Necrose e apoptose - UNIP.br

Necrose e apoptose

Morte celular programada ≠

Necrose(oncose)• Morte de uma célula ou

de parte de um tecido em um organismo vivo

• "autodestruição celular“?

DIFERENÇAS ENTRE NECROSE E APOPTOSE

• Apoptose: • gasto de energia, • a célula continua sintetizando

proteínas e mantendo o funcionamento normal de suas organelas.

• Membranas celulares e as organelas mantêm a estrutura normal.

• formação de protuberâncias nasmembranas(“blebbings”)

• condensação e fragmentação dacromatina

• Há retração celular e emissão de corpos apoptóticos, que possuem organelas normais e as vezes fragmentos nucleares.

• Os corpos apoptóticos não provocam reação inflamatória, sendo digeridos pelas células vizinhas.

• Necrose: • as células deixam de gastar energia• parada da síntese protéica e do

funcionamento do mecanismo de membrana

• permitindo ingresso de íons sódio e cálcio

• entrada de água para manter a isosmolaridade (causando inchaço celular)

• os núcleos sofrem alterações morfológicas pela hidrólise da cromatina, primeiro com condensação da cromatina (picnose), posteriormente com fragmentação da cromatina e desaparecimento da membrana nuclear (cariorrexe) e por último com a dissolução do material nuclear (cariólise).

• os restos celulares provocam nos tecidos vizinhos uma reação inflamatória aguda, levando a destruição do tecido necrosado e posterior substituição por uma cicatriz fibrosa

" Padrão em esfregaço".Em fragmentos com 180-200 pares de base ou múltiplo integrais, produzindo o típico "Padrão em

escada ".

Padrão na Eletroforese do DNA em gel Agarose

Aleatória.Internucleossômica, detectável em 1 ou 2 horas (máxima em 24 horas). Processo de "tudo ou nada

", de curta duração.

Fragmentação do DNA

Pode ocorrer, se a área de necrose for ampla.Ausente. •Formação de cicatrizes

Presente, induzida pela liberação de componentes celulares para o espaço extracelular.

Ausente. Não há liberação de componentes celulares para o espaço extracelular.•Inflamação Exsudativa

Ausente - Macrofagocitose pode ocorrer, após a lise celular.

Presente, antes mesmo da lise celular ("Canibalismo celular").•Fagocitose pelas células da vizinhança

Formação de grumos grosseiros e de limites imprecisos.

Compactação em massas densas uniformes, alinhadas no lado interno da membrana nuclear

(Crescentes).•Cromatina Nuclear

Desaparecimento (picnose, cariorrexe e cariólise).Convolução e fragmentação da membrana nuclear (cariorrexe).•Núcleo

Presente.Ausente.•Liberação de enzimas lisossômicas

Tumefação precoce.Tumefação tardia. •Organelas citoplasmáticas

Perda (tardia).Perda (precoce).•Adesões entre células e Membrana Basal

Tumefação celular, perda da integridade da membrana e posterior desintegração.

Enrugamento, projeções digitiformes da membrana celular e formação de corpos

apoptóticos.

Morfologia: •Célula

Não.Sim, aparentemente Ca+2 e Mg+2 dependente, peso molecular varia entre 12 e 32 Kilodaltons.

Ativação da Endonuclease

Irreversível, após o "ponto de não retorno"-Deposição de material floculento e amorfo na

matriz mitocondrial.

Irreversível, depois da ativação da endonuclease.

Reversibilidade

Acomete um grupo de células. Fenômeno degenerativo, conseqüência de lesão celular

severa e irreversível.

Acomete células individuais, de maneira assincrônica. Eliminação seletiva de células.

Ocorrência

Patológico (Agressão ou ambiente hostil). Fisiológico (Ativação de um relógio bioquímico, geneticamente regulado) ou patológico.

Estímulo

NECROSE Morte Celular AcidentalAPOPTOSE Morte Celular ProgramadaCaracterísticas

Diferenças básicas entre apoptose e necrose

• Tem cerca de 1090 células, 131 vão para apoptose.(Sulston andHorvitz, 1977)

• Premio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 2002

Caenorhabditis elegans: primeiro eucarioto a ter seu

genoma sequenciado

Apoptose Fisiológica

Membranas interdigitaisDesenvolvimento da mucosa intestinalFusão do palatoInvolução normal de tecidos hormônio-dependentesAtresia folicular ovarianaLeucócitosMaturação linfóide e prevenção de autoimunidadeCitotoxidade

A apoptose é um processo rápido (~ 3 horas)

