colégio pedro ii texto complementar 06 / 2015

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS – COORD.: PROFa. CRISTIANA LIMONGI
1º & 2º TURNOS 3ª SÉRIE / ENSINO MÉDIO REGULAR & INTEGRADO ANO LETIVO 2015
PROFESSORES: FRED & PEDRO MURTA
TEXTO COMPLEMENTAR 06 / 2015: APOPTOSE x NECROSE
APOPTOSE
Os modernos conhecimentos da Biologia
Celular têm revelado a cada dia que a morte
celular programada e seus indutores e inibidores
podem ser a chave para a compreensão de muitas
patologias e doenças. Por definição, APOPTOSE
ou MORTE CELULAR PROGRAMADA (ou
“morte celular não seguida de autólise”) é um tipo
de “autodestruição celular” que demanda energia
e síntese proteica para a sua execução
(diferentemente da necrose). O termo é derivado
do grego “apoptwsiz”, que se referia à queda das
folhas das árvores no outono – um exemplo de
morte programada fisiológica e apropriada que
também implica em renovação. Possui importante
papel durante o processo de diferenciação,
crescimento e desenvolvimento dos tecidos
adultos normais e patológicos, exercendo um
papel oposto ao da mitose. Isto de certa forma
requer uma cascata de fenômenos bioquímicos e
moleculares que acabam por proporcionar um
fenótipo celular bastante peculiar. Quem primeiro
descreveu a morte celular programada foi Kerr
(1972) a partir de observações em células do timo
(um órgão imunitário bastante ativo durante a
infância – produz e amadurece linfócitos T –, mas
que regride por volta dos sete anos de idade).
Fisiologicamente a apoptose é um dos
participantes ativos da homeostase no controle do
equilíbrio entre a taxa de proliferação e
degeneração com morte das células, ajudando na
manutenção do tamanho dos tecidos e órgãos. A
perda deste equilíbrio promove o aparecimento de
lesões proliferativas e degenerativas como infarto
do miocárdio e doença de Alzheimer, dentre
outras.
Fatores
de
crescimento,
neurotransmissores,
glicocorticoides,
cálcio,
toxinas bacterianas, radicais livres, agentes
oxidantes, mutagênicos e outros podem induzir o
processo apoptótico. Hormônios esteroides e
androgênicos, o íon zinco, fatores da matriz
celular e aminoácidos inibem a apoptose.
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É um processo rápido, que se completa em
aproximadamente três horas e não é sincronizado,
com diferentes estágios coexistindo em diversas
secções dos tecidos. Devido à taxa rápida de
destruição celular é necessário que apenas 2% a
3% das células estejam em apoptose em
determinado momento para que se obtenha uma
regressão substancial de tecido. Algumas
mudanças só podem ser vistas quando a célula é
analisada em microscopia eletrônica, mas de uma
maneira geral, os fenômenos são:
1.
Retração celular, com perda de aderência
com a matriz extracelular e células vizinhas,
com agregação dos componentes celulares,
o que deixa a célula bastante eosinofílica.
Com exceção das mitocôndrias, que podem
apresentar ruptura da membrana externa,
as
outras
organelas
mantêm
sua
morfologia.
2.
O núcleo muda de aspecto, a cromatina se
condensa e se prende à carioteca, tomando
um aspecto mais denso. Pode ocorrer a
fragmentação do núcleo (cariorréxis).
3.
A membrana celular gera prolongamentos,
que aumentam de número e de tamanho e
se rompem, dando origem a estruturas
contendo o conteúdo nuclear. Estas partes
envoltas pela membrana celular recebem o
nome de corpos apoptóticos, sendo
fagocitadas pelos macrófagos e removidas
rapidamente.
Diferente da necrose, não existe liberação
do conteúdo celular para o interstício e, portanto,
não se observa processo inflamatório ao redor da
célula morta. É importante salientar que muitos
dos genes que condicionam a proliferação celular
(chamados oncogenes e genes supressores de
tumores) estão também envolvidos na apoptose,
cuja inibição leva à sobrevivência prolongada das
células, favorecendo o acúmulo de mutações e a
transformação maligna. Assim, a apoptose
representa um mecanismo de eliminação seletiva
de células cuja sobrevivência poderia prejudicar o
bem-estar do organismo.
