Fundamentos de patologia

Donna E. Hansel · Capítulo 1 de 28

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Fundamentos de patologia

Capítulo 1 | Lesão Celular

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Lesão Celular

 

Sumário do Capítulo

Resposta a Estresse e Lesão

Respostas no Interior das Células

Respostas Fora das Células

Mecanismo de Lesão Celular

Geração de Formas de Oxigênio Reativas

Lesão por Isquemia/Reperfusão

Lesão por Radiação Ionizante

Citotoxicidade Viral

Lesão Química

Atividade Anormal de Proteína G

Morte Celular

Necrose

Apoptose

Processo de Envelhecimento Biológico

Base Celular do Envelhecimento

Influência de Fatores Genéticos Sobre o Envelhecimento

 

Resposta a Estresse e Lesão

 

Para desempenhar suas funções normalmente, as células vivas devem manter a

membrana plasmática como uma barreira entre o meio interno e o meio

externo, guardar informações de hereditariedade no DNA do núcleo e manter a

estrutura e a função apropriadas das diferentes organelas intracelulares. As

células sofrem muitos estresses em decorrência de alterações em seu meio

interno e externo e precisam ser capazes de se adaptarem a esses estresses

(Quadro 1.1). Os padrões de resposta a esses estresses constituem as bases

celulares da doença.

 

Respostas no Interior das Células

Atrofia

As causas de atrofia são:

 

• Redução da demanda funcional, como o que ocorre no repouso prolongado

no leito ou na imobilização de um membro

• Redução da circulação sangüínea (isquemia), que pode resultar em redução

do fornecimento de oxigênio e nutrientes

• Interrupção de sinais tróficos, como ocorre na redução de níveis hormonais

ou na desnervação de músculo

• Lesão celular persistente causada por inflamação crônica

• Envelhecimento

 

Quadro 1.1

 

Principais Respostas Adaptativas a Estresse e Lesão

 

Tipo de Resposta Característica

 

Respostas no Interior das Células

 

Atrofia Diminuição do tamanho ou da função

 

Hipertrofia Aumento do tamanho e da capacidade funcional

 

Hiperplasia Aumento do número das células em um órgão ou

tecido

 

Metaplasia Modificação de um tipo celular diferenciado em

outro

 

Displasia Crescimento e organização desordenados e

irregulares

 

Depósito Acúmulo de materiais no interior da célula

Intracelular

 

Respostas Fora das Células

 

Calcificação Depósitos de sais de cálcio nos tecidos

Distrófica

 

Depósitos de Material avermelhado homogêneo em diversas

Hialina lesões

 

Hipertrofia

As causas de hipertrofia são:

 

• Resposta a incrementos fisiológicos ou anormais nos níveis de hormônios

• Aumento da demanda funcional. Por exemplo:

 

►Um aumento nos exercícios físicos pode acarretar aumento do tamanho do

músculo.

►Na desintoxicação medicamentosa, um incremento no tamanho do

hepatócito pode se dever ao aumento do retículo endoplasmático liso que

contém enzimas de detoxicação (Fig. 1.1).

►A hipertensão sistêmica pode provocar aumento do tamanho do coração.

►A remoção de um rim pode provocar aumento do tamanho do rim

contralateral.

 

FIGURA 1.1

Proliferação de retículo endoplasmático agranular em um hepatócito

em resposta à administração de fenobarbital. (De Rubin E, Gorstein

F, Rubin R, et al. Rubin’s Pathology, 4th ed. Philadelphia: Lippincott

Williams & Wilkins, 2005, p. 7.)

Hiperplasia

As causas de hiperplasia são:

 

• Estimulação hormonal, seja fisiológica ou patológica. Por exemplo:

 

►Um incremento nos estrogênios na puberdade provoca aumento do

tamanho do útero.

►A redução da inativação de estrogênio por um fígado doente provoca

aumento dos níveis desse hormônio.

