Prévia do material em texto
PATOLOGIA AULA 2 Profª Tatiana Zuccolotto 2 CONVERSA INICIAL As lesões teciduais podem ser desencadeadas em diversas situações, inclusive em condições ambientais desfavoráveis, como em locais com altas taxas de poluição. Sempre que os tecidos sofrem algum tipo de lesão, esta pode ser reversível, evoluindo para a cura, ou pode ser irreversível, evoluindo para morte celular. Nesta aula, abordaremos as patologias ambientais e sua relação com as doenças, além dos principais tipos de lesão celular e os mecanismos que levam à sua formação e os mecanismos de reparo dessas lesões. TEMA 1 – PATOLOGIA AMBIENTAL E SUA RELAÇÃO COM O DESENVOLVIMENTO DAS DOENÇAS Atualmente, no Brasil, mais de 90% da população está nas grandes cidades. Existe uma tendência global de aumento da população urbana e redução da população rural, o que pode ser atribuído a busca de maiores oportunidades (IBGE, 2020). E é claro que esse aumento populacional pode trazer consequências à saúde. A OMS incluiu dois temas de saúde ambiental na sua agenda para o século XXI: as mudanças climáticas e seus efeitos sobre a saúde humana, que vão desde extremos de temperatura, catástrofes, deslizamentos, falta de água, até surgimento de novas doenças com a proliferação de novos vetores transmissores de doenças. O segundo tema é a urbanização das cidades médias, que é considerada um desafio à saúde. Neste tema, estão incluídos o aumento no tempo de deslocamento que, consequentemente, reduz o tempo de sono, lazer e outras atividades importantes aos seres humanos, além do aumento nos índices de poluição do ar, do solo, das águas, poluição sonora e visual, aumento na produção de lixo e aumento das condições de estresse (WHO, 2020). Os altos índices de poluição trazem consequências graves à saúde. Esses agentes químicos, com os quais entramos em contato todos os dias, interferem em processos orgânicos como absorção, transporte, distribuição, armazenamento, biotransformação e excreção, levando ao desenvolvimento de patologias muitas vezes graves. A exposição humana a poluentes atmosféricos, por exemplo, pode provocar impactos de curto prazo, médio e/ou longo prazo. Entre os problemas 3 de curto prazo, podemos incluir irritação nas mucosas do nariz e dos olhos; irritação na garganta (ardência e desconforto); problemas respiratórios com agravamento da asma, enfisema pulmonar e bronquite asmática; e problemas de pele, como dermatite atópica. Já entre os problemas associados de médio e longo prazo, podemos incluir surgimento ou agravamento de doenças pulmonares e cardiovasculares; desenvolvimento de cardiopatias; diminuição da qualidade de vida; diminuição da expectativa de vida (em até dois anos); aumento das chances de desenvolver câncer, principalmente de pulmão, pele e bexiga; alopecia; problemas durante a gestação; nascimento de bebês abaixo do peso (Leite; Pereira, 2017; Brasil, 2021). Quando se trata da poluição hídrica, o preocupante nesse caso é que qualquer poluente atmosférico ou do solo que seja solúvel em água atingirá um destino comum: os lençóis freáticos, os lagos, os rios, os mares e/ou os oceanos. A poluição das águas é responsável por doenças como: cólera, febre tifoide, hepatites A e, doenças diarreicas agudas, amebíases e giardíase. Existem, ainda, doenças causadas pelo contato da pele ou mucosas com água contaminada por esgoto humano ou por fezes ou urina de animais. Entre estas, incluem-se a esquistossomose e a leptospirose (SES/SP, 2009). No caso da poluição do solo, o contato humano com esses poluentes pode desencadear inúmeras doenças, entre as quais: tétano, toxoplasmose, ancilostomíase, tungíase, esporotricose, paracoccidioidomicose, ascaridíase e verminoses (teníase, oxiuríase ou enterobíase) (BVS, 2011). Além destas, causadas por micro-organismos, estamos sujeitos, ainda, à contaminação por metais pesados, dentre os quais: alumínio, arsênio, bário, berílio, cádmio, chumbo, mercúrio e níquel. Os efeitos do contato com esses poluentes são cumulativos e a longo prazo, e suas ações no organismo incluem desde sintomas como dores de cabeça, náuseas e vômitos, até alterações genéticas, comprometimento do sistema nervoso central, renal e