Adaptação Celular

Prévia do material em texto

Adaptação Celular
Uma célula normal está confinada a uma variação muito limitada de função e estrutura. Isso acontece pela repressão das células vizinhas e pela disponibilidade de substratos metabólicos a quais tem acesso. Apesar dessas limitações as nossas células mantém as exigências fisiológicas normais, se mantendo estável (homeostasia). Até que sofra algum tipo de insulto, não diretamente causado por um agente biológico, os insultos poderiam ser um aumento de demanda funcional, podendo também chamar de estresse nocivo. 
Alterações no meio ambiente das células provocam ruptura da homeostase (estado de equilíbrio) e podem resultar em dano celular. 
Dependendo da alteração ocorrida e do tipo celular afetado poderá haver adaptação quando as células estabelecem novos níveis de atividade metabólica ou funcional, acima ou abaixo do normal, sem comprometer a sua sobrevida (até certo ponto, pois se isso persistir pode evoluir para uma lesão). 
Estágios na resposta celular ao estresse e aos estímulos nocivos
Uma célula no estado de homeostasia (normal), mediante a um estresse ou aumento da demanda funcional pode se adaptar, reajustando os seus níveis metabólicos e funcionais. Porém em algumas situações essa resposta adaptativa não é suficiente para barrar esse estresse, pois muitas vezes eles são contínuos. Também pode acontecer da incapacidade da célula em se adaptar e ai evoluirá para um quadro de lesão celular, do tipo reversível sendo passível de retorno ao estado de origem. Mas em algumas situações o agente agressor é tão persistente ou a célula se encontra em estado de fragilidade e ai evolui para um lesão irreversível, a morte celular. Não necessariamente essa é a ordem cronológica, podem acontecer em ordens opostas, dependendo do agente e do insulto. As células podem correr diretamente pela lesão, sem passar pela adaptação (Ex. indivíduo que ingere soda cáustica).
 
As respostas adaptativas elas tem relação importante com alguns processos que acontecem no nosso organismo, fisiologicamente. E irão direcionar o tipo de resposta adaptativa que a célula irá apresentar. 
Os órgãos possuem um determinado número celular, que precisa se manter constante para que o órgão mantenha sua viabilidade funcional. O que pode alterar o número de células nos órgãos são as taxas de proliferação (aumentadas ou inibidas), as taxas de apoptose (aumentadas ou inibidas).
Precisa haver um equilíbrio entre os estímulos de proliferação e apoptose. Tanto é que muitas terapias contra o câncer envolvem a apoptose para balancear esse número de células dentro do órgão. 
Além desses também existe a taxa de diferenciação celular, que tem toda um relação com as células tronco. 
Esses processos podem interferir no tipo de resposta adaptativa de um órgão ou um grupo celular irá apresentar. 
Alterações do volume celular
-Hipertrofia: hyper= excesso, além de; trophos= nutrição, metabolismo. Significando um aumento do volume celular.
-Hipotrofia: hypo= pouco, sob. Uma diminuição do volume da célula. 
Alterações da taxa de divisão celular
-Hiperplasia: plasis= formação, aumento do número de células no órgão. 
-Hipoplasia: ausência, sinônimo de aplasia (hipoplasia). Diminuição numérica de células. 
Alterações na diferenciação celular
-Metaplasia: meta= variação, mudança. Teremos uma atuação da diferenciação celular e teremos células tronco que irão possibilitar a formação de uma nova camada de células em determinado tecido, em resposta a alguma agressão. Envolve a alteração, variação e a mudança do tipo celular presente no local.
Alterações da proliferação e da diferenciação celular
-Displasia: dys= imperfeito, irregular. Uma formação imperfeita ou irregular, terá um aumento numérico de células com atípicas, imperfeitas. 
-Neoplasia: neo= novo. Não é igual a displasia, a diferença é que a displasia se refere a uma resposta adaptativa, sensível aos sinais de parada. A neoplasia representa uma nova formação tecidual, os tumores. E uma característica delas, do câncer é o crescimento involuntário, autônomo, independente das sinalizações. 