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Figura 1. Alterações celulares na apoptose
APOPTOSE FISIOLÓGICA
1.
2.
3.
4.
5.
4.
5.
6.
Nos casos de involução de estruturas fetais
durante o desenvolvimento embrionário do
feto (membranas interdigitais, fusão do
palato, involução do ducto tireoglosso e da
notocorda – figura 2).
Situações de corte no suprimento de
hormônios estimulatórios [como menopausa
(atresia folicular ovariana) e retração do
útero pós parto].
Tecidos onde há uma constante renovação
celular,
com
células
lábeis
(desenvolvimento da mucosa intestinal e da
pele – as células mais velhas sofrem
apoptose para que o número de células no
tecido continue constante).
Estimulada pelo linfócito T citotóxico
(quando uma célula do organismo é
infectada por um vírus e passa a apresentar
antígenos deste vírus em sua membrana.
As células T citotóxicas reconhecerão este
antígeno e induzirão a apoptose na célula
infectada. Este processo é muito importante
na eliminação de um vírus do organismo e
também na geração de sintomas em várias
patologias).
Após uma resposta imunológica do
organismo a um agente biológico (é preciso
que haja eliminação da superpopulação de
leucócitos que foram usados na defesa do
organismo).
Na maturação linfoide e prevenção de
autoimunidade.
No núcleo das células fibrosas que originam
o cristalino.
Nos anfíbios, na regressão da cauda do
girino, durante sua metamorfose para a fase
adulta (figura 3).
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Figura 2. Apoptose na involução das membranas
interdigitais
Figura 3. Apoptose na regressão da cauda de girinos
APOPTOSE PATOLÓGICA
1.
2.
Casos de lesão do material genético (DNA)
da célula, através de estímulos radioativos,
químicos ou virais. Quando a lesão causada
ao DNA é maior que a capacidade da célula
de revertê-la, é mais seguro para o
organismo que o programa de morte celular
seja ativado, já que a multiplicação de uma
célula mutante pode dar origem a tumores.
Nos casos de lesão por isquemia ou hipóxia
pode resultar em necrose ou apoptose.
Certos estímulos à morte celular por
necrose também desencadeiam a morte
celular por apoptose.
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CASCATA DE EVENTOS E CASPASES
As células têm um conjunto de proteínas
capazes de atuar como armas de autodestruição.
Enquanto a célula é útil ao organismo, ela reprime
este mecanismo. Se, no entanto, a célula
comprometer a saúde do organismo ou deixar de
ser necessária, a apoptose é desencadeada,
levando à morte celular. Na grande maioria das
células em apoptose, observa-se a destruição do
material genético, o ácido desoxirribonucleico
(DNA). Células eucariotas têm cromossomos
formados
por
unidades
repetitivas,
os
nucleossomos. Antes da morte da célula, o DNA é
cortado por enzimas em regiões específicas entre
os nucleossomos. Para a ativação dessas
enzimas, por exemplo, a CAD (caspase-activated
DNAase), deve ocorrer toda uma cascata de
eventos moleculares.
A apoptose pode ser ativada por vários
fatores como a remoção de sinais químicos da
célula
(fatores
de
crescimento
ou
de
sobrevivência), o ignorar de mensagens químicas
por alguns receptores internos e externos, ou pela
presença de sinais com informação contraditória.
O primeiro vínculo entre a ação de uma
caspase e o corte do DNA foi constatado há
pouco. Caspases são um grupo de proteases com
importância fundamental no processo de
apoptose. Encontram-se no citoplasma celular sob
forma inativa. Várias proteínas são apontadas
como “alvos”. Quando ativada, inibe uma proteína
(ICAD, de inhibitor of caspase-activated DNAase)
normalmente ligada a uma DNAase (CAD) no
citoplasma. CAD se torna ativa, entra no núcleo e
começa a cortar pontos específicos de DNA
(clivagem entre nucleossomos), desencadeando o
processo de morte celular programada.
NECROSE
Pode-se definir necrose como as alterações
morfológicas que acontecem após a morte celular
em um tecido vivo, devido à ação progressiva de
enzimas nas células que sofreram uma lesão
exógena irreversível letal. As células necróticas
não conseguem manter a integridade da
membrana plasmática, extravasam seu conteúdo
e podem causar inflamação no tecido adjacente.
