Apoptose: Morte Celular Programada

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Apoptose
Apoptose é a via de morte 
➜ Morte celular que é induzida por um programa intracelular altamente regulado, no qual a célula destinada a morrer ativa enzimas que degradam o DNA nuclear e proteínas citoplasmáticas → CORPOS APOPTÓTICOS que se tornam alvos de macrófagos teciduais que os fagocitam.
➜ Pode ocorrer com lesão (por frio, vírus, radiação etc) mas também pode ocorrer sem lesão (esta é a grande diferença entre a necrose, que APENAS OCORRE COM LESÃO).
*Grande importância na vida embrionária, pois nela ocorrem muitas divisões celulares e a apoptose é uma forma de equilibrar esse crescimento para que não seja tão exacerbado e descontrolado. Ocorreriam muitos erros se não houvesse apoptose
➜ A própria célula ativa o seu mecanismo de morte celular para contrabalancear esse crescimento exagerado. Toda célula possui em seu núcleo os genes para a apoptose caso ela torne-se desnecessária. 
**Como recebemos os genes materno e paterno, forma-se o zigoto, que é a primeira célula. Por ser a primeira célula, ela fornecerá todas as informações para as futuras divisões celulares. Podem existir muitos erros nessas duplicações e a apoptose elimina estes erros. 
➜ É considerada uma morte silenciosa, pois não desencadeia um processo inflamatório por não haver destruição da membrana plasmática. 
	*as caspases destroem apenas o DNA e o citoesqueleto, mas não destroem a membrana plasmática
➜ Defeito nos genes da apoptose podem gerar um órgão a mais (apoptose de menos) ou um órgão a menos (apoptose de mais). 
Gene p53: Sofre muitas mutações. O gene p53 controla a apoptose, logo existe uma relação entre câncer e apoptose. A apoptose controla o crescimento celular, que se caso for exagerado, pode levar ao câncer. 
* proteína supressora de tumor
* com dano no DNA, a p53 fica ativa. Estimula a produção de p21 que vai parar o ciclo, promove o aumento de espécies reativas de O2 dentro da célula (toxicas). 
processo 
➜ Dependente de ATP
Visão Geral
fosfotidilserina
Todos os corpos apoptóticos tem uma troca da bicamada lipídica essa inversão expõe fosfatidioserina do lado de fora da célula o que faz com que esses corpos apoptoticos sejam fagocitados pelos macrófagos.
** se tiver a exposição da fosfatidilserina, ele é um fator pró-apoptódico e vai estimular a apoptose
** o que estimula a célula a entrar em apoptose são os estímulos mitogênicos, um exemplo são os fatores de crescimento 7
➜ Alguns dos grandes indutores da apoptose incluem ligantes específicos da morte (TNF e FasL), retirada dos fatores de crescimento ou de hormônios e agentes nocivos (p. ex., radiação). Alguns estímulos (como as células citotóxicas) ativam diretamente as caspases do iniciador (à direita). Outros agem por meio dos eventos mitocondriais envolvendo o citocromo c e outras proteínas proaptóticas. 
➜ A família Bcl-2 de proteínas regula a apoptose modulando a liberação mitocondrial. 
➜ As caspases do iniciador clivam e ativam as do executor, que, por sua vez, ativam endonucleases e proteases citoplasmáticas latentes que catabolizam as proteínas nucleares e do citoesqueleto. Isso resulta em uma cascata de degradação intracelular, incluindo a fragmentação da cromatina nuclear e o colapso do citoesqueleto. 
➜ O resultado final é a formação de corpos apoptóticos contendo organelas intracelulares e outros componentes citosólicos; esses corpos também expressam novos ligantes para a ligação e a ingestão de células fagocitárias.
**Apoptose: alterações da permeabilidade de membranas, 
condensação da cromatina,  encolhimento celular, formação de corpos apoptóticos sem desintegração de organelas
A apoptose, uma vez iniciado, é irreversível
Apoptose x Necrose
Vias De Sinalização
➜ As vias de sinalização melhor entendidas que podem ativar a cascata de  caspases levando a apoptose. Cada uma usa sua própria procaspase iniciadora e seu complexo de ativação
O processo de apoptose pode ser dividido em uma fase de ativação, na qual as caspases iniciadoras se tornam ativas, e uma fase efetora, na qual as caspases efetoras atuam provocando a morte celular
Via extrínseca da apoptose
➜ Ativada por meio de receptores de morte Fas. 