 

• Aumento da demanda funcional. Por exemplo:

 

►Residência em grande altitude provoca aumento dos precursores de

hemácias para compensar o baixo teor de oxigênio do ar.

►Infecção bacteriana ou rejeição a transplante podem provocar aumento do

número de linfócitos.

 

• Lesão celular crônica (p. ex., pressão provocada por calçados mal ajustados

pode causar lesão celular crônica, acarretando hiperplasia da pele [calos ou

calosidades]).

 

Metaplasia

As causas da metaplasia são:

 

• Tabagismo, que pode provocar a conversão de epitélio colunar ciliado

pseudo-estratificado em epitélio escamoso estratificado nos brônquios

• Infecção crônica da endocérvice, que pode acarretar a conversão de epitélio

colunar simples em epitélio escamoso estratificado

• O refluxo crônico de ácido gástrico para o esôfago, que pode acarretar a

substituição do epitélio escamoso estratificado do esôfago por células

mucosas superficiais colunares do estômago (epitélio de Barrett); o epitélio

de Barrett também inclui células colunares do tipo intestinal

• Gastrite crônica, que pode acarretar a substituição das células mucosas

superficiais do estômago por células de absorção colunares e células

caliciformes do intestino delgado (metaplasia intestinal)

• Inflamação crônica da bexiga, que pode acarretar a conversão de epitélio de

transição em epitélio colunar simples (cistite glandular)

 

Displasia A displasia ocorre com maior freqüência no epitélio escamoso estratificado (p

ex., a exposição à luz solar pode provocar ceratose actínica da pele). Também

pode ocorrer displasia em áreas de metaplasia escamosa nos brônquios ou na

cérvice. Além disso, lesões displásicas podem ocorrer no epitélio coluna

simples do intestino grosso (colite ulcerativa).

As lesões displásicas podem ser pré-neoplásicas, mas podem regredir com a

remoção da causa subjacente. A displasia está incluída no estadiamento de

neoplasia intra-epitelial, porque a displasia intensa compartilha muitas

características citológicas com o câncer; por conseguinte, a displasia intensa

deve ser tratada agressivamente.

 

Depósito Intracelular

As substâncias que se acumulam no interior da célula podem ser normais e

estocadas para reciclagem futura, ou podem ser anormais e consistirem em

proteínas que sofreram mutação; substâncias que não podem ser

metabolizadas; ou sobrecargas de ferro, cobre ou colesterol.

 

Acúmulo de Lipídio: mais freqüente no fígado, coração e rim

 

• No diabetes, maior quantidade de ácidos graxos é liberada para o fígado.

• O alcoolismo pode provocar um distúrbio do metabolismo de lipídios e

acúmulo de gordura nos hepatócitos.

• A obesidade por si só pode ser uma causa de esteatose hepática.

 

Acúmulo de Glicogênio: mais freqüentemente no fígado, coração e

musculatura esquelética

 

• Em erros inatos do metabolismo, deficiências de enzimas da degradação do

glicogênio acarretam o acúmulo anormal de glicogênio, principalmente no

fígado ou no músculo. Atualmente são conhecidas pelo menos dez doenças

de depósito de glicogênio hereditárias (ver “Glicogenoses” no Cap. 6)

• O diabetes não controlado pode acarretar excesso de glicogênio nos

hepatócitos e nas células dos túbulos renais proximais

 

Doenças de Depósito Lisossômicas Hereditárias: defeitos nas enzimas

lisossômicas de degradação

 

• Acúmulo de cerebrosídeos (doença de Gaucher)

• Acúmulo de gangliosídeos (doença de Tay-Sachs)

• Defeito no catabolismo de polissacarídeos: síndrome de Hurler e síndrome

de Hunter (acúmulo de mucopolissacarídeos; ver Cap. 6)

 

Acúmulo de Colesterol

 

• Aterosclerose: ocorre em macrófagos da camada íntima das artérias. Nas

lesões avançadas, o colesterol acumula-se no interior e fora das células da

musculatura lisa da túnica média.

