Apoptose: Morte Celular Programada

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Apoptose 
Uma célula funcionando 100% precisa de um núcleo 
intacto e integro, organelas, oxigênio (ATP), mem-
brana plasmática seletiva e enzimas (delimitas em 
vesículas). 
Importância fisiológica da homeostase: cada orga-
nismo tem sua homeostase mantendo as concentra-
ções e condições em equilíbrio. 
A célula pode sofrer um estresse e se adaptar. Se reti-
rado o estímulo, a célula volta ao normal. Na conti-
nuidade do estímulo ou em um estímulo nocivo pode 
haver uma lesão celular que a princípio é reversível, 
mas pode evoluir para necrose/morte celular. 
 
Morte celular: perda das atividades integrada das cé-
lulas com consequente incapacidade de manutenção 
dos mecanismos de homeostase. 
 
Na necrose há ruptura de membranas. 
No lisossomo há lise da membrana, o conteúdo extra-
vasa e causa uma digestão enzimática das organelas, 
digere toda a célula → líquido extravasa → inflama-
ção. 
Na lise da membrana celular externa, há o extravasa-
mento de enzimas/proteínas para o extracelular e 
plasma → presença de enzimas séricas marcadores 
de morte celular. 
Alterações morfológicas da necrose, que são conse-
quências da morte celular: eosinofilia, calcificação. 
 
Alterações nucleares da necrose: 
Picnose: núcleo denso, pequeno e hipercorado. 
Cariorrexe: núcleo fragmentado no citoplasma. 
Cariólise; núcleo pálido, dissolvido. 
 
Tipos de morte celular 
- NECROSE: destruição celular com conteúdo extra-
vasado 
- MITOSE CATASTRÓFICA: sinalização para a morte 
- SENESCÊNCIA: telômeros 
- AUTOFAGIA: injúria e formação de autofagossomos 
Cada processo com sua alteração morfológica e bio-
química. 
 
O que é mais vulnerável? Produção de ATP, manuten-
ção da integridade da membrana celular, síntese de 
proteínas e enzimas, manutenção da integridade do 
DNA. 
 
A necrose é uma morte celular seguida de autólise → 
há inflamação. NA APOPTOSE NÃO HÁ INFLAMA-
ÇÃO. 
Bolhas na membrana: destruição das proteínas de 
ancoragem do citoesqueleto. 
Os corpos apoptóticos são formados sem a presença 
de inflamação e em seguida são fagocitados pelos 
macrófagos. 
 
Definição de apoptose 
o Morte celular programada 
o Modernamente: morte celular não seguida de au-
tólise e sem reação inflamatória. 
o Demanda gasto de energia da própria célula en-
volvida no processo. 
o Processo ativo, onde a célula sofre contração e 
condensação de suas estruturas, fragmenta-se e 
é fagocitada por células vizinhas (geralmente 
macrófagos), sem reação inflamatória. 
o A célula que sofre apoptose sofre um estímulo, 
que vai ser acionado por um gene e resulta em 
morte (porque se ela não morrer pode gerar al-
gum tipo de mutação, neoplasia). Ocorre conco-
mitantemente cariorrexe e fragmentação da cé-
lula, esses fragmentos são chamados de corpos 
apoptóticos. 
- Os lisossomos (e a maioria das organelas) não 
são desintegrados, eles são separados e envelopa-
dos inteiros, logo, as enzimas lisossomáticas não 
são liberadas dentro da própria célula. 
- A célula é dividida em “blebs”, que são como ve-
sículas, que contém sinalizadores de membrana, 
e são posteriormente fagocitadas por macrófa-
gos 
- Na apoptose o núcleo é característico com gru-
mos específicos devido ao fato do DNA ser frag-
mentado em locais específicos. 
- Pode ser por estímulos patológicos ou fisiológi-
cos (controlada por genes). 
 
o Processo de controle do ciclo celular (P53, em 
caso de falha, para o ciclo na fase G1). 
o Célula entrando em apoptose se retrai, há con-
densação de cromatina no núcleo nas perife-
rias e aumento da eosinofilia (rosa). 
 
