Necrose e Apoptose

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Maria Ana Clara Durval
Fits P32021.1
NECROSE E APOPTOSE
O reconhecimento de estímulos tanto endógenos por estresse metabólico quanto de estímulos exógenos por efeitos físicos, químicos ou biológicos envolvem a interação de ligantes/agonistas (estímulo) e seus receptores que comandam o processo metabólico de adaptação. 
· Os Receptores Celulares podem estar na membrana, no citoplasma ou no núcleo;
Os Receptores de Membrana interagem com o ligante no domínio extracitoplasmático e induzem a alteração conformacional no domínio intracitoplasmático, iniciando o processo de recrutar moléculas necessárias para que o sinal seja transmitido para o interior da célula. 
Os receptores da membrana são organizados da seguinte forma: 
· Receptores de várias voltas na membrana acoplados a proteína G trimérica (GPCR);
· Receptores com ação catalítica (proteína cinase/glunilato ciclase);
· Receptores que utilizam proteínas cinases do citosol;
· Receptores que ativam proteases intermembranosas;
· Receptores de canais iônicos;
Independente da natureza do receptor, após a ligação do agonista o sinal é traduzido e gera mensageiros que ativam o mecanismo de resposta. 
· Alguns mensageiros (AMPc, GMPc e Ca++, gerados por GPCR) ativam cinases (PKA, PKG, PK-cálcio-calmodulina dependentes) ou fosfatases, que induzem os mecanismos de resposta ou ativam fatores de transcrição;
· Proteínas G monoméricas (família RAS), ligadas ao GDP, que existem inativas no citosol ou presas à face interna da membrana;
· Proteínas G da família RAS (conhecidas também como pequenas GTPases) são abundantes nas células e servem como interruptores para ativar ou desativar proteínas envolvidas em diversos processos celulares;
Nos receptores associados a proteína G trimérica (GPCR), a natureza da proteína G condiciona o mecanismo de transdução do sinal: há proteínas G ativadoras da adenilato ciclase (Gs), inibidoras da adenilato ciclase (Gi) e ativadoras da fosfolipase C gama (Gp), as quais induzem, respectivamente, a geração ou a inibição do AMPc ou a liberação de diacilglicerol e trifosfato de inositol a partir do fosfatidil inositol da membrana. Há também proteínas G que ativam a guanilato ciclase, gerando GMPc, que ativa proteínas cinases G.
A interação do agonista com um receptor transmembranoso sem atividade catalítica altera a conformação da porção intracitoplasmática, o que gera sítios de recrutamento de proteínas adaptadoras; estas ativam cinases ou fosfatases que promovem a transmissão do sinal.
Quando ativados pelos seus agonistas, os receptores que ativam proteases intramembranosas sofrem clivagem do segmento intracitoplasmático, liberando um peptídeo que é um fator de transcrição.
Os receptores que são canais iônicos são ativados por ligantes ou por ação mecânica (mecanorreceptores). Receptores para acetilcolina são canais de Ca++ que, após interação com o ligante, são abertos e deixam passar o eletrólito.
Os receptores intracelulares têm estrutura muito variável e reconhecem ligantes que: (1) atravessam a membrana citoplasmática por serem lipossolúveis (p. ex., vitaminas A e D, hormônios esteroides), por serem muito pequenos (NO, CO) ou por serem catapultados ou inoculados diretamente no citosol (toxinas bacterianas, flagelina); (2) gerados no interior da célula, como antígenos virais, moléculas alteradas por radicais livres e alguns metabólitos, como uratos e pirofosfato. Tais receptores têm estrutura muito diversa e transmitem os sinais por meio de: (a) formação de um complexo com o ligante, que é levado ao núcleo e interage com o DNA, regulando genes (p. ex., receptores nucleares que reconhecem esteroides, vitaminas A e D;
AGRESSÃO, DEFESA, ADAPTAÇÃO E LESÃO CELULAR
As agressões podem ser exógenas ou endógenas.
Os mecanismos de defesas a essas agressões são diversos. Como exemplo temos a ação de mucoas, fagocitoses, sistema complemento e reação inflamatória.NECROSE
A adaptação refere-se a capacidade de células, tecidos ou do próprio indivíduo de modificar suas funções dentro da faixa de normalidade para ajustar-se as mudanças induzidas pelo estímulo agressor. O principal exemplo são as hipertrofias. 