• Hipercolesterolemia familiar e cirrose biliar primária: ocorre no interior de

macrófagos. Acúmulos de macrófagos nos tecidos subcutâneos acarretam a

formação de xantomas.

 

Proteínas Anormais: Seqüências alteradas de aminoácidos ou uma

anomalia na dobra de proteínas. As proteínas chaperonas no retículo

endoplasmático monitoram polipeptídeos nascentes e conduzem as proteínas

dobradas incorretamente ao maquinário intracelular ubiquitina-proteassomo

onde são degradadas (Fig. 1.2); muitas doenças hereditárias e adquiridas são

causadas pela evasão desse sistema de controle de qualidade.

 

FIGURA 1.2

Controle de qualidade da dobra correta de proteínas. Manipulação

diferencial de proteína dobrada corretamente (à esquerda) e

incorretamente (à direita). As proteínas dobradas corretamente são

acompanhadas (pelas chaperonas) até sua posição celular apropriada

A ubiquitina liga-se às proteínas dobradas incorretamente, e várias outras ubiquitinas são adicionadas. O complexo é direcionado ao

proteassomo, no qual a proteína incorreta é degradada e as

ubiquitinas são liberadas.

 

• Na deficiência de α-antitripsina, a proteína mutante acumula-se 1

intracelularmente, provocando lesão celular e cirrose do fígado. A α1

antitripsina é uma antiprotease; desse modo, sua deficiência no tecido

conjuntivo (particularmente no pulmão) leva à proteólise de elastina

alveolar, causando enfisema.

• Proteínas do tipo príon provocam distúrbios neurodegenerativos, devido ao

acúmulo dessas proteínas anormais em neurônios.

• A doença de Parkinson caracteriza-se pelo acúmulo de corpúsculos de Lewy

(α-sinucleína) em neurônios.

• A doença de Alzheimer caracteriza-se por emaranhados neurofibrilares de

proteína beta-amilóide que se acumulam em neurônios corticais.

• A lesão hepática alcoólica caracteriza-se pelo acúmulo de corpúsculos de

Mallory (filamentos intermediários) nas células hepáticas.

• Na fibrose cística, a proteína dos canais de íons que sofreu mutação não

consegue alcançar a membrana celular, provocando defeitos no transporte

epitelial de cloreto.

• Certos tipos de hipercolesterolemia são causados por mutações no receptor

de LDL.

 

Lipofuscina: acredita-se que os grânulos de lipofuscina castanho-dourados

nas células que sofrem divisões raras vezes decorram da renovação normal dos

constituintes celulares. Esses grânulos aumentam com a idade, e parecem ter

pouca interferência na função celular.

 

Melanina: pigmento intracelular insolúvel, preto-acastanhado, sintetizado

pelos melanócitos e distribuído principalmente para as células epidérmicas da

pele. A melanina, que também é encontrada no olho e em outros órgãos

protege as células contra efeitos lesivos da luz ultravioleta. A melanina é um

marcador de melanoma, um câncer que tem origem nos melanócitos.

 

Pigmentos Exógenos

• Partículas de carbono inaladas podem ser aprisionadas pelos macrófagos dos

pulmões e transportadas por eles até linfonodos próximos.

As tatuagens consistem em pigmentos metálicos e vegetais insolúveis

• aprisionados por macrófagos dérmicos.

 

Ferro, Chumbo e Cobre

• Ferro: 25% do ferro corporal são armazenados em proteínas de depósito de

ferro, a ferritina (no fígado e na medula óssea) e a hemossiderina (no baço

medula óssea, células de Kupffer do fígado). O depósito excessivo de ferro

está associado a carcinoma hepatocelular. Na hemossiderose, o depósito

excessivo de ferro na pele, no pâncreas, no coração, nos rins e nas glândulas

endócrinas pode danificar órgãos vitais. A hemocromatose hereditária é uma

anormalidade genética da absorção de ferro.

