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GENÉTICA E PATOLOGIA Ana Paula Aquistapase Dagnino Reparo, regeneração e cicatrização Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Diferenciar os processos de regeneração e cicatrização. � Reconhecer as funções do parênquima e do estroma e seus papéis no reparo tecidual. � Identificar os fatores que influenciam no processo de cicatrização. Introdução O processo de reparo tecidual tem como objetivo restaurar a arquitetura e a funcionalidade do tecido após uma lesão. Esse processo abrange mecanismos de interação entre as células do parênquima e a matriz extracelular (MEC), além da ação de fatores de crescimento e citocinas, liberados por células estromais e macrófagos. Neste capítulo, você vai compreender como ocorre o reparo tecidual por meio da regeneração e da cicatrização, que são dois mecanismos distintos e dependentes da capacidade do tecido lesado de restituir seus componentes. Você também vai conhecer as funções das células do parênquima e do estroma que influenciam intimamente na proliferação celular. Por fim, você vai entender como fatores locais ou sistêmicos influenciam na cicatrização. 1 Regeneração e cicatrização O reparo tecidual é resultado de uma resposta inflamatória no tecido. Durante a inflamação crônica, podemos observar a invasão do tecido afetado por ma- crófagos. Os macrófagos do tipo M1, com características pró-inflamatórias, levam a danos no parênquima e no estroma dos tecidos afetados. Para a reso- lução da destruição do tecido, faz-se necessário o reparo tecidual. Esse reparo pode ocorrer por meio da regeneração ou da cicatrização (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016; REISNER, 2016). A regeneração é caracterizada pelo reparo do tecido por meio da proliferação de células do tecido que sobreviveram à lesão e que possuem a capacidade de divisão ou por meio da maturação de células-tronco presentes no tecido. Na regeneração, o tecido consegue voltar ao seu estado normal com a troca dos elementos danificados. O processo de regeneração ocorre principalmente nos epitélios intestinal e da pele, assim como em órgãos com parênquima, como o fígado e os pulmões. A regeneração do fígado inicia a partir da produção de citocinas pelas células de Kupffer, como a IL-6. A IL-6 estimula os hepatócitos e torna as células do parênquima respondedoras aos fatores de crescimento liberados por outras células. Por meio desses sinais, os hepatócitos quiescentes são convertidos em hepatócitos com metabolismo ativo, que entram no ciclo celular para posterior replicação celular. Em casos como a inflamação crônica hepática, com prejuízo na capacidade proliferativa dos hepatócitos, a regene- ração do fígado ocorre por meio da proliferação de células progenitoras, que se diferenciam em hepatócitos maduros (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016; REISNER, 2016). Na Figura 1, podemos observar a proliferação de hepatócitos para a regeneração do fígado. Figura 1. A regeneração do fígado se dá a partir da proliferação de células que sobrevive- ram à lesão. O processo de regeneração tem como primeira etapa o iniciador, em que os hepatócitos são iniciados por citocinas para responder aos estímulos de diferentes fatores de crescimento. Fonte: Kumar, Abbas e Aster (2016, p. 198). Reparo, regeneração e cicatrização2 A cicatrização surge no momento em que o tecido não tem restauração completa, provavelmente devido a uma lesão grave, levando à formação de uma cicatriz por deposição de tecido conjuntivo ou fibroso. A fibrose, frequentemente vista no fígado, nos rins e nos pulmões, refere-se à extensa deposição de colágeno nesses órgãos, posterior à inflamação crônica. A fibrose também se desenvolve em tecidos com exsudato inflamatório, como visto na pneumonia, sendo denominada de organização. É importante destacar que a cicatrização permite que o tecido lesado recupere a sua capacidade funcional; contudo, algumas vezes, não há a reconstrução da anatomia original do tecido (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016; REISNER, 2016). O processo de cicatrização é constituído por quatro fases distintas: hemostasia, in- flamação, proliferação e remodelação. O conhecimento dos fatores e mecanismos fisiológicos e patológicos envolvidos nesse processo complexo auxilia na projeção de novos tratamentos de feridas de