como resultado de isquemia (suprimento inadequado de sangue), mas algumas das células menos afetadas morrem por apoptose. Espera-se que, no futuro, drogas que bloqueiam a apoptose – como inibidores específicos de caspases – mostrem sua utilidade poupando tais células. Existem outras circunstâncias onde poucas células morrem por apoptose. As mutações em camundongos e humanos, por exemplo, que inativam genes que codificam o receptor de morte Fas ou o ligante Fas, impedem a morte normal de alguns linfócitos, causando o acúmulo excessivo dessas células no baço e nas glândulas linfáticas. Em muitos casos, isso leva à doença autoimune, na qual os linfócitos reagem contra tecidos do próprio indivíduo. A apoptose diminuída também faz uma importante contribuição a muitos tumores, visto que as células de câncer frequentemente regulam o programa apoptótico anormalmente. O gene Bcl2, por exemplo, foi primeiramente identificado em uma forma comum de linfócitos de câncer em humanos, onde uma translocação cromossômica causa uma produção excessiva da proteína Bcl2; de fato, Bcl2 recebeu seu nome desse linfoma de célula B. O alto nível da proteína Bcl2 em linfócitos que carregam a translocação promove o desenvolvimento de câncer pela inibição da apoptose, prolongando a sobrevivência de linfócitos e aumentando o seu número; isso também diminui a sensibilidade dessas células a fármacos anticâncer, que comumente funcionam levando as células de câncer a entrarem em apoptose. Similarmente, o gene que codifica a proteína supressora de tumor p53 é mutado em cerca de 50% dos cânceres humanos, sendo que isso não promove mais a apoptose ou a parada do ciclo celular em resposta ao dano no DNA. A falta da função de p53 permite que a célula cancerosa sobreviva e prolifere mesmo quando seu DNA está danificado; dessa maneira, as células acumulam mais mutações, algumas das quais produzem câncer mais maligno. Como muitos fármacos anticâncer induzem a apoptose (e a parada do ciclo celular) por um mecanismo dependente de p53, a perda da função de p53 também produz células de câncer menos sensíveis a esses fármacos. Se a diminuição da apoptose contribui para muitos cânceres, então se poderia tratar esses cânceres 9 com drogas que estimulam a apoptose. Essa linha de pensamento recentemente levou ao desenvolvimento de pequenos produtos químicos que interferem na função de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, tais como Bcl2 e BclXL. Esses agentes químicos ligam-se com alta afinidade à fenda hidrofóbica de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, bloqueando sua função, usando essencialmente a mesma via que proteínas BH3- apenas. A via intrínseca da apoptose é, então, estimulada, o que em certos tumores aumenta a quantidade de células mortas. Muitos cânceres humanos surgem em tecidos epiteliais como no pulmão, no trato intestinal, na mama e na próstata. Tais células cancerosas exibem muitas anormalidades em seu comportamento, incluindo uma diminuição na habilidade de aderir à matriz extracelular e umas às outras nas junções especializadas entre as células. NEOPLASIA Significa “novo crescimento”, e um novo crescimento é denominado de neoplasma. O termo tumor foi originalmente aplicado ao edema causado pela inflamação, mas o uso não neoplásico de tumor praticamente desapareceu; portanto, o termo atualmente se iguala a neoplasma. Oncologia (do grego oncos = tumor) é o estudo dos tumores ou neoplasmas. Apesar de todos os médicos saberem o que querem dizer quando usam o termo neoplasma, tem sido surpreendentemente difícil desenvolver uma definição adequada. O eminente oncologista britânico Willis2 chegou o mais próximo dessa definição: “O neoplasma é uma massa anormal de tecido, cujo crescimento é excessivo e não coordenado com aquele dos tecidos normais,e persiste da mesma maneira excessiva após a interrupção do estímulo que originou as alterações.” Sabemos que a persistência dos tumores, mesmo depois que o estímulo iniciador se foi, resulta de alterações genéticas que são passadas adiante para a prole das células tumorais. Tais alterações genéticas permitem a proliferação excessiva e desregulada que se torna autônoma (independente do estímulo fisiológico de crescimento), apesar de os tumores geralmente permanecerem dependentes do hospedeiro para sua nutrição e suprimento sanguíneo. Toda a população de células neoplásicas dentro de um tumor individual surge de uma única célula que sofreu alterações genéticas