Ciclo celular e tipos de células
Os tipos celulares, tipos de células vão interferir diretamente no tipo de resposta adaptativa que irá acontecer. 
Temos órgãos que são constituídos por células em divisão continua (lábeis), o tecido hematopoiético por exemplo, o tecido de revestimento. Temos órgãos constituídos por células permanentemente sem divisão, os neurônios, miocitos cardíacos. E órgãos constituídos por células quiescentes (estáveis), mediantes a estímulos podem voltar a ciclarem e se dividirem, fígado. 
Classificação/nomenclatura
Hiperplasia: Aumento no número de células de um órgão ou tecido, geralmente resultando em um aumento de seu tamanho. Apesar de a hiperplasia e a hipertrofia serem dois processos distintos, frequentemente ocorrem juntos e podem ser desencadeadas pelos mesmos estímulos externos. Ex. crescimento do útero durante a gestação. 
 
A hiperplasia ocorre se a população celular for capaz de sintetizar DNA, permitindo, assim, que ocorra a mitose (células proliferativas ou quiescentes); por outro lado, a hipertrofia envolve o aumento do volume celular sem que ocorra divisão celular. Uma lesão grave no coração ou no cérebro a hiperplasia não pode acontecer, porque os neurônios e os cardiomiócitos não podem sofrer mitose, por isso lesões nesses órgãos são consideradas as mais graves no nosso organismo. 
A hiperplasia possui alguns fatores limitantes do crescimento excessivo: suprimento sanguíneo destinado ao órgão, integridade morfo-funcional, inervação, capacidade proliferativa. 
A hiperplasia tem causas tanto fisiológicas como patológicas. O aumento de demanda funcional e aumento de estímulo hormonal são as principais causas de desencadeamento dessas respostas adaptativas. 
Hiperplasia fisiológica
-Hiperplasia hormonal: a qual aumenta a capacidade funcional de um tecido quando é necessário. (Crescimento uterino durante a gravidez e proliferação do epitélio glandular na mama feminina na puberdade e durante a gravidez)
-Hiperplasia compensatória: na qual ocorre aumento da massa tecidual após dano ou ressecção parcial, células quiescentes. (Proliferação de células hepáticas residuais e regeneração do fígado). Ocorre após dano ou ressecção parcial do órgão. A fonte dos fatores de crescimento e/ou agente estimulador não está bem definida. Pode ocorrer a partir de células remanescentes ou células-tronco do próprio órgão. 
Mecanismos de hiperplasia
Produção local de fatores de crescimento, dependendo do órgão, um fator de crescimento plaquetário, HGF, TGF, fator de crescimento de fibroblastos, hepatócitos e entre outros.
Aumento dos receptores de fatores de crescimento nas células envolvidas. Por isso é importante reforçar que a hiperplasia irá acontecer num ambiente que as células ao redor estejam preservadas, por isso não acontece aonde tem uma massa tumoral no local. Quando a estrutura do órgão não está saudável não irá acontecer, porque precisa da integridade da superfície das células. 
Ativação de determinadas vias de sinalização intercelular. Vias autócrinas (sinalização célula-célula), via parácrina, via endócrina. Vias de sinalização que também precisam estar atuando de forma eficaz para que toda a resposta ao estimula possa propiciar a multiplicação dessas células no local. 
Hiperplasia patológica 
A maioria das formas de hiperplasia patológica é causada pela estimulação excessiva das células-alvo por hormônios ou por fatores de crescimento. Ex. hiperplasia endometrial e hiperplasia prostática benigna.
Hiperplasia endometrial: Exemplo de hiperplasia hormonal anormal. Causa comum de sangramento menstrual anormal. Tem um espessamento das células que compõem o endométrio, crescimento causado por uma hiperexpressão hormonal. Desequilíbrio entre o estrogênio e a progesterona, levando a um aumento do estrogênio e com isso a hiperplasia das glândulas endometriais.
Hiperplasia prostática benigna: é outro exemplo comum de hiperplasia patológica induzida por hormônios, nesse caso os androgênios.A hiperplasia patológica benigna pode se tornar uma maligna, um câncer. Porque inicialmente as células irão se replicar apenas numericamente, porém pode acontecer de forma mais rápida e tão repetitiva que atipias irão surgir nessas duplicações, se tornando um terreno fértil para o câncer. 
