MORTE CELULAR GIULIA 104

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Giulia Goedert - T104

PATOLOGIA AULA 3: MORTE CELULAR: necrose, apoptose e as calcificações patológicas. Existem pelo menos dois tipos diferentes de morte celular: por necrose (morte acidental) e por apoptose (morte programada). A necrose é sempre um processo patológico, enquanto a apoptose nem sempre é patológica ou associada a lesão celular.

NECROSE • A necrose equivale a um homicídio da célula, estando sempre ligada a um agente patogênico que desencadeia lesão celular. A degeneração se torna morte celular a a partir do momento em que o dano é incorrigível. A célula não consegue resistir e explode por meio de lise de membranas. • Alguns autores afirmam que a necrose é a consequência da morte celular, visto que após a explosão da célula se seguem diversas alterações morfológicas. • O que ocorre após a explosão caracteriza a necrose. • A necrose tem características de lesão irreversível, visto que a depleção de ATP e o dano à membrana foram graves e incorrigíveis, caracterizando a parada funcional da célula e conferindo alterações morfológicas características da necrose. • A lesão é irreversível quando a célula explode/estoura. A partir da explosão há eventos caracteríticos da necrose, uma morfologia característica. • Quando a célula explode há lise das membranas, extravasamento dos constituintes do intra para o extracelular, reação inflamatória adjacente positiva, digestão enzimática por autólise e heterólise e desnaturação proteica. • Na morte celular por necrose há ruptura/lise de todas as mebranas da célula. • Lise da membrana lisossômica determina extravasamento das enzimas lisossômicas para o citoplasma e digestão enzimática das organelas (autólise). • Lise da membrana celular externa leva ao extravazamento das enzimas/proteínas para o meio extracelular e para o plasma, desencadeando resposta inflamatória no tecido adjacente (chama leucócitos da corrente sanguínea) e a presença de enzimas séricas atua como marcadora de morte celular. • Ex.: no infarto, a morte celular por necrose dos miocardiócitos libera na corrente sanguínea transaminase glutâmico oxalacética (GOT), lactato desidrogenase (LDH), creatinina quinase (CK) e troponinas, funcionando como marcadores de necrose. • É resposta inflamatória devido à agressão causada nas células adjacentes pelo extravazamento de líquido. • Resposta inflamatória e digestão enzimática por heterólise: devido à agressão do tecido pelo extravazamento de líquido, os leucócitos cercam a área de agressão (local do extravazamento) e reconhecem as células que sofreram necrose e liberam enzimas de efeito digestivo. É

digestão enzimática por heterólise porque as enzimas são provenientes de células (leucócitos) diferentes das células de necrose. • Digestão enzimática por autólise: devido à explosão da célula, houve também rompimento das membranas dos lisossomos, levando à autodigestão da célula. • Na necrose ocorre digestão enzimática das organelas, dissolução dos constituintes celulares e desnaturação proteica (ptns ficam infuncionais), caracterizando a morte funcional da célula e as alterações morfológicas de necrose.

Alterações morfológicas da necrose: Consequência da necrose em tecido vivo: • Aumento da eosinofilia intracitoplasmática devido a alteração de ph pela desnaturação proteica, de modo a aumentar a afinidade pela eosina (corante ácido). As células ficam cor róseo-avermelhado. • Citoplasma pode ser vacuolado, devido ao desequilíbrio hidroeletrolítico (lesão subletal) e corroído/granular devido à digestão enzimática. • Pode haver calcificação distrófica devido à destruição maciça das membranas liberando muitos elementos fosfatídicos (figuras mielínicas) que atraem sais de cálcio. A calcificação é basofílica e por isso é vista em roxo em áreas concentradas (hematoxilina) na lâmina. A calcificação distrófica difere da calcificação metastática porque essa ocorre quando há desrregulação do metabolismo do Ca.

Alterações nucleares: • Picnose: devido à condensação da cromatina, o núcleo se torna denso, pequeno e hipercorado (basofílico/roxo) e reflete parada da transcrição do DNA. Com o tempo o núcleo tende a perder a cor. • Cariólise: Núcleo pálido, dissolvido -> Núcleo perde a coloração e é possível ver somente o contorno da célula, sem núcleo. (às vezes verifica “fantasminhas”, manchas rosa onde era o núcleo. • Cariorrexe: o núcleo encontra-se fragmentado no citoplasma.