difícil recuperação. Para saber mais sobre esse tema, leia o artigo “Cicatrização de feridas: o fisiológico e o patológico”, de Leal e Carvalho (2014). A cicatrização é uma consequência da lesão grave às células do tecido que não foram reparadas pela regeneração. Ao contrário da regeneração, a cicatrização não restaura o tecido, somente “remenda”, substituindo as células parenquimatosas com dano por tecido conjuntivo. O processo de cicatrização inicia com o recrutamento de células do sistema imune para a indução da inflamação. Nesse momento, os macrófagos são essenciais para o reparo, pois eliminam o agente agressor, além de secretarem citocinas e fatores de crescimento, essenciais para a angiogênese e a proliferação de fibroblastos. A angiogênese tem como função a nutrição e o fornecimento de oxigênio para o reparo do tecido, permitindo a formação de novos vasos sanguíneos. Esse processo é ativado por fatores de crescimento endotelial vascular (VEGFs, do inglês vascular endotelial growth factors), que induzem a proliferação de células endoteliais pelo processo de brotamento vascular. Então, macrófagos, fibroblastos e células epiteliais migram para a área lesada pelo estímulo dos fa- tores de crescimento de fibroblastos (FGFs, do inglês fibroblast growth factors) e formam o tecido de granulação. O tecido de granulação é caracterizado por pequenos vasos neoformados, células inflamatórias, tecido conjuntivo frouxo 3Reparo, regeneração e cicatrização e pela proliferação de fibroblastos. A proliferação de células endoteliais é inibida pelo fator de crescimento transformante (TGFβ, do inglês transforming growth factor beta), e o fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF, do inglês platelet-derived growth factor) tem a função de recrutar células musculares lisas. Células inflamatórias induzem a proliferação e a ativação de fibroblastos pela secreção de TGFβ. Esse fator de crescimento tem ação anti-inflamatória e papel importante na produção de colágeno e fibronectina, além de inibir a degradação da MEC pelas metaloproteinases (MMPs, do inglês matrix metalloproteinases). Por fim, há a progressão do tecido de granulação para a formação da cicatriz madura, com diminuição dos vasos sanguíneos e posterior transformação de fibroblastos em miofibroblastos, que possuem a função de contração da cicatriz (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016; REISNER, 2016). Na Figura 2, estão dispostas as diferentes etapas para a formação de uma cicatriz. Na Figura 3, verificamos os dois mecanismos de reparo tecidual: a regeneração e a cicatrização. 2 Parênquima e estroma no reparo tecidual O parênquima é o conjunto de vários tipos celulares responsáveis pela função de um órgão. O parênquima tem importante papel na proliferação celular durante o reparo do tecido. A capacidade de proliferação dos tecidos é fundamental para o processo de reparo, e esses tecidos são divididos conforme descrito a seguir (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016; REISNER, 2016). Permanentes — Os tecidos permanentes são constituídos por células di- ferenciadas, que não possuem capacidade proliferativa após o nascimento do indivíduo. Os neurônios e as células cardíacas fazem parte dos tecidos permanentes e não são capazes de se regenerar. Dessa maneira, uma lesão cerebral ou cardíaca, com dano nesses tipos celulares, tem como resultado uma cicatriz. Reparo, regeneração e cicatrização4 Figura 2. A formação de uma cicatriz é regida por diferentes etapas após a lesão: durante a inflamação, células inflamatórias, como neutrófilos e macrófagos, são recrutadas para o local com lesão, com a função de eliminar patógenos e células mortas. A formação do tecidode granulação é caracterizada pelo surgimento de novos vasos sanguíneos, pela proliferação de fibroblastos e pelos efeitos induzidos por citocinas e fatores de crescimento secretados por macrófagos. Na última fase, ocorre a deposição da matriz extracelular, com o aumento do tecido conjuntivo e a posterior formação da cicatriz. Fonte: Adaptada de Kumar, Abbas e Aster (2016). 