Entretanto, a hiperplasia patológica representa um solo fértil onde a proliferação cancerosa pode finalmente ocorrer. Assim, as pacientes com hiperplasia do endométrio apresentam um risco maior de desenvolver câncer endometrial, assim como os que apresentam a hiperplasia prostática benigna. 
Se a gente consegue diminuir o agente estressor, a causa, a etiologia que está causando isso, a hiperplasia irá regredir e a célula pode voltar ao seu estado de homeostase. Porém se o agente agressor ele persiste a provável evolução é a progressão para neoplasia. 
Hipertrofia: se refere a um aumento no tamanho das células, resultando em um aumento no tamanho do órgão. Assim o órgão hipertrofiado não tem nenhuma célula nova, só células maiores.
Edema não é a mesma coisa, pois na hipertrofia há um aumento de síntese de componentes estruturais, ou seja, uma célula hipertrófica tem mais mitocôndrias, mais RE, conteúdo de núcleo aumentado. No edema ela está cheia de liquido, mas com os mesmos componentes estruturais e mesma quantidade. 
Mediante a um insulto, uma lesão, uma exposição a um estresse células que são capazes de se dividir (quiescentes ou lábeis) podem responder adaptativamente como hiperplasia ou hipertrofia. Já as células que não se dividem só podem responder da forma de hipertrofia. 
O conteúdo de DNA dos núcleos das células hipertrofiadas pode ser maior que o das células normais, provavelmente porque seu ciclo celular para sem que elas sofram mitose, não se duplica. 
Os fatores limitantes são: fornecimento de oxigênio, inervação, integridade celular, fornecimento de nutrientes. 
Também pode ter causas fisiológicas ou patológicas, aumento da demanda funcional ou aumento do estímulo hormonal. 
As células musculares estriadas do coração e dos músculos esqueléticos, são capazes de desenvolver um grau avançado de hipertrofia. 
Mecanismos pelos quais a hipertrofia é desencadeada
O mecanismo da hipertrofia muscular pelo aumento da carga de trabalho, quando as células precisam elevar um peso maior. Precisam de uma maior utilização de aminoácidos, maior consumo de oxigênio, aumento da síntese de proteínas e lipídeos, aumento do conteúdo de miofibrilas, mitocôndrias e REL e aumento síntese de DNA, porém haverá bloqueio de G2 do ciclo celular e permanecerá em poliploidia.
Hipertrofia da musculatura esquelética 
Os músculos hiperdesenvolvidos resultam de um aumento no tamanho de cada fibra muscular em resposta a um aumento na demanda. Assim a carga é dividida por uma massa maior de componentes celulares e cada fibra muscular é poupada do trabalho excessivo, evitando, assim, ser lesionada. 
Hipertrofia das glândulas mamárias
A prolactina e o estrogênio causam hipertrofia dos seios durante a amamentação. É um exemplo de hipertrofia fisiológica induzida pela estimulação hormonal. E também ocorre a hiperplasia. Quando para de amamentar o estimulo hormonal diminui e a mama retorna ao seu tamanho original. 
Fatores limitantes para a perpetuação da hipertrofia
Limitado suprimento vascular para as fibras hipertrofiadas, diminuição da capacidade oxidativa da mitocôndria, alterações na síntese metabólica da célula/atividade funcional, e alterações do citoesqueleto. 
Possibilidades de evolução no caso de hipertrofia
Regressão ao estado de normalidade, caso contenha o agente causador; degeneração e morte celular, destruição; poliploidia em células perenes, chegou na fase final da hipertrofia; hiperplasia em células lábeis e estáveis, pois a hipertrofia serve como um estímulo para a hiperplasia de células na mesma região, dependendo do órgão.
Hipoplasia: Alteração quantitativa da reprodução celular. Com diminuição da população celular em determinado órgão ou tecido; as células conservam a morfologia e a função. Porém esta é diminuída.