• APOPTOSE INSUFICIENTE

• 1. CÂNCER• Linfomas foliculares • Carcinomas com mutação de p53• Tumores dependentes de

hormônios • Câncer de mama Câncer de

próstata • Câncer de ovário • 2. DOENÇAS AUTO-IMUNES• Lúpus eritematoso sistêmico • Glomerulonefrite imune • hepatite• 3. INFECÇÕES VIRÓTICAS • Herpesvírus• Poxvírus• Adenovírus• hepatite

• APOPTOSE EXCESSIVA

• 1. AIDS • 2. DOENÇAS

NEURODEGENERATIVAS • Doença de Alzheimer• Doença de Parkinson• Esclerose lateral amiotrópica• Retinite pigmentosa• Degeneração cerebelar• 3. SÍNDROMES

MIELODISPLÁSICAS • Anemia aplástica• 4. LESÕES ISQUÊMICAS• Infarto do miocárdio• Acidente vascular cerebral • 5. DOENÇAS DO FÍGADO• INDUZIDAS POR TOXINAS

(Álcool)• hepatocarcinoma

fragmentação internucleossômica do DNA, (visualizada laboratorialmente pela eletroforese do DNA em gel de agarose, produzindo o clássico "padrão em escada", com a formação de bandas contendo múltiplos de 180-200 pb

fragmentação nuclear e celular em vesículas apoptóticas

• a célula incha e as organelas do citoplasma, em particular as mitocôndrias, são danificadas, mas o núcleo não sofre alterações significativas.

• o controle do equilíbrio interno: a água e alguns íons: celulaincha e se rompe.

• A ruptura libera no tecido vizinho o conteúdo celular, rico em proteases

• intensa reação inflamatória: alguns tipos de glóbulos brancos (em especial neutrófilos e macrófagos) convergem para o tecido em necrose e ingerem as células mortas.

• Inflamação: típica da necrose

Necrose

Tipos de necrose

CoagulaçãoLiquefaçãoCaseosaGordurosaGomosaHemorrágicaFibrinóideGangrenosa

Tipos de necrose

• 1) Necrose por coagulação (= isquêmica): causada por isquemia do local (obstrução local).

• Mais comum• É freqüentemente observada nos infartos

isquêmicos. Há perda da nitidez dos elementos nucleares e manutenção do contorno celular devido à permanência de proteínas coaguladas no citoplasma, sem haver rompimento da membrana celular.

Tipos de necrose

• 2) Necrose por liquefação: o tecido necrótico fica limitado a uma região, geralmente cavitária, havendo a presença de grande quantidade de neutrófilos e outras células inflamatórias (os quais originam o pus).

• Resulta da ação de enzimas hidrolíticas• É comum em infecções bacterianas. Pode ser

observada nos abscessos e no sistema nervoso central, bem como em algumas neoplasias malignas.

• abscesso

• 3) Necrose caseosa: tecido esbranquiçado, granuloso, amolecido, com aspecto de "queijo friável". Microscopicamente, o tecido exibe uma massa amorfa composta predominantemente por proteínas, repeltade eosinófilos. É comum de ser observada na tuberculose, paracoccidiodomicose, histplasmose, em neoplasias malignas e em alguns tipos de infarto.

• necrose gomosa (rara)

• 4) Necrose fibrinóide:

• o tecido necrótico adquire uma aspecto hialino, acidofílico, semelhante a fibrina.

• Pode aparecer na ateroesclerose, na úlcera péptica, lúpus eritematoso,artrite reumatóide, febre reumática etc.

• Aparece eosinófilos

• 5) Necrose gangrenosa: provocada por isquemia ou por ação de microrganismo. Pode ser úmida ou seca, dependendo da quantidade de água presente.

• Úmida:participação de bactérias anaeróbias, as quais promovem uma acentuada destruição protéica e putrefação.

• pulmões e intestino.

• 6) Necrose enzimática (gordurosa enzimática):

• ocorre quando há liberação de enzimas nos tecidos (mais comum pancreático);

• a forma mais observada é a do tipo gordurosa, principalmente no pâncreas, quando pode ocorrer liberação de lipases, as quais desintegram a gordura neutra dos adipócitos desse órgão

• 7) Necrose hemorrágica:

• Mais macro que microscópico

• quando há presença de hemorragia no tecido necrosado; essa hemorragia às vezes pode complicar a eliminação do tecido necrótico pelo organismo.( ex: pulmão: sangue parado,na insuficiência cardíaca onde o sangue fica estagnado no fígado, e no cérebro)

• 8) Necrose gangrenosa:• Simplesmente gangrena• Alguns consideram necrose por coagulação• Ocorrência: extremidades de membros

inferiores ( por tromboses, traumatismos, etc)

• O tecido necrótico pode evoluir para absorção, drenagem, cicatrização, calcificação, encistamento, ulceração, gangrena