hepático, câncer de pulmão e próstata (Muniz; Oliveira-Filho, 2006; Brasil, 2008; Hess, 2018). Estamos acostumados com os conceitos mais comuns de poluição ambiental, como a do ar, da água e do solo, porém existem outros tipos de poluição que também trazem sérios prejuízos a saúde da população, como a poluição sonora, visual e radioativa. A poluição sonora está relacionada com inúmeros problemas relacionados à saúde, como reações de estresse, depressão, surdez, alterações 4 no sistema do labirinto, os quais desencadeiam tonturas, enjoo, vômito e até perda de consciência, agressividade, perda de atenção, concentração e/ou memórias, as quais podem levar a queda do rendimento escolar e no trabalho, dores de cabeça, insônia, alterações no sistema cardiovascular, com aumento da pressão arterial, arritmia e taquicardia, acidente vascular cerebral (AVC), cansaço, medo, problemas no sistema digestivo, redução da libido e desequilíbrios nos níveis de colesterol e hormonais (Perez, 2014). Já a poluição visual vai além da degradação das paisagens. Segundo Fiorillo (2007), as alterações na estética urbana estão entre os fatores responsáveis pelos altos índices de poluição visual. Essas alterações podem aumentar o nível de distração da população, ocasionando, consequentemente, aumento no número de acidentes de trânsito e impactando, assim, a saúde da população. Os estímulos visuais excessivos gerados por esse tipo de poluição levam ao cansaço visual, o qual pode vir acompanhado de dores de cabeça, irritabilidade e dificuldade visual. Comumente, esses excessos de informação em vias urbanas são responsáveis pela distração de motoristas e pedestres, desencadeando graves acidentes (Goulart Jr. et al., 2013). Por fim, acompanhando o desenvolvimento tecnológico, estamos à mercê da poluição nuclear, também conhecida como poluição radioativa, a mais perigosa entre os tipos de poluição. As consequências desencadeadas por esse tipo de poluição podem ser imediatas ou a longo prazo, sendo cumulativas no organismo. Em curto prazo, os indivíduos podem apresentar náuseas, vômitos e diarreia, provavelmente causados pela destruição das células do sistema digestivo e queimaduras. Já os efeitos da exposição em longo prazo costumam ser mais graves e podem incluir a inflamação do tecido cerebral, redução na atividade da medula óssea com redução da produção celular, infertilidade, teratogênese, câncer e catarata (Aquino; Aquino, 2012). TEMA 2 – AS LESÕES CELULARES, SUAS FORMAS E OS AGENTES CAUSADORES As lesões celulares podem ter diversas causas, e a sua gravidade depende de qual agente etiológico e qual tipo celular estão envolvidos, além da intensidade e da duração da lesão. Em geral, as lesões são reversíveis, porém, 5 em alguns casos, essas lesões podem ser irreversíveis, levando à morte celular (Porth, 2010; Varella, 2014). Os principais agentes lesivos são: agentes físicos, radiação, agentes químicos, agentes biológicos e desequilíbrios nutricionais. Os agentes físicos incluem: • Forças mecânicas: são decorrentes dos impactos físicos que causam um trauma. Nesse tipo de lesão, há a divisão e laceração do tecido afetado, incluindo fratura óssea, comprometimento dos vasos sanguíneos com perturbação do fluxo. • Extremos de temperatura: incluem tanto as temperaturas muito altas, que causam queimaduras extensas, choque térmico, lesão vascular, inativação enzimática, coagulação dos vasos sanguíneos e proteínas tissulares, quanto as temperaturas muito baixas, que causam um aumento na viscosidade do sangue e indução à vasoconstrição.Esses dois fatores causam uma redução no fluxo sanguíneo que pode levar à hipóxia tecidual, além da estase capilar, bem como a trombose capilar e arteriolar. • Lesões por eletricidade: provocam lesões teciduais extensas e perturbação dos impulsos nervosos e cardíacos. A resistência tecidual ao fluxo da corrente em circuitos elétricos transforma a energia elétrica em calor, por isso pode ocorrer a degeneração das paredes dos vasos, levando à formação de trombos e causando severo dano muscular e tecidual (Porth, 2010; Kumar et al., 2013). No caso da radiação temos: • Radiação ionizante: nesse tipo de radiação, os fótons possuem energia