5Reparo, regeneração e cicatrização Figura 3. Regeneração e cicatrização. A regeneração ocorre como resultado de um dano leve ao epitélio, enquanto o processo de cicatrização ocorre em decorrência de um dano mais severo, que afeta tanto o epitélio quanto o tecido conjuntivo. Fonte: Adaptada de Kumar, Abbas e Aster (2016). Estáveis — São células dos tecidos estáveis, que estão no estágio G0 do ciclo celular em seu estado normal, com baixa atividade proliferativa, adquirindo capacidade de divisão após uma lesão. Esses tecidos são constituídos por cé- lulas essenciais no reparo de feridas: os fibroblastos, as células endoteliais e as células musculares lisas. Os tecidos estáveis possuem células com capacidade de regeneração limitada, com exceção do fígado. Lábeis (instáveis) — Os tecidos lábeis possuem células que se dividem de maneira contínua, e a substituição das células desses tecidos se dá a partir da maturação de células-tronco e da proliferação de células maduras. Esses tecidos possuem capacidade de regeneração rápida como resposta a uma lesão, devido ao alto potencial regenerativo das células-tronco. Fazem parte desses tecidos as células hematopoiéticas e os epitélios de superfície da cavidade oral, do útero, das tubas uterinas, do colo uterino, da vagina, do trato urinário, da Reparo, regeneração e cicatrização6 pele, dos ductos que drenam as glândulas salivares e o pâncreas e do trato gastrintestinal. Após uma lesão, as células-tronco teciduais ou adultas quiescentes são ativadas, proliferam-se e se diferenciam em células maduras, prontas para restaurar a população celular no tecido lesado. Na Figura 4, podemos ob- servar onde estão localizados os nichos de células-tronco teciduais, que são requisitados quando há a necessidade de expansão e diferenciação celular (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016). Figura 4. Microambientes de tecidos especializados com nichos de células-tronco teciduais: (a) células-tronco da pele na zona bulbar dos folículos pilosos, nas glândulas sebáceas e na epiderme; (b) células-tronco do intestino, acima das células de Paneth. Fonte: Adaptada de Kumar, Abbas e Aster (2016). A utilização de células-tronco mesenquimais tem sido associada à aceleração no pro- cesso cicatricial de feridas crônicas e agudas. No artigo intitulado “Uso de células-tronco adultas de tecido adiposo na cicatrização da pele: estudo controlado, randomizado”, de Martins et al. (2011), você pode conferir como foi feito o tratamento com células-tronco adultas autólogas, derivadas de tecido adiposo da região infraumbilical, sobre uma cicatriz pós-abdominoplastia. O estroma possui a função de sustentação e nutrição, sendo constituído por tecido conjuntivo e vasos sanguíneos. As células do estroma, assim como 7Reparo, regeneração e cicatrização macrófagos e células epiteliais, controlam a proliferação celular, por meio da produção de fatores de crescimento que se ligam à MEC. Os fatores de crescimento ativam vias de sinalização para o desencadeamento da síntese de proteínas que conduzem as células até o ciclo celular, assim como de proteínas com função nos pontos de checagem, que detectam danos ao DNA ou aos cromossomos. Dessa maneira, a interação entre as células estromais (fibroblastos, células do sistema imunológico, células endoteliais) e a MEC é fundamental para o controle da proliferação celular e para a renovação do tecido (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016). No Quadro 1, estão dispostos fatores de crescimento importantes no processo de reparo. Fatores de crescimento Fontes Funções Fator de crescimento epidérmico (EGF) Macrófagos ativados, glândulas salivares, ceratinócitos e muitas outras células � Mitogênica para os ceratinócitos e fibroblastos � Estimula a migração dos ceratinócitos � Estimula a formação do tecido de granulação Fator de crescimento transformante α (TGF-α) Macrófagos ativados, ceratinócitos e muitos outros tipos de células � Estimula a proliferação de hepatócitos e de muitas outras células epiteliais Fator de crescimento de hepatócitos (HGF, fator dispersante) Fibroblastos, células- tronco do fígado, células endoteliais � Ativa a proliferação de hepatócitos e outras células epiteliais � Aumenta a motilidade celular Quadro 1. Fatores de crescimento envolvidos na regeneração e no reparo tecidual (Continua) Reparo, regeneração e cicatrização8 (Continuação) Fonte: Adaptado de Kumar, Abbas e Aster (2016). Fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF) Células mesenquimais � Estimula a proliferação das células endoteliais � Aumenta a permeabilidade vascular Fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF) Plaquetas, macrófagos, células