Alterações cadavéricas

• Algor mortis: (frigor mortis, frio da morte): esfriamento do corpo por parada de processos metabólicos e perda de fontes de energia (10C por hora)

• Rigor mortis: músculos mostram-se duros e contraídos. Começa aparecer em 2-3 horas

• Livor mortis: aparecimento de manchas, inicialmente violetas, ficando roxas

etiologia da necrose

• relacionada às agressões, podendo ser agrupadas em agentes físicos, agentes químicos e agentes biológicos:

• 1) Agentes físicos: Ex.: ação mecânica, temperatura, radiação, efeitos magnéticos;

• 2) Agentes químicos: compreendem substâncias tóxicas e não-tóxicas. Ex.: tetracloreto de carbono, álcool, medicamentos, detergentes, fenóis etc.

• 3) Agentes biológicos: Ex.: infecções viróticas, bacterianas ou micóticas, parasitas etc.

Necrose enzimática gordurosa (NE) em pâncreas. Há intensa liberação de lipases nesse órgão, as quais podem atingir o próprio tecido adiposo pancreático, destruindo-o. A ligeira basofilia observada no tecido adiposo necrosado indica um leve grau de mineralização (depósito de cálcio) nessa região. A calcificação secundária à necrose é um dos caminhos que o tecido necrótico pode assumir. Adjacente ao foco necrótico, observa-se infiltrado inflamatório crônico

Necrose por coagulação em infarto isquêmicoem baço. Os contornos celulares ainda são

visíveis (setas), mas, com o correr do tempo, podem desaparecer. Observe a perda de

visibilidade dos núcleos celulares e a intensa eosinofilia, decorrente da diminuição

do pH, comum nos tecidos necróticos

Necrose caseosa em tuberculose pulmonar. No citoplasma, bastante eosinofílico, notam-se também vacuolizações (setas). O foco de necrose caseosageralmente encontra-se delimitado e localizado bem no centro da inflamação granulomatosa que caracteriza a tuberculose.

Necrose fibrinóide (NF) em úlcera péptica (estômago). Adjacente à faixa de tecido necrótico, nota-se infiltrado inflamatório crônico e congestão vascular. Clique sobre a foto e veja em maior aumento a região de necrose. Nota-se um aspecto hialino semelhante à fibrina, daí a terminologia "fibrinóide" . Esse tipo de ulceração provoca as chamadas "gastrites crônicas".

Necrose de liquefação em parede de abscesso. É característico nesse tipo de necrose a presença de neutrófilos. A necrose liquefativa é observada principalmente em tecidos agredidos por bactérias

NECROSE LIQUEFATIVA

Microabscessos no miocárdio, exemplo de

necrose liqüefativa

• Causas de Lesão Celular :

• A lesão celular pode ser por causas diversas, desde uma violência física externa, ou causas endógenas internas.

• 1 - Privação de Oxigênio :

• 2 - Agentes Químicos e Drogas :

• 3 - Agentes Infecciosos :

• 4 - Reações Imunológicas:

• 5 - Anormalidades Genéticas:

• 6 - Desequilíbrios nutricionais:

1 - Privação de Oxigênio :

• A hipóxia é um exemplo mais comum de morte celular, prejudicando a respiração oxidativa.

• Exemplos de hipóxia pode ser:

• Insuficiência cardiorrespiratória.

• Perda da capacidade no transporte de oxigênio como na anemia ou por intoxicação por monóxido de carbono.

• As células podem se adaptar de acordo com a oferta de oxigênio, se a artéria femoral por exemplo diminuir o Oxigênio enviado aos músculos das pernas ele pode sofrer atrofia.

• 2 - Agentes Químicos e Drogas :• Glicose e sal ( em altas concentrações

hipertônicas, oxigênio em altas concentrações, poluentes etc.

• 3 - Agentes Infecciosos : • Vírus, parasitas ( taenias ).

• 4 - Reações Imunológicas: • Reação Anafilática

• 5 - Anormalidades Genéticas:• Malformação congênita.

• 6 - Desequilíbrios nutricionais:• Excesso de lipídios ( aterosclerose )

• LESÃO E NECROSE CELULARES:

• Praticamente todas as formas de lesão orgânica se iniciam com alterações moleculares ou estruturais nas células.

• Resposta celular a estímulos, depende das doses de uma determinada toxina química e de períodos de isquemia que podem acomete-la, portanto, altas doses da mesma toxina ou períodos longos de isquemia podem acarretar morte celular instantânea ou lesão irreversível.

• As conseqüências de Lesão Celular dependem do tipo / estado e adaptabilidade da célula lesada.

• Exemplo:• Exposição de 2 pessoas a substância tetracloreto de

carbono, pode produzir morte em um e ser totalmente inofensivo ao outro.