Lesão ou processo patológico é o conjunto de alterações morfológicas, moleculares e/ou funcionais surgidas após as agressões. 
Primeira via de morte celular, seguida de autólise. Ocorre a partir do dano à mitocôndria que leva a formação de poros de transição de permeabilidade mitocondrial na membrana externa. Esses canais permitem que o potencial protônico falhe, permitindo que a geração de ATP mitocondrial seja interrompida e a célula morra. As principais lesões que culminam em necrose são a isquemia, hipóxia e lesão tóxica.
Isquemia e Hipóxia: É o tipo mais comum de agressão, que resulta da hipóxia causada pela redução grave de fluxo sanguíneo (geralmente por obstrução de vasos). Na Hipóxia, a produção de energia por glicólise anaeróbia continua, entretanto na isquemia esse processo é interrompido uma vez que não há mais fornecimento de substrato para glicólise. Assim, na isquemia não só o suprimento de metabolismo aeróbio é comprometido, mas também a geração de energia anaeróbia é comprometida. Ou seja, a isquemia tende a causar lesão mais rápida e intensa que a hipóxia. 
O mecanismo da lesão isquêmica ocorre na sequência:
1. Pressão de O2 diminui causando perda de fosforilação oxidativa e consequentemente de ATP;
2. A depleção de ATP resulta na falha de bomba de sódio, com perda de potássio e consequentemente influxo de sódio e água e tumefação celular;
3. Perda de glicogênio e redução da síntese proteica;
· Perda de contratibilidade ocorre nesse estágio mas não significa morte celular; Ex: musc cardíaco;
4. O citoesqueleto se dispersa, levando à perda de características ultraestruturais como as microvilosidades e formação de “bolhas” na superfície celular;
5. “Figuras de mielina”, derivadas das membranas celulares em degeneração, são vistas dentro do citoplasma (em vacúolos autofágicos) ou no meio extracelular;
6. As mitocôndrias estão geralmente tumefeitas, como consequência da perda do controle do volume nessas organelas; 
7. o retículo endoplasmático permanece dilatado e a célula inteira está intensamente tumefeita, com altas concentrações de água, sódio e cloreto e uma concentração reduzida de potássio.
· Se o oxigênio for restaurado, todas essas alterações citadas são reversíveis. Se a isquemia persiste a lesão é irreversível e a necrose sobrevém;
8. Grandes densidades amorfas e floculentas crescem na matriz mitocôndria;
9. Ocorre então influxo maciço de cálcio para dentro da célula, particularmente se a zona isquêmica é reperfundida; 
10. Os componentes celulares são progressivamente degradados e há uma ampla perda das enzimas celulares para o espaço extracelular e, inversamente, entrada de macromoléculas extracelulares do espaço intersticial para dentro das células que estão morrendo. Finalmente, as células mortas são substituídas por grandes massas compostas de fosfolipídios na forma de figuras de mielina. Estas são fagocitadas por leucócitos ou degradadas posteriormente a ácidos graxos. A calcificação desses ácidos graxos residuais pode ocorrer, com formação de sabões de cálcio.
Lesão de Isquemia-Reperfusão: A restauração do fluxo sanguíneo para os tecidos isquêmicos pode promover a recuperação de células, se elas foram reversivelmente lesadas, mas também pode, paradoxalmente, exacerbar a lesão e causar morte celular. Em consequência a isso, os tecidos reperfundidos continuam perdendo mais células processo denominado lesão de isquemia-reperfusão. Os mecanismos causadores desse fenômeno são:
· Estresse oxidativo: novo dano causado por aumento de espécies reativas de O2 e N2;
· Sobrecarga de cálcio intracelular: A sobrecarga de cálcio intracelular e mitocondrial é exacerbada durante a reperfusão;
· Inflamação: Macrófagos e citocinas são liberados por sinais de alerta da lesão isquêmica;
· A ativação do sistema complemento para a lesão isquemia-reperfusão;
Lesão Tóxica (química): Principal limitação à terapia comfármacos. As vias de lesão induzida quimicamente são:
· Toxicidade direta: A combinação de substâncias químicas com componentes moleculares cítricos. Ex: envenenamento por cloreto de mercúrio, o mercúrio se liga aos grupamentos sulfidrila das proteínas da membrana celular, causando aumento da permeabilidade da membrana e inibição do transporte de íons.