• Chumbo: o acúmulo excessivo, particularmente em crianças, pode causar

retardo mental.

• Cobre: a doença de Wilson caracteriza-se pelo depósito de cobre em excesso

no fígado e no cérebro.

 

Respostas Fora das Células

Calcificação Distrófica

A calcificação distrófica caracteriza-se pela deposição macroscópica de cálcio

em tecidos lesados. Em localizações como as valvas aórtica ou mitral, essa

calcificação impede o fluxo sangüíneo. A mamografia detecta calcificação de

cânceres de mama. A toxoplasmose congênita, que é uma infecção que

envolve o sistema nervoso central (SNC), é visualizada como calcificação no

cérebro do lactente. A calcificação metastática está associada a hipercalcemia

que conduz à calcificação inadequada nos septos alveolares pulmonares

túbulos renais e vasos sangüíneos. Formam-se cálculos de carbonato de cálcio

na vesícula biliar, na pelve renal, na bexiga e no ducto pancreático.

 

Depósitos de Hialina

Hialina refere-se a um depósito eosinofílico homogêneo em diversas lesões

não relacionadas. Alterações que usam o termo “hialina” incluem

arteriosclerose hialina, hialina alcoólica do fígado e membranas hialinas

pulmonares.

 

Mecanismos de Lesão Celular Pode ocorrer lesão celular aguda quando a célula é modificada por alterações

ambientais às quais não consegue se adaptar imediatamente. Se o estresse for

retirado a tempo, ou se a célula tiver tempo para se adaptar, a lesão é

reversível. Alterações subcelulares em células lesadas de modo reversíve

(Fig. 1.3) podem incluir:

 

• Tumefação hidrópica: um incremento reversível do volume celular. Lesão

celular provocada por diversas causas pode acarretar redução da síntese de

ATP, que, por sua vez, interfere na eficiência da bomba de Na+/K+-ATPase

da membrana plasmática. O fluxo resultante de Na+ para o interior da célula

é sucedido por um aumento da água intracelular (tumefação celular).

• Outras alterações morfológicas, como cisternas dilatadas do retículo

endoplasmático, formação de vesículas na membrana plasmática, tumefação

e calcificação mitocondriais, desagregação de polissomos e involtos po

membrana e proteínas citoesqueléticas agregadas.

 

Geração de Formas de Oxigênio Reativas

A obstrução do fluxo sangüíneo pode acarretar lesão celular isquêmica. Essa

lesão provoca redução da síntese de ATP e também desequilíbrios químicos e

de pH acompanhados por estimulação da geração de radicais livres lesivos. As

formas de oxigênio reativas (FOR) foram incriminadas como a provável causa

de lesão celular em muitas doenças (Fig. 1.4). O oxigênio é essencial para a

vida, mas seu metabolismo pode produzir formas de oxigênio parcialmente

reduzidas, capazes de provocar lesão celular em muitos órgãos.

Três FOR potencialmente lesivas são produzidas em pequenas quantidades

no interior dos tecidos:

 

• Superóxido (O-): produzido principalmente por extravasamento no 2

transporte de elétron mitocondrial

• Peróxido de hidrogênio (H2O2): produzido por muitas oxidases nos

peroxissomos intracelulares

• Radical hidroxila (● OH): formado em decorrência de reações com o H O 22

O radical hidroxila é a molécula mais reativa de FOR.

 

As formas de oxigênio reativas podem ser geradas em decorrência de

fagocitose de bactérias pelos neutrófilos (Fig. 1.5). Essas FOR primárias

causam dano por reagirem com lipídios, proteínas, ácidos nucléicos ou

metabólitos, formando FOR lesivas secundárias, como o peroxinitrito (ONOO ● ) radicais de peróxidos lipídicos (RCOO ● ) e o ácido hipocloroso

(HOCl).

 

FIGURA 1.3

Características ultra-estruturais da lesão celular reversível. (De

Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al. Rubin’s Pathology, 4th ed

Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005, p. 17.)