endoteliais, células musculares lisas, ceratinócitos � Quimiotáticas para neutrófilos, macrófagos, fibroblastos e células do músculo liso � Ativa e estimula a proliferação de fibroblastos, células endoteliais e outras células � Estimula a síntese de proteínas da MEC Fator de crescimento dos fibroblastos (FGFs), incluindo os ácidos (FGF-1) e básicos (FGF-2) Macrófagos, mastócitos, células endoteliais e muitos outros tipos de células � Quimiotática e mitogênica para fibroblastos � Estimula a angiogênese e a síntese de proteínas da MEC Fator de crescimento transformante β (TGF-β) Plaquetas, linfócitos T macrófagos, células endoteliais, ceratinócitos, células musculares lisas, fibroblastos � Quimiotáticos de leucócitos e fibroblastos � Estimula a síntese de proteínas da MEC � Suprime a inflamação aguda Fator de crescimento de ceratinócitos (KGF) (i.e., FGF-7) Fibroblastos � Estimula migração, proliferação e diferenciação dos ceratinócitos 9Reparo, regeneração e cicatrização O processo de reparo é composto por diferentes fases, e as células estro- mais estão intimamente ligadas a essas fases. Na fase hemostática, após uma lesão, há a formação da matriz provisória, com a associação de fibrina com fibronectina e vitronectina. Essa matriz funciona como um substrato para o recebimento de macrófagos, fibroblastos, queratinócitos e células endoteliais. A produção de TGF-β e PDGF promove o recrutamento de mais células para a matriz provisória. Ainda, durante a fase hemostática, a trombina tem a função de estimular a liberação de citocinas pelas células endoteliais e monócitos. Essas citocinas, como interferon-γ, promovem a polarização de macrófagos M1. Na fase inflamatória, os macrófagos M1 são responsáveis pela defesa do hospedeiro e pela eliminação de detritos. Posteriormente, os macrófagos são polarizados para M2 (fenótipo pró-fibrótico e pró-angiogênico) e, juntamente com a ação de diferentes fatores de crescimento e citocinas secretados por diferentes células, levam à fase proliferativa. Durante a fase proliferativa, há formação do tecido de granulação, composto por macrófagos e linfócitos, novos vasos pequenos, fibroblastos e pela nova MEC. Macrófagos produzem TGF-β1, FGF2, IGF-1 e PDGF, que induzem a síntese da nova MEC pelos fibroblastos. Posteriormente, VEGF, TGF-β e FGF2 promovem a angiogênese, estimulando a migração de células endoteliais para o interior da ferida e a expressão do receptor de integrina. O fator induzível por hipóxia 1α induz a transcrição de VEGF. Por fim, o EGF, o fator de crescimento semelhante à insulina (IGF, do inglês insulin-like growth factor) 1 e o fator de crescimento nervoso (NGF, do inglês nerve growth factor) estimulam a reepitalização da superfície da ferida pelos queratinócitos e por células-tronco. Na fase de remodelamento, há o aumento da síntese decolágeno e a pro- dução da cicatriz, com alterações na organização do colágeno, induzidas pela lisil-oxidase liberada pelos fibroblastos. Durante o remodelamento, o inibidor tecidual de metaloproteinase, produzido por células mesenquimais, equilibra a degradação da MEC pelas MMPs. É importante destacar que as MMPs são produzidas por células epiteliais e sinoviais, macrófagos, neutrófilos e fibroblastos (BARRETT et al., 2014; HAMMER; MCPHEE, 2016; KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016; REISNER, 2016). Na Figura 5, podemos observar os diferentes fatores de crescimento recrutados após uma lesão cutânea. Reparo, regeneração e cicatrização10 Figura 5. Macrófagos, plaquetas e fibroblastos secretam fatores de crescimento que mo- dulam o reparo tecidual. Após a lesão, há o extravasamento dos componentes do sangue. Durante o processo de cicatrização, mecanismos são ativados por meio da ação de células sanguíneas e do parênquima, com interação com a matriz extracelular e liberação de mediadores solúveis. Na hemorragia, as plaquetas formam o tampão plaquetário e secre- tam o PDGF. Esse fator permite a quimiotaxia de macrófagos e fibroblastos para a região lesada. As células do parênquima ativadas ou a via do sistema complemento induzem a produção de mediadores vasoativos e fatores quimiotáticos, que recrutam leucócitos. Os neutrófilos mantêm a ferida livre de microrganismos e partículas estranhas ao organismo. Os macrófagos ativados secretam PDGF e o VEGF, para formação do tecido de granulação. A secreção dos fatores de crescimento transformadores (TGF-α, TGF-β1, TGF-β2 e TGF-β3) induz quimiotaxia de macrófagos e fibroblastos, remodelamento e produção de matriz extracelular, além de desenvolvimento do epitélio. Outros fatores de crescimento são liberados para a cura da ferida, como FGF e IGF. Fonte: Barrett et al. (2014, p. 81). 