e, portanto, se diz que os tumores são clonais. Diz-se que um tumor é benigno quando suas características micro e macroscópicas são consideradas relativamente inocentes, significando que ele permanece localizado, não consegue se disseminar para outros sítios e geralmente pode ser removido por cirurgia local; o paciente normalmente sobrevive. Deve ser notado, contudo, que os tumores benignos podem produzir mais do que nódulos localizados, e algumas vezes são responsáveis por doenças graves. Os tumores malignos são referidos coletivamente como cânceres, um derivado da palavra latina caranguejo, pois se aderem a qualquer região em que estejam, de maneira obstinada, similares a um caranguejo. O termo maligno, quando aplicado a um neoplasma, significa que a lesão pode invadir e destruir as estruturas adjacentes e se disseminar para sítios distantes (metastizar), levando à morte. Nem todos os cânceres seguem um curso tão mortífero. Alguns são descobertos precocemente e são tratados com sucesso, mas a designação maligno sempre levanta uma bandeira vermelha. Todos os tumores, benignos e malignos, apresentam dois componentes básicos: (1) células neoplásicas clonais que constituem seu parênquima e (2) estroma reativo feito de tecido conjuntivo, vasos sanguíneos e quantidade variável de macrófagos e linfócitos. Apesar de as células neoplásicas determinarem em grande parte o comportamento de um tumor e suas consequências patológicas, seu crescimento e evolução são criticamente dependentes do seu estroma. Um suprimento sanguíneo estromal adequado é requisito para as células tumorais viverem e se dividirem, e o tecido conjuntivo estromal provê o molde estrutural essencial para as células em crescimento. Além disso, há uma conversa cruzada entre as células tumorais e as células estromais que influencia diretamente o crescimento dos tumores. Em alguns tumores, o suporte estromal é escasso e então o neoplasma é mole e carnoso. Em outros casos, as células do parênquima estimulam a formação de um estroma colagenoso abundante, referido como desmoplasia. Alguns tumores desmoplásicos – por exemplo, alguns cânceres da mama feminina – são duros como pedra ou cirróticos. A nomenclatura dos tumores e seu comportamento biológico são baseados primariamente em seu componente parenquimatoso. TUMORES BENIGNOS. 10 Em geral, os tumores benignos são designados pela ligação do sufixo oma à célula de origem. Os tumores de células mesenquimais geralmente seguem essa regra. Por exemplo, um tumor benigno que surge nos tecidos fibrosos é denominado fibroma, enquanto um tumor cartilaginoso benigno é denominado condroma. Por outro lado, a nomenclatura dos tumores epiteliais benignos é mais complexa. Eles são classificados de forma diversificada, alguns com base em suas próprias células de origem, outros no padrão microscópico, e ainda outros em sua arquitetura macroscópica. O termo adenoma é aplicado a um neoplasma epitelial benigno derivado de glândulas, apesar de poderem, ou não, formar estruturas glandulares. Com base nisso, um neoplasma epitelial benigno que surja de células tubulares renais que crescem na forma de numerosas glândulas pequenas agrupadas seria denominado adenoma, assim como uma massa heterogênea de células corticais suprarrenais crescendo como lençóis sólidos. As neoplasias epiteliais benignas que produzem micro e macroscopicamente projeções visíveis, semelhantes a dedos ou verrucosas, que surgem a partir de suas superfícies epiteliais, são referidas como papilomas. Aquelas que formam grandes massas císticas, como no ovário, são referidas como cistadenomas. Alguns tumores produzem padrões papilares que se projetam nos espaços císticos e são denominados cistadenomas papilares. Quando uma neoplasia, benigna ou maligna, produz uma projeção macroscopicamente visível sobre a superfície mucosa e se projeta, por exemplo, no lúmen gástrico ou colônico, denomina-se pólipo. TUMORES MALIGNOS. A nomenclatura dos tumores malignos segue essencialmente o mesmo esquema usado para as neoplasias benignas, com adição de algumas expressões. Os tumores malignos que surgem do tecido mesenquimal geralmente são denominados de sarcomas (do grego sar = feito de carne), pois eles apresentam pouco estroma de tecido conjuntivo e, portanto, são carnosos (p. ex., fibrossarcoma, condrossarcoma, leiomiossarcoma e rabdomiossarcoma). Os neoplasmas malignos de origem nas células epiteliais, derivados de qualquer uma das três camadas germinativas, são