FIGURA 1.4

Mecanismos de lesão celular por formas de oxigênio reativas. (De

Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al. Rubin’s Pathology, 4th ed

Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005, p. 20.)

 

Não surpreende que o organismo apresente mecanismos para proteger-se

contra as FOR, já que elas são potencialmente lesivas às células. As enzimas

detoxificam as substâncias lesivas, e algumas delas são:

 

• Superóxido dismutase (SOD): converte superóxido em H O e O 2 22

• Catalase (principalmente em peroxissomos): converte H2O2 em H2O e O2

• Glutationa peroxidase: catalisa a redução de H O e peróxidos lipídicos nas 2 2

mitocôndrias e no citosol

 

Os varredores [ou eliminadores] de FOR conferem uma certa proteção e

incluem:

 

• Vitamina E: protege membranas lipídicas contra peroxidação lipídica Lesão por Radiação Ionizante

• Vitamina C: reage diretamente com O , OH e alguns produtos da 2

peroxidação lipídica

• Retinóides (precursores de vitamina A): funcionam como antioxidantes

degradadores de cadeia

 

FIGURA 1.5

Geração de formas de oxigênio reativas em neutrófilos em

decorrência da fagocitose de bactérias. SOD, superóxido dismutase

(De Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al. Rubin’s Pathology, 4th ed

Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005, p. 19.)

 

Lesão por Isquemia/Reperfusão

Condições como infecção ou choque podem provocar uma isquemia

transitória, sucedida pelo restabelecimento do fluxo sangüíneo (reperfusão). A

lesão isquêmica pode gerar radicais livres, e a reperfusão pode proporcionar

O para combinar com radicais livres, formando FOR. A lesão po 2

isquemia/reperfusão ativa neutrófilos, liberando FOR e enzimas hidrolíticas, e

a formação de NO é induzida. Essa formação, por sua vez, provoca aumento

da formação do peroxinitrito lesivo (ONOO–). Mediadores inflamatórios

como o fator de necrose tumoral α (TNF-α), a interleucina-1 e o fator ativador

de plaquetas, também podem ser liberados.

A radiação ionizante pode causar a formação de radicais hidroxila lesivos

Doses altas de radiação ionizante podem acarretar necrose de células tanto em

proliferação quanto quiescentes.

 

Citotoxicidade Viral

• Lesão direta: ruptura dos mecanismos homeostáticos normais da célula pelo

vírus

• Lesão imunológica: reconhecimento, pelo sistema imunológico, de

antígenos virais expressos pela célula infectada pelo vírus, resultando em

apoptose ou necrose da célula por meio da via do complemento ou da via

mediada por células T citotóxicas.

 

Lesão Química

• Lesão direta: Substâncias químicas tóxicas podem interagir diretamente com

constituintes celulares sem a necessidade de ativação metabólica (p. ex.

metais pesados, cianeto e faloidina).

• Lesão indireta: A ação do sistema da oxigenase de função mista nos

hepatócitos (P450) pode metabolizar substâncias ingeridas ou

administradas, formando substâncias tóxicas muito reativas (p. ex.

tetracloreto de carbono → radical livre muito reativo; doses altas de

acetaminofeno → formação de quantidades tóxicas de uma quinona muito

reativa).

 

Atividade Anormal de Proteína G

Diversos receptores de membrana estão associados a proteínas G

intracelulares que, por sua vez, ativam a sinalização descendente. Defeitos

hereditários ou adquiridos nas subunidades de proteína G ou em interações

ligante-receptor podem interferir na transdução correta de sinais e podem

promover disfunção celular importante.

 

Morte Celular

 

A morte celular fisiológica envolve a ativação de um programa interno de

suicídio, que resulta na morte celular por meio de um processo denominado

apoptose. Esse processo é importante no desenvolvimento, e com freqüência é

ativado para a detecção e remoção de células lesadas ou infectadas. Por outro lado, a necrose, ou morte celular patológica, não é regulada, é invariavelmente

lesiva ao organismo e é provocada por estresse exógeno (Quadro 1.2).