Consequências da necrose: • Fagocitose dos restos particulados pelos leucócitos • Reparo a partir de tecido cicatricial (fibroplasia por colágeno), tecido de granulação e regeneração (colocar mesmo tipo de tecido) • Calcificação distrófica por acúmulo de sais de Ca atraídos pelos elementos fosfatídicos.

Padrões da necrose:

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A Necrose Coagulativa é o tipo mais comum de necrose, tendo como causa todas as mortes

isquêmicas (a causa da necrose coagulativa é a isquemia) MENOS DO SNC. Há predomínio da desnaturação proteica sobre a digestáo enzimática e a autólise é preservada, mas a isquemia dificulta a heterólise (por isso não chega leucócito porque não chga muito sangue). Mantém o esboço da célula, as células ficam mais eosinofílicas e anucleadas (cariólise), há poucos leucócitos em roxo. Um exemplo de necrose coagulativa é o infarto do miocárdio.

• Necrose Liquefativa ocorre em infecções ou locais que tendem a atrair leucócitos. É causada por morte isquêmica do SNC, com a presença de algum fluxo sanguíneo para garantir a heterólise e o tecido necrótico se liquefaz rapidamente. Há predomínio da digestão enzimática por autólise e heterólise. Na microscopia se vê muitos leucócitos e tecido necrótico e liquefeito. Isso ocorre em infecções bacterianas, que chama vários leucócitos que fazem heterólise, dissolvendo o tecido (perda tecidual) e formando uma neocavidade com pus (abcesso).

• NECROSE EM SITUAÇÕES ESPECIAIS: • Necrose Caseosa: é uma formadiferente de necrose de coagulação na qual o tecido se torma macroscopicamente branco e amolecido (semelhante a queijo minas ou ricota) e friável. É habitualmente encontrada na tuberculose com formação de GRANULOMA IMUNOGÊNICO, onde o agressor tem alta resistência, é pouco digerível (pouco digerível para um único macrófago, despertando o sistema imune) e vivo (bacilo de Koch) e cercado por macrófagos ativados, epitelióides, multinucleados (em ferradura) e também por linfócitos e fibroblastos. A necrose caseosa se encontra no centro do tumor imunogênico. A necrose caseosa é uma variedade de necrose coagulativa e por não ser uma reação exclusiva da tuberculose, pode ocorrer na sífilis e na blastomicose. Esse granuloma ocorre na reação inflamatória crônica não granulomatosa imunogênica, sendo constituída por agrupamentos macrófagos modificados, denominados de células epitelioides /células gigantes (junção de vários macrófagos). Como um único macrófago não conseguiu digerir o agente agressor, muito resistente e pouco digerível, hove solicitação do sistema

Na microscopia há massa eosinofílica sem contorno celular no centro (necrose caseosa) e macrófagos gigantes e epitelioides, linfócitos e fibloblastos em volta. imune. Os linfócitos T liberam linfocinas que tornam o macrófago multinucleado, mais forte e epitelioide.

• Necrose Gordurosa: geralmente é causada por extravasamento e ativação de enzimas pancreáticas (ex.:caso de pancreatite aguda) ou por traumatismo do tecido adiposo liposubstituído (ex.:caso de trauma da mama feminina) que ocasiona ruptura dos adipócitos. Na necrose gordurosa que ocorre na pancreatite aguda os adipócitos normais são destruídos pela liberação de enzimas digestivas pancreáticas que liquefazem as membranas celulares das células adiposas, determinando adipócitos necróticos. O mesentério de pacientes com pancreatite aguda mostra áreas esbranquiçadas correspondentes a focos de esteatonecrose. Ocorre calcificação.

APOPTOSE:

A apoptose é a morte celular programada, sendo também denominada morte fisiológica da célula, morte celular geneticamente modificada, suicídio celular ou autodestruição celular. Desde 1951 muitos estudiosos pesquisam sobre a morte celular, entre eles, Gluksman, Currie, Sanders, Kerr e Willie, e vem merecendo interesse especial por estar envolvida em processos cruciais como câncer, doenças autoimunes, doenças degenerativas e AIDS. • O termo apoptose foi sugerido por James Cormack, professor de grego clássico, e quer dizer “Queda das folhas no outono”, de modo a denominar a morte programada fisiológica, que ocorre para renovação (comum nas células e nas folhas). • A apoptose é um processo que implica morte fisiológica e renovação, e que serve para eliminar células em excesso, indesejáveis ou desnecessárias. • “As células fisiologicamente indesejáveis não necrosam, elas apoptosam.” Um exemplo disso é o endométrio menstrual, o qual tem fase proliferativa determinada pelos níveis elevados de estrogênio e fase progesterônica, de modo que a queda dos níveis de hormônio (fator de crescimento) determina descamação do endométrio (morte celular).