denominados carcinomas. Portanto, o câncer que surge na epiderme de origem ectodérmica é um carcinoma, assim como o câncer que se origina nas células dos túbulos renais derivados da mesoderme e nas células do revestimento do trato gastrointestinal derivados da endoderme. Os carcinomas podem ser ainda mais qualificados. O termo carcinoma de células escamosas denota um câncer em que as células tumorais lembram o epitélio escamoso estratificado, e adenocarcinoma denota uma lesão em que as células epiteliais neoplásicas crescem em padrões glandulares. Algumas vezes o tecido ou órgão de origem pode ser identificado, como na designação adenocarcinoma de células renais, ou carcinoma de células escamosas broncogênico. Com certa frequência, contudo, um câncer é composto por células indiferenciadas de origem tecidual desconhecida e deve ser designado meramente como um tumor maligno indiferenciado. Em muitos neoplasmas benignos e malignos, as células parenquimatosas têm uma semelhança muito grande umas com as outras, já que todas se derivaram de uma única célula. De fato, os neoplasmas são de origem monoclonal. Incomumente, a diferenciação divergente de um único clone neoplásico com duas linhagens cria os denominados tumores mistos. O melhor exemplo é o tumor misto com origem em glândula salivar. Esses tumores contêm componentes epiteliais esparsos dentro de um estroma mixoide que algumas vezes contém ilhas de cartilagem ou osso. Acredita-se que todos esses elementos surjam de um único clone capaz de originar tanto células epiteliais quanto mioepiteliais; portanto, a designação de preferência para tais neoplasmas é adenoma pleomórfico. A grande maioria dos neoplasmas, até mesmo os tumores mistos, são compostos por células representativas de uma única camada germinativa. Os tumores mistos multifacetados não devem ser confundidos com o teratoma, que contém células maduras ou imaturas reconhecíveis ou tecidos representativos de mais de uma camada germinativa, algumas vezes de todas as três. Os teratomas se originam de células totipotentes, como as células normalmente presentes nos ovários e nos testículos, e, algumas vezes, anormalmente presentes em restos embrionários sequestrados na linha média. Tais células possuem a capacidade de se diferenciar em qualquer um dos tipos celulares encontrados no corpo adulto e, portanto, não 11 surpreendentemente, podem originar neoplasmas que mimetizam, de maneira desordenada, pedaços de osso, epitélio, músculo, gordura, nervo e outros tecidos. Quando todas as partes que compõem o tumor são bem diferenciadas,ele é um teratoma benigno (maduro); quando menos diferenciado, ele é um potencial, ou real, teratoma maligno (imaturo). Um padrão particularmente comum é observado no teratoma cístico ovariano (cisto dermoide), que se diferencia principalmente em linhagens ectodérmicas para criar um tumor cístico revestido de pele e repleto de pelos, glândulas sebáceas e estruturas dentárias. Fica evidente, a partir dessa compilação, que há alguns termos inapropriados, mas profundamente enraizados devido ao seu uso. Por gerações, designações que soam benignas, tais como linfoma, melanoma, mesotelioma e seminoma, foram usadas para certos neoplasmas malignos. O contrário também é verdadeiro; termos ominosos podem ser aplicados a lesões triviais. Hamartomas se apresentam sob a forma de massas desorganizadas, mas de aspecto benigno, compostos por células indígenas de um sítio em particular. No passado pensava-se ou eles eram uma malformação do desenvolvimento, que não mereciam o sufixo - oma. Por exemplo, o hamartoma condroide pulmonar contém ilhas desorganizadas, mas histologicamente normais, de cartilagem, brônquios e vasos. Contudo, muitos hamartomas, incluindo o hamartoma condroide pulmonar, apresentam translocações clonais recorrentes envolvendo genes que codificam certas proteínas da cromatina.3 Portanto, por meio da biologia molecular, eles finalmente receberam sua designação -oma. Outro nome inadequado é o termo coristoma. Essa anomalia congênita é mais bem descrita como restos heterotópicos de células. Por exemplo, um nódulo pequeno de substância pancreática bem desenvolvida e normalmente organizada pode ser encontrado na submucosa do estômago, do duodeno, ou do intestino delgado. Esses restos heterotópicos podem estar repletos de ilhotas de Langerhans e de glândulas exócrinas. O termo coristoma, com conotação de neoplasma, transmite a esse resto heterotópico uma