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1 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti Patologia – Aula 02 Etiologia geral das lesões ➔ Causas das lesões e doenças ✓ Exógenas: agentes físicos, químicos e biológicos e desvios da nutrição ✓ Endógenas: patrimônio genético, resposta imunitária, fatores emocionais – características intrínsecas do individuo ✓ Lesão criptogenética ou idiopática: doenças sem causa conhecida ➔ Mecanismos dos agentes • Ação direta: causam diretamente uma lesão ✓ Inibição de enzimas ✓ Quebra de macromoléculas (carboidratos, lipídeos, ácidos nucleicos...) ✓ Alteração da conformação espacial ✓ Ação detergente sobre membranas • Ação indireta: seus produtos ou sua fisiopatologia causam lesões ✓ Diminuição do fornecimento de oxigênio ✓ Alteração na produção e inativação de radicais livres ✓ Dano mitocondrial: redução de ATP, aumento de ERO (danos a lipídios) ✓ Aumento de cálcio intracelular (armazenado no RE e na mitocôndria) ✓ Dano à membrana plasmática e lisossômica ✓ Proteínas mal dobradas ➔ Principio das lesões celulares A resposta a estímulos nocivos depende do tipo da lesão, duração e gravidade As consequências da lesão celular dependem do tipo, estado e grau de adaptação da célula danificada (ex: resposta de neurônios – 3 min - e células miocárdicas - 30min - à privação de O2, também se aplica ao organismo em geral, bem nutrido e mal nutrido, por exemplo) A lesão celular resulta de anormalidades funcionas e bioquímicas em um ou mais componentes celulares essências Gráfico lesão celular reversível x irreversível É mostrado o efeito em função da duração da lesão. As lesões reversíveis são aquelas que, quando retirado o estimulo nocivo, a célula consegue voltar ao seu estado natural. Já uma lesão irreversível é aquela que, mesmo retirando o estimulo nocivo, a célula não consegue mais voltar ao seu estado inicial – quando a célula entra no processo de morte celular (necrose ou apoptose) Quando uma célula está em uma lesão reversível, quanto mais ela é exposta ao agente nocivo, mais sua função celular reduz até atingir o limite de sua faixa de normalidade. Ao ultrapassar essa faixa, a lesão se torna irreversível e a célula não conseguirá mais voltar ao seu máximo de função celular mesmo com a retirada do estimulo nocivo. Numa lesão irreversível, quanto mais a célula é exposta, maior o efeito lesivo. Os efeitos serão bioquímicos, ultraestruturais, microscópicos e macroscópicos, nessa ordem. 2 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti ➔ Principais alvos bioquímicos Hipóxia: baixa pressão de O2 Estímulo nocivo gera: redução de ATP, dano à membrana (plasmática e lisossômica), aumento de Ca++ intracelular, espécies reativas de O2 • Redução de ATP ▪ Relacionada à lesões de hipóxia, anóxia e químicas ▪ Respiração aeróbica envolvendo a fosforilação mitocondrial oxidativa e a produção de ATP ▪ A diminuição de ATP está associada a lesões hipóxicas e químicas ▪ Efeitos da redução do ATP ✓ Diminuição da atividade da bomba de sódio da membrana plasmática dependente de energia ✓ Aumento da glicólise e acumulo de ácido lático (abaixa pH) – sempre que diminui o ATP, o glicogênio começa a ser quebrado, o acido lático liberado, reduz o pH da célula gerando lesões. ✓ Deficiência na bomba de Ca++ - o cálcio deixa de ser armazenado no interior do REL e das mitocôndrias, ficando livre no citoplasma – tóxico, leva a morte da célula ✓ Redução da síntese de proteínas – aumenta glicólise, reduz pH, ribossomos se desacoplam e a fita de RNA desnaturam. Exemplo: isquemia resultante da obstrução de um vaso obstrução de um vaso por uma massa intravascular sólida – trombo – o que reduz o fluxo sanguíneo, reduzindo a pressão sanguínea (isquemia) que leva a uma hipóxia. A mitocôndria precisa do oxigênio para realizar a fosforilação oxidativa (é o aceptor final de elétrons), reduzindo o oxigênio, portanto, reduz a fosforilação oxidativa e reduz a produção de ATP. Com a redução do ATP, reduz a atuação da bomba de sódio na célula, a concentração de K começa a aumentar, aumentando as cargas positivas no interior da célula gerando sua despolarização, o