Morte celular por apoptose: A célula recebe estímulos apoptóticos, que podem ser ativadores da célula para entrar em apoptose (ativando uma série de eventos coordenaods e programados internamente e executados por produtos gênicos, determinando a morte celular) ou a ausência de fator de crescimento ou hormônios, que também leva à morte celular. Todos os estímulos antimitogênicos são pró-apoptóticos.

Duas vias distintas convergem para a apoprose: a via intrínseca é mitocondrial e a via extrínseca ocorre via receptor morte. A apoptose segue uma ordem de eventos: 1. Vias sinalizadoras fazem silalização transmembrana ou intracelular (núcleo) para transcrever genes que ativam/inibem a apoptose. 2. Controle e integração 3. Fases de execução 4. Remoção de células mortas 13

• Quando o sinal é negativo para a apoptose ela é impedida. Isso ocorre devido à presença do hormônio ou do fator de crescimento. O BCL-X e o BCL-2 são genes hiperexpressos no impedimento da apoptose e os genes BAX, BAK e BIM (próapoptóticos) não deixam de ser expressos. BCL-X e BCL-2 estão presentes na membrana mitocondria impedindo a saíde do citocromo C para o citosol, visto que o citocromo C é ativador da APAF-1 (enzima apoptótica que ativa caspases -proteases-), que na situação anti apoptose está no citosol ligada à BCL-2, de forma que esse complexo impede que APAF-1 se ligue às caspases e ative-as. Dessa forma, no estímulo negativo da apoptose, estímulo mitogênico, BCL-2 e BCL-X são expressas, impedindo que a APAF-1 ative

caspases (pq BCL-2 + APAF-1 formam um complexo) e estão presentes na membrana da mitocôndria impedindo a saída do citocromo C, que é um ativador da APAF-1. • Quando o sinal é positivo para a apoptose, ouseja, há ausência ou supressão do hormônio ou fator de crescimento, ocorre perda da expressão de BCL-X e BCL-2 e ativação dos genes BAX, BAK e BIM. Como BCL-X e BCL-2 estão ausentes na membrana mitocondrial, há aumento da permeabilidade dessa, possibilitando a saída do citocromo C para p citosol, desfazendo o complexo APAF-1 + BCL-2, de modo a liberar a APAF-1, que ativa caspases e deflagra a apoptose. Dessa forma a ausência de BCL-2 e BCL-X na membrana mitocondrial provoca a saída do citocromo C de dentro da mitocõndria em direção ao citosol, onde desfaz o complexo entre APAF-1 e BCL-2, liberando a APAF-1 para ativar caspases.

Controle e integração extrínseco: • O controle extrínseco por interação receptor-ligante ocorre por meio da proteína FAS que se liga ao receptor de TNF a partir de proteína adaptadora FADD. Isso possibilita a ativação de caspases iniciadoras que ativam caspases efetoras, e essas ativam as endonucleases (caspase executora), configurando uma reação em cadeia. As endonucleases cortam o DNA em nucleossomos desiguais num padrão de clivagem em degraus de escada, causando um colapso no citoesqueleto e ligantes para células fagocitárias. • No controle extrínseco de morte iniciada por ativação de p53, que ocorre quando a célula é exposta a radiação, toxinas e radicais livres, há desencadeamento de lesão direta do DNA, ativando p53 (proteína guardiã do genoma, supressora tumoral). A p3 promove parada do ciclo celular em G1 a fim de a célula ativar genes de reparo de DNA. Caso naõ haja ativação dos genes de reparo a p53 faz ativação dos genes ativadores de apoptose, determinando hiperexpressão de BAK, BAX e BIM e inativação de BCL-2 e BCL-X. A p53 também é capaz de ativar diretamente as caspases efetoras, sem passar pelas iniciadoras. • Ainda no controle extrínseco de morte celular mediada por linfócito T, o linfócito T ativo pode agir direto sobre as caspases efetoras através da granzima B (produto do linfócito) que ativa as caspases efetoras, as quais ativam endonucleases e causam colapso no citoesqueleto, determinando ligantes para as células fagocitárias.