Na maioria dos casos é patológica, pois são congênitos, o indivíduo já nasce com a alteração, a falta do crescimento de um segmento. 
Patológica: Má formação de embrião no útero. Fisiológica: Involução do timo em adultos.
Também tem o rim hipoplásico congênito. Geralmente as causas são genéticas. São difíceis as possibilidades de evolução, a evolução costuma ser onde é possível, no órgão contralateral de fazer um crescimento compensatório. Fora isso a tendência é elas atrofiarem e diminuir até evoluir a mote celular. 
Atrofia/Hipotrofia: A redução no tamanho da célula devido à perda de substância celular é conhecida como atrofia/hipotrofia. Ela representa uma forma de resposta de adaptação e se perpetuando pode culminar em morte celular. 
Quando um número suficiente de células está envolvido, o tamanho do tecido ou órgão diminui ou se torna atrófico. 
Na imagem presumi que a arterioesclerose presente reduz o suprimento sanguíneo para as células e esse déficit de irrigação pode ser a causa do processo de atrofia. 
A atrofia também pode ser fisiológica como patológica. As patológicas dependendo da causa, pode ser localizada ou generalizada. 
Arterioesclerose: um processo comum do desenvolvimento, envelhecimento é uma causa fisiológica. Mas favorece um quadro de ateroesclerose uma luz reduzida que facilita acúmulo de substâncias que propiciam a formação de uma placa de ateroma. 
Causas da atrofia (fisiológicas ou patológicas)
Diminuição da demanda funcional, perda da inervação, diminuição do suprimento sanguíneo, deficiência nutricional, diminuição do estimulo hormonal, envelhecimento (fisiológico) e pressão física. 
Atrofia fisiológica
Comum durante as fases iniciais do desenvolvimento. Algumas estruturas embrionárias sofrem atrofia durante o desenvolvimento fetal. Ex. a atrofia da notocorda para dar origem ao ducto tireoglosso, comum no desenvolvimento fetal. 
Atrofia patológica
Atrofia muscular pela imobilização (diminuição da demanda funcional). Ex. indivíduo cadeirante com pernas atrofiadas, pelo desuso. 
Mecanismo da atrofia muscular pela perda da inervação/de uma forma geral segue esses mecanismos
Diminuição da utilização de aminoácidos, menor consumo de oxigênio, diminuição da síntese proteica, diminuição do conteúdo de miofibrilas, mitocôndrias e REL, tudo que está presente dentro da célula.
Atrofia por diminuição do suprimento sanguíneo (patológica)
 
Isquemia: a célula sem suprimento não pode funcionar de forma adequada o que leva a atrofia. 
Atrofia pela desnutrição crônica (nutrição inadequada) (patológica)
Depressão da musculatura esquelética, atrofia de forma generalizada.
Atrofia das gônadas na pós-menopausa (perda da estimulação hormonal) (fisiológica)
Quando ocorre a diminuição da expressão hormonal ocorre uma atrofia do tamanho uterino.
Atrofia por pressão
Algo físico que cause compressão, exemplo a presença de um tumor e as áreas que ele comprime poderá haver uma atrofia, pela compressão das células, diminuiriam de volume pela pressão que está sendo imposta.
Morfologia da atrofia
Macroscópica: órgão com coloração parda (amarelado ao marrom). Se deve a deposição de um pigmento chamado lipofuscina. É acumulado sob os sarcófagos presentes no citoplasma das células que estão morrendo por atrofia. As organelas que estão em desuso e a célula sem nutrição adequada, ela começa a entrar no processo de autofagia, que significa comer a si mesmo, usa as próprias organelas. 
Microscopia óptica: pigmento de lipofuscina.
Microscopia eletrônica: autofagia e corpos residuais. 
Mecanismos de atrofia 
Resulta da síntese proteica diminuída e consequentemente da degradação proteica aumentada nas células. A síntese de proteínas vai diminuir por causa da redução da atividade metabólica. Essa degradação das proteínas celulares irá ocorrer via sistema ubiquitina-proteossomo. 