O estímulo nocivo desencadeará vários
processos intracelulares como dano:
Afeta mitocôndrias (diminui a produção de
ATP, com perda das funções celulares
dependentes de energia, contribuindo para
o aumento da glicólise anaeróbica e
diminuição das reservas de glicogênio,
aumentando o ácido lático e fosfatos
inorgânicos, com diminuição do pH,
prejudicando a atividade de muitas enzimas
celulares).
Afeta
lisossomos
(causa
digestão
enzimática dos componentes celulares).
Afeta a membrana plasmática em si
(culminando na perda do conteúdo celular).
Causa deficiência na bomba de cálcio,
devido à falta de energia, que leva ao
aumento do cálcio intracelular e das
espécies reativas de oxigênio ou “radicais
livres”): leva a proteólise e danos ao DNA).
O cálcio ativa muitas enzimas que levam à
degradação
celular,
como
as
endonucleases e as proteases.
A atividade da bomba de sódio e potássio
na
membrana
plasmática
diminui,
acumulando sódio intracelularmente e
levando à perda de potássio para o meio
externo: edema celular e dilatação do
Retículo Endoplasmático, formando bolhas.
Por fim, a diminuição da síntese proteica
resulta
em
dano
às
membranas
mitocondriais e lisossomais.
LESÃO REVERSÍVEL x LESÃO IRREVERSÍVEL
A lesão caracteriza-se como reversível
enquanto houver alterações na membrana
plasmática, alterações mitocondriais, dilatação do
retículo endoplasmático, degeneração gordurosa e
alterações nucleares que possam ser revertidos
pela célula. O dano passa a ser irreversível na
medida em que a célula é incapaz de reverter os
danos mitocondriais (ausência de fosforilação
oxidativa e geração de ATP), com alterações
profundas na função da membrana. As células
sofrem
essas
alterações
bioquímicas
e
morfológicas conforme a lesão progride, evoluindo
para morte celular e necrose.
CAUSAS DE LESÃO CELULAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ausência de oxigênio (hipóxia).
Agentes físicos (traumas, temperatura,
radiação, choque).
Agentes químicos e drogas.
Agentes infecciosos.
Reações imunológicas.
Distúrbios genéticos.
Desequilíbrios nutricionais.
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MORFOLOGIA DA NECROSE
Morfologicamente, as células necróticas
apresentam um aumento da eosinofilia, causada
pelo RNA e proteínas plasmáticas desnaturadas.
O citoplasma apresenta vacúolos e o citoplasma
com um aspecto corroído. As células são vistas ao
microscópio eletrônico com descontinuidade de
membranas
plasmáticas
e
organelas.
A
fragmentação do DNA leva a alterações nucleares
que podem aparecer na forma de três padrões:
cariólise (DNA em degradação), picnose
(encolhimento do núcleo, pela condensação do
DNA) e cariorréxis (fragmentação do núcleo, com
seu posterior desaparecimento).
A maioria das células necróticas e de seus
fragmentos acaba desaparecendo, devido à
digestão enzimática e à fragmentação, seguidas
da fagocitose por macrófagos e leucócitos. Se
essa fagocitose e destruição dos restos celulares
necróticos não ocorrer rapidamente, sais de cálcio
e outros minerais podem ser atraídos,
acontecendo calcificação no local. Esse fenômeno
é denominado calcificação distrófica, que causará
também a formação de um processo inflamatório
local.
Fontes (com diversas adaptações):
http://www.guia.heu.nom.br/apoptose.htm
http://www.infoescola.com/citologia/apoptose/
http://www.ogrupo.org.br/9-artigos-timo.htm
http://www.virtual.unifesp.br/unifesp/bio40/apoptose/ind
ex-3.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Apoptose
http://www.inca.gov.br/rbc/n_53/v03/pdf/revisao4.pdf
http://www.digimed.ufc.br/wiki/index.php/Necrose_e_Ap
optose
http://minutosaber.blogspot.com.br/2010/08/caracteristi
cas-celulares-da-necrose-e.html
Figura 4. Alterações celulares na necrose e na apoptose
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