 

Quadro 1.2

 

Características da Necrose versus Apoptose

 

Necrose Apoptose

 

Sem envolvimento de Envolve cascatas de sinalização da célula

ativação de gene ou

sinalização de proteína

 

Em geral envolve área Em geral envolve células individualmente

grande de tecido ou órgão ou pequenos grupos de células

 

Tumefação celular e de Fragmentação nuclear e picnose

organelas

 

Em geral desencadeia A resposta inflamatória não é freqüente

resposta inflamatória

 

Invariavelmente lesiva para Importante no desenvolvimento do

o organismo organismo

 

A morte celular resulta em A morte celular é crucial para a regulação

patologia do número de células

 

O DNA é fragmentado de O DNA é clivado formando fragmentos

modo irregular regulares de nucleossomos (degraus de

escada [laddering])

 

Necrose

Tipos de Necrose

• A necrose de coagulação refere-se às alterações visíveis em uma célula

moribunda quando visualizada sob microscopia óptica. Em geral, os

contornos da célula e do tecido são preservados. A necrose de coagulação

caracteriza-se por eosinofilia citoplasmática e núcleo muito escuro à

coloração ou fragmentado. No tecido, a necrose de coagulação mostra-se

como uma área rosada ou avermelhada; com o tempo, os macrófagos

consomem as células necróticas e o tecido é substituído por tecido cicatricia

colagenoso descorado.

• A necrose liquefativa caracteriza-se pela dissolução de tecido, que pode ser

decorrente de uma reação inflamatória aguda. A liberação de hidrolase a

partir de leucócitos polimorfonucleares pode provocar a formação de

abscesso. A necrose liquefativa no cérebro pode resultar em cavidade ou

cisto persistente no SNC.

• A necrose gordurosa decorre com maior freqüência da liberação

extracelular de enzimas lipolíticas no tecido adiposo. Na pancreatite, ácidos

graxos podem ser precipitados sob a forma de sabões de cálcio que se

acumulam como depósitos basófilos amorfos. No tecido com alto teor de

gordura, como o tecido mamário, lesão traumática pode provocar o

surgimento de área irregular, branco-calcárea.

• A necrose caseosa é uma lesão característica da tuberculose. Os granulomas

tuberculosos contêm micobactérias mortas engolfadas por macrófagos

necróticos; persistem como fragmentos eosinofílicos grosseiros semelhantes

a queijo cremoso.

• A necrose fibróide caracteriza-se pelo acúmulo semelhante a fibrina de

proteínas plasmáticas eosinofílicas nas paredes de vasos sangüíneos lesados

e pode estar associada a arterite imunomediada.

 

Isquemia Provocando Necrose

Os processos pelos quais à isquemia conduz à necrose (Fig. 1.6) são:

 

• A anoxia conseqüente à isquemia ou perda de sangue leva à redução do

aporte de oxigênio, que, por sua vez, provoca redução da síntese de ATP

incremento do acúmulo de lactato e redução do pH. Esses fatores causam

lesão celular.

• Os níveis reduzidos de ATP também provocam a distorção das atividades da

bomba de íons da membrana plasmática que, por fim, leva ao acúmulo de

Ca++ intracelular. Esse acúmulo de Ca++ intracelular ativa a fosfolipase A 2

provocando dano da membrana celular e inflamação.

• O aumento de Ca++ intracelular também rompe as interações entre o

citoesqueleto e a membrana, resultando em alterações da forma da célula.

• O transporte de elétrons mitocondrial comprometido leva à formação de

FOR, peroxidação da cardiolipina da membrana mitocondrial e

adicionalmente reduz a síntese de ATP.

• A lesão mitocondrial na forma de abertura sustentada do poro de transição

de permeabilidade mitocondrial (PTPM) resulta na liberação de citocromo C

no interior do citosol celular. Essa liberação é um desencadeador para a

morte celular apoptótica irreversível.