Essa deficiência de nutrientes e desuso da célula ativará as ligases de ubiquitina que irão conjugar as múltiplas cópias desse pequenopeptídeo ubiquitina as proteínas celulares. Fazendo um direcionamento das proteínas marcadas para a degradação nos proteossomos. 
Em muitas situações a atrofia é acompanhada do aumento da autofagia, resultando num número mais levado de vacúolos autofágicos, e neles que haverá a deposição de lipofuscina. 
Apesar das células atróficas apresentarem uma função reduzida, elas não estão mortas!
A resposta de atrofia pode evoluir para regressão, caso contenha o agente, volta ao suprimento sanguíneo. Mas se o insulto não for barrado a célula irá progredir para degeneração e morte celular. 
Metaplasia: É uma alteração reversível na qual um tipo de célula adulta (epitelial ou mesenquimal) é substituída por outro tipo de célula adulta. Isso pode representar uma substituição de adaptação de células que são sensíveis ao estresse por tipos celulares mais capazes de sobreviver ao ambiente adverso. 
Causas da metaplasia
Ligada a causas que gerem processos irritativos crônicos, sempre ligada a exposição ou substancias que causem irritabilidade, destruição no tecido e deixa como alternativa a substituição por um tecido mais resistente ao insulto. Insultos como: agressões mecânicas repetitivas (individuo com tosse constante, refluxo gastroesofágico constante), irritação prolongada pelo calor local (consumo de muitas bebidas quentes, chá, café), irritação química prolongada (tabagismo), inflamação crônica. Tudo que cause irritação crônica pode desencadear respostas metaplasicas.
A metaplasia promove uma mudança do tecido no local que está sendo agredido por um tecido mais resistente. Os tipos mais comuns são: metaplasia do epitélio colunar para o escamoso (trato respiratório) e a metaplasia do tipo escamoso para o colunar. 
Metaplasia do epitélio colunar para o escamoso
Ocorre no trato respiratório em resposta a irritação crônica. Na pessoa que fuma, as células epiteliais colunares ciliadas normais da traqueia e dos brônquio são geralmente substituídas, focalmente ou extensamente, pelo epitélio escamoso estratificado. O epitélio escamoso estratificado é mais resistente, é capaz de sobreviver em circunstâncias nas quais o epitélio colunar especializado, mais frágil, provavelmente teria sido destruído. Mas apesar delas sobreviverem, perde-se um importante mecanismo protetor: a secreção de muco desaparece, visto que era produzida pelo colunar.
A metaplasia no primeiro momento é algo benéfico, pois o indivíduo estava sofrendo com a destruição do epitélio e quando responde adaptativamente se sente mais confortável. Porém é perigoso pois perde um mecanismo protetor e torna-se um solo fértil para o desenvolvimento de uma displasia, e neoplasia. 
A metaplasia epitelial é uma espada de dois gumes e, na maioria das vezes, representa uma mudança indesejável. Se as influências que predispõem a metaplasia persistirem, elas podem induzir transformações malignas no epitélio metaplásico. 
Metaplasia do tipo escamoso para o colunar
Principal tipo é a doença Esôfago de Barrett. A parede interna com bastante porção com inflamação ativa. O epitélio escamoso esofágico é substituído por células colunares semelhantes a células intestinais sob a influência de refluxo de ácido gástrico, esse conteúdo eu causa lesões na parede interna do esôfago. Tumores cancerosos podem surgir nessas áreas. 
A metaplasia não resulta de uma alteração no fenótipo de uma célula diferenciada; ao contrário, é resultado de uma reprogramação de células-tronco que sabe-se existir nos tecidos normais ou de células mesenquimatosas indiferenciadas presentes no tecido conjuntivo. 
A diferenciação de células-tronco em uma linhagem em particular ocorre por meio de sinais gerados por citocinas, fatores de crescimento, componentes da matriz extracelular, tudo isso no ambiente que cerca as células. 
A resposta metaplasica pode regredir se for possível conter o dano, é bem difícil isso acontecer pois ela está relacionada a causas que são crônicas. Dificilmente consegue conter ou segurar os danos oriundos de uma pratica crônica ao longo da vida do indivíduo. E pode também haver a progressão para neoplasia costuma ser a principal forma de evolução de uma resposta metaplásica.