· Conversão em metabólitos tóxico: A maioria das substâncias químicas não é biologicamente ativa na sua forma nativa, mas precisa ser convertida em metabólitos tóxicos reativos, que então agem sobre as moléculas-alvo. Os metabólitos tóxicos causam lesão da membrana e lesão celular principalmente pela formação de radicais livres e subsequente peroxidação lipídica.
Autólise: Os lisossomos perdem a capacidade de conter as hidrolases no seu interior e estas saem para o citosol, são ativadas pela alta concentração de Ca++ no citoplasma e iniciam a autólise.
Inflamação: Após necrose são liberadas alarminas, que são reconhecidas em receptores celulares e desencadeiam uma reação inflamatória.
Resumão: 
· Isquemia leve: Fosforilação oxidativa reduzida → geração de ATP reduzida → falência da bomba de Na → influxo de sódio e água → tumefação celular e das organelas (reversível). 
· Isquemia intensa/prolongada: tumefação intensa da mitocôndria, influxo de cálcio para dentro da mitocôndria e para dentro da celula com rompimento dos lisossomos e da membrana plasmática. Morte por necrose e apoptose devido à liberação de citocromo c pela mitocôndria. 
· As lesões de reperfusão se seguem ao restabelecimento do fluxo sanguíneo dentro da área isquêmica, e são causadas por estresse oxidativo devido à liberação de radicais livres por leucócitos e células endoteliais. O sangue traz cálcio que sobrecarrega as células reversivelmente lesadas com lesão mitocondrial consequente. O influxo de leucócitos gera radicais livres e citocinas. Há ativação local do complemento por anticorpos IgM depositados nos tecidos isquêmicos. 
· Os produtos químicos podem causar danos diretamente ou por conversão em metabólitos tóxicos. Os órgãos afetados são principalmente aqueles que estão envolvidos na absorção ou excreção de produtos químicos ou outros, tais como o fígado, onde os produtos químicos são convertidos em metabólitos tóxicos. A lesão direta a organelas críticas, tais como as mitocôndrias, ou a lesão indireta por radicais livres gerados a partir de produtos químicos/tóxicos está envolvida.
APOPTOSE
Morte celular não seguida por autólise. Em suma trata-se de um suicídio celular programado nas quais as células destinadas a morrer ativam enzimas responsáveis por degradar o próprio DNA, suas proteínas celulares e componentes citoplasmáticos. 
As células apoptóticas se fragmentam em pedaços conhecidos como corpos apoptóticos que apresentam partes de citoplasma e núcleo. 
A membrana plasmática se altera estruturalmente, mas permanecem intacta. Essa alteração atrai fagócitos. 
Causas da Apoptose fisiológicas: Morte de células desnecessárias afim de manter a população do tecido. 
· Destruição programada de células durante a embriogênese, compreendendo: implantação, organogênese, involução do desenvolvimento e metamorfose.
· Involução de tecidos hormônio-dependentes sob privação do hormônio: o colapso das células endometriais na menstruação, a atresia folicular ovariana na menopausa, a regressão da mama da lactação após o desmame, e a atrofia prostática após castração.
· Perda celular em populações celulares proliferativas: os linfócitos imaturos na medula óssea e timo e os linfócitos B;
· Eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos, antes ou depois de eles terem completado sua maturação, para impedir reações contra os próprios tecidos do indivíduo;
· Morte de células normais que já tenham cumprido sua atividade funcional: Os neutrófilos na resposta inflamatória aguda e os linfócitos ao término da resposta imune;
· Nessas situações, as células sofrem apoptose porque são privadas dos sinais de sobrevivência necessários, tais como os fatores de crescimento.
Causas da apoptose patológica: Visa eliminar células irreparáveis ou potencialmente prejudiciais. 
· Dano ao DNA: a eliminação da célula é alternativa melhor do que arriscar viver com as mutações no DNA lesado, pois elas podem resultar em transformação maligna
· Acúmulo de proteínas mal dobradas: As proteínas erradamente dobradas podem surgir de mutações nos genes que codificam estas proteínas ou devido a fatores extrínsecos, como a lesão causada por radicais livres.