que leva a expressão de aquaporinas. Desse modo, entra agua na célula gerando sua tumefação. A redução do ATP também gera aumento da glicólise anaeróbica, diminuindo o glicogênio e aumentando a produção de ácido lático que 3 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti reduz o pH da célula. O pH reduzido gera danos principalmente às proteínas e ao material nucleico – condensação da cromatina (desnaturada). A redução do ATP leva a diminuição do pH q leva ao destacamento dos ribossomos (precisam do pH ideal) levando a redução da síntese proteica. O O2 em níveis normais promove a síntese expressão da prolina hidroxilase que hidroxila o HIF (fator induzido pela hipóxia) HIF: fator induzido pela hipóxia – faz com que a célula sobreviva em estado de hipóxia A prolina hidroxilase hidroxila o HIF-α expondo o sítio de ligação para o vHL (fator de van Hippen-lindau – marca para destruição), esse complexo é então destinado à destruição nos proteassomos – condição fisiológica Em um quadro de hipóxia, a concentração de prolina hidroxilase reduz (sua síntese necessita de O2), logo, reduz a hidroxilação de HIF-α que passa a sofrer ação da CBP (proteína de ligação ao CREB – proteína/gene, ou seja, promove a síntese proteica independente de RNA e ribossomos) induzindo a formação do HIF-β que liga-se ao HIF-α e o complexo formado é direcionado ao núcleo, onde induz a transcrição de genes para produção de proteínas de choque térmico, fatores de crescimento endoteliais vasculares, receptores para glicose, receptores para eritropoietina, oxido nítrico, mediadores inflamatórios. Além disso, induz a ativação da via MAPK (SAPK) (proteína cinase ativadora de mitose) que combate a destruição da célula na hipóxia e induz sua mitose e também ativa a transcrição dos genes anteriores. Obs: proteínas de choque térmico impedem que as proteínas desnaturem Ocorrendo hipóxia, reduz a quantidade de ATP o que reduz a ativação de bombas, aumentando o volume da célula, gera o aumento de cálcio intracelular que gera alterações no citoesqueleto, os ribossomos então, começam a se desacoplar, reduzindo a síntese proteica. Diminuído o ATP, aumenta a concentração de AMP, aumento a ativação de GLUT aumentando a captação de glicose (O AMP pode ser fosforilado, gerando AMPc que tem os mesmos efeitos). Ocorre também o aumento da formação de ácidos graxos e triglicerídeos (favorecido pela redução de O2) Com a redução do pH, degrada material genético que reduz a síntese proteica, enfraquecendo a membrana plasmática gerando perda de seletividade da membrana e entrada de água. Água entra na mitocôndria gerando sua tumefação de cristas mitocondriais que gera depósitos floculares (organelas mitocondriais) que diminuem o ATP, retroalimentando a via. 4 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti • Estresse oxidativo Espécies reativos de oxigênio: formas de radicais livres geradas a partir da redução do oxigênio molecular que danificam os lipídios, as proteínas e os ácidos nucleicos ▪ Geração de radicais livros ✓ Absorção de energia radiante (luz, ultravioleta, raiox). A agua quando entra em contato com a radiação sofre reações formando dois ions – hidroxil e hidrogênio reativo –que são radicais livres H2O -> OH* + H* (radicais livres) ✓ Metabolismo enzimático de substancias químicas exógenas CCl4 -> CCl3 + Cl* Obs: álcool, quando ingerido sofre reações que também formam o radical hidroxil ✓ Reações de redução-oxidação que ocorrem durante os processos metabólicos normais Enzimas do reticulo endoplasmático, citosol, mitocôndria, peroxissomos e lisossomos (O2, H2O2), células endoteliais, neurônios... ▪ Efeitos das espécies reativas de oxigênio ✓ Peroxidação lipidica das membranas ✓ Modificação oxidativa de proteínas ✓ Lesões no DNA ▪ Mecanismo de remoção dos radicais livres ✓ Antioxidantes exógenos -> vitaminas (C, E, D, K e A) ✓ Proteínas de armazenamento e transporte ✓ Transferrina, ferritina, lactoferrina, ceruloplasmina ✓ Catalase 2H2O2 -> O2 + 2H2O ✓ Superóxido dismutase 2O2 +2H -> H2O2 +O2 ✓ Glutationa redutase • Integridade das membranas Também ocorre dano a membrana dos lisossomos, liberando