Essencialmente: 
o Morte celular programada (fisiológica) e contro-
lada; 
o Controle e regulação de tecidos embrionários e 
adultos (se não ocorrer apoptose completa, pode 
ocorrer algum tipo de má-formação, ex.: apop-
tose completa das membranas interdigitais) 
o Remoção de células infectadas, danificadas ou 
malformadas, sem ruptura da membrana plas-
mática 
o Desenvolvimento de órgãos (organogênese) 
o Na atrofia de órgãos 
José Lopes de Faria – Patologia Geral 
www.histologyguide.com 
anatpat-unicamp 
http://www.histologyguide.com/
2 
 
o Na eliminação de células após dano celular 
 
Condições fisiológicas: 
1. Remodelação de órgãos na embriogênese e 
vida pós-natal, controle da proliferação e da 
diferenciação celular. 
2. Involução hormônio-dependente em adul-
tos (atresia dos folículos ovarianos na meno-
pausa, regressão da mama lactante); 
3. Morte de células imunológicas; 
4. Manutenção do número de células em um te-
cido – equilíbrio; 
5. Na renovação de células epiteliais e hemato-
poiéticas 
6. Mutações ao acaso e divisões erradas; 
 
Condições patológicas 
Ocorre quando há uma lesão/dano no DNA celular, 
por vírus/bactérias, drogas citotóxicas, drogas anti-
cancerosas, radiação (estresse genotóxico), radicais 
livres. 
Envolve dano ao gene P53 → controle do ciclo celular. 
 
O processo 
Existem enzimas chamadas caspases (que já existem 
em nossas células) que estão inativas, elas têm meca-
nismo de inibição eficiente, e é necessário um pro-
cesso para ativá-las. Uma vez ativas, geram uma cas-
cata enzimática, que fragmenta as organelas sem 
romper membranas, ou seja, faz o desmonte da célula 
por dentro envolvendo endoesqueleto, núcleo, DNA, 
depois empacota tudo em vesículas. 
 
Alterações morfológicas 
1. Retração celular e condensação da cromatina 
2. Fragmentação nuclear - cariorrexe 
3. Enzimas apoptóticas quebram o DNA 
4. Formação de projeções da membrana plasmática 
- Translocação da fosfatidilserina, um tipo de fosfoli-
pídeo, da camada citosólica, voltada para o cito-
plasma, para a monocamada extracelular da MP, vol-
tada para fora: a fosfatidilserina sempre está voltada 
para dentro, quando está voltada para fora é uma si-
nalização para a fagocitose. 
5. Corpos apoptóticos 
6. Fagocitose por macrófagos adjacentes 
- O núcleo começa a se fragmentar (cariorrexe) e a 
cromatina forma grumos, pois ela é particionada em 
grupos idênticos de pares de bases. 
- Ativação de enzimas que clivam o DNA (DNAses – 
enzimas de restrição) em regiões específicas, a cada 
200 pares de bases; 
- Degradação do citoesqueleto; 
- Degradação de proteínas essenciais para a sobrevi-
vência e metabolismo celular. 
- Formação de corpos apoptóticos. 
 
 
Microscopicamente 
o Massa arredondada ou ovalada 
o Fragmentos nucleares basofílicos 
o Citoplasma eosinofílico intenso 
o Cromatina em grumos na periferia do núcleo 
 
Alterações bioquímicas 
Mecanismos de apoptose 
Via intrínseca (ou mitocondrial) – maior permeabi-
lidade da mitocôndria. 
(ativada por diversas agressões: radiações, raciais li-
vres, ag. Químicos, fatores de crescimento, hipóxia, 
lesão no DNA) 
Via extrínseca – iniciadas por receptores da mem-
brana – (ex. linfócitos). 
Ambas as vias ativam as proteínas caspases 
 
Inibidores da apoptose: BCL-2 e BCL-x 
Indutores de apoptose: genes Bax, Bad, Bak 
 
Família da BCL-2 
Proteínas que inibem a morte por apoptose 
Participação ativa - gasta ATP 
Funções: previnem a liberação de citocromo C (prin-
cipal ativador da via intrínseca da apoptose) 
inibem a geração de espécies reativas de oxigênio e a 
acidificação intracelular; inibem a permeabilidade 
da membrana externa da mitocôndria através da es-
tabilização do potencial de membrana. 
 