· Morte celular em certas infecções: nas quais a perda de células infectadas é devida em grande parte à apoptose induzida pelo vírus (como nas infecções por adenovírus e HIV) ou pela resposta imune do hospedeiro;
· Atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de ducto, como ocorre no pâncreas, na parótida e no rim.
Características das células em apoptose: 
· Retração Celular;
· Condensação da cromatina;
· Formação de bolhas citoplasmáticas e corpos apoptóticos;
· Fagocitose das células apoptóticas ou corpos apoptóticos, geralmente pelos macrófagos;
Mecanismos da Apoptose: Uma vez que as enzimas são responsáveis por iniciar a apoptose são as caspases o principal mecanismo da apoptose é conhecido como cascata das caspases. Como muitas proteases, as caspases existem como pró-enzimas inativas ou zimogênios, e devem sofrer clivagem enzimática para se tornarem ativas. 
No geral, essa cascata se divide em duas partes: fase de iniciação, durante a qual algumas caspases se tornam cataliticamente ativas, e uma fase de execução, durante a qual outras caspases iniciam a degradação de componentes celulares críticos. A ativação das caspases depende de um equilíbrio de sintonia fina entre a produção de proteínas pró-apoptóticas e antiapoptóticas. 
Duas vias distintas convergem na cativação das caspases: a via mitocondrial e a via do receptor de morte.
Via intrínseca (mitocondrial): A via mitocondrial é o principal mecanismo de apoptose em todas as células dos mamíferos. Ela ocorre pelo aumento da permeabilidade da membrana mitocondrial externa com a consequente libertação de moléculas indutoras de morte (pró-apoptóticas) do espaço intermembrana mitocondrial para o citoplasma. o citocromo c (proteína mitocondrial), quando liberadas para o citoplasma, iniciam o programa de suicídio da apoptose. A liberação de proteínas pró-apoptóticas mitocondriais é rigidamente controlada pela família BCL2 de proteínas. Há três grupos de BCL12:
· Antiapoptótico. BCL2, BCL-XL e MCL1 são os principais membros desse grupo; eles possuem quatro domínios BH (chamados BH1-4). Função de manter a membrana mitocondrial externa impermeável, elas impedem a saída do citocromo c e de outras proteínas indutoras de morte para o citosol.
· Pró-apoptótico. BAX e BAK são os dois membros prototípicos desse grupo. aumentam a permeabilidade da membrana mitocondrial externa permitindo a liberação de citocromo c a partir do espaço intermembranoso. 
· Sensores. Os membros deste grupo, que incluem BAD, BIM, BID, Puma e Noxa, contêm apenas um domínio BH. agem como sensores de estresse celular e de danos, e regulam o equilíbrio entre os outros dois grupos, agindo assim como árbitros da apoptose.
ma vez liberado no citosol, o citocromo c liga-se a uma proteína chamada APAF-1 (fator ativador da apoptose-1), que forma um hexâmero em forma de roda, que foi chamado de apoptossomo. Esse complexo é capaz de se ligar à caspase-9, a caspase iniciadora crítica da via mitocondrial, cuja ação enzimática cliva uma caspase-9 adjacente, estabelecendo, assim, um processo de autoamplificação. A clivagem ativa a caspase-9, desencadeando uma cascata de ativação das caspases por clivagem, assim, ativando outras pró-caspases, e essas enzimas ativas medeiam a fase de execução da apoptose (discutida mais adiante). Outras proteínas mitocondriais, com nomes enigmáticos como Smac/Diablo, entram no citoplasma, onde elas se ligam a proteínas citoplasmáticas que funcionam como inibidores fisiológicos da apoptose (chamados deIAPs), neutralizando-as. A função normal das IAPs é bloquear a ativação das caspases, incluindo as executoras como a caspase-3, mantendo as células vivas. Assim, a neutralização das IAPs permite o início de uma cascata de caspases.