suficiente para deslocar os elétrons dos átomos e moléculas presentes nas células, afetando as moléculas-alvo, caso da radioterapia, ou originando radicais livres, que podem interagir com compostos celulares. A radiação ionizante é capaz de causar a morte celular, interromper a replicação celular ou induzir a mutações genéticas, as quais podem ou não ser letais. Normalmente, a resposta imediata à lesão por radiação ionizante inclui tumefação, ruptura das mitocôndrias e outras organelas, alterações na membrana celular e alterações nucleares. Já os efeitos crônicos da exposição à radiação ionizante incluem fibrose e escaras em tecidos e órgãos na área irradiada. 6 • Radiação não ionizante: nesse tipo de radiação, não ocorre o deslocamento dos elétrons de átomos e moléculas presentes nas células. Existem poucos casos relatados de queimaduras da pele e danos térmicos nos tecidos profundos. Entretanto, quando ocorrem, podem lesionar os tecidos dérmicos e subcutâneos. • Radiação ultravioleta: inclui a radiação emitida na luz solar, responsável pelo aumento do risco de desenvolvimento de câncer de pele. Os danos teciduais são associados às espécies reativas de oxigênio. Além destes, a radiação UV causa danos ao DNA (Porth, 2010; Kumar et al., 2013). Já os agentes químicos capazes de lesar as células são compostos comuns do dia a dia, como o monóxido de carbono expelido pelo escapamento de veículos automotores, até compostos mais complexos, como os metais pesados (mercúrio e chumbo), encontrados em equipamentos médicos, tintas, entre outros. Esses agentes são capazes de danificar a membrana plasmática e outras organelas celulares, além de inativar enzimas, induzir à coagulação proteica, interferir no balanço osmótico e iônico da célula, interferir no metabolismo orgânico e destruir as células pelo contato (Porth, 2010; Kumar et al., 2013). Os agentes biológicos incluem desde vírus até parasitas maiores. Eles têm a capacidade de danificar as células e incorporar-se ao DNA ou ainda liberar toxinas que causem danos aos tecidos, aumentando a permeabilidade capilar ou ainda que interfiram na produção de ATP, gerando um déficit energético ao organismo e, com isso, ocasionando o mau funcionamento de muitas rotas metabólicas e outros processos orgânicos (Porth, 2010; Kumar et al., 2013). Por fim, qualquer desordem nutricional, seja ela o excesso ou a falta de nutrientes predispões as células a sofrerem lesões. A obesidade, por exemplo, ou dietas ricas em gorduras saturadas induzem ao desenvolvimento da aterosclerose. Já, a falta de nutrientes pode induzir ao aparecimento de anemia ferropriva, por exemplo, ou ainda, o aparecimento de escorbuto, beribéri e pelagra, além da inativação de diversas rotas metabólicas pela falta de minerais e/ou vitaminas (Porth, 2010; Kumar et al., 2013). Todos esses mecanismos são responsáveis por ocasionar danos aos tecidos, os quais podem ser reversíveis ou irreversíveis. 7 2.1 Lesões celulares reversíveis e irreversíveis As lesões celulares podem ser reversíveis ou irreversíveis. As reversíveis são aquelas que, nos estágios iniciais ou nas formas leves de lesão as alterações morfológicas e funcionais, evoluem para cura se o estímulo for removido. Embora tenha havido comprometimento estrutural e funcional dos tecidos, não houve um dano celular tão intenso que evolua para cronificação da lesão com posterior morte celular. Já as lesões celulares irreversíveis são aquelas em que o dano celular excedeu o limite de adaptação ou recuperação, e a evolução é a morte celular (Porth, 2010; Brasil, 2017). Cabe salientar que a morte celular pode ser causada, por inúmeros motivos, entre os quais: rompimento da membrana celular, edema lisossomal e a vacuolização da mitocôndria com redução na geração de ATP encontram-se entre os principais. As anormalidades celulares irreversíveis são inúmeras, entretanto, três delas merecem destaque: picnose celular, cariorrexe e cariólise, pois afetam o núcleo celular, o que interfere em todo o funcionamento biológico da célula. • Picnose celular: nesse tipo de anormalidade, o núcleo apresenta-se bem menor do que o normal e com aspecto puntiforme. A cromatina sofre condensação e apresenta-se