➜ Ligantes triméricos Fas na superfície de linfócitos killer interagem com receptores Fas triméricos na superfície da célula-alvo, levando a um agrupamento de muitos receptores triméricos de ligação ao ligante (para maior clareza, apenas um trímero é mostrado aqui). 
➜ O agrupamento dos receptores ativa domínios de morte nas caudas dos receptores, que interagem com domínios similares na proteína adaptadora FADD (FADD de domínio de morte associado a Fas; do inglês: Fas-associated death domain). Então, cada proteína FADD recruta uma caspase iniciadora (caspase-8) por meio de um domínio efetor de morte em ambos, FADD e caspase, formando um complexo de sinalização indutor de morte (DISC). 
➜ No DISC, duas caspases iniciadoras adjacentes interagem e clivam uma a outra para formar um dímero de protease ativo, que então se autocliva na região de ligação da protease ao domínio efetor de morte. Isso estabiliza e libera o dímero ativo da caspase no citosol, que então ativa caspases executoras, clivando-as. 
* Via extrínseca:  ligação de ligantes extracelulares a  receptores de morte da superfície celular em complexos de ativação ‐DISC
PROCESSO:
1- Recrutamento da FADD (proteína Ativação do receptor de morte – FAZ
2- adaptadora)
3- Recrutamento da caspases iniciadoras 
4- Formação do DISC e ativação das caspases
5- Caspases iniciadoras ativam caspases executoras
6- Caspases executoras vão ativar proteases e endonucleases
7- Fragmentação do citoesqueleto e do núcleo
8- Formação de corpos apoptóticos 
9- Fagocitose (camada interna troca com camada externa – expondo a Fosfatidilserina) pelos macrófagos
**Envolve participação de duas células: Uma é a célula que ocasiona a apoptose (célula killer) e a outra é a célula que morre (célula alvo). A célula killer possui em sua membrana um receptor chamado L-FAZ (Ligante da Proteína FAZ) e a célula alvo possui a proteína FAZ. 
Via intrínseca da apoptose - mitocondrial
 
Proteínas anti apoptoticas não fazem buraco porque bcl-2 e bclx impedem a função da bax e bak
**O papel de proteínas efetoras pró-apoptóticas da família Bcl2 (principalmente Bax e Bak) na liberação de proteínas intermembrana mitocondriais na via intrínseca da apoptose. Quando ativadas por um estímulo apoptótico, as proteínas efetoras da família Bcl2 se agregam na membrana externa mitocondrial e liberam citocromo c e outras proteínas do espaço intermembranas para o citosol, por um mecanismo desconhecido