11Reparo, regeneração e cicatrização 3 Fatores que influenciam no processo de cicatrização O processo de cicatrização pode ser influenciado por vários fatores que in- terferem na qualidade do reparo ativo. O tipo, o tamanho e o local da lesão são fatores essenciais para uma reparação completa ou incompleta do tecido. O reparo completo do tecido ocorre somente no parênquima com a presença de células lábeis ou estáveis, ou seja, que têm a capacidade de se dividir ou que se dividem como resultado de um estímulo adequado, respectivamente. Geralmente, lesões muito extensas levam a uma reparação incompleta, com função comprometida do órgão. Lesões com surgimento no peritônio, na pleura ou na cavidade sinovial são caracterizadas pela presença de exsudato extenso. Esse exsudato pode ter sua completa resolução por meio da digestão enzimática dos leucócitos, ou pode evoluir para uma cicatriz fibrosa, com a formação do característico tecido de granulação (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016). A infecção é uma variável que potencializa a inflamação, elevando o dano tecidual pelo recrutamento de células do sistema imune inato e adaptativo, com indução de resposta inflamatória por ativação de citocinas. Assim como as infecções, doenças de base também podem afetar o reparo do tecido. O diabetes e a arteriosclerose podem levar à ulceração das feridas, como consequência da falta de cicatrização e de uma vascularização inadequada, respectivamente. Fatores mecânicos, como íleo adinâmico, vômitos, tosse ou cirurgia do abdômen podem elevar a pressão sobre a ferida, resultando em um estresse local e posterior separação ou ruptura da ferida (deiscência). A deficiência de vitamina C e de algumas proteínas pode resultar na inibição da produção de colágeno. Podemos notar, então, que o estado nutricional do indivíduo pode afetar profundamente o processo de cicatrização. Por fim, medicamentos como os glicocorticoides enfraquecem a cicatriz, devido a seus efeitos anti- -inflamatórios, inibindo a síntese de TGF-β e atenuando a fibrose (KUMAR; ABBAS; ASTER, 2016). Reparo, regeneração e cicatrização12 A nutrição está intrinsecamente associada à cicatrização de feridas, e indivíduos desnutridos apresentam capacidade cicatricial comprometida. Por esse motivo, uma alimentação completa, equilibrada e variada é essencial para o processo de cicatrização. Em indivíduos com deficiências nutricionais, desnutridos ou em um estado catabólico severo, a suplementação com proteínas pode ser necessária. Contudo, mais estudos devem ser realizados para verificar o efeito da suplementação no processo de reparo do tecido, com avaliação dos riscos envolvidos e das doses que sejam seguras para a população em geral, nutrida ou desnutrida. É válido ressaltar que a suplementação deve ser acompanhada pela avaliação nutricional realizada por profissionais capacitados e com conhecimento na área. Para saber mais, leia o artigo “Proteína e cicatrização de feridas”, de Montenegro (2012). BARRETT, K. E. et al. Fisiologia médica de Ganong. 24. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. HAMMER, G. D.; MCPHEE, S. J. Fisiopatologia da doença: uma introdução à medicina clínica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. KUMAR, V.; ABBAS, A. K.; ASTER, J. C. Robbins & Cotran patologia: bases patológicas das doenças. 9. ed. São Paulo: Elsevier, 2016. REISNER, H. Patologia: uma abordagem por estudos de casos. Porto Alegre: AMGH, 2016. Leituras recomendadas LEAL, E. C.; CARVALHO, E. Cicatrização de feridas: o fisiológico e o patológico. Revista Portuguesa de Diabetes, v. 9, n. 3, p. 133–143, 2014. MARTINS, P. D. E. et al. Uso de células-tronco adultas de tecido adiposo na cicatrização da pele: estudo controlado, randomizado. Revista Brasileira de Cirurgia Plástica, v. 26, n. 3, p. 394–401, 2011. MONTENEGRO, S. Proteína e cicatrização de feridas. Revista Nutrícias, v. 14, p. 27–30, 2012. 13Reparo, regeneração e cicatrização
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