seu conteúdo enzimático (hidrolases ácidas) Um dos efeitos da redução do ATP é a diminuição de fosfolipideos que não são mais formados, gerando a perda dos mesmos no interior da membrana. Além disso, a redução do pH devido a redução do ATP faz com que a membrana seja dissolvida no meio ácido gerando a liberação do cálcio que estava dentro da membrana para o citoplasma. O aumento citoplasmático de cálcio gera a ativação de fosfolipases gerando danos mais persistentes da membrana. O cálcio também ativa proteases que geram danos ao citoesqueleto gerando o desacoplamento de ribossomos e redução da síntese proteica. 5 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti Também vai ocorrer lesão da membrana dos lisossomos que liberam seu conteúdo enzimático no citoplasma – degradação de RNA, proteínas, fosfato, glicosídeos... – hidrolases ácidas Efeitos danosos do aumento de cálcio intracelular Nas mitocôndrias, o aumento de cálcio externa leva ao aumento da permeabilidade mitocondrial e a mitocôndria passa a liberar ainda mais cálcio. ➔ Principais agentes: • Agentes físicos ▪ Força mecânica Produz lesões únicas ou múltiplas conhecidas como lesões traumáticaa ✓ Abrasão: lesão caracterizada pelo rompimento superficial do tecido epitelial sem comprometimento do tecido conjuntivo ✓ Laceração: lesão em que há exposição tecido muscular ✓ Incisão: corte único, profundo ou não, no qual não há, necessariamente exposição do tecido muscular ✓ Contusão: lesão superficial na qual há deposição de fluidos no tecido conjuntivo (soro, sangue, plasma) (ex.: hematoma) ✓ Perfuração: aplicação de um objeto na pele ou em epitélios ✓ Fraturas: lesões de separação ou quebra de tecido mineralizado ▪ Variação da pressão atmosférica: ✓ Síndrome da descompressão ✓ Efeito das grandes alturas ▪ Variação de temperatura ✓ Ação local de baixas temperaturas Vasocontrição. Oligoemia, hipóxia e lesões degenerativas Necrose de extremidades com persistência de resfriamento Perda do controle da motricidade ✓ Ação sistêmica de baixas temperaturas Vasocontrição periférica, palidez e redução da atividade metabólica Morte por falência cardia-respiratoria Formação de cristais de água que rompem os lisossomos ✓ Ação local de altas temperaturas Liberação de histamina a partir dos mastócitos, com vasodilatação e edema Liberação de bradicinina Lesão direta da parede vascular Ação direta sobre as células 6 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti ✓ Ação sistêmica de altas temperaturas Obs: hipertermia maligna – hereditária e farmacológica ▪ Eletricidade Efeitos lesivos: disfunção elétrica dos tecidos: miocárdio, musculatra esquelética e tecido nervoso Radiações: emissões de energia que se propaga em ondas eletromagnéticas ou como partículas Radiações eletromagnéticas mais penetrantes: raios x e raios gama • Agentes químicos Poluentes do meio ambiente ou do ar, inseticidas, herbicidas, álcool, narcóticos, farmcos Precisam ser absorvidos pela corrente sanguínea ou linfática para ser distribuído e nos tecidos gerar algum dano 7 Patologia Geral 2018.1 Marcela Cavalcanti Mecanismos pelos quais os agentes infecciosos causam lesões ✓ Ação direta pela invasão das células ✓ Substancias toxicas liberadas pelo agente infeccioso (ex.: LPS das gram -) ✓ Componentes estruturais ou substancias armazenadas em seu interior que geram a ativação de sistemas proteolíticos nas nossas células, como o sistema complemento – gera resposta inflamatória Os vírus são englobados pelas células, acoplasm seu material genético ao nosso, sendo duplicado junto, duplicando também as proteínas virais gerando o enchimento da célula que eclode cheia de vírus que a partir dai vao parasitar outras células. Os epitopos das células mudam e o organismo consegue reconhece-las e gerar uma resposta imunológica. As bactérias possuem uma parede celular que pode conter LPS que é um agente pro inflamatório gerando inflamação aguda. A bactéria pode também liberar antígenos no organismo (pode levar à expressão de antígenos semelhantes aos antígenos próprios, levando a uma doença auto imune).
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