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Patologia Bárbara Rebeca Hoffmann, TXIX AULA 05 Renovação, Regeneração e Reparação Tecidual ✓ REGENERAÇÃO: reconstrução completa (não acontece na maior parte das vezes em nosso organismo). Acontece em tecidos de alta capacidade proliferativa (hematopoiético, epitélio GI). Além disso, há regeneração caso não haja destruição das células-tronco teciduais ou quando se preserva a arquitetura do tecido conjuntivo. ✓ REPARAÇÃO: a cura envolve uma combinação de regeneração e formação de cicatriz (que substitui o tecido lesado). Depende da capacidade de proliferação do tecido, além da extensão da lesão, da manutenção da arquitetura do tecido conjuntivo, e da extensão da fibrose (tecido conjuntivo cicatricial). É mais comum de acontecer. Por exemplo, uma pessoa que fez doação de uma parte do fígado para transplante. Ao fazer uma tomografia após 6 meses ou 1 ano, parece que o fígado voltou ao normal. Não é uma regeneração completa, mas sim, um crescimento compensatório através da hipertrofia e da hiperplasia do fígado. O rim também pode realizar o mesmo processo. Nos tecidos adultos, o tamanho das populações celulares é determinado pelos índices relativos de proliferação, diferenciação e morte por apoptose. IMAGEM Tem uma população estável pois existem células que são perdidas por apoptose, outra parcela da população que estão se proliferando e células-tronco fazendo diferenciação. ✓ CÉLULAS TERMINALMENTE DIFERENCIADAS: células que são diferenciadas, mas que não se proliferam. Em alguns tecidos não são substituídas (miócitos cardíacos e neurônios). Em outros, elas morrem e são substituídas a partir de células-tronco - CT (epitélio cutâneo). A proliferação pode envolver estímulos fisiológicos como hormonais (TSH - produzido pela hipófise, estimula a tireóide a produzir T3 e T4) ou estímulos patológicos como as lesões (TSH – super estímulo que gera o bócio). A proliferação e a diferenciação são controladas por sinais solúveis ou são mediadas por contato. Esses sinais podem ser estimulatórios ou inibitórios da proliferação. ✓ CÉLULAS DE DIVISÃO CONTÍNUA (lábeis): se proliferam por toda a vida substituindo as que morrem (epitélios superficiais, tecido hematopoiético. ✓ CÉLULAS QUIESCENTES (estáveis): baixo nível de replicação/proliferação. Sob estímulos, podem se dividir rapidamente (fígado, rins, fibroblastos, musculatura lisa). ✓ CÉLULAS NÃO DIVISÓRIAS (permanentes): não se dividem na vida pós-natal (neurônios e miócitos cardíacos). ❖ CÉLULAS-TRONCO Têm 2 principais propriedades (PROVA): - Autorrenovação: capacidade que as células têm de se dividirem mantendo a sua pluripotencialidade. - Capacidade de diferenciação: se diferenciam em diversos tecidos. II Têm 2 mecanismos para a manutenção das propriedades citadas acima: 1. Replicação assimétrica obrigatória: uma célula- filha retém a capacidade de autorrenovação (continua uma célula-tronco) e a outra se diferencia. 2. Diferenciação aleatória (estocástica): a célula pode se dividir em duas, ou as duas que se dividiram podem se diferenciar > manutenção da população de CT pelo equilíbrio entre geração de duas células autorrenovadoras ou duas que irão se diferenciar. Vai variar conforme a necessidade dos tecidos. ❖ CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS - Estão na massa celular interna dos blastocistos normais (embrião) > dificuldade de retirada, pois ser vivo ou não? - São pluripotenciais: capacidade de se diferenciar em quaisquer tecidos do organismo. - Usadas em estudos de diferenciação para desenvolver muitos tecidos. - São usadas para criar deficiências congênitas em animais (camundongos knockout – mais de 500 modelos de doenças humanas). - No futuro, vamos repopular tecidos perdidos (queimadura extensa de pele que tem que fazer enxerto por exemplo) ou até mesmo órgãos lesados (rim que não conseguiu se regenerar totalmente). Dessa forma, ao invés de pegar um rim de outra pessoa (doador), poderemos pegar uma célula-tronco desse receptor (paciente doente) e criar um órgão