Displasia: aumento da proliferação celular, perda progressiva da diferenciação celular, surgimento de atipias celulares e de alterações da arquitetura tecidual. As células além de aumentarem seu número, elas possuem alterações. 
Dependendo do grau elas podem ser classificadas como lesão pré cancerosas. Geralmente em exames uma displasia grau 4 e 5 já é considerada uma neoplasia. A displasia é o processo mais próximo da neoplasia/câncer. 
As causas da displasia são as mesmas da metaplasia: irritação crônica: agressão mecânica repetida, irritação prolongada pelo calor local, irritação química prolongada, inflamação crônica. 
Progressão de alterações adaptativas no colo uterino
EX. alterações no colo uterino. O fator etiológico como causa seria o processo inflamatório crônico. Em primeiro momento o indivíduo terá a endocérvice normal composta por epitélio cilíndrico simples. Recebe algum insulto, uma bactéria/vírus, algo que esteja causando esse processo inflamatório crônico nessa região. Inicialmente poderia começar com uma hipertrofia, servirá como estímulo para a hiperplasia de células de reserva. Se não for contido o próximo passo a desencadear é a metaplasia escamosa, havendo uma substituição do tecido. E se o insulto permanecer o indivíduo vai ocorrer em displasia, sofrendo atipia e se duplicando de maneira alterada. E depois pode virar uma neoplasia/câncer, se não fosse contido, podendo ser benigna ou maligna. 
Progressão de alterações adaptativas nos brônquios 
A causa serio o tabagismo (exposição química) e inflamação crônica, que os componentes do cigarro podem acarretar. De início temos uma mucosa brônquica normal, com epitélio pseudo-estratificado cilíndrico ciliado, produtora de muco. Com o passar dos anos pode desencadear uma hipertrofia das células da região, dando estímulo a hiperplasia de células basais. Se continuar com a prática do tabagismo ocorre a metaplasia escamosa. E se prosseguir ocorre uma displasia, multiplicar com alterações. Em seguida uma neoplasia/câncer. 
A displasia pode regredir para o estado de normalidade, pois ainda não é uma neoplasia (crescimento autônomo). É possível essa regressão pois ela ainda é uma resposta adaptativa. E a evolução seria a progressão para neoplasia. 
Na figura abaixo ilustra no centro, uma célula normal em homeostasia, equilibrada. Se sofrer uma diminuição de tamanho e volume, seria resposta atrofia. Em contra partida, se estimulada de forma que aumente seu volume, hipertrofia. Já se o estímulo permitiu a sua multiplicação/aumento numérico, hiperplasia. E se o estimulo da origem a alteração ou variação no tipo celular, metaplasia. 
Aula prática
Em B conseguimos perceber, a atrofia como resposta adaptativa. O estreitamento dos giros e alargamento dos sulcos.
Os rins, bem alterado na sua textura. Com formato alterado, consistência achatada. Áreas mais deprimidas e outras em relevo (tipo bolinhas). Essas áreas de depressão são onde tem células atróficas, por deficiência do fluxo sanguíneo adequado. 
 
O da esquerda em tamanho normal, e a direita um útero atrófico. Porque está diminuído de volume. Superfície externa rugosa indicando também a presença de atrofia.
Hipertrofia cardíaca envolvendo o ventrículo esquerdo, aumento da espessura da parede. 
Microscopia do mesmo aumento, indicando na foto direita um miócito hipertrofiado.
A lipofuscina indica atrofia e envelhecimento. Essas marcas marrom, provavelmte o coração de um idoso. 
Na foto abaixo é um útero, a disposição de tecido dá indícios se essa hiperplasia é benigna ou maligna. Geralmente quando maligna tem alteração no sentido das fibras e na organização do tecido. Nessa foto tem uma espessura indiciando uma hiperplasia.
Na parte interna desse útero tem alterações, há a presença de um pólipo, uma formação que se projeta na luz do órgão, mais uma característica de malignidade, alémda desorganização da arquitetura das fibras. Áreas escurecidas, indicando necrose dessa região de pólipo. Uma displasia.