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Ana Clara Bocato - Medicina T XV Processos patológicos INTRODUÇÃO DEFINIÇÃO: estudo (logos) do sofrimento (pathos), envolvendo a investigação das causas (etiologia) e mecanismos (patogênese) da doença e seus locais, assim como as alterações associadas em nível de células, tecidos e órgãos (morfológicas – anatomopatológicas - e funcionais - fisiopatologia), que resultam em sinais e sintomas presentes no paciente. - Oferece bases para o entendimento das manifestações clínicas, diagnóstico, tratamento, evolução e prognóstico. ETIOLOGIA E PATOGENIA: etiologia (por que?) é a origem da doença, que inclui as causas fundamentais e os fatores modificadores, enquanto patogenia (como?) se refere às etapas do desenvolvimento da doença, descrevendo como os fatores etiológicos iniciam as alterações moleculares e celulares que originam anormalidades estruturais e funcionais que caracterizam a doença. Tratar a causa elimina o sintoma, tratar o sintoma não elimina a causa e permite que ele evolua. DOENÇA - Estado de sofrimento que vem junto com a sensibilidade, irritabilidade, sintomas (manifestação subjetiva) e sinais (manifestação objetiva). Através da investigação se organizam os sinais com o intuito de nos aproximar o máximo possível dos detalhes da doença. - Exames avaliam a anatomia, bioquímica etc. e diagnosticam a doença. - O retardo do diagnóstico coloca a célula em sofrimento, podendo adaptá-la aquele ambiente hostil (sobrevivência celular apesar das grandes alterações funcionais) pelas variações bioquímicas e fisiológicas ou levá-la à morte. - A doença pode levar o organismo a funcionar precariamente, e a consequência pode ser a morte necrótica (acidental) ou por apoptose (programada). LESÃO - Se a capacidade adaptativa é excedida ou se o estresse externo é inerentemente nocivo, desenvolve-se a lesão celular. - Dentro de certos limites, a lesão é reversível e as células retornam a um estado basal estável, entretanto, um estresse grave, persistente e de início rápido resulta em lesão irreversível e morte das células afetadas. - As duas principais características morfológicas da lesão celular reversível são a tumefação celular e a degeneração gordurosa. - Morte celular é um doa ventos mais cruciais na evolução da doença em qualquer tecido ou órgão. - Processo patológico: Alterações macroscópicas, microscópicas ou moleculares. Transtornos funcionais celulares, teciduais, orgânicos ou sistêmicos. cura (com ou sem sequela) Início da lesão → evolução cronicidade, complicação ou morte celular. - Período de incubação: quando há presença do agente causal vivo, porém assintomático. - Período prodrômico: sintomas inespecíficos, indícios. - Período de estado: sintomas específicos. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Ação direta dos agentes agressores: lesão pela agente agressor, acometendo molecular e morfologicamente a célula. - Ex: S. pneumoniae, causador da pneumonia, é uma bactéria encapsulada (dificulta o processo de fagocitose), que sintetiza a enzima hialuronidase, que degrada o ácido hialurônico constituinte do tecido conjuntivo; sintetiza também a enzima pneumolisina, que tem a capacidade de destruir os pneumócitos – células que compõem as paredes dos alvéolos -; e a protease IgA, enzima que destrói a imunoglobulina do tipo A (essa imunoglobulina tem a capacidade de se ligar à superfície dos patógenos, marca-los e fagocitá- los). - Doenças autoimunes são consideras diretas pois o causador da lesão são os próprios anticorpos. - Ação indireta dos agentes agressores: resposta orgânica imune pela destruição do agente causal. Independente da doença, sempre há presença do sistema imunológico envolvido. - Áreas teciduais que podem ser lesadas: células estromais (fazem parte do órgão, mas não são funcionais), células parenquimatosas, interstício (estromal ou parenquimatoso), circulação e inervações. - Causas de lesões: Exógenas: do meio ambiente. Endógenas: do próprio organismo. Criptogenéticas: características genéticas escondidas (idiopáticas). - Agentes causais: hipóxia e anóxia, reperfusão, radicais livres, alteração em ácidos nucleicos, reação imunitária, variação da pressão, força mecânica, variações de temperatura, corrente elétrica, radiação ionizante, ondas de rádio, vírus, bactérias, fungos, parasitas, agentes químicos, poluentes ambientais (água, ar e solo), aditivos alimentares, drogas de abuso, medicamentos etc. Adaptações celulares DEFINIÇÕES - As adaptações são alterações reversíveis em número, tamanho, fenótipo, atividade metabólica ou das funções celulares em resposta às alterações no seu ambiente. - Adaptações fisiológicas normalmente representam respostas celulares à estimulação normal pelos hormônios ou mediadores químicos endógenos. - Adaptações patológicas são respostas ao estresse que permitem às células modularem sua estrutura e função, escapando da lesão. HIPERTROFIA - É o aumento do tamanho das células que resulta em aumento do tamanho do órgão. De outro modo, na hipertrofia não existem células novas, apenas células maiores, contendo quantidade aumentada de proteínas estruturais e organelas. - Aumento dos sinais tróficos às células de um determinado órgão. Com o aumento da demanda funcional de um órgão, este deve se adaptar à nova exigência de trabalho. - Processo hipertrófico deve resultar em boa vascularização e entrega de nutrientes adequada, assim como estar conectado plenamente com o SNC, para assim receber o sinal trófico que o fará funcionar mais intensamente, caso contrário, o órgão ficará hipotrófico ou atrófico. Também é possível haver tecidos com células hipertróficas compensatórias e atróficas coexistindo (por exemplo em casos de paraplegia). - Ocorre quando as células possuem capacidade limitada de se dividir. Pode ocorre juntamente com a hiperplasia, resultando em um órgão aumentado. - Hipertrofias podem ajudar na atividade fisiológica. Hipertrofias que causam patologias estão relacionadas a atividades físicas exageradas e hipertensão (força contrátil e número de contrações saem do fisiológico, e a demanda cardíaca com força aumentada também podem terminar em hipertrofia), por exemplo. - Hipertrofia cardíaca: aumento do músculo cardíaco diminui a luz do ventrículo e este não consegue se adaptar ao mediastino (incapacidade anatômica), resultando em efeito compressivo sobre os pulmões. Útero normal à direita e útero grávido à esquerda. Ana Clara Bocato - Medicina T XV À esquerda, células musculares lisas uterinas normais; à direita, células musculares lisas de útero grávido. - Hipertrofia da bexiga urinária: obstrução do colo vesical ou do fluxo de saída da urina por estenose uretral (hiperplasia prostática em homens), ou então por fibrose e contração inflamatória da bexiga pós cistite. - Quase sempre é uma adaptação à uma lesão que não está necessariamente nela. - Espessamento da parede muscular acomoda menor volume urinário, causando desconforto (vontade constante de urinar). HIPOTROFIA/ATROFIA - Diminuição do tamanho e volume da célula pela perda de substância celular, importante destacar que embora as células atróficas tenham sua função diminuída, elas não estão