completamente novo com o DNA dele, evitando complicações como imunossupressão ou rejeição. Temos o zigoto com células-tronco totipotentes (se diferenciam em qualquer coisa). As células da massa interna são pluripotentes (se diferenciam em quase tudo). Depois, elas evoluem para multipotentes > comprometidas com linhagem > linhagens diferenciadas (ecto, meso e endoderma). Além disso, é possível realizar culturas para a regeneração de novas células, tais como da medula, em que parte dela foi lesada (ex. paraplégico que poderá retornar a andar) ou se o paciente sofreu um AVC, seria possível repopular o cérebro com neurônios ativos e funcionantes com 100% de recuperação da capacidade motora. ❖ CÉLULAS-TRONCO PLURIPOTENCIAIS INDUZIDAS - Não estão no embrião. - Clonagem reprodutiva: transferência do núcleo da célula adulta diferenciada para o ovócito enucleado. Ovelha Dolly – 1997. Geração de células-tronco embrionárias. - CT induzidas: são induzidas a partir de fibroblastos humanos de adultos ou recém-nascidos, e reprogramadas para se tornarem células pluripotenciais através da transdução de 4 genes (Oct3/4, Sox2 c-myc e Klf4) formando uma célula iPS- “CT embrionárias sem embriões” (mas que possuem o mesmo potencial das embrionárias) – diminui os problemas por questões éticas. Por exemplo, pessoas que vão fazer fertilização in vitro são selecionadas. Então, 8 ou 10 embriões são fabricados e implantados nas futuras mães (2 ou 3 embriões) e o resto é congelado. É ético ou não? ❖ CÉLULAS-TRONCO ADULTAS (somáticas) São identificadas em vários tecidos maduros (como na medula óssea, trato GI, pele, fígado, pâncreas e tecido adiposo), mas são células que possuem capacidade limitada de diferenciação. - Residem em microambientes (nichos) que regulam a sua autorrenovação e geração de progênie. III - Dão origem às células amplificadoras de transição – perdem a capacidade de divisão assimétrica tornando-se células progenitoras com potencial limitado. 4 exemplos de nichos: - Pele: existem glândulas sebáceas. No bulbo do folículo do pelo e na membrana basal da epiderme têm células-tronco. Essas últimas podem se diferenciar em novas células da epiderme. - Intestino: têm CT na cripta que em algumas hora podem repopular a região com sua própria proliferação e diferenciação. - Fígado: ao lado dos canais biliares existem células-tronco bipotenciais, que podem se diferenciar tanto em hepatócitos quanto em células dos canais biliares. - Córnea: no limbo existem CT que podem se diferenciar em células da córnea em casos de lesão. • Geram células maduras nos tecidos onde residem. • Transdiferenciação: plasticidade do desenvolvimento – transformação de um tipo de CT somática em outro. CT hematopoiéticas são capazes de se transdiferenciar in vitro em neurônios, cardiomiócitos, hepatócitos e outras linhagens. • Transdiferenciação in vitro – incerta. Não se tem certeza se isso pode realmente acontecer. ❖ CÉLULAS-TRONCO NA HOMEOSTASE • CT na MO (medula óssea): CT hematopoiéticas – são pluripotenciais e capazes de regenerar todas as células sanguíneas e células do estroma da MO, e ainda são multipotenciais (podem se diferenciar em osso, cartilagem, gordura, endotélio) dependendo de para onde migram. • CT hepáticas: nicho canais de Hering. São células ovais e progenitoras bipotenciais que pode gerar hepatócitos e células dos canais biliares. São ativadas pela impossibilidade de proliferação dos próprios hepatócitos. • CT neurais: podem se transformar em neurônios, astrócitos e células oligodendrogliais. Estão na zona subventricular e no giro denteado do hipocampo.Ainda não se sab se haverá a integração dessas células aos circuitos neurais. • CT pele: protuberância no folículo piloso, regiões inter- foliculares epidérmicas e glândulas sebáceas. Podem se diferenciar em células epidérmicas. • CT epitélio intestinal: criptas do intestino delgado e do cólon. Regeneram a cripta em 3 a 5 dias. • CT cardíacas: células satélite – ainda não se sabe se funcionam ou não. • CT na córnea: no limbo, é a junção entre córnea e