Via extrínseca (Receptor de morte): Esta via é iniciada pela ativação de receptores de morte na membrana plasmática em diversas células. Os 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, porque ele é essencial para a entrega de sinais apoptóticos. Os receptores de morte mais bem conhecidos são o receptor TNF tipo 1 (TNFR1) e uma proteína relacionada denominada Fas (CD95), mas muitos outros foram descritos. O mecanismo de apoptose induzido por esses receptores de morte é bem ilustrado pelo Fas, um receptor de morte. O ligante para Fas é chamado de Fas ligante (FasL). O FasL é expresso nas células T que reconhecem antígenos próprios (e atuam eliminando os linfócitos autorreativos) e alguns linfócitos T citotóxicos (que eliminam células tumorais e infectadas por vírus). Quando o FasL 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 que também contém um domínio de morte e é denominada FADD. A FADD ligada aos receptores de morte, por sua vez, liga-se a uma forma inativa da caspase-8 (e em humanos, caspase-10) novamente através de um domínio de morte. Várias moléculas de pró-caspase-8 são, assim, aproximadas, e elas clivam umas às outras para gerar a caspase-8 ativa. Os eventos subsequentes são os mesmos da via mitocondrial e culminam na ativação de várias caspases executoras. Essa via da apoptose pode ser inibida por uma proteína denominada FLIP, a qual se liga à pró-caspase-8 mas não pode clivar nem ativar a caspase porque lhe falta um domínio de protease. Alguns vírus e células normais produzem FLIP e usam esse inibidor para se proteger da apoptose mediada por Fas.
Resumão: 
· Mecanismo regulado de morte celular que serve para eliminar células indesejáveis e irreparavelmente danificadas, com a menor reação possível do hospedeiro Caracterizada pela degradação enzimática de proteínas e do DNA, iniciada por caspases; e pelo reconhecimento e remoção de células mortas por fagócitos Iniciada por duas vias principais: A via mitocondrial (intrínseca) é desencadeada pela perda de sinais de sobrevivência, danos no DNA, e acúmulo de proteínas malformadas (estresse do RE); associada com a liberação de proteínas pró-apoptóticas da membrana mitocondrial para o citoplasma, onde ativam as caspases; inibida por membros antiapoptóticos da família BCL2, que são induzidos por sinais de sobrevivência, incluindo os fatores de crescimento A via de receptor de morte (extrínseca) é responsável pela eliminação de linfócitos autorreativos e lesão por linfócitos T citotóxicos; é iniciada por ativação de receptores de morte (membros da família de receptores de TNF) por ligantes sobre as células adjacentes
NECROPTOSE
A necroptose se assemelha morfologicamente à necrose e, patogeneticamente, à apoptose como uma forma de morte celular programada. A necroptose é desencadeada pela ligação de TNFR1 e proteínas de vírus RNA e DNA. A necroptose é independente da caspase, mas dependente de sinalização pelo complexo RIP1 e RIP3. A sinalização de RIP1-RIP3 reduz a geração mitocondrial de ATP, causa a produção de ERO e aumenta a permeabilidade de membranas lisossômicas, causando tumefação celular e danos à membrana, como ocorre na necrose. A liberação de conteúdo celular evoca uma reação inflamatória como na necrose. A piroptose ocorre em células infectadas por micróbios. Ela envolve a ativação de caspase-1, que cliva a forma precursora da IL-1 para gerar a IL-1 biologicamente ativa. A caspase-1, juntamente com a intimamente relacionada caspase-11, também causa a morte da célula infectada.Análise Macroscópica da Necrose:
Necrose por coagulação (isquêmica): a área atingida é esbranquiçada e fica circundada por um halo avermelhado (hiperemia que tenta compensar a isquemia).
Necrose gomosa: Trata-se de uma variedade de necrose por coagulação na qual o tecido necrosado assume aspecto compacto e elástico como borracha (goma), ou fluido e viscoso como a goma-arábica; é encontrada na sífilis tardia (goma sifilítica).
Necrose por liquefação: A região adquire consistência mole, semifluida ou liquefeita. A liquefação é causada por enzimas lisossômicas. Tal necrose é comum no tecido nervoso, na suprarrenal ou na mucosa gástrica.
Necrose caseosa: aparência friável esbranquiçada da áres necrosada similar a queijo.
Esteatonecrose: Também denominada necrose enzimática do tecido adiposo, é uma forma de necrose que compromete adipócitos. Trata-se da necrose encontrada tipicamente na pancreatite aguda necro-hemorrágica, que resulta do extravasamento de enzimas de ácinos pancreáticos destruídos. Por ação de lipases sobre os triglicerídeos, os ácidos graxos liberados sofrem processo de saponificação na presença de sais alcalinos, originando depósitos esbranquiçados ou manchas com aspecto macroscópico de pingo de vela.
Histopatologia aula02 MT1