mortas. Mecanismo consiste em uma combinação de síntese diminuída (redução da atividade metabólica) e degradação proteica aumentada nas células. - As causas da hipotrofia incluem: Nutrição inadequada – oferta de nutrientes/oxigênio menor que o devido, tornando-semenor pela incapacidade de ser nutrida. Desuso – os tecido nessa situação têm menor aporte de tudo, ex: lesão medular. Compressão – tumores, cistos, aneurismas (dilatação, alterações estruturais das paredes de grandes vasos, formando imagens saculares e aumentando os riscos de ruptura). Obstrução vascular – placas de ateroma, trombos etc. Intoxicações - inativam enzimas, alterando o metabolismo energético das células (menor geração de ATP). Hormônios – estímulo de proliferação e mantém suas características. Inervação – órgão não é mais percebido pelo organismo. Inflamações crônicas – caem no desuso pelo processo de dor, além da tendência de não o usar. Linfócitos alteram o meio, liberando enzimas que danificam o tecido, podendo levar à morte celular. - Em várias situações, a atrofia é acompanhada pelo aumento da autofagia, resultado do aumento do número de vacúolos autofágicos. Cérebro normal de jovem adulto. Atrofia do cérebro resultado da redução do suprimento sanguíneo. - Atrofia cerebral: diminuição e perda gradual dos neurônios (atrofia numérica), formando placas senis, com isso, reduz-se as conexões interneurais (perda de sinapses). - Atrofia muscular: estímulo de movimentação deixa de acontecer, logo, tem-se uma redução do número de células e não proliferação de novas. Ana Clara Bocato - Medicina T XV HIPOPLASIA - Diminuição da população celular, com redução de tamanho e peso, mas não significativa (tecidos com renovação celular constante). Pode ser uma das etapas para se entrar na atrofia. - Pode ocorrer fisiologicamente (timo na puberdade e gônadas na menopausa, por exemplo) ou patologicamente (medula óssea). HIPERPLASIA - Aumento do número de células que ocorre pela proliferação de células já diferenciadas e substituição por células-tronco do tecido em questão, ou diminuição da destruição celular (cessação da apoptose), geralmente resultando no aumento do volume. Processo de resposta adaptativa em células que sintetizam o DNA e são capazes de se duplicar através de mitose. - Geralmente causada pela produção anormal de fatores de crescimento ou ativação de determinadas vias de sinalização intracelular, ativando genes que codificam fatores de crescimento reguladores do ciclo celular (proliferação celular). - Podem ser fisiológicos, hiperplasia hormonal e compensatória (tecido remanescente cresce para compensar perda tecidual parcial); ou patológicos, causados por estimulação hormonal excessiva ou fatores de crescimento (codificados de fatores virais ou genes de células infectadas com agentes invasores). - O processo hiperplásico permanece controlado, e se os sinais que o iniciam cessam, a hiperplasia desaparece. É com essa sensibilidade aos mecanismos de regulação normal que diferenciamos hiperplasias patológicas benignas do câncer, que possui controle de crescimento desregulado ou ineficaz. METAPLASIA - Alteração reversível na qual um tipo celular adulto (epitelial ou mesenquimal) é substituído por outro tipo celular adulto. - Nesse tipo de adaptação, uma célula sensível a determinado estresse é substituída por outro tipo celular mais capaz de suportar o ambiente hostil, surgindo por uma reprogramação de células-tronco que se diferenciam ao longo de outra via em vez de alteração fenotípica (transdiferenciação). - Expressão de novas proteínas que antes estavam reprimidas, dando novas características ao tecido (transformações estruturais). - Ex: metaplasia epitelial em tabagistas, onde as células da traqueia e brônquios, que formam o trato respiratório, de característica pseudoestratificado cilíndrico ciliado, substituída (pela agressão da fumaça) por pavimentoso, que é mais resistente às condições causadas pelo cigarro. Se a agressão persistir a fazer alterações celulares, corre-se o risco de uma formação metaplásica maligna no epitélio em questão. Ana Clara Bocato - Medicina T XV Processos degenerativos LESÕES REVERSÍVEIS - Processos degenerativos são aqueles em que há diminuição da função celular causando acúmulos de substâncias no meio intracelular devido à desregulação do metabolismo. - Os processos são reversíveis, porém, causam grave dano celular, isso porque ocorre modificações da morfologia das células, com diminuição das funções e alterações bioquímicas que resultam no acúmulo de substâncias no interior das células. DEGENERAÇÃO HIDRÓPICA - Se dá pelo acúmulo de água e eletrólitos, acarretando edema celular, logo essa degeneração consiste em transtorno de equilíbrio hidroelétrico. - A agressão altera a produção ou consumo de ATP, interferindo na integridade da membrana e modificando a atividade da bomba de Na/K. - As causas podem ser: - Hipóxia: comprometimento de energia causa déficit na bomba de Na/K, provocando desregulação hidroelétrica (hiperconcentração de Na intracelular), que leva à passagem de água para o meio intracelular por osmose, tornando-a túrgida, podendo romper. - Hipertermia: rouba energia (ATPs) do organismo a ponto de fazer as bombas de Na/K pararem de funcionar. - Lesão por radicais livres. - Medicamentos inibidores de bombas provocam o desequilíbrio iônico. - No órgão afetado, causa aumento do peso do órgão, palidez e aumento do turgor celular, com formação de vacúolos claros no citoplasma. - Na lâmina observa-se heterocromia sem deslocamento do núcleo para a periferia (vesícula de água). DEGENERAÇÃO GORDUROSA/ESTEATOSE - É a deposição de gorduras no citoplasma de células que normalmente não as armazenam, decorrente de um metabolismo deficitário das gorduras, por um agente que interfere no metabolismo dos ácidos graxos da célula, aumentando sua síntese ou dificultando sua utilização, transporte ou excreção. - Causada por agentes tóxicos, hipóxia, alterações na dieta. - A esteatose é a conversão de excessos de calorias em gordura por células hepáticas, muito relacionado a má alimentação (ingestão excessiva de gorduras, deficiência na síntese de apoproteínas por desnutrição), distúrbios no transporte de lipoproteínas por alterações no citoesqueleto e uso excessivo de álcool. Paciente geralmente desnutrido, pobre em proteínas. - Alcoolismo: indivíduo tende a não se alimentar pois produz energia a partir do álcool; processo degenerativo evolui facilmente para cirrose. - Metabolismo do álcool: molécula precisa de transformar em uma que seja possível participar do Ciclo de Krebs (desidrogenação → hidrogênios liberados ficam presos no NAD → formação de acetaldeídos → liberação de mais dois hidrogênios → formação de acetatos que entram no CK ou não, pois não necessitam de mais substrato energético → excesso de acetato é convertido em ácido graxo). - O lipídeo fica preso no hepatócito e desloca o núcleo para a periferia porque não se mistura com a água. Acontece, então, compressão capilar (hidrópica) com volume de sangue aumentado, mas com dificuldade de fluir pelo órgão, Ana Clara Bocato - Medicina T XV dificultando a entrega de oxigênio e nutrientes, aumentando o risco de fibrose). - A