gravidade muito além de seu significado trivial usual. Apesar de, lamentavelmente, a terminologia das neoplasias não ser simples, ela é importante, pois representa a linguagem pela qual a natureza e o significado dos tumores são categorizados. CARACTERÍSTICAS DAS NEOPLASIAS BENIGNAS E MALIGNAS Para o indivíduo que possui um tumor, nada é mais importante do que a comunicação de que “Ele é benigno”, e, portanto, a diferenciação entre tumores benignos e malignos é uma das distinções mais importantes que um patologista pode fazer. Na grande maioria dos casos, um tumor benigno pode ser distinguido de um tumor maligno com base em sua morfologia, com considerável confiança. Ocasionalmente, apesar dos maiores esforços dos patologistas, certos tumores desafiam as categorizações. Algumas características anatômicas podem sugerir inocência, enquanto outras apontam na direção do potencial maligno. Em alguns casos, não há perfeita concordância entre o aspecto do neoplasma e seu comportamento biológico. Nesses casos, o perfil molecular ou outros testes moleculares subordinados podem prover informações úteis. Apesar de um aspecto inofensivo poder mascarar uma natureza ruim, em geral, tumores benignos e malignos podem ser distinguidos com base em sua diferenciação e anaplasia, na sua taxa de crescimento, na invasão local e nas metástases. DIFERENCIAÇÃO E ANAPLASIA O termo diferenciação refere-se à extensão com que as células do parênquima neoplásico lembram as células parenquimatosas normais correspondentes, tanto morfológica quanto funcionalmente; a falta de diferenciação é denominada anaplasia. Em geral, os tumores benignos são bem diferenciados. A célula neoplásica em um tumor adiposo benigno – um lipoma – lembra tanto a célula normal que pode ser impossível reconhecê-lo como um tumor através da análise microscópica das células individuais. Somente o crescimento de tais células formando uma massa distinta revela a natureza neoplásica da lesão. Pode-se chegar tão perto da árvore que não se enxerga mais a floresta. Em tumores bem diferenciados benignos, as mitoses são extremamente reduzidas em número e apresentam configuração normal. As neoplasias malignas são caracterizadas por uma ampla gama de diferenciação das células parenquimatosas, de surpreendentemente bem diferenciadas a completamente indiferenciadas. Certos 12 adenocarcinomas bem diferenciados da tireoide, por exemplo, podem formar folículos de aspecto normal, e alguns carcinomas de células escamosas contêm células que não diferem citologicamente das células epiteliais escamosas normais. Portanto, o diagnóstico morfológico de malignidade em tumores bem diferenciados pode, algumas vezes, ser bem difícil. Entre os dois extremos estão os tumores que são imprecisamente referidos como moderadamente bem diferenciados. Neoplasmas malignos que são compostos por células pouco diferenciadas são denominados anaplásicos. A falta de diferenciação, ou anaplasia, é considerada uma marca registrada da malignidade. O termo anaplasia significa, literalmente, “transformar-se para trás”, indicando uma reversão da diferenciação para um nível mais primitivo. Acredita-se, contudo, que a maioria dos cânceres não representa uma “diferenciação reversa” das células normais maduras, mas, de fato, surgem de células menos maduras com propriedades “semelhantes a células-tronco”, tais como as células tronco teciduais. Em tumores bem diferenciados, as células-filhas derivadas dessas “células-tronco cancerosas” retêm a capacidade de diferenciação, enquanto em tumores pouco diferenciados tal capacidade se perde. A falta de diferenciação, ou anaplasia, frequentemente está associada a muitas outras alterações morfológicas: PLEOMORFISMO Tanto as células quanto os núcleos mostram, caracteristicamente, um pleomorfismo – uma variação no tamanho e na forma. Portanto, as células dentro do mesmo tumor não são uniformes, mas variam desde grandes células, muitas vezes maiores do que suas vizinhas, até células extremamente pequenas e de aspecto primitivo. MORFOLOGIA NUCLEAR ANORMAL. Caracteristicamente, o núcleo contém cromatina abundante e se cora fortemente (hipercromático). Os núcleos são desproporcionalmente grandes em comparação com a célula, e a razão núcleo-citoplasma pode chegar a 1:1, em vez da relação normal de 1:4 ou 1:6. A forma do núcleo é variável e frequentemente irregular, e a cromatina, comumente, está grosseiramente agrupada e distribuída pela membrana nuclear. Normalmente, grandes