 

Apoptose

A apoptose, conhecida como morte celular programada, é uma via pré

agendada de morte celular por meio da qual a célula comete suicídio em nome

do bem-estar do organismo. O processo é importante em muitos dos seguintes

processos de desenvolvimento e fisiológico:

 

• Causa regressão de estruturas anatômicas no desenvolvimento fetal

• Elimina clones de linfócitos de auto-reconhecimento em processos

imunológicos (Fig. 1.7)

• Evita excesso populacional em tecidos de renovação contínua

• Mantém o equilíbrio da celularidade na resposta dos tecidos aos hormônios

• Deleta células mutantes ou aquelas com dano no DNA

• Elimina células infectadas por vírus

 

Morfologia da Apoptose

As células que morrem por necrose incham e explodem; seu conteúdo

freqüentemente provoca uma resposta inflamatória lesiva nos tecidos

circundantes. Por outro lado, as células que morrem de apoptose não lesam

suas vizinhas.

As células apoptóticas enrugam, seu núcleo sofre condensação e o DNA

nuclear se rompe em fragmentos (Fig. 1.8). Uma molécula de reconhecimento

exposta na superfície de células apoptóticas estimula sua rápida fagocitose por

macrófagos e células vizinhas, desse modo evitando o extravasamento de

conteúdo celular e as conseqüências lesivas decorrentes.

FIGURA 1.6

Mecanismos pelos quais a isquemia acarreta morte celular. (De

Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al. Rubin’s Pathology, 4th ed

Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005, p. 28.)

 

Apoptose: Mecanismos de Indução

• A apoptose pode ser iniciada por interações de receptor-ligante na

membrana celular. Quando receptores transmembrana para TNF-α e Fas são

ativados, seqüências de “domínio de morte” nas caudas citoplasmáticas dos

receptores funcionam como ancoragem para proteínas que conduzem a uma

cascata de proteases do tipo caspase que iniciam a apoptose.

A apoptose pode ser mediada por mitocôndrias. As FOR e/ou o radica

• óxido nítrico podem provocar a abertura de PTPM. Por sua vez, essa

abertura leva ao extravasamento de citocromo C para o citoplasma. A saída

de citocromo C para o citoplasma induz a apoptose.

 

FIGURA 1.7

Uma célula infectada por vírus (célula-alvo) é reconhecida por um

linfócito T citotóxico (LTC), que secreta perforina no interior da

célula-alvo; formam-se poros transmembrana pelos quais a protease

granzima é introduzida, resultando na ativação de caspases. Caspases

ativadas levam à apoptose. (De Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al

Rubin’s Pathology, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams &

Wilkins, 2005, p. 23.)

• A apoptose pode ser ativada por p53. Diversas formas de estresse (hipoxia

depleção de ribonucleotídeos, perda de aderência intercélulas) levam ao

acúmulo de p53. Quando a lesão do DNA é reparável, p53 provoca

interrupção do ciclo celular para permitir o reparo do DNA. No entanto

quando a lesão do DNA é irreparável, p53 ativa a apoptose ao infra-regular

a transcrição de Bcl-2 (uma proteína antiapoptótica) e supra-regular a

transcrição e a translocação de proteínas pró-apoptóticas para o citosol.

 

FIGURA 1.8

Apoptose. Uma célula leucêmica viável (à esquerda) contrasta com

uma célula apoptótica (à direita) na qual o núcleo sofreu

condensação e fragmentação. (De Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al

Rubin’s Pathology, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams &

Wilkins, 2005, p. 29.)

 

Apoptose: Provas de Detecção

As provas para detecção de apoptose lançam mão do fato de que o DNA é

fragmentado na apoptose.

 

• A separação eletroforética de fragmentos celulares de DNA revela um

padrão de faixas com espaçamento regular, denominado “degraus de

escada” [“laddering”].