➜ A família Bcl2 regula a apoptose
**regulam a via intrínseca controlando a liberação de proteínas  intermembranas mitocondriais.
➜ Normalmente a permeabilidade dessa membrana é baixa, e a bcl-2 que a mantém baixa. Essa baixa permeabilidade é necessária porque dentro da membrana mitocondrial existem muitas enzimas e se elas escaparem para o citosol a célula irá morrer. Quando ela torna-se inativa, aumenta a permeabilidade e as enzimas escapam. Se a enzima da respiração – o citocromo C – for para o citosol, ela irá para o núcleo e ativará o gene p53, ou seja, ativará as caspases que ativarão a apoptose
Principal mecanismo de apoptose → ocorre o aumento da permeabilida de da membrana mitocondrial externa, com
Liberação de moléculas indutoras de morte celular para dentro do citoplasma → citocromo c → iniciam o programa desuicídio por apoptose
PROCESSO:
1. Pode partir de lesão celular irreversível; danos nas proteinas ou retirada de fator de crescimento; Dano ao DNA ou proteínas dobradas anormalmente (estresse do RE) 
2. Ativação de proteínas BH3-only (sensores) 
3. Ativação de Bax e Bac (pro apototicas) – abrir canais na mitocondria que liberará o citocromo C para o citosol e Inibição e Bcl2 e Bclx ( anti apoptóticas) 
4. Bax e Bac (pro apototicas) – abrir canais na mitocondria que liberará o citocromo C para o citosol
5. Citocromo C vai ativar Apaf1 
6. Formação do apoptossomo (8 unidades de Apaf1) 
7. Recrutamentode caspases iniciadoras (Caspase 9) pelo CARD 
8. Ativação das capazes iniciadoras (caspase 9 ) pelo apoptossomo retirando o CARD 
9. Caspases iniciadoras (caspase 9) ativa caspases executoras 
10. Ativação proteases e endonucleases 
11. Fragmentação nuclear e do citoesqueleto 
12. Formação de corpos apoptóticos 
13. Fagocitose dos corpos apoptóticos (camada interna troca com camada externa – expondo a Fosfatidilserina) pelos macrófagos 
Família Bcl2: proteínas pró-apoptóticas
Proteinas anti-apoptoticas inibem as proteinas Pró-apoptóticas A BH3 Inibi a BCL2 e a BCLX , e ativa a Bax e Bak, estimulando a apoptose
➜ Elas fazem canais na membrana da mitocôndria, onde o conteúdo, as proteínas, que ficam dentro dela, podem sair da mitocôndria e com isso induz a apoptose
Família Bcl2: proteínas anti-apoptóticas
*proteínas antiapoptoticas não fazem os canais na membrana da mitocôndria,pois a bcl-2 e bclx impedem a função da bax e bak
➜ Como as proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas e BH3-apenas pró-apoptóticas regulam a via intrínseca da apoptose. 
(A) Na ausência de estímulos apoptóticos, as proteínas antiapoptóticas da família Bcl2 se ligam e inibem proteínas efetoras da família Bcl2 na membrana externa mitocondrial (e no citosol – não mostrado). 
Na ausência de estímulo apoptótico, proteínas Bcl2 antiapoptótica se ligam e inibem proteínas BH123 na memb. Externa da mitocôndria
Família Bcl2: proteínas BH3-apenas
(B) Na presença de estímulos apoptóticos, as proteínas BH3-apenas são ativadas e se ligam a proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, assim elas já não podem inibir proteínas efetoras da família Bcl2; essas últimas tornam-se ativadas, agregam-se na membrana externa da mitocôndria e promovem a liberação de proteínas intermembranas mitocondriais para o citosol. Algumas proteínas BH3-apenas ativadas podem estimular a liberação de proteínas mitocondriais de modo indireto por meio da ligação e ativação de proteínas efetoras da família Bcl2. Apesar de não mostrado, as proteínas antiapoptóticas da família Bcl2 estão ligadas à superfície mitocondrial.
** a BH3 ao mesmo tempo vai ativar proteínas pró-apoptódicas e inibia as proteínas anti-apoptódicas
Na presença de estímulo apoptótico, proteínas BH3‐apenas são ativadas e se ligam à proteínas Bcl2 antiapoptóticas, inibindo a  ação destas.  Proteínas BH123 se tornam ativas, agregam se liberando as proteínas mitocondriais  intermembranas no citosol
** P53 estimula a produção da P21(Proteína inibidora de CDK) e pausa o ciclo. Para que as enzimas de reparo possam ir pro DNA corrigir aquele dano
** Quando tem dano no DNA a p53 fica ativa, ela funciona como um fator de transcrição, ela estimula a produção da P21(Proteína inibidora de CDK) e pausa o ciclo. Para que as enzimas de reparo possam ir pro DNA corrigir aquele dano
** A p53 vai fazer duas coisas recrutar e ativar 
Quando pode ocorrer interação entre Via intrínseca e extrínseca: 
 	O dano do DNA ativa a P53, inibe proteinas anti apoptóticas Bcl2 e Bclx e ativa proteínas pro apoptóticas (via intrínseca) e recruta as proteinas adaptativas FADD (via extrínseca).
Função da mitocôndria na apoptose