lesão é comum no fígado, epitélio tubular renal e miocárdio, mas pode ser observada também nos músculos esqueléticos e no pâncreas. - Nas lâminas, pode-se ver vacúolos de gordura dentro das células, aparecendo como bolas incolores. LIPIDOSES - Acúmulointracelular de lipídeos que não triglicerídeos. - Macrófagos fagocitam essa gordura, mas não conseguem digeri-lo pois esse faz parte da composição de membranas, nãos sendo reconhecidos como antígenos, acumulando-se. Essa fagocitose pode ocorrer em vários tecidos diferentes, mas cada um reage de uma forma. - Quando ocorre a fagocitose, o macrófago libera interleucinas que se comunicam em resposta inflamatória, podendo causar efeitos nocivos secundários a lipidose. - Macrófagos xantomizados: perdem a capacidade de exercer sua função. - Formação de placas de gordura: macrófagos carregados de colesterol (LDL tem maior probabilidade de ser acumulado pois é o lipídeo mais circulante em relação ao HDL) aglomerados e depositados em uma área. - Achados clínicos: xantomas na pele, aterosclerose nas artérias e inflamações crônicas. DEGENERAÇÃO HIALINA - Acúmulo de proteínas amorfas (material acidófilo) com precipitação de imunoglobulinas, no citoplasma das células. - Consiste na condensação de filamentos e proteínas que formam crepúsculos, acumulando material de origem virótica e corpos apoptóticos. - O acúmulo de material hialino pode ocorrer por acúmulo de radicais livres (alcoolismo, com produção de radicais livres que interagem com as proteínas do citoesqueleto). - Pode ocorrer síndrome da angústia respiratória em crianças e adultos (pulmão – acúmulo de substância hialina nas membranas alveolares dos pneumócitos II), hialinização das Ilhotas de Langherans no diabetes (pâncreas) e hipertensão arterial, glomerulonefrites, lúpus eritematosos (paredes de vasos). - Outro exemplo de deposição proteica ocorre no Alzheimer, com acúmulo no SNC de proteínas da membrana celular depois que ocorre morte celular (resíduo). - Pode ser uma alteração nas células ou no espaço extracelular, que apresenta aparência homogênea, vítrea e rósea na coloração hematoxilina-eosina. Ana Clara Bocato - Medicina T XV GLICOGENOSE - Ocorre infiltração glicogênica no mecanismo de hiperglicemia. - Pode ocorrer devido a um excesso de glicose sanguínea ou a um metabolismo insuficiente (diabetes ou obesidade), doenças genéticas, deficiência de enzimas envolvidas na sua degradação. - Diminuição da insulina → aumento da glicemia → glicosúria → reabsorção tubular de glicose → aporte excessivo de glicose na célula → acúmulo de glicogênio. - A glicose não metabolizada é armazenada na forma de glicogênio. Estudo dirigido 1. Descreva a fisiopatogenia da degeneração hidrópica. 2. Cite 5 patologias as quais podem desencadear alterações celulares do tipo degeneração hidrópica. 3. Explique o que significa a degeneração hialina de Mallory, vista em lâminas histopatológicas de fígado. 4. Explique o que é hipertrofia e descreva o mecanismo da hipertrofia compensatória. 5. Defina metaplasia e cite um tipo de metaplasia. 6. Defina atrofia e cite situações patológicas nas quais podemos observá-la. 7. Explique o mecanismo bioquímico desencadeador da esteatose no alcoolismo seguido de desnutrição proteica. 8. Defina lipidose e descreva o que se observa nas lâminas histopatológicas de tecidos com esta alteração. 9. Diferencia agressões diretas de agressões indiretas em patologia. 10. Defina hiperplasia e cite efeitos maléficos causados por esse tipo de alteração. Morte celular DEFINIÇÃO - Perda das atividades integradas da célula, com consequente incapacidade de manutenção de seus mecanismos de homeostasia. - A morte celular pode ser causada por hipóxia, agentes físicos (trauma, radiação), álcool, drogas, poluentes ambientais, vírus, bactérias, fungos, mutações, reações imunes, defeitos genéticos, desequilíbrios nutricionais. - Tipos de morte celular: Necrose: é sempre patológico (geralmente causado por traumatismo ou doença), é um tipo passivo de morte celular, ocorrendo extravasamento celular. Ana Clara Bocato - Medicina T XV Apoptose: causa dano ao DNA, é um processo fisiológico normal ou patológico, há participação ativa da célula, programada geneticamente. - Vulnerabilidade da células: produção de ATP, manutenção da integridade da membrana celular, síntese de proteínas e enzimas, manutenção. LESÃO POR HIPÓXIA - A hipóxia se dá por diversas causas que promovem uma baixa saturação de oxigênio no sangue do indivíduo. - Na hipóxia, há presença de substratos para a glicólise, síntese reduzida de ATP na via glicolítica, síntese de lactato e agravo da acidose. - É importante lembrar a PO2 mínima normal descrita pela literatura é de 90%, mas na prática, uma saturação de 93-95% já deve causar estranheza. - Causadores desse processo: Esteatose circulatória: obstrução por ateroma (inflamação com obstrução, mecanismo plaquetário), ruptura, vasoconstrição e insuficiência cardíaca. Hematológico: anemias carenciais, anemias devido à hemoglobinas anormais e anemias genéticas. Respiratória: pulmão é o órgão responsável pela captação de O2 e pela hematose, assim, qualquer anormalidade pode causar hipóxia, como enfisema e tumores. Aumento da afinidade de oxigênio pela hemoglobina: esse aumento de afinidade também faz com que seja mais difícil o desprendimento do oxigênio, ou seja, que deposite O2 nos tecidos que necessitem, não seguindo a velocidade do fluxo. Influenciados pela temperatura, pressão, pH etc. - Importante lembrar que em muitos casos de intubação, é muito comum se associar um diurético junto, uma vez que o excesso de oxigênio circulante pode se ligar a hidrogênios livres gerados pela patologia e provocar aumento da pressão sanguínea, e consequentemente, a geração de edemas. QUADRO DE ISQUEMIA - Em situação normal, onde há oferta de oxigênio adequada, as reações enzimáticas do Ciclo de Krebs transformam e realizam a desidrogenação do piruvato, que após uma série de processos, é capaz de produzir 8 NADH, 2 FADH e 2 ATP, substratos necessários para a realização da fosforilação oxidativa. - Quando não há oxigênio para realizar a oxidação das moléculas de NADH e FADH dentro da matriz mitocondrial, ocorre um aumento da acidez por conta dos H+ livres que deveriam ter sido captados pelo O2. - Com o aumento da acidez, ocorre uma desnaturação progressiva das enzimas capazes de realizar a fosforilação oxidativa e o Ciclo de Krebs, iniciando o processo de sofrimento celular. - Com a dificuldade da célula para realização dos processos mais rentáveis em termos energéticos, a célula insiste na tentativa de produção de ATP para manter uma sobrevida. - Ocorre intensificação da glicólise (processo pouco rentável – apenas 2 ATP gerados) que já vinha ocorrendo em baixa escala no citoplasma celular. - Um dos produtos da glicólise é o ácido pirúvico, que se não for utilizado, recebe a doação de hidrogênios dos aceptores intermediários (NAD e FAD), se transformando e lactato, um componente extremamente ácido, que inicia uma série de cadeias destrutivas para a célula. - A faixa de variação aceitável de pH é extremamente estreita, variando fisiologicamente de 7,38 a 7,42. Em uma condição de acidose, onde o pH se encontra menor que 7,38, a célula começa a sofrer processos de degeneração importantes. - As enzimas do citoplasma perdem seu funcionamento ótimo e deixam de ser efetivas, prejudicando inclusive o processo de glicólise, único processo de geração de ATP vigente na célula no momento. - Sem a adequação na produção e ATP, a bomba de sódio e potássio para de funcionar, e as moléculas de sódio que deveriam sair da célula ficam presas. Esse sódio intracelulargera importante efeito osmótico, fazendo com que grande quantidade de água entre na célula e aumente a pressão sobre as membranas celulares e organelas. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Além disso, a não presença de ATP faz com que ocorra grande influxo de cálcio, que é um importante cofator para o aumento de enzimas (fosfolipase, proteases, endonucleases) que orquestram uma verdadeira destruição dentro da célula, responsável pela perda irreparável de microvilosidades, formação de bolhas, tumefações do retículo endoplasmático e também a destruição da membrana lipídica (degeneração hidrópica). - Pode-se adicionar no processo de menor síntese de ATP, a liberação intracelular e ativação das enzimas lisossômicas, causando um processo de diminuição da basofilia e digestão de proteínas, e um desprendimento dos ribossomos do retículo endoplasmático, causando falha na síntese proteica, logo, acúmulo nas organelas. AVERIGUAÇÃO DA MORTE CELULAE E CONSEQUÊNCIAS - Pode-se averiguar uma situação de hipóxia e morte celular: - Quando a célula começa a desintegrar várias enzimas que só existem dentro do citoplasma ou do núcleo, aparecendo na circulação. - A dosagem de lactato é muito importante para saber se está ocorrendo uma situação e acidose celular, uma vez que esse produto só é gerado em processos de baixa rentabilidade e em situações de hipóxia celular. - Para fagocitar os restos de célula presentes na circulação, uma série leucocitária é encaminhada, prejudicando ainda mais a falta de oxigenação dos tecidos. Eles têm uma grande quantidade de espécies reativas de oxigênio, que são átomos instáveis que se ligam às poucas moléculas disponíveis de oxigênio na circulação. - Dentre as consequências da morte celular, pode-se citar a eosinofilia (desnaturação proteica e forte afinidade pela eosina, tornando-se acidófila), no citoplasma aparecem vacúolos pelo desequilíbrio hidroelétrico (digestão enzimática) e calcificação nos locais de necrose, que atraem sais de cálcio). ATITUDES MÉDICAS - Normalmente em quadros de isquemia, é recomendado adotar uma estratégia de reperfusão sanguínea para que aumente o fluxo e se oxigene os tecidos. - Costuma estar associada uma droga que bloqueia a sinalização inflamatória. Mesmo que os vestígios celulares danificados precisem ser fagocitados, o excesso de espécies reativas de oxigênio não compensa. - É muito que pacientes infartados apresentem quadros de infecção, que ocorrem depois da reperfusão por uma alta de leucócitos para combater os restos de células destruídas na circulação, fazendo com que se tenha prejuízo da série imunológica, e assim, tornam-se mais susceptíveis às infecções oportunistas. Necrose DEFINIÇÃO - É a morte de parte de um organismo vivo associado com a perda da integridade celular devido ao rompimento das membranas, do núcleo e das organelas, tendo por consequência o extravasamento celular que desencadeia processo inflamatório intenso. - Ocorre por ação enzimática destrutiva que age na célula após um estímulo nocivo frente ao qual a célula não consegue se adaptar. - As enzimas que realizam esse processo têm como objetivo eliminar a célula morta através de leucócitos (heterólise) e lisossomos da própria célula lesada (autólise). - O extravasamento de conteúdos celulares para o ambiente tecidual dispara múltiplos sistemas de detecção de padrão molecular associado ao perigo (DAMP). - Embora não exista qualquer ponto de corte bem estabelecido no qual as adaptações celulares e lesão celular se torne irreversível, os mecanismos moleculares envolvidos na lesão celular e as alterações celulares histologicamente detectáveis associadas estão bem definidas. São elas: 1. Respiração aeróbia, fosforilação oxidativa e produção de ATP → causa inicialmente a degeneração hidrópica pela falha na bomba de sódio e potássio. 2. Síntese proteica → lesão celular relacionada à esteatose. Ana Clara Bocato - Medicina T XV 3. Manutenção da integridade da membrana celular → diretamente relacionada à necrose. 4. Manutenção da integridade do genoma → incluindo a replicação e o reparo do DNA - Todos os agentes prejudiciais atuam interrompendo uma das quatro vias celulares, e qualquer falha em uma delas irá levar, em última análise, à falha das outras. - O processo de necrose sempre é patológico e por ação imunológica, diferente da apoptose, além disso, a necrose sempre gera um processo inflamatório. - A autólise é a digestão de um tecido morto por suas próprias enzimas. O termo vale tanto para um tecido necrótico num organismo vivo como para a decomposição do organismo após a morte. A heterólise é a digestão das células necróticas por enzimas derivadas dos leucócitos e a desnaturação proteica. - A necrose é o evento da parada de funcionamento da célula como máquina organizada. A necrofanerose é o aparecimento das características morfológicas da necrose no tecido. - O tempo para que ocorra varia com o tipo de tecido, temperatura, circunstâncias metabólicas e o método de observação empregado. - Com o microscópio óptico, o tempo para a necrofanerose é tipicamente de 6h e com o microscópio eletrônico as alterações irreversíveis são vistas já após minutos a necrose. NECROSE x APOPTOSE - Apoptose tem gatilhos específicos para iniciar a lesão celular, mediada por receptores, porém ambas podem acontecer ao mesmo tempo. - Piroptose depende da ativação da caspase1, resultando em edema celular, lise e estimulação de reação inflamatória (característico de necrose e apoptose). - Necroptose depende da ativação de receptor por citocinas e outras características que remetem à necrose. MECANISMO MOLECULAR - Obstrução do fluxo sanguíneo acarretando isquemia e lesão dos componentes da mitocôndria (cadeia de transporte dos elétrons e diminuição de ATP), alterando as vias de bomba de Na, glicólise e bomba de Ca. LESÃO REVERSÍVEL Bomba de Na: aumento de Na e Ca intracelular e K extracelular, com consequente entrada de água, causando edema celular agudo. Resultado: dilatação do retículo endoplasmático, separação dos ribossomos e diminuição da síntese proteica. LESÕES IRREVERSÍVEIS Bomba de Ca: aumenta de Ca intracelular, levando a três possíveis situações: Ativação da calpaína – relacionada com a destruição das membranas dos lisossomos e liberação de catepsinas, lesando a célula, resultando em lise celular. Ativação de fosfolipase A2 – perda de fosfolipídeos e danos às organelas (instabilidade de membranas), liberando enzimas lisossomais que digerem a célula e causam lise celular. Transição de permeabilidade mitocondrial – Ca faz com que membrana da mitocôndria tenha vários poros que causam despolarização, desacoplamento de elétrons e falha na produção de ATP, resultando em edema e lise mitocondrial e celular. Glicólise: aumento de glicólise causa diminuição de glicogênio e aumento de lactato, com isso, há diminuição do pH e lesão de reperfusão com produção de espécies reativas de oxigênio por membranas danificadas. - Lesão de reperfusão: ocorre em células que são relativamente resistentes a lesão isquêmica, e sofrem lesão adicional e necrose após o reinício da perfusão. - O ATP residual (produzido na glicólise), permite que as mitocôndrias danificadas mantenham a polarização e retornem o seu funcionamento com o reinício da perfusão. - O baixo pH intracelular resultante estabiliza as mitocôndrias e retarda o processo de transição de permeabilidade mitocondrial. - Durante a reperfusão, tais mitocôndriascontinuam a acumular Ca e liberam quantidades significantes de espécies reativas de oxigênio no citoplasma. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Mitocôndrias normais liberam pequenas quantidades de oxigênio molecular na forma de radicais livres superóxidos (ROS) como subproduto do transporte de elétrons. - Bloqueios na cadeira respiratória (esperado em mitocôndrias danificadas) podem levar ao aumento da produção de ROS. - Ausência de equilíbrio entre os mecanismo protetores e a produção de ROS leva ao estresse oxidativo no interior da célula. ALTERAÇÕES MORFOLÓGICAS DA LESÃO IRREVERSÍVEL ALTERAÇÃO NA MEMBRANA CELULAR - Formação de bolhas na superfície celular pelo destacamento da membrana do citoesqueleto. - Ruptura de membrana celular pelo enfraquecimento diante da redução da síntese proteica e alterações nos ácidos graxos de fosfolipídeos, com isso, há liberação do material intracelular com formação de massa indistinta homogênea eosinofílica (principalmente nas necroses de caseificação), vista arroxeada na lâmina. - Junções intercelulares frouxas desaparecem pelas alterações estruturais na membrana. À esquerda, célula epitelial normal de túbulo proximal renal; à direita célula epitelial lesionada (microvilosidades ausentes e incorporadas ao citoplasma, bolhas formadas e expulsas no lúmen, mitocôndrias tumefeitas) ALTERAÇÕES NAS MITOCÔNDRIAS - Condensação da matriz mitocondrial por deficiência de O2. - Tumefação mitocondrial pela expansão da camada interna com a redução do número de cristas até o desaparecimento (sinal de irreversibilidade). Deposição de material amorfo. ALTERAÇÕES NO CITOPLASMA - Aumento da acidofilia citoplasmática pelo aumento da eosinofilia (coloração rósea na microscopia) por aumento de ácido láctico no citosol, desnaturação proteica e alterações dos ribossomos (diminuição de RNA no citosol). - Granulação citoplasmática por tumefação e posterior ruptura de organelas. - Homogeneização citoplasmática pela lise das organelas e coagulação de proteínas, formando uma massa opaca e acidófila (necroses coagulativas). ALTERAÇÕES NUCLEARES - Picnose: retração e adensamento do núcleo, que fica mais compactado (basofílico). - Cariorrexe: fragmentação do núcleo picnótico. - Cariólise: degeneração do núcleo (desaparecimento) com coloração fraca e pálida. TIPOS DE NECROSE NECROSE COAGULATIVA - Forma de necrose tecidual onde a arquitetura dos tecidos mortos é preservada por alguns dias, adquirindo uma textura firme. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Acontece porque a lesão não apenas desnatura as proteínas estruturais, como também desnatura as enzimas, inibindo a proteólise (autólise) da célula morta (células fantasmas). - O resultado é a geração de células eosinofílica e anucleadas por alguns dias, até que haja digestão por leucócitos e fagócitos. - Macroscopicamente possui aspecto amarelo pálido, sem brilho, com limites quase precisos de forma irregular (circulação dupla ou colateral) ou triangular (circulação terminal), dependendo do órgão atingido e do tipo da circulação. Rim com infarto branco. - Microscopicamente, há preservação do contorno básico da célula coagulada por pelo menos alguns dias e aumento da acidofilia intracelular. - Lesão característica de infartos em todos os órgãos sólidos, com exceção do cérebro. Pode ocorrer na maioria dos infartos (após interrupção do fluxo sanguíneo), tumores de crescimento rápido, lesões intensas por agentes físicos ou químicos, necrose caseosa, gangrena e esteatonecrose. Células de rim eosinofílica, com túbulos formados por células fantasma. → INFARTO BRANCO: possui área de necrose de coagulação (isquêmica) ocasionada por hipóxia letal local, em território com circulação terminal, causada sempre por artérias (oclusão tromboembólica compressiva). Os órgãos mais comumente lesados são os rins, baço e coração. → INFARTO VERMELHO: possui área de necrose edematosa e hemorrágica ocasionada por hipóxia letal local, em território com circulação preferencialmente do tipo dupla ou colateral (pulmão e fígado). Pode ser causada tanto por oclusão arterial como venosa. - Ex: qual o diagnóstico do órgão, diagnóstico da doença e lesão celular sofrida? Resposta: Rim, infarto renal branco e necrose coagulativa. TEMPO CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS 0 a 6h Sem alterações visíveis mesmo à microscopia óptica. 6h a 12h Área pálida pouco definida, podendo ter restos de sangue ou não (estrias hemorrágicas). 12h a 24h Área pálida delimitada por halo hiperêmico (hemorrágico, cuneiforme, com base voltada para a cápsula do órgão e vértice para o vaso ocluído). 24h a 48h Área cuneiforme ou em mapa geográfico (em órgãos com circulação dupla). 2º ao 5º dia Área de halo branco acinzentado leucocitário (infiltrado inflamatório) interno ao hiperêmico, com deposição de fibrina na serosa capsular. 5º dia em diante Início de reparo com proliferação centrípeta de fibroblastos e angiogênese para posterior cicatrização do local. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Área 1: região eosinofílica pela necrose, com observação de células fantasma. - Área 2: com o passar do tempo, a liberação de substâncias a partir da necrose, instiga a reação inflamatória, onde observamos a faixa de congestão junto com infiltrado inflamatório (coloração arroxeada). Túbulos renais com células anucleadas, indicando área fantasma. Os pontos superiores indicam os infiltrados inflamatórios. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual a lesão celular? Resposta: área tubular do rim e necrose do túbulo (identificada pela cariolise da célula). - Isquemia glomerular: glomérulos não sofrem necrose por serem predominantemente estruturas conjuntivas e, portanto, de metabolismo mais baixo. - Ex: diagnóstico? Resposta: no primeiro quadrado encontramos um quadro de isquemia tubular, mas sem ter iniciado ainda a necrose; no segundo quadrado encontramos o cilindro pigmentado (aglomerado proteico liberado pelas células no processo de necrose), muito utilizado para diagnosticar necrose tubular aguda. - Formação de cristais de oxalato de cálcio pela alteração da função do túbulo. - Ex: diagnóstico do órgão? Lesão celular? Resposta: adeno-hipófise (caracterizada pela presença de basófilos, acidófilos e cromófogos) e necrose coagulativa). Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Citoplasma eosinofílico, cariolise (núcleo apagado), cariorrexe (fragmentação de núcleo) e picnose (núcleo compactado). - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual o diagnóstico anatomopatológico? Qual a lesão celular? Resposta: baço, infarto do baço por isquemia e necrose coagulativa. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual a lesão celular? Resposta: baço e duas necroses coagulativas. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual o diagnóstico anatomopatológico? Resposta: coração (miocárdio) e infarto do miocárdio. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual o diagnóstico anatomopatológico? Qual a lesão celular? À esquerda, lâmina normal de pulmão; à direita, célula pulmonar hemorrágica. Resposta: pulmão, infarto vermelho pulmonare necrose coagulativa. NECROSE CASEOSA - Tipo de necrose coagulativa, frequentemente encontrada em focos de infecção por tuberculose, onde o termo caseoso é utilizado para designar sua aparência de queijo (ricota). - Tem como fisiologia a ação de degradação progressiva e irreversível por enzimas em tecidos lesionados. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Macroscopicamente, as áreas de caseificação apresentam-se como massas circunscritas, amarelas, secas e friáveis. - Microscopicamente, a lesão se mostra a partir de muitas células rompidas, com aparência granular amorfa constituída de proteínas e lipídeos, rósea, com aspecto granuloso e calcificação frequente. - Diferente da necrose coagulativa, a arquitetura do tecido é completamente destruída e os contornos celulares não podem ser distinguidos. - Normalmente, está dentro de uma borda de inflamação nítida, podendo ser chamado de granuloma. GRANULOMA: reação inflamatória em que os macrófagos sofrem modificações estruturais e funcionais para aumentar a eficiência da fagocitose. - São constituídos através da segunda linha de defesa do hospedeiro pelos macrófagos contendo bacilos (principalmente causadores de tuberculose). - A partir do contato com o antígeno, há liberação de IL-2 (interleucina 2) com estimulação dos linfócitos T, que liberam citocinas (IFN-gama), que então ativam os macrófagos capazes de matar os bacilos. - Com os macrófagos ativados, há liberação de citocinas (TNF-alfa) e quimiocinas que coagularão as proteínas e lipídeos formando os granulomas. - A IFM-gama ativadora transformam os macrófagos em células epitelioides, que se aglomeram e formam células gigantes multinucleadas, gerando os gigantócitos. - O principal constituinte dos granulomas é a célula epitelioide, sendo obrigatório. - Célula de Langhans: tipo celular encontrado em condições granulomatosas, formado pela fusão de célula epitelioides (macrófagos) e caracterizada pela presença de vários núcleos arranjados ao redor da periferia celular em forma de ferradura. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual a lesão celular? Resposta: pulmão, necrose caseosa. Ana Clara Bocato - Medicina T XV À direita, baço com tuberculose, à esquerda, indicação de caseum no baço. Tuberculose intestinal, onde observa-se necrose caseoso e granuloma incipiente. GANGRENA - É um tipo de necrose coagulativa, não considerado um tipo específico de morte celular. - Conceito normalmente aplicado a um membro (perna, braço etc.) que perdeu seu suprimento sanguíneo e fez um processo de necrose de coagulação, com várias camadas de tecido envolvido. - Pode ser dividida em: GANGRENA SECA: área necrótica perde água para o ambiente, ficando seca, retraída, com aspecto mumificado, de coloração negra (por alteração da hemoglobina). Não apresenta o fator de dor. - Geralmente está localizada em extremidades, como o nariz, orelha e membros. - Macroscopicamente, apresenta linha demarcatória entre área normal e o tecido necrosado. Sua cor pode variar de amarelo esverdeado ao pardo enegrecido em decorrência da decomposição da hemoglobina. - Pode ocorrer por isquemia causada por doenças obstrutivas dos vasos periféricos, congelamento, vasoconstrição, diabetes tipo I e II, gessos e bandagens muito apertadas. Também ocorre fisiologicamente no cordão umbilical. GANGRENA ÚMIDA: tecido necrótico se contamina com bactérias saprófitas que digerem o tecido, amolecendo- o. Há bolhas pretas e pus fétido abaixo da pele diluída na área. - Ocorre preferencialmente nos pulmões, intestino, glândula mamária e pele. - Tem causa a isquemia e liquefação. - Pode se espelhar muito mais rápido que a gangrena seca e pode levar a complicações potencialmente fatais. GANGRENA GASOSA: ocorre quando há contaminação pelas bactérias pertencentes ao gênero Clostridium. Pode haver produção de gases. - Também conhecida como gangrena enfisematosa, gangrena crepitante ou gangrena bolhosa. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Há ação de bactérias anaeróbicas gasógenas sobre o tecido necrosado, com produção de gás (H2, CO2, NH3, SH2), ácido acético e ácido butírico (odor característico de manteiga rançosa). ESTEATONECROSE - É um tipo de necrose coagulativa do tecido adiposo, caracterizada por áreas focais de destruição gordurosa, causada principalmente pela liberação de lipases pancreáticas no peritônio e cavidade abdominal após lesões traumáticas, isquêmicas ou químicas. - É bastante observada na pancreatite aguda, em que a ação de lipases libera ácidos graxos dos triglicérides, que reagem com íons Ca+2 dos líquidos intersticiais, formando sabões insolúveis de cálcio, que têm aspecto semelhante a cera de vela (reação de saponificação). - Ocorre no tecido peripancreático, tecido gorduroso da glândula mamária ou qualquer região que houver tecido gorduroso em grande quantidade sujeito a trauma intenso. - Macroscopicamente, a necrose pancreática exibe alguns “triângulos” onde se alojam as cera de vela. Necrose gordurosa no pâncreas. Necrose gordurosa em mesentério. - Ao exame histológico, os foco de necrose exibem contornos sombreados de adipócitos necróticos com depósito de cálcio basofílico circundados por reações inflamatórias. NECROSE LIQUEFATIVA - Causada pela interrupção vascular, normalmente observada em infecções bacterianas focais ou fúngicas ou por ação de proteases de leucócitos. Exemplo: espinhas (acne). - Acontece pela presença de microorganismos, que leva a um acúmulo de células inflamatórias. Com isso, as enzimas hidrolíticas dos leucócitos digerem e liquefazem as células mortas, excretando líquido amarelado e viscoso (pus). - O líquido purulento se forma em virtude da desintegração e necrose do tecido original, microorganismos e leucócitos. - Zona de necrose adquire consistência mole, semifluida ou mesmo liquefeita. - SNC: núcleo compactado e citoplasma eosinofílico são os sinais de necrose. Micróglia é a célula responsável por defender o tecido, atuando quando tem algum estímulo, como por exemplo a presença de tecido necrótico, transformando-se em Ana Clara Bocato - Medicina T XV macrófago, fagocita células mortas, virando a célula granulo- adiposa (tecido rico em lípide) de núcleo excêntrico e citoplasma espumoso. - Ocorre em tecidos ricos em lipídeos e pobres em albuminas coaguláveis (SNC, suprarrenal e mucosa gástrica) e em abcessos (acúmulo localizado de pus num tecido, formando uma cavidade delimitada por uma membrana de tecido inflamatório). - As células necróticas são removidas rapidamente por fagocitose em toda a área. - Não se observa células fantasma, isso porque a célula morta é removida muito rapidamente. - Característica observada: proliferação de células endoteliais para tentar gerar uma neovascularização em resposta ao processo de isquemia. - Circulação sistêmica: não costuma haver parada completa, e sim uma redução acentuada da circulação, que não impede a chegada de células sanguíneas ao local da lesão. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual o diagnóstico anatomopatológico? Qual a lesão celular? Resposta:cérebro, infarto cerebral, necrose liquefativa. Resposta: área de infarto vermelho, causando necrose liquefativa com hemorragia. Ana Clara Bocato - Medicina T XV Resposta: célula granulo-adipócito permeando a área com hemorragia; coloração amarronzada por conta da produção de hemossiderina pela fagocitose das hemácias. - Ex: qual o diagnóstico do órgão? Qual o diagnóstico anatomopatológico? Qual a artéria lesada? Resposta: cérebro, infarto cerebral, necrose liquefativa pelo obliteração da artéria cerebral média. Estudo dirigido 1. Cite duas principais diferenças entre necrose liquefativa e necrose coagulativa. 2. Sabe-se que existam 4 vias celulares que podem ser interrompidas por agentes prejudiciais, gerando uma lesão celular irreversível. Cite-os. 3. O que é transição de permeabilidade mitocondrial? Qual a sua relação com o processo de necrose? 4. Caça-palavras: a) A digestão de um tecido morto por suas próprias enzimas é chamada de b) O evento da parada de funcionamento da célula como máquina organizada é denominada de c) O aparecimento das características morfológicas da necrose no tecido caracteriza a chamada d) O aumento do x intracelular ativas as x que atuam na destruição das membranas lisossomais, levando à liberação de x, uma família de proteases, de degradação normalmente ativas no interior do ambiente ácido do lisossomo, um evento potencialmente terminal na necrose que leva à lise celular. Ana Clara Bocato - Medicina T XV e) O extravasamento de conteúdos celulares para o ambiente tecidual dispara múltiplos sistemas de detecção de x, iniciando uma reação x com o intuito de eliminar as células mortas e iniciar o processo de reparo subsequente. f) O infarto x gera uma área de necrose do tipo x, sendo ocasionado por hipóxia letal local, em território com circulação terminal. g) O acúmulo localizado de pus num tecido, formando uma cavidade delimitada por uma membrana de tecido inflamatório é denominada de h) Quando o tecido necrótico se contamina com bactérias saprófitas, que diferem o tecido, amolecendo-o, pode-se dizer que clinicamente o paciente tem uma gangrena i) O aspecto de cera de vela observado macroscopicamente no pâncreas é consequência de uma j) A coloração nuclear pálida e fraca define a x. Por outro lado, a retração e adensamento do núcleo, com perda da individualidade dos grânulos de cromatina é chamada de k) A necrose gera um aumento da x citoplasmática. 5. Paciente idoso do sexo masculino chega ao hospital com fortes dores no peito e braço esquerdo, sudorese excessiva, falta de ar, confusão mental e agitação. Recebe atendimento, mas vai a óbito em menos de 2h. Na autópsia, a análise microscópica observada corresponde à foto abaixo. Diante dessas informações, responda: a) Qual a provável causa da morte do paciente? b) O que a seta preta está indicando? c) Descreva os achados microscópicos possivelmente encontrados na área apontada pela seta preta. 6. Homem de 50 anos, tabagista, realizou exames de imagem por tosse, com aumento de intensidade nos últimos 3 meses. Apresentava emagrecimento intenso, febre ao entardecer em alguns dias e sudorese noturna que o fazia acordar. A radiografia demonstrou opacidade infraclavicular e hilar direita (setas). Diante dessas informações, responda: Ana Clara Bocato - Medicina T XV a) Qual o diagnóstico provável? b) Caso fosse realizada uma biópsia dos locais apontados pelas setas, indique os possíveis achados microscópicos e explique o mecanismo envolvido com o desenvolvimento dos achados microscópicos descritos acima. Apoptose DEFINIÇÃO - É uma via de morte celular induzida por um programa de suicídio estritamente regulado, no qual as células destinadas a morrer ativam enzimas que degradam seu próprio DNA e proteínas nucleares e citoplasmáticas. - Morte celular não seguida de autólise (digestão do tecido morto por suas próprias enzimas), estimulada e programada por genes. - A membrana plasmática da célula apoptótica permanece intacta, mas é alterada de tal maneira que a célula e seus fragmentos se tornam alvos atraentes para os fagócitos. - Rapidamente as células mortas e seus fragmentos são removidos antes que seus conteúdos extravasem, por isso, a morte celular por essa via não induz reação inflamatória no hospedeiro. - Há presença de bolhas na membrana por destruição das proteínas de ancoragem do citoesqueleto (como ocorre na necrose), cariorrexe (condensação do núcleo) e formação de corpos apoptóticos por fragmentação, posteriormente fagocitados sem que haja um processo inflamatório. - IMPORTÂNICIA: remodelação de órgãos na embriogênese e na vida pós-natal, controle da proliferação e da diferenciação celular, controle do ciclo celular (falha no G1, por exemplo, controlado pelo gene P53). - Pode ocorrer por processos fisiológicos normais, como substituição de células afim de manter a integridade do tecido, embriogênese, falta de fatores de crescimento, ligação com linfócitos T com indução da morte por mecanismos de defesa contra antígenos; ou então por processos patológicos. CAUSAS PROCESSOS FISIOLÓGICOS: - Organogênese, na remodelação de órgãos (separação dos dedos). - Atrofia dos órgãos. - Involução de tecidos hormônio-dependentes sob privação (útero que descama e involui no ciclo menstrual). - Eliminação de células após dano, para manter o equilíbrio no número de células. - Mecanismo de defesa pelos leucócitos. - Eliminação em casos de mutação e divisões erradas (P53 para evitar tumores). PROCESSOS PATOLÓGICOS: ocorre sempre que há lesão ou dano celular. - Lesão ao DNA por radiação (estresse genotóxico), drogas citotóxicas anticâncer, radicais livres, vírus ou bactérias, erros de replicação etc. - Infecções. O que irá distinguir se, perante um estresse, a célula irá sofrer necrose ou apoptose é o fato de que apoptose é algo já programado geneticamente, ou seja, os estímulos patológicos são certamente de longo prazo. ALTERAÇÕES MORFOLÓGICAS - Retração e condensação da cromatina nuclear. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Fragmentação do núcleo (cariorrexe) e da célula em si por enzimas apoptóticas. - Formação de projeções da membrana plasmática para formar os corpos apoptóticos. - Remoção das células apoptóticas por fagocitose pelos leucócitos (sem inflamação). - Microscopicamente, observa-se uma massa arredondada ou ovalada, fragmentos nucleares basófilos, intenso citoplasma eosinofílico e cromatina em grupos na periferia do núcleo. MECANISMOS DA APOPTOSE INIBIDORES DA APOPTOSE INDUTORES DA APOPTOSE Genes BCL-2 e BCL-x Glicocorticoides Interleucinas Citocinas Fatores de crescimento Óxido nítrico Testosterona, estradiol, progesterona etc. Genes Bax, Bad e Bak. VIA INTRÍNSECA OU MITOCONDRIAL - Principal via de apoptose intracelular, onde ocorre o aumento da permeabilidade da membrana da mitocôndria, e isso irá aumentar a entrada de íons cálcio. - As mitocôndrias são organelas notáveis por e=conterem proteínas como o citocromo C, essenciais para a vida. Mas algumas dessas proteínas, quando liberadas, iniciam o programa de suicídio da apoptose. - A liberaçãodessas proteínas é controlada por equilíbrio finamente orquestrado entre membros prós e anti-apoptóticos da família BCL de proteínas. - Fatores de crescimento e outros sinais de sobrevivência/supervivência estimulam a produção de proteínas anti-apoptóticas. - Residem normalmente no citoplasma e nas membranas mitocondriais, onde controlam a permeabilidade mitocondrial, que impede o extravasamento de proteínas mitocondriais que possuem capacidade de disparar a morte celular. - Quando as células são privadas de sinais de supervivência ou seu DNA é lesado, ou ainda quando proteínas anormalmente dobradas induzem ao estresse do retículo endoplasmático, os sensores de lesão ou estresse são ativados. - Esses sensores também são membros da família BCL e incluem as proteínas Bim, Bid e Bad, que contêm um único “domínio de homologia BCL-2” e são chamadas de proteínas BH3. - As proteínas BH3, por sua vez, ativam dois efetores críticos (pró-apoptose), Bax e Bak, que formam alogômeros que se inserem na membrana mitocondrial e criam canais permitindo que as proteínas intermembrana extravasem para o citoplasma. - O resultado da ativação da Bax e Bak, em conjunto com a perda das funções protetoras dos membros anti-apoptóticos da família BCL, é a liberação para o citoplasma de várias proteínas mitocondriais que podem ativar a cascata de caspases, e uma delas é o citocromo C. - Uma vez liberada no citosol, o citocromo C liga-se a uma proteínas Apaf-1, que forma um hexâmero semelhante a uma roda, chamada de apoptossomo, capaz de se ligar à caspase-9. - Essa ligação com a caspase-9 é um desencadeante crítico da via mitocondrial, e enzimas clivam moléculas adjacentes à caspase-9 e iniciam o processo de autoamplificação. - Outras proteínas entram no citoplasma, onde se ligam e neutralizam as proteínas citoplasmáticas que funcionam como inibidores fisiológicos da apoptose (IAPs). - As IAPs têm como função normal bloquear a ativação das caspases, incluindo executoras, como a caspase- 3, e manter as células vivas. - Portanto, a neutralização das IAPs permite o início da cascata de caspases. VIA EXTRÍNSECA OU INICIADA POR RECEPTOR - Iniciada pelo envolvimento dos receptores de morte da membrana plasmática em uma variedade de células. - Receptores de morte são membros da família do receptor TNF, que contêm um domínio citoplasmático envolvido nas interações proteína-proteína, chamado de domínio de morte, pois ele é essencial para a entrega de sinais apoptóticos. - São também conhecidos como TNFR-1 ou Fas. - O ligante para Fas é p Fas-L, expressado nas células T, que reconhecem antígenos próprios e alguns linfócitos T citotóxicos. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Quando o Fas-L se liga ao Fas, três ou mais moléculas de Fas se reúnem e seus domínios de morte citoplasmáticos formam um sítio de ligação para uma proteína adaptadora. - Essa proteína também contém um domínio de morte, denominada FADD. - A FADD, que é aderida aos receptores de morte, se ligam a uma forma inativa de caspase-8 ao invés de um domínio de morte. - Múltiplas moléculas de pró-caspase-8 são trazidas para a proximidade e se clivam entre si para gerar a caspase-8. - A enzima, então, inicia a cascata de ativação da caspase, ativando outras pró-caspase, mediando a fase de execução da apoptose. - Essa via de apoptose pode ser iniciada por uma proteína chamada FLIP, que se liga à pró-caspase-8, mas não pode clivar e ativar a caspase, pois é desprovida de domínio de protease. - Alguns vírus e células normais produzem FLIP e usam este inibidor para se protegerem da apoptose. FASE DE EXECUÇÃO - As duas vias de iniciação convergem para uma cascata de ativação de caspases que modulam a fase final da apoptose. - Depois que uma caspase desencadeante é clivada para gerar sua forma ativa, o programa enzimático de morte é posto em movimento por ativação rápida e sequencial das caspases executoras. - As caspases executoras atuam em muitos componentes celulares, degradando também os componentes estruturais da matriz nuclear, promovendo a fragmentação do núcleo. - Algumas etapas desse processo não estão bem definidas. REMOÇÃO DAS CÉLULAS MORTAS - A formação de corpos apoptóticos quebra as células em pequenos fragmentos que são degradados pelos fagócitos. - As células apoptóticas e seus fragmentos sofrem várias alterações em suas membranas que promovem ativamente sua fagocitose de tal modo, que são removidos antes de sofrer necrose e liberar seus conteúdos. - Em células saudáveis, a fosfatidilserina está presente no folheto interno da membrana plasmática, mas nas células apoptóticas este fosfolipídeo move-se para fora e é expresso na camada externa da membrana, onde é reconhecido por vários receptores dos macrófagos. - As células que estão morrendo por apoptose, secretam fatores solúveis que recrutam fagócitos. Ana Clara Bocato - Medicina T XV - Alguns corpos apoptóticos expressam a trombospondia, (glicoproteína adesiva que é reconhecida pelos fagócitos), também podem der revestidos por anticorpos naturais e proteínas do sistema complemento, que são reconhecidos pelos fagócitos. - Os próprios macrófagos podem produzir proteínas que se ligam às células apoptóticas e direcionam, assim, as células mortas para o engolfamento. - Esses processos de fagocitose das células apoptóticas é tão eficiente que as células mortas desaparecem dentro de minutos, sem deixar traços, e a inflamação é ausente mesma em face da extensa apoptose. PATOLOGIAS APOPTOSE EXCESSIVA - Alzheimer ou doenças neurodegenerativas: altos níveis de P53 (gene supressor de tumor), levando a morte neuronal precoce.] - AIDS: indução de apoptose em células sadias do sistema imune, pois as células invadidas por vírus deixam de fabricar suas proteínas para fabricar a dos invasores. - Lesões isquêmicas e doenças do fígado (hepatites). APOPTOSE INSUFICIENTE - Cânceres, doenças autoimunes e infecções virais. Estudo dirigido 1. Conceituar a apoptose, enumerando suas características. 2. Quais as condições fisiológicas da apoptose? 3. Quais as condições patológicas da apoptose? 4. Quais são as vias da apoptose? 5. Analisar os papeis da família BCL-2, das caspases e do citocromo C na apoptose, considerando os eventos patogenéticos envolvidos nesse processo. 6. Descreva o papel das proteínas pró-apoptóticas e das caspases na apoptose. 7. Qual o papel dos fatores de sobrevivência? Quais são? 8. Qual o papel da IAP na apoptose? 9. Relacione a proteína SMAC/DIABLO e IAP na apoptose. 10. Como funciona a apoptose na via mitocondrial? 11. Como funciona a apoptose na via extrínseca? 12. Qual o papel da P53 como guardião do genoma? 13. Estabeleça as diferenças celulares, morfológicas e mecanismos entre a necrose e apoptose.
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