Caspases 
Proteínas que existem na forma inativa dentro da cé-
lula (pro-caspases) 
Ativadas a partir da clivagem em pontos específicos 
Quando ativadas = enzimas agindo em substratos es-
pecíficos. 
Ativação das caspases determina quebra da estru-
tura nuclear 
 
Pró-caspases 
Forma inativa 
Clivagem (“ativação”) de proteínas que ameaçam a 
sobrevivência celular: 
- desmontagem do envoltório nuclear 
- hipercondensação da cromatina 
- degradação proteolítica das estruturas nucleares e 
citoplasmáticas 
 
Estímulo apoptótico → dentro da mitocôndria →pouco BCL2 e muito BAX → citocromo C tem dois ca-
minhos 
➔ Se une a PAF e forma apoptossomo, se une a 
caspase 9 e a cliva. Caspase 3 é ativada. 
➔ Pode ligar-se a outros compostos pró-apop-
tóticos que 
Caspases iniciadoras 8,9 e 10 → devem ser ativadas 
(pró-caspase para caspase) → clivam e ativam as pro-
caspases efetoras 
3 
 
Caspases efetoras 3, 6 e 7 → quando ativadas clivam 
várias outras proteínas → mudanças morfológicas e 
bioquímicas da apoptose 
 
Caspases e sua cascata 
Homeostase é mantida pelo controle da quantidade 
de proteínas anti-apoptóticas e pro-apoptóticas 
 
O que desencadeia a apoptose? 
Ligação de moléculas a receptores de membranas 
Radiação 
Agente quimioterápicos 
 
Via extrínseca da apoptose 
Morte iniciada por receptores de membrana 
Proteínas de sinalização extracelular se ligam a “re-
ceptores de morte” na membrana celular 
 
Receptores de morte 
Objetivo inicial: ativação da caspase 8. 
Receptor: Fas, liga-se ao FasL (fas ligante) e forma o 
complexo de morte FAAD 
 
- Objetivo inicial: ativação da caspase 8 (e 10) do tipo 
iniciadora. 
- O linfócito T CD8+ é um ligante que ativa receptor 
FAS também chamado de receptor de morte (pre-
sente em todas as células – proteína transmem-
brana), ele altera a mitocôndria e inicia o processo de 
apoptose pela via extrínseca. 
 . TNFR (receptor de fator de necrose tumoral) 
 . FASR (fas cell surface death receptor) 
- Receptores FAS: ligação de fatores químicos livres 
ou celulares, nos receptores de morte (FAS), presen-
tes na superfície de membrana plasmática das célu-
las resultando na ativação da caspase 8. 
- Formação do disco apoptótico ancorada na região 
do receptor, as caspases se ligam no disco apoptótico, 
e então, ele cliva a caspase iniciadora, que por sua vez 
clivam as caspases executoras realizando o desmonte 
da célula. 
- Ligantes livres: substâncias que podem vir de longe 
e tem afinidade, como citocinas, TNF-, ativam a apo-
ptose via caspase 8. 
- Ligantes de superfície celular: linfócito T CD8+ 
atuam em células infectadas por vírus e células neo-
plásicas ativando a apoptose via caspase 8. 
Obs.: Sem o sistema de apoptose quaisquer doenças 
são muito graves, pois dificilmente fará apoptose. 
 
Via intrínseca da apoptose = via mitocondrial 
Objetivo é ativar a caspase 9 
Ativação de BH3 sinaliza para a mitocôndria que ela 
tem que morrer → há: 
➔ Aumento da permeabilidade da mitocôndria 
➔ Liberação de moléculas pró-apoptóticas no 
citoplasma 
➔ Liberação do citocromo C para o citosol 
 Citocromo C se liga à APAF1 e forma o apoptossomo, 
ele se une a procaspase-9 e a ativa → caspase 3. 
A partir das caspases efetoras o processo de apoptose 
torna-se irreversível. 
No outro caminho o citocromo c se liga a outros com-
postos inibitórios e ativa a cascata das caspases 
- Objetivo inicial: ativação da 8, 9 e 10. 
1. Desestabilização da mitocôndria com liberação do 
citocromo c 
2. Citocromo C encontra a Apaf 1 (molécula adapta-
dora) 
3. Apaf 1 muda sua conformação e se une ao cito-
cromo c e forma um domínio 
4. 7 domínios se unem formando um apoptossomo 
5. 1 apoptossomo é capaz de clivar 7 pró-caspases, se-
parando-as em caspases iniciadoras e peptídeo de re-
gistro (IAP) quando a pró-caspase se liga ao apop-
tossomo uma proteína chamada diablo é ativada e re-
tira o IAP (peptídeo de registro) formando as caspa-
ses 
6. Caspases iniciadoras clivam as caspases executo-
ras 
7. Caspases executoras desencadeiam cascata enzi-
mática 
8. Deflagrado processo de apoptose, o qual é irrever-
sível. 
- Anti-apoptose: BCL-2, BCL-X 
- Pró-apoptose: BAK, BAX, BIM. 
Liberação do citocromo C e de fatores pró-apoptóti-
cos → formação do apoptossomo (pró-caspase 9 + 
proteína) → ativação da caspase 9. 
As duas vias de encontram na caspase 3 
 
Fatores que levam a mitocôndria a liberar o cito-
cromo c e ativar a apoptose via caspase 9: 
- Predominância de proteína BAX + BAK 
- Exposição à radiação (radioterapia) 
- Exposição às substâncias químicas (drogas antican-
cerígenas genotóxicas) 
- Infecção viral 
- Privação de fatores de crescimento ou inanição 
- Estresse oxidativo causado por radicais livres. 
 
- Célula privada de fatores de crescimento ou dano ao 
DNA → pró-apoptose→ cascata das caspases. 
- No citosol: citocromo c → apoptossomo → cliva pró-
caspase 9 → caspase 9 ativa. 
O próximo passo é a fase efetora. A caspase-9 ativa a 
caspase-3 (efetora). 
 
Fase efetora 
A partir das caspases efetoras, o processo de apoptose 
se torna irreversível. 
- Fase final da apoptose: 
 . Mediada por enzimas proteolíticas: caspases efeto-
ras 3, 6 e 7. 
 . Consiste no final das duas fases. 
 
4 
 
- O processo termina com a fagocitose dos corpos 
apoptóticos por macrófagos. 
 
ELETROFORESE EM GEL 
 
 . Proliferação descontrolada de células; 
 . Apoptose insuficiente; 
 . Atividade descontrolada de BCL-2 
 . Células mutantes não expressam a P53 
 
 
- ALZHEIMER 
 . Apoptose excessiva; 
 . Altos níveis de P53; 
 . Morte neuronal precoce. 
 
- AIDS 
 . Indução de apoptose em células sadias do sistema 
imune; 
 . Destruição apoptótica dos linfócitos T CD4, induz a 
permeabilização da membrana mitocondrial; 
 . Não há mapeamento de quais células estão infecta-
das; 
 . Células invadidas por vírus deixam de fabricar suas 
proteínas para fabricar as dos invasores. 
 
- LESÕES ISQUEMICAS 
 . Necrose das células que dependem dos vasos afeta-
dos e apoptose das células vizinhas pela geração de 
ERRO. 
 
- DOENÇAS HEPÁTICAS 
 . Toxinas e alcoolismo. 
 
- OSTEOPOROSE 
 . Perda de massa óssea por desbalanço entre os-
teoblastos (produzem menos) e osteoclastos (conso-
mem mais). 
 
Apoptose em doenças 
Câncer 
Proliferação descontrolada 
Apoptose insuficiente 
Atividade descontrolada de BCL2 
 
 
A: células vivas 
B: Apoptose – padrão em escada 
dos fragmentos de DNA 
C: Necrose – padrão difuso do 
DNA.