• SISTEMA INTRACELULARES ( SÍTIOS BIOQUÍMICOS ) :

• Manutenção da integridade das membranas celulares.• ( dependem da homeostase iônica e osmótica )• Respiração aeróbica.• ( fosforilação oxidativa e produção de ATP ) • Síntese de Proteína.• Preservação da integridade do aparelho genético celular.• ( Exemplo prejuízo e comprometimento da respiração aeróbica prejudica

a bomba de sódio ).• Os elementos estruturais e bioquímicos de uma célula estão

extremamente inter relacionados a ponto que se uma respiração aeróbica da célula for afetada prejudica a bomba de sódio da membrana dependente de energia que mantém o equilíbrio iônico e hídrico da célula, alterando os níveis de água e íons dentro da célula.

• ALTERAÇÕES MORFOLÓGICAS:

• Tumefação é o tipo de alteração morfológica facilmente reversível.• As alterações morfológicas visuais são mais fácil de visualização que

uma alteração à microscopia óptica por exemplo ( célula miocárdio ).

• MECANISMOS BIOQUÍMICOS QUE INTERFEREM NA LESÃO E MORTE CELULAR POR NECROSE.

• 1- Depleção de ATP• O fosfato é essencial dentro das células para que ocorra

alguns processos no interior da célula, que incluem:

• Síntese de proteína, reação de desacilação, reacilaçãonecessárias para o turnover de fosfolipídios.

• Produção de ATP:• É produzido de duas maneiras:

• 1- pela fosforilação oxidativa do difosfato de adenosina (ADP) que leva a diminuição de oxigênio.

• 2- A via glicolítica que gera ATP na ausência de oxigênio .


• 2- Radicais Livres ou espécies reativas de oxigênio e nitrogênio:

• As células geram energia através da redução do oxigênio em água, neste processo pequenas partes de oxigênio reativas são utilizadas na respiração mitocondrial, durante este processo forma-se um subproduto, alguns destes são radicais livres que podem danificar lipídios e proteínas.

• Porém o organismo possui sistema de defesa para prevenir uma lesão causada por estes produtos ( antioxidantes)


• 3- Perda da Homeostase do Cálcio intracelular.

• O cálcio intracelular é mantido em concentrações baixíssimas.

• O Ca2+, intracelular esta seqüestrado nas mitocôndrias e retículo endoplasmático, e são modulados ( regulados ) por Ca2+, Mg2+, ATPases.

• A isquemia e certas toxinas, levam ao aumento do cálcio intracelular devido ao influxo de Ca2+, através da membrana citoplasmática e também a liberação do cálcio retido nas mitocôndrias.


• 4- Defeitos da Permeabilidade da membrana:• Isto ocorre por perda da permeabilidade da membrana pode levar a

morte celular, causados por :• - Depleção de ATP• - Toxinas bacterianas• - Proteínas virais e outros.

• 5- Lesão Mitocondrial Irreversível:• As células para sobreviverem, dependem do metabolismo oxidativo,

portanto uma lesão nas mitocôndrias levaria a lesão irreparável, que podem ocorrer através de aumento do Ca2+ intracelular, hipóxia e toxinas

Sinalização celular:

cascata de eventos

Anoikis

• Fibroblastos, cels.epiteliais, endoteliais, e musculares

• Perda de adesão à matriz extracelular

• Integrinas ⇒ bcl-2/bax ⇒ ICE proteases ⇒JNK ⇒ anoikis

• Integrinas

• Maiores receptores de matriz

• α β

• moléculas de adesão

• Bcl-2: cél.B linfoma:translocação entre cr. 14 e 18

• Bcl-2: membrana mitocondrial externa, envelope nuclear e ret. endoplasmático.

• Bax: membrana mitocondrial e citoplasma.

• Bax: induz saída de citocromo c e perda de potencial de membrana.

• Homodímeros e heterodímeros

• Razão bax/bcl-2

Ativação das caspases

• Cysteinyl aspartate- specific proteases • C8→→→→ Mitocôndria• ↓↓↓↓• C9+APAF-1+Cyt c• ↓↓↓↓

C3 e C7• ↓↓↓↓• C6 e C2• ↓↓↓↓• C8 e C10→→→→ Proteólise de substratos

JNK

• c-Jun NH2 terminal protein kinase• Pertence a família MAPK, juntamente com

ERK e p38• Fosforila proteínas: c-Jun, c-Fos, p53• Forma dímeros que se ligam aos

promotores dos genes mediadores de apoptose ou proliferação

• JNK é ativada por 2 fosforilações: em um resíduo de tirosina e um de treonina. Depois da ativação, se transloca para o núcleo

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