Fase de execução: • É a via final, ocorrendo através de proteases e APF-1 ativada peo citocromo C que ativam as caspases. “C” se refere ao mecanismo cisteína-protease e “aspase” se refere à cacapcidade de clivar resíduos de ácido aspártico, de foma de que as caspases têm duas funções diferentes: ser desencadeantes (iniciadoras) e executoras (efetoras) .

Fase de remoção de células mortas:

• As células apoptóticas e seus fragmentos têm marcadores de superfície (moléculas marcadoras), de foma que as células apoptóticas têm fosfatidilserina e os corpúsculos apoptóticos têm trombospondina. Esses marcadores facilitam o reconhecimento precoce pelos faggócitos, de modo que há fagocitose sem inflamação. A apoptose é uma morte celular “limpa”. A apoptose é uma modalidade de morte celular de demonstração bem mais difícil que a necrose, afetando células individualmente. O corre de forma rápida, com poucas horas entre seu início e término. As células apoptóticas desaparecem completamente sem desencadear reação inflamatória, de modo que as alterações que ocorrem nas células apoptóticas são: a condensação da cromatina na face interna da membrana nuclear, formando crescentes; e a retração e fragmentação do citoplasma, formando os corpos apoptóticos, englobados por células vizinhas que podem ser do mesmo tipo da que sofreu apoptose, ou macrófagos.

Morfologia/ microscopia da apoptose: • Em células isoladas ou em pequenos grupos de células ocorre enrugamento e retração nuclear, projeões digitiformes e a formação de corpos apoptóticos. • Na realidade, como os fenômenos são muito rápidos, em geral se vê na microscopia: massa redonda ou oval de citoplasma eosinofílico e fragmentos de cromatina celular densa. A condensação subnuclear da cromatina é a característica mais marcante. • A fragmentação nuclear ocorre de forma não aleatória na apoptose, “em degraus ou escada”

Relação da apoptose desregulada com algumas doenças: • Quando a apoptose é deficiente ocorre a hiperexpressão de BCL-2, que inibe a apoptose podendo gerar câncer devido a células mutantes que se replicam por impedimento de entrarem em apoptose. Podem ocorrer também distúrbios autoimunes devido a leucócitos autorreativos que não são removidos após resposta imune. • Na apoptose excessiva ocorre supressão/inibição de BCL-2, ativando a apoptose, o que gera doenças neurodegenerativas devido à perda de grupos específicos de neurônios, ocasionando atrofia de músculos espinhais. Ou ainda gera AIDS pela depleção linfocítica induzida por vírus.

Resumo: a necrose é desencadeada por agentes aptológicos, tendo um rápido colapso, lise de membrana, liberação dos restos celulares para fora (matriz extracelular), ocasionando importante inflamação. Já a poptose é desencadeada por vários tipos de mecanismos fisiológicos e/ou patológicos para eliminar células desnecessárias, indesejáveis ou excessivas, porém deixa a membrana delas íntegras, sem liberação de restos celulares para fora da matriz extracelular, por isso não causa inflamação.

• A fagocitose precose na apoptose ocorre pela presença de marcadores de morte celular na superfície da célula apoptótica (fosfatidilserina) e do corpúsculo apoptótico (trombospondina).