nucléolos estão presentes nesses núcleos. MITOSES. Quando comparados a tumores benignos e a alguns neoplasmas malignos bem diferenciados, os tumores indiferenciados usualmente possuem grande número de mitoses, refletindo a maior atividade proliferativa das células parenquimatosas. A presença de mitoses, contudo, não indica, necessariamente, que um tumor seja maligno ou que o tecido seja neoplásico. Muitos tecidos normais exibindo rápida renovação, como a medula óssea, apresentam numerosas mitoses, sendo que proliferações não neoplásicas, como as hiperplasias, também contêm muitas células em mitose. Mais importante como característica morfológica de malignidade são as figuras mitóticas atípicas, bizarras e, algumas vezes, produzindo fusos tripolares, quadripolares ou multipolares PERDA DE POLARIDADE. Além das anormalidades citológicas, a orientação das células anaplásicas é marcantemente alterada (i.e., elas perdem a polaridade normal). Lençóis ou grandes massas de células tumorais crescem de maneira anárquica e desorganizada. OUTRAS ALTERAÇÕES. Outra característica da anaplasia é a formação de células gigantes tumorais, algumas possuindo somente um único núcleo gigante e polimórfico, enquanto outras apresentam dois ou mais grandes núcleos hipercromáticos. Essas células gigantes não devem ser confundidas com as células de Langhansinflamatórias, ou com as células gigantes de corpo estranho, que são derivadas dos macrófagos e contêm muitos núcleos pequenos de aspecto normal. Apesar de as células tumorais em crescimento obviamente requererem um suprimento sanguíneo, frequentemente o estroma vascular é escasso e, em muitos tumores anaplásicos, grandes áreas centrais sofrem necrose isquêmica. METAPLASIA E A DISPLASIA. A metaplasia é definida como a substituição de um tipo celular por outro tipo celular. A metaplasia quase sempre é encontrada em associação com os processos de dano, reparo e regeneração teciduais. Frequentemente, o tipo celular que está fazendo a substituição é mais adaptado à alteração do ambiente. Por exemplo, o refluxo 13 gastroesofágico danifica o epitélio escamoso do esôfago, levando à sua substituição por epitélio glandular (gástrico ou intestinal), mais adaptado ao ambiente ácido. O termo displasia literalmente significa crescimento desordenado. A displasia com frequência ocorre no epitélio metaplásico, mas nem todo epitélio metaplásico também é displásico. A displasia pode ser encontrada principalmente em epitélios, e é caracterizada por uma constelação de alterações que incluem a perda da uniformidade das células individuais, assim como a perda de sua orientação arquitetônica. As células displásicas exibem pleomorfismo considerável e frequentemente contêm núcleos hipercromáticos grandes com uma grande razão núcleo-citoplasma. A arquitetura do tecido pode ser desordenada. Por exemplo, no epitélio escamoso, a maturação progressiva usual das células altas pertencentes à camada basal em células escamosas achatadas da superfície pode ser perdida e substituída por uma mistura de células escuras, de aspecto basal, por todo o epitélio. As figuras mitóticas são mais abundantes do que o normal, apesar de, quase invariavelmente, elas apresentaram uma configuração normal. Contudo, frequentemente, as mitoses aparecem em localizações anormais dentro do epitélio. Por exemplo, no epitélio escamoso estratificado displásico, as mitoses não estão confinadas à camada basal, pelo contrário, podem aparecer em todos os níveis, inclusive nas células da superfície. Quando as alterações displásicas são marcantes e envolvem toda a espessura do epitélio, porém a lesão permanece confinada pela membrana basal, ela é considerada como um neoplasma pré-invasivo e é denominada carcinoma in situ. Uma vez que as células tumorais tenham rompido a membrana basal, diz-se que o tumor é invasivo. As alterações displásicas são frequentemente encontradas adjacentes a focos de carcinoma invasivo e em algumas situações, tais como em fumantes de cigarro de longo prazo e em pessoas com esôfago de Barrett, a displasia epitelial grave comumente antecede o aparecimento do câncer. Contudo, a displasia não necessariamente progride para câncer. Alterações leves a moderadas que não envolvem toda a espessura do epitélio podem ser reversíveis, e com a remoção dos agentes causadores, o epitélio pode retornar à normalidade. Até mesmo o carcinoma in situ pode levar anos para se tornar invasivo. Como se pode presumir, quanto