intensamente basofílica. • Cariorrexe: nessa anomalia celular, o núcleo e o material genético apresentam-se totalmente fragmentados. O núcleo perde totalmente a sua delimitação. • Cariólise: nessa alteração celular, há a completa dissolução do material genético por ação da enzima DNAse. O núcleo apresenta-se com um aspecto pálido em função da diminuição da basofilia, determinada pela dissolução da cromatina (Unicamp, 2016). TEMA 3 – MECANISMOS DE LESÃO CELULAR O desenvolvimento e a evolução de uma lesão envolvem diversos mecanismos. Em alguns casos, as lesões celulares são diretas, como quando são desencadeadas por agentes físicos. Já em outros, essas lesões celulares são indiretas, como as causadas por distúrbios genéticos, que alterarão o funcionamento metabólico do organismo. 8 Quase sempre, a formação de radicais livres, a hipóxia e depleção de ATP e a perturbação intracelular da homeostasia de cálcio são os mecanismos pelos quais os agentes etiológicos provocam uma lesão celular. • Formação de radicais livres: a presença de radicais livres pode levar ao rompimento celular e comprometimento tecidual, uma vez que são capazes de reagir com carboidratos, proteínas e lipídios, causando sérios danos na membrana plasmática. Essas moléculas são capazes, também, de inativar enzimas e interferir em reações metabólicas, de danificar a molécula de DNA por interagirem com os ácidos nucleicos. No caso das espécies reativas de oxigênio, estas podem levar o organismo ao estresse oxidativo, ocasionando a oxidação de diversos componentes celulares, além de ativar as vias de transdução de sinal e induzir a mudanças na expressão de genes e proteínas. As espécies reativas do oxigênio (ERO) podem induzir modificações e, com isso, causar danos ao DNA genômico e mitocondrial, causando uma disfunção no funcionamento da mitocôndria. Os danos oxidativos causados tanto por radicais livres quanto pela ERO são responsáveis por induzir ao desenvolvimento de várias patologias, entre as quais: esclerose amiotrófica lateral, câncer, progressão de doença cardiovascular e aceleração do processo de envelhecimento (Finkel, 2003; Van Houten et al., 2006; Porth, 2010). • Hipóxia e depleção de ATP: a redução ou privação no fornecimento de oxigênio durante a hipóxia leva à interrupção do metabolismo oxidativo e à produção de ATP. A gravidade do dano celular depende do grau de privação de oxigênio e da necessidade celular. Numa tentativa de compensação dessa falta de oxigênio, proteínas conhecidas como fatores induzidos por hipóxia (HIF) induzem a expressão dos genes responsáveis por estimular a produção de hemácias, produzem enzimas glicolíticas que geram ATP na ausência de oxigênio e aumentam a formação de novos vasos sanguíneos. A hipóxia pode ser o resultado de diversos fatores, entre os quais: quantidade inadequada de oxigênio no ar, doença respiratória, isquemia, anemia, edema ou da incapacidade das células nautilização de O2. Em estado de hipóxia, o metabolismo celular é alterado, levando à redução energética na célula. Como compensação, a célula inicia o metabolismo anaeróbico, usando os estoques limitados de glicogênio. Além disso, há redução do pH, que leva à alteração das 9 membranas celulares, acumula cromatina e diminui o volume celular. A hipóxia pode ser a causa final para morte celular. Por exemplo, um agente físico como o frio extremo pode causar grave vasoconstrição e prejudicar o fluxo sanguíneo levando o organismo a uma condição de hipotermia (Marx, 2004; Porth, 2010). • Perturbação intracelular da homeostasia de cálcio: em situações normais, as concentrações de cálcio no organismo são menores a nível intracelular e maiores a nível extracelular. Porém, em situações patológicas, como nos casos em ocorre isquemia, ou na presença de algumas toxinas, ocorre a elevação nos níveis de cálcio citossólico em função do influxo aumentado através da membrana celular, além de haver liberação dos estoques de cálcio da mitocôndria e retículo endoplasmático. Esses aumentos nos níveis de cálcio intracelular induzem a ativação de enzimas como: as fosfolipases, responsáveis por danificar a membrana celular; as proteases, que danificam o citoesqueleto; e as proteínas