conjuntiva. Transparência da córnea – integridade do epitélio corneano. ➢ CICLO CELULAR E REGULAÇÃO DA REPLICAÇÃO • A proliferação celular é estimulada por fatores de crescimento solúveis e sinalização do tipo MEC- integrinas. • O ciclo celular tem as fases G1 (pré-síntese), S (síntese DNA), G2 (pré-mitótica) e M (mitótica). • Células quiescentes (que não se proliferam) estão em estado especial G0. • Células continuamente replicantes entram em G1após completar a mitose (ou podem ir para G0). IV • O ciclo celular possui múltiplos controles entre G1 e S, são eles ativadores, inibidores, sensores de dano molecular (exemplo aqueles que corrigem um dano DNA); • Controle de ciclinas (proteínas regulatórias) e de quinases ciclina–dependentes (CDKs). • Pontos de controle que verificam a integridade do DNA antes da replicação – mecanismos de reparo ou apoptose – p53 (guardiã). ✓ FATORES DE CRESCIMENTO: são substâncias solúveis (ligantes) que se ligam a receptores específicos e vão estimular a proliferação. Esses fatores são produzidos tipicamente nos macrófagos, plaquetas e células mesenquimais (endotélio, epitélio e células T). As atividades vão depender das células atingidas, e os fatores de crescimento vão promover a proliferação, movimento, contratilidade, diferenciação e angiogênese celular (formação de novos vasos). (na prova não precisa saber cada um, somente saber que eles existem) 1. Fator de crescimento epidérmico (EGF) e Fator de crescimento – α (TGF-α) - mitogênicos para fibroblastos, hepatócitos e células epiteliais 2. FC do HEPATÓCITO(HGF) - mitogênico para hepatócitos e a maioria células epiteliais. 3. FC DERIVADO DE PLAQUETAS (PDGF) - migração e proliferação de fibroblastos, monócitos e células. musculatura lisa. 4. FC ENDOTELIAL VASCULAR (VEGF) - vasculogênese (embrião), angiogênese (inflamação crônica, cura lesões e tumoral) e linfangiogênese (adulto). 5. FC FIBROBLASTO - mais de 20 - angiogênese, reparação de ferimentos, hematopoiese e desenvolvimento de tecidos. 6. F TRANSFORMADOR DE CRESCIMENTO β (TGF-β) - mais de 30 - inibidor do crescimento para células epiteliais, anti-inflamatório potente. Promove fibrose. Cicatrizes hipertróficas. 7. CITOCINAS - mediadores resposta imune e inflamatória - muitas também apresentam atividades promotoras de crescimento ✓ SINALIZAÇÃO: conversão de estímulos extracelulares (fator de crescimento por exemplo) em eventos intracelulares através da ligação de um ligante ao seu receptor, o que faz uma geração de cascatas de proteínas quinase em sequência são incumbidas a ativar a transcrição genética e promover a entrada da célula no ciclo celular. Ela pode ocorrer de 3 formas: 1. Sinalização autócrina: célula responde às substâncias de sinalização ou fatores de crescimento que ela mesma produz (por exemplo a regeneração hepática ou proliferação dos linfócitos). 2. Sinalização parácrina: células-alvo estão próximas daquelas que estão produzindo os fatores de crescimento (como na reparação feridas, citocinas) 3. Sinalização endócrina: é feita a distância, em que uma célula produz um fator de crescimento e vai até o alvo realizar a sua ação, tais como hormônios circulantes (FC e citocinas podem agir de maneira endócrina). ✓ RECEPTORES: para que os fatores de crescimento funcionem existem os receptores. - Receptores com atividade quinase intrínseca: maioria dos receptores de FC - Receptores sem atividade quinase intrínseca: típicos receptores de citocina - ativam proteínas quinases no citosol - Receptores ligados a proteína G: mais de 1500 identificados, incluem receptores para quimiocinas, epinefrina e glucagon. ➢ MECANISMOS DE REGENARAÇÃO DOS TECIDOS E ÓRGÃOS Os anfíbios são muito rápidos na regeneração e são capazes de regenerar órgãos e membros inteiramente. Enquanto os mamíferos sofrem com a hipertrofia, hiperplasia, rápida resposta fibroproliferativa e formação de cicatriz. ❖ MEC (matriz extracelular): - Proteínas estruturais fibrosas geram força e tensão e recuo, (colágeno e elastina). V - Glicoproteínas adesivas: conectam elementos MEC entre si e às células - Gel proteoglicanos e ácido hialurônico: elasticidade e lubrificação. REPARAÇÃO TECIDUAL DEPENDE DA MEC INTACTA!! (PROVA) Quanto mais preservada estiver a matriz extracelular depois de uma lesão, melhor será a reparação, e quanto mais lesada a MEC, pior será o resultado. Na maioria das lesões, o reparo se dá por combinação da regeneração e da cicatrização, e depende de: 1. Capacidade de proliferação do tecido afetado (ex: se tiver um infarto agudo do miocárdio e o paciente não for atendido a tempo, os miócitos vão morrer por necrose e vão ser substituídos por cicatriz porque lá não prolifera). 2. Integridade da MEC. 3. Cronicidade da inflamação associada ou não. Lesões graves terão resposta proliferativa com o depósito de colágeno (e outros componentes da MEC) que “remendam” o tecido ao invés de restaurá-lo (cicatriz). Sequência de cura: 1. Houve a lesão e a partir daí vai ocorrer a inflamação, que vai eliminar o estímulo inicial (bactéria por exemplo) e remover o tecido lesionado. 2. Angiogênese: formação de novos vasos para que chegue sangue e nutrientes para a cicatrização e reparo. 3. Migração e proliferação de células parenquimatosas e conjuntivas (principalmente fibroblastos). 4. Síntese e deposição de proteínas da MEC (para a formação da cicatriz). 5. Remodelamento do tecido conjuntivo formando a própria cicatriz. Três fases superpostas: 1. Inflamação, que acontece a partir da lesão, começa com a adesão e a ativação das plaquetas, formação do coágulo para evitar o sangramento, e alterações vasculares e celulares. 2. Proliferação: migração e expansão células parenquimais para a reepitelização, células endoteliais para a angiogênese e células do tecido conjuntivo. 3. Maturação, que é o depósito da MEC e remodelagem com contração da ferida. Cicatrização em primeira (bordos da ferida aproximados e há cicatrização rápida) e segunda intenção (não é possível aproximar os bordos da lesão e a cicatrização é lenta). ➢ CURA DE FERIDAS CUTÂNEAS 1. Formação do coágulo logo após a lesão, para estancar o sangramento, coágulo rico em fator de crescimento e quimiocinas. Em 24 horas os neutrófilos fazem a esterilização e a remoção de resíduos. 2. Formação de tecido de granulação, em 1 a 2 dias, com o aumento da ação de fibroblastos e proliferação a partir do endotélio, formando o tecido conjuntivo frouxo vascularizado (tecido de granulação). 3. Proliferação celular (dos fibroblastos e endotélio) e começa a deposição de colágeno, em 2 a 4 dias. Os neutrófilos serão substituídos por macrófagos, e vai ocorrer a deposição das proteínas da MEC. 4. Formação da cicatriz, em média de 2 semanas, com deposição colágeno na MEC, e regressão da vasculatura, assim, o epitélio estará intacto novamente. Em lesões maiores ou com perda de tecido, vai haver contração da ferida através dos miofibroblastos, que vão tentar reduzir essa área. Vai haver o remodelamento do tecido conjuntivo, e transições na composição da MEC, e após uma semana (remoção das suturas) a resistência do tecido na ferida é de 10% da pele normal. Após 3 meses a cicatriz vai adquirir de 70a 80% da resistência da pele normal. VI ➢ FATORES QUE INFLUENCIAM A CURA DE FERIDAS ❖ SISTÊMICOS: -Estado nutricional (deficiência de vitamina C, hipoproteinemia - deficiência de proteínas). - Estado metabólico (diabéticos). - Estado circulatório (arterioesclerose, varizes). - Hormônios (glicocorticóides atrasam a cicatrização). ❖ LOCAIS: - Tamanho, localização e tipo da ferida (necrose). - Presença de infecção (pús, bactérias), fatores mecânicos e presença de corpos estranhos. ➢ ASPECTOS PATOLÓGICOS DO REPARO Formação deficiente da cicatriz, com o acontecimento da deiscência (cicatrizes cirúrgicas) e ulcerações (vascularização inadequada - varizes - ou áreas destituídas de sensibilidade, geralmente causadas pela diabete). Reparação excessiva, em que a cicatriz pode ser hipertrófica (quelóide) ou podem ocorrer contraturas (reparação excessiva). Queimadura na pele que gerou uma retração cicatricial.
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