maior a diferenciação da célula transformada, mais completamente ela retém as capacidades funcionais encontradas em suas contrapartes normais. Portanto, os neoplasmas benignos e carcinomas bem diferenciados de glândulas endócrinas comumente elaboram os hormônios característicos de sua origem. Níveis aumentados desses hormônios no sangue são usados clinicamente para detectar e acompanhar esses tumores. Carcinomas de células escamosas bem diferenciados da epiderme elaboram queratina, assim como carcinomas hepatocelulares bem diferenciados elaboram bile. As células altamente anaplásicas e indiferenciadas, não importa qual seja seu tecido de origem, perdem sua semelhança com as células normais das quais se originaram. Em alguns casos, novas e inesperadas funções emergem. Alguns tumores podem elaborar proteínas fetais não produzidas por células comparáveis em adultos. Carcinomas de origem não endócrina podem produzir uma variedade de hormônios. Por exemplo, carcinomas broncogênicos podem produzir corticotrofina, hormônio semelhante à paratireoide, insulina e glucagon, entre outros. Apesar das exceções, quanto mais rapidamente o tumor crescer e quanto mais anaplásico for, menor a probabilidade de ter atividade funcional especializada e se assemelhar às suas células normais de origem; as células no câncer podem ser menos ou mais diferenciadas, mas algum grau de desordem de diferenciação está sempre presente. HIPERPLASIA Hiperplasia é um aumento do número de células em um órgão ou tecido, resultando geralmente em aumento da massa de um órgão ou tecido. Embora hiperplasia e hipertrofia sejam processos diferentes, frequentemente elas ocorrem juntas e podem ser induzidas pelos mesmos estímulos externos. A hiperplasia ocorre se uma população celular é capaz de se dividir, aumentando, portanto, o número de células. A hiperplasia pode ser fisiológica ou patológica. HIPERPLASIA FISIOLÓGICA A hiperplasia fisiológica pode ser dividida em: (1) hiperplasia hormonal, que aumenta a capacidade funcional de um tecido, quando necessário e (2) hiperplasia compensatória, que aumenta a massa de tecido após lesão ou ressecção parcial. A hiperplasia hormonal é bem ilustrada pela proliferação do epitélio 14 glandular da mama feminina na puberdade e durante a gravidez, geralmente acompanhada por aumento (hipertrofia) das células epiteliais glandulares. A ilustração clássica de hiperplasia compensatória vem do mito de Prometeu, que mostra que os gregos antigos reconheceram a capacidade do fígado de regenerar-se. Como castigo por ter roubado o segredo do fogo dos deuses, Prometeu foi acorrentado a uma montanha e seu fígado era devorado diariamente por uma águia, mas regenerava-se de novo a cada noite. Em indivíduos que doam um lobo do fígado para transplante, as células restantes proliferam de tal maneira que logo o órgão cresce e retorna ao seu tamanho original. Os modelos experimentais de hepatectomia parcial têm sido especialmente úteis para definir os mecanismos que estimulam a regeneração do fígado. HIPERPLASIA PATOLÓGICA A maioria das formas de hiperplasia patológica é causada por excesso de hormônios ou fatores de crescimento atuando em células alvo. A hiperplasia endometrial é um exemplo de hiperplasia anormal induzida por hormônio. Normalmente, após um período menstrual, há um surto rápido de atividade proliferativa no epitélio que é estimulado por hormônios hipofisários e por estrogênio ovariano. É detida pelos níveis crescentes de progesterona, em geral cerca de 10 a 14 dias antes do fim do período menstrual. Entretanto, em alguns casos, o equilíbrio entre estrogênio e progesterona é alterado. Isso resulta em aumentos absolutos ou relativos de estrogênio, com consequente hiperplasia das glândulas endometriais. Essa forma de hiperplasia patológica é uma causa comum de sangramento menstrual anormal. Um outro exemplo comum de hiperplasia patológica é a hiperplasia prostática benigna induzida por respostas ao hormônio, neste caso, os androgênios. Embora essas formas de hiperplasia sejam anormais, o processo permanece controlado porque não há mutações em genes que regulam a divisão celular e a hiperplasia regride se a estimulação hormonal é eliminada. No câncer, os mecanismos de controle do crescimento tornam-se desregulados ou ineficientes devido às aberrações genéticas, resultando em proliferação irrefreável. Portanto, a hiperplasia é diferente do câncer, porém a hiperplasia patológica constitui um solo fértil no