presentes na membrana, as ATPases, que degradam ATP e ativam sua depleção, e as endonucleases que fragmentam a cromatina (Porth, 2010; Kumar et al., 2013). TEMA 4 – MECANISMOS DE REPARO DAS LESÕES CELULARES Qualquer lesão celular passa por um processo de cura, o qual acontece através de regeneração ou cicatrização. O processo de regeneração acontece quando o tecido morto é substituído por outro idêntico e há a recuperação de suas funções. Já no processo de cicatrização há o restabelecimento da homeostasia do tecido, entretanto há a formação de uma cicatriz fibrótica que ocasiona a perda da atividade funcional (Brasileiro Filho, 2016). O que determina o tipo de reparo que vai ser desencadeado em uma área lesionada é a extensão da lesão e qual órgão foi lesado. Entretanto, esses mecanismos de reparo não são excludentes. Em um mesmo tecido, pode haver regeneração e cicatrização (Schimitt, 2006). Para auxiliar no entendimento dos processos de regeneração e cicatrização, é importante que se conheça um pouco sobre a classificação tecidual quanto à capacidade de proliferação. As células lábeis ou intermitóticas ativas, como os epitélios de revestimento e as células mieloides e linfoides, são capazes de se dividir o tempo 10 todo. Já as células estáveis ou intermitóticas, como o tecido parenquimatoso do fígado, túbulos renais, glândulas exócrinas e endócrinas e células mesenquimais ósseas e cartilaginosas, entram em divisão quando estimuladas; caso contrário, ficam no G0. Existe ainda, um terceiro grupo de células, as permanentes, perenes ou pós-mitóticas, que após sua formação abandonam o ciclo celular e entram em estado não replicativo. Nesse terceiro grupo, encontram-se os neurônios e as fibras musculares estriadas (Sabbatini, 2001; Schmitt, 2006; Brasileiro Filho, 2016). A regeneração é mais comum em tecidos constituídos por células lábeis. Nos tecidos constituídos por células estáveis, a regeneração acontece a partir de células diferenciadas, as quais estão em G0, ou através de células tronco, ou ainda de células progenitoras residentes. Já as células permanentes são incapazes de se regenerar. Nesses casos, acontece a cicatrização. Quando a lesão tecidual é extensa e com ampla destruição tecidual, mesmo que seja em tecidos constituídos por células lábeis ou estáveis, a reparação será por cicatrização, devido à intensidade da agressão. Nas lesões agudas, a regeneração é dependente dos fatores de crescimento liberados pelas células inflamatórias que migraram até o local da lesão; ou por células vizinhas, que são estimuladas por diferentes citocinas geradas na inflamação, as quais são fundamentais para iniciar o processo. Já nas lesões crônicas, as células progenitoras e as células células-tronco residentes ou vindas da circulação são ativadas e entram em processo de proliferação diferenciando-se nas células necessárias. Quando a lesão não é muito extensa, as células vizinhas à área lesionada entram em divisão e ocupam o espaço das que tiveram morte celular. O processo de cicatrização tem início com a instalação de uma reação inflamatória, quando as células do exsudato de células fagocitárias reabsorvem restos celulares e o sangue extravasado. Em um segundo momento, há a proliferação fibroblástica e endotelial para a formação do tecido conjuntivo cicatricial, também denominado de tecido de granulação. Após essa formação, ocorre sua remodelação, favorecendo a redução do volume da cicatriz. O processo cicatricial pode ser classificado como: cicatrização por primeira intenção e cicatrização por segunda intenção. • Cicatrização por primeira intenção: ocorre um estímulo para aproximação dos bordos afetados evitando a perda tecidual, levando a uma menor 11 formação de tecido conjuntivo. Esse tipo de cicatrização acontece em ferimentos que sofreram sutura ou ferimento pequenos e de pouca profundidade. • Cicatrização por segunda intenção: ocorre em ferimentos maiores, quando não há aproximação dos bordos, fazendo com que o tecido necessite de uma maior organização, bem como uma maior deposição de colágeno. Nesse caso, em geral, há formação de cicatrizes aparentes (Sabbatini, 2001; Schmitt, 2006; Brasileiro Filho, 2016). TEMA 5 – MORTE CELULAR