Digferenças entre necrose e apoptose: • A necrose é morte acidental de modo que sejam liberados fatores que estimulam enzimas catalíticas (que agem sobre as células mortas), fazendo digestão enzimática, desnaturação proteica e dissolução de constituintes celulares, causando tumefação, perda de integridade da membrana, desintegração celular: a célula explode. Microscopicamente se observam grupos de células com inflamação presentes nas adjacências, eosinofilia, citoplasma de homogêneo/vítreo passa para vacuolado/corroído, e as alterações nucleares são picnose, cariorréxe e cariólise, a fragmentação do DNA é “em esfregaço”, ou seja, é aleatória (por explosão ou por alguma nuclease). • A apoptose é a morte celular programada, de modo que estímulos apoptóticos ativam eventos controlados e programados internamente e executados por produtos gênicos, causando enrugamento, projeções digitiformes e corpos apoptóticos, determinando a fragmentação da célula. Isso é visto miscroscopicamente em células isoladas ou pequenos grupos sem inflamação po condesação da cromatina (subnuclear) e fragmentação não aleatória do DNA entre fragmentos nucleossomais “em escadas” ou “em degraus” • O estímulo para a necrose é patológico, ocorrendo em um agrupamento de células, é irriversível e não ativa a endonuclease de forma programada. Ocorre lise das membranas, o citoplasma fica corroído, desnaturam-se as proteínas, caracterizando a eosinofilia, picnose, cariorréxe e cariólise. A liberação das enzimas lisossomais está presente e o DNA é fragmentado de forma aleatória (em esfregaço), porque a cromatina é segmentada em grumos crosseiros. A fagocitose precoce está ausente, sendo positiva tardiamente, após a lise celular, devido à resposta celular adjacente. Há presença de inflamação exudativa pelo extravasamento de compponentes para o meio extracelular. • O estímulo para a apoptose é fisiológico/patológico*, ocorrendo em células isoladas ou em pequenos grupos. É irreversível e causa ativação programada da endonuclease. A mrfologia celular é caracterizada por frgmentação programada sem lise de membranas, há enrugamento/isolamento, projeções digitiformes e corpos apoptóticos, de forma que a liberação de enzimas lisossômicas é ausente e não haja resposta inflamatória. O DNA é fragmentado dão aleatoriamente, mas em escada e a cromatina é condensada subnuclear. As endonucleases fragmentam em fragmentos nucleossomas individuais o DNA. A fagocitose é rápida e precoce devido aos marcadores que sinalizam morte por apoptose presente antes da lise celular, contribuindo para a ausência de inflamação exudativa, sem extravazamento de componentes celulares para o meio extracelular. *O estímulo para apoptose é patogênico quando o patógeno lesa DNA.

Calcificações patológicas:

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As calcificações são depósitos anormais de sais de cálcio com pouquíssimas quantidades de ferro, magnésio e sais minerais, podendo ser do tipo Calcificação Distrófica ou Calcificação Metastática.

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Calcificação distrófica: tem como requisito lesão e morte celular, sendo caracterizada como depósitos em células lesadas ou mortas (necróticas), devido à exposição de elementos fosfatídeos que atraem sais de cálcio. Ocorre em áreas de necrose e cursa com níveis séricos de cálcio normais, ou seja, sem distúrbio de metabolismo do cálcio.

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Calcificação metastática: tem como requisito a hipercalcemia, de modo a ocorrer depósitos em tecidos vitais, normais, na vigência de hipercalcemia (aumento do cálcio sérico), que favorece a deposição de cálcio nos tecidos. É associada a distúrbio no metabolismo do cálcio.

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Regulação do metabolismo do cálcio: Existem concentrações mínimas de cálcio intracelular, pois ele é citotóxico (ativa várias enzimas), por sua vez o cálcio plasmático é regulado por paratormônio (reduz cálcio dos ossos), calcitonina (reduz cálcio sangue) e vitamina D. Quando o nível de cálcio plasmático está baixo, as glândulas tireoides secretam paratormônio, que tem atividade osteoclástica liberando íons cálcio dos ossos para o sangue, aumentando a calcemia. Já quando os níveis plasmáticos de cálcio altos, as células parafoliculares da tireoide secretam calcitonina, que tem atividade osteoblástica, liberando íons cálcio do sangue para os ossos, o que diminui a calcemia. A hipercalcemia pode ser causada por Hiperparatireoidismo (quando as céls da paratireoide secetam muito paratormônio), aumento do paratormônio (que tem atividade osteoclástica liberando cálcio dos ossos para o sangue), hipervitaminose D (determina excesso de absorção intestinal de Ca), destruição óssea (quando há tumor ósseo ou metástase), insuficiência renal (retém fostato com consequente hiperparatireoidismo secundário), hiperfosfatemia (leva ao hipertireoidismo secundário, aumentando paratormônio e atividade osteoclástica levando à hipercalcemia) ou quando há síndrome de Williams (sensibilidade à vitamina D). Na microscopia a calcificação é basofílica, arroxeada, porque mostra grande afinidade pela hematoxilina, de modo a contrastar com a necrose caseosa não calcificada, que tem cor rósea, é acidófia/eosinófila/eosinofílica.