qual a proliferação cancerosa pode surgir posteriormente. Por exemplo, pacientes com hiperplasia do endométrio estão sob risco aumentadode desenvolverem câncer endometrial. A hiperplasia é uma resposta característica a certas infecções virais, como os papilomavírus, que causam verrugas cutâneas e várias lesões de mucosa compostas por massas de epitélio hiperplásico. Nesses locais, fatores de crescimento produzidos por genes virais ou por células infectadas podem estimular a proliferação celular. FIBROSE (CICATRIZ TECIDUAL): A deposição de colágeno é parte do processo normal de cura. Entretanto, o termo fibrose é usado mais amplamente para denotar a deposição excessiva de colágeno e outros componentes da MEC em um tecido. Fibrose indica a deposição de colágeno em doenças crônicas. Os mecanismos básicos que ocorrem no desenvolvimento da fibrose associada a doenças inflamatórias crônicas são geralmente semelhantes aos mecanismos de cura de feridas cutâneas. Contudo, em contraste aos estímulos de curta duração que desencadeiam as etapas ordenadas de cura de feridas cutâneas, o estímulo nocivo causado por infecções, reações autoimunes, trauma e outros tipos de lesão tecidual persiste nas doenças crônicas, causando a disfunção do órgão e, com frequência, a insuficiência do órgão. A onda inicial da resposta do hospedeiro a invasores externos e à lesão tecidual produz “macrófagos ativados alternativamente” que suprimem as atividades microbicidas e funcionam remodelando os tecidos e promovendo a angiogênese e formação de cicatriz. As citocinas que induzem a ativação dos macrófagos clássicos são IFN-gama e TNF, produzidas pelas células Th1, enquanto a ativação dos macrófagos alternativos é mais bem induzida pelas citocinas IL-4 e IL-3, produzidas pelas células Th2, mastócitos e eosinófilos. Os macrófagos ativados alternativamente produzem TGF-beta (importante agente fibrogênico) e outros fatores de crescimento envolvidos no processo de reparo. O TGF-beta é produzido pela maioria das células do tecido de granulação e induz a migração e proliferação de fibroblastos, aumenta a síntese de colágeno e fibronectina e diminui a degradação da MEC devido à inibição das metaloproteinases. Nos tecidos, os níveis de TGF-beta não são primariamente regulados pela transcrição do gene, mas dependem da ativação pós transcricional do TGF-beta latente, da taxa de secreção da molécula ativa e de fatores da MEC que aumentam ou diminuem a atividade do TGF-beta. Na fibrose, os mecanismos que levam à ativação do TGF-beta não são conhecidos com precisão, mas a 15 morte celular por necrose ou por apoptose e a produção de espécies reativas de oxigênio parecem ser importantes desencadeadores da ativação, independentemente do tecido. De modo semelhante, as células que produzem colágeno sob estimulação do TGF-beta podem variar dependendo do tecido. Na maioria dos casos, como na fibrose dos pulmões e rim, os miofibroblastos constituem a principal fonte de colágeno, mas na cirrose hepática, os maiores produtores de colágeno são as células estreladas. Os distúrbios fibróticos incluem diversas doenças, como a cirrose hepática, a esclerose sistêmica, as doenças fibrosantes do pulmão (fibrose pulmonar), pancreatite crônica, a glomerulonefrite e a pericardite constritiva. Resumo: fibrose é a deposição de tecido conjuntivo (formação de cicatriz). Se os tecidos lesados não conseguirem restituir-se por completo, ou se as estruturas de suporte tecidual estiverem severamente lesadas, o reparo ocorre pela disposição de tecido conjuntivo (fibroso), um processo que resulta na formação de cicatrizes. Embora a cicatriz fibrosa não seja normal, fornece estabilidade estrutural suficiente para que o tecido lesado possa funcionar. O termo fibrose é mais comumente utilizado para descrever a extensa deposição de colágeno que ocorre nos pulmões, fígado, rins e outros órgãos, como consequência da inflamação crônica, ou no miocárdio, após necrose isquêmica extensa (infarto). Se a fibrose se desenvolver em um espaço tecidual ocupado por exsudato inflamatório, é chamada de organização (como ocorre no caso da pneumonia em organização). Após muitos tipos comuns de lesão, tanto a regeneração quanto a formação de cicatriz contribuem, em graus variáveis, para o reparo definitivo. Ambos os processos envolvem a proliferação de várias células e as estreitas interações entre as células e a matriz extracelular (MEC).
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