Em geral, a morte celular é precedida por uma lesão celular irreversível. De acordo com o que estudamos, a gravidade da lesão depende do tipo e do tempo de exposição ao agente etiológico, além da linhagem celular envolvida e do grau de adaptação das células envolvidas. Após a exposição celular a um estresse severo, há o desenvolvimento de uma lesão, que inicialmente se manifesta através de alterações reversíveis. Se o estresse persistir, a lesão progride até se tornar uma alteração irreversível e, assim, culminar em morte celular. Embora, na maioria das vezes, se associe a morte celular após a exposição tecidual a um agente etiológico, existe um outro fator que determina a morte celular sem que haja o estresse por esse agente. Nesses casos, há um controle do número de células, o qual é regulado pelo equilíbrio entre a proliferação celular e a morte celular. Dessa forma, são dois os mecanismos de morte celular, como pode ser observado na figura a seguir: a morte celular programada ou apoptose e a necrose, sendo esta última, sempre, um processo patológico (Brasil, 2017). 12 Figura 1 – Apoptose e necrose Fonte: Designua/Shutterstock. 5.1 Apoptose A apoptose é a morte celular programada, ou seja, um processo de eliminação, seletivo e geneticamente controlado, de células alteradas ou velhas, as quais não tem mais o desempenho total de suas funções. Sua função é o encerramento do ciclo de vida de uma célula, num processo perfeitamente normal em inúmeros tecidos de organismos eucariontes (Lothhammer et al., 2009; Porth, 2010). A apoptose é uma maneira natural e programada de remoção de células em estágios finais para que novas células possam surgir, garantindo dessa forma a manutenção das funções teciduais e/ou orgânicas. É um processo importante na remoção e remodelação de células durante a embriogênese, na involução de tecidos dependentes de hormônios, como próstata, glândulas mamárias e útero após a gestação, na atresia ovariana durante o ciclo menstrual, essencial para manter a saúde reprodutiva na mulher, além de estar presente, também, na seleção de linfócitos e demais órgãos 13 linfoides, e na remoção de células de tecidos com altas taxas de renovação, como é o caso do tecido epitelial (Porth, 2010; Brasileiro Filho, 2016). As célulasque estão em processo de apoptose apresentam algumas características morfológicas e moleculares. Entre as morfológicas, estão: redução do volume celular, condensação da cromatina, clivagem de DNA e fragmentação celular, sendo que esses fragmentos são reconhecidos e fagocitados rapidamente sem ocasionar resposta imunológica. Entre as características moleculares, podemos citar a liberação de citocromo c da mitocôndria, ativação de caspases, enzimas proteolíticas que clivam diversos substratos celulares, ocasionando a morte celular (Lucs; Pantaleão, 2010). Todo esse processo pode ser observado em cinco fases ao microscópio de luz, conforme ilustrado na Figura 2: 1. Na fase inicial, a cromatina inicia o processo de condensação e inativação. Durante essa fase, com a alteração dos limites nucleares, grânulos grosseiros de heterocromatina são formados no interior do núcleo. O material genético inativo induz a desorganização e separação do citoesqueleto, causando uma deformação nos contornos celulares e a separação das junções, a fim de proteger as células adjacentes da transferência involuntária de resíduos tóxicos, os quais poderiam causar lesão ou morte. Ainda no citoplasma, ocorre o empacotamento das organelas pelo retículo endoplasmático, podendo originar pontos de vacuolização. 2. Na segunda fase, há a interrupção do transporte celular. A célula diminui seu tamanho e o citoplasma torna-se mais corado e denso. Tanto os limites celulares quanto os limites nucleares tornam-se mais irregulares, e percebe-se a condensação da cromatina, a qual pode aparecer como uma estrutura única e densamente corada. Nesse momento, temos a caracterização do núcleo picnótico. 3. Na terceira fase, o núcleo adquire uma característica enrugada e apresenta-se fragmentado, em pequenas partículas ou corpúsculos heterocromáticos. Nesse momento, temos a caracterização do processo de cariorréxis. 