• A prova TUNEL ([terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP

nick end labeling] marcação final da chanfradura de dUTP mediada por

desoxinucleotidil transferase terminal): um nucleotídeo fluorescente é

transferido para pontos de quebra do DNA, levando à fluorescência de

células apoptóticas.

Processo de Envelhecimento Biológico

 

O ciclo de vida humano máximo (cerca de 100 anos) não é alterado

significativamente por um ambiente protegido. Alterações funcionais e

estruturais acompanham o envelhecimento. Essas alterações são evidenciadas

por decréscimos na velocidade de condução nervosa, na taxa de filtração

glomerular, na contratilidade cardíaca e em uma redução geral da vitalidade

Evidências atuais apóiam a noção de que uma associação de fatores genéticos

e ambientais contribui para o envelhecimento (Fig. 1.9).

 

Base Celular do Envelhecimento

Células normais em cultura não apresentam capacidade irrestrita de

replicação; no entanto, se as células forem expostas a um vírus oncogênico

continuarão a replicar e se tornarão “imortalizadas”. Híbridos entre células

humanas normais e células imortalizadas de fato sofrem senescência. Esse fato

apóia o conceito de um ciclo de vida geneticamente programado.

 

Telômeros

O estudo de telômeros, os elementos genéticos nas extremidades dos

cromossomos, pode revelar algumas explicações para a senescência celular

Os telômeros evitam que as extremidades dos cromossomos tornem-se

acidentalmente aderidas entre si e evitam que os cromossomos percam suas

seqüências de pares de base nas suas extremidades. As propriedades dos

telômeros incluem:

 

• Cada vez que uma célula sofre divisão, perde-se um pouco do telômero.

• Quando o telômero torna-se curto demais, o cromossomo não consegue

mais replicar, e a célula torna-se senescente e morre por apoptose.

• O encolhimento do telômero pode ser um relógio que determina a

longevidade de uma linhagem celular.

• A senescência devido à diminuição do telômero talvez seja um mecanismo

de supressão tumoral; os genes de supressão tumoral (como o p53) são

ativados pelo encurtamento do telômero.

 

Telomerase

FIGURA 1.9

 

Fatores que influenciam o desenvolvimento do envelhecimento

biológico. (De Rubin E, Gorstein F, Rubin R, et al. Rubin’s Pathology

4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005, p. 38.)

 

A telomerase é uma polimerase que consiste em proteína e uma molécula de

RNA, usada como molde para a síntese de telômeros. A telomerase compensa

o encurtamento do telômero ao alongá-lo. As propriedades da telomerase

incluem:

 

• A telomerase é ativa em tecidos fetais, células de linhagem germinativa

algumas células do sistema imunológico e células cancerosas, mas apresenta

atividade quase indectável em células somáticas.

• A telomerase influencia a senescência celular; a expressão ectópica da

telomerase reverte o fenótipo senescente.

• A telomerase talvez tenha uso na terapia contra o câncer. A inibição da

telomerase nas células cancerosas poderia levar à senescência das células

cancerosas.

 

Influência de Fatores Genéticos Sobre o Envelhecimento

Nos seres humanos, existe uma correlação modesta na longevidade entre

indivíduos aparentados, porém uma concordância excelente do período de vida

entre gêmeos idênticos. Doenças humanas hereditárias estão associadas ao

envelhecimento acelerado:

Na progeria de Hutchinson-Guilford, o processo de envelhecimento é

• condensado em um curto período de vida. A base biológica dessa doença

ainda precisa ser elucidada.

• A síndrome de Werner é uma doença autossômica recessiva rara

caracterizada por envelhecimento muito prematuro. O gene para a síndrome

de Werner codifica a helicase de DNA, uma enzima que desespiraliza duplas

de DNA, conferindo acesso a proteínas de ligação de DNA. As células

oriundas de pacientes com síndrome de Werner exibem deleções, inversões

e translocações recíprocas nos cromossomos.

 

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