4. Na quarta fase, é o citoplasma da célula que se apresenta em destruição. Ele entra em um processo de fragmentação progressivo, entretanto, ainda é capaz de englobar os fragmentos nucleares em alguns pontos de seu 14 citoplasma, os quais se desprendem da superfície celular, dando origem aos corpos apoptóticos. Nesse momento, temos a caracterização do processo de cariólise, em que ocorre a fragmentação final do material genético no interior de corpos apoptóticos e estes são liberados no meio extracelular. Além dos corpos apoptóticos, podem se desprender também partes citoplasmáticas sem material genético. Estas são denominadas de bolhas citoplasmáticas. 5. Na quinta e última fase, acontece a limpeza dos restos celulares através da remoção por fagocitose das células vizinhas, por macrófagos teciduais ou macrófagos das cavidades associadas aos epitélios sem que haja dano químico ou toxicidade para as demais células do tecido (Lothhammer et al., 2009). Figura 2 – Apoptose Fonte: Designua/Shutterstock. 15 A apoptose também está ligada a diversos processos patológicos, como na morte celular associada a algumas infecções virais (hepatites B e C), nos distúrbios neurodegenerativos (doença de Alzheimer, doença de Parkinson e esclerose lateral amiotrófica), estímulos nocivos, radiação, agentes químicos e grandes variações de pH, além da contribuição nos processos de desenvolvimento do câncer. Contudo, os mecanismos de como isso influencia nas doenças ainda é desconhecido. O processo apoptótico pode acontecer por duas vias distintas, porém interligadas: a via extrínseca e a via intrínseca. Em ambas as vias, a fase de execução é realizada pelas caspases (Porth, 2010). A via extrínseca acontece através da indução externa por associação de outra célula, e não aquela que sofrerá apoptose. O processo tem início com a ativação dos receptores de superfície, os quais podem ser o receptor do fator de necrose tumoral (TNF-R), o Faz (CD95/Apo1) e o ligante indutor de apoptose relacionado ao TNF (TRAIL). A indução desses receptores leva à formação de um complexo de sinalização indutor de morte (DISC) formado pelo receptor de morte, uma proteína adaptadora e mais uma caspase iniciadora, normalmente a pró-caspase 8. Essa caspase é a responsável por ativar o DISC e induzir a ativação da caspase 3 acionando uma cascata de caspases, as quais levam à quebra de muitos substratos, ocasionado a morte celular (Kennedy; Deleo, 2009). Na via intrínseca, ou mitocondrial, não há participação do receptor de morte. O que ocorre é a alteração do potencial da membrana mitocondrial. Essa via é ativada a partir da ocorrência de danos no DNA, presença de espécies reativas de oxigênio, em condições de hipóxia e níveis reduzidos de ATP, além do processo natural de envelhecimento celular, entre outros. Esses sinais acarretam a despolarização da membrana mitocondrial e a modificação da sua permeabilidade, havendo formação de poros, os quais permitem a liberação do citocromo c e outras proteínas pro-apoptóticas para o citoplasma. Consequentemente, essa alteração na permeabilidade da membrana mitocondrial leva à perda da homeostasia celular e, com isso, à interrupção da síntese de ATP. Essas modificações levam ao aumento da produção de espécies reativas do oxigênio, as quais induzem à oxidação de lipídios, proteínas e ácidos nucléicos, aumentando as diferenças do potencial da membrana mitocondrial, até o ponto em que ocorre a ruptura total da organela. 16 Outro ponto importante para a via intrínseca é que a partir da despolarização da membrana e das alterações da permeabilidade, o citocromo c inicia a ativação da cascata das caspases, incluindo a caspase 3, a etapa comum entre as vias intrínseca e extrínseca. Por outro lado, existem inúmeros inibidores desse processo apoptótico, e muitos autores acreditam que tal inibição esteja relacionada ao desenvolvimento do câncer e doenças autoimunes (Grivicich et al., 2007; Porth, 2010). 5.2 Necrose É a morte celular seguida de autólise, ou seja, após a morte celular, ocorre a degradação enzimática dos componentes celulares por suas próprias enzimas, as quais são liberadas para o citoplasma a partir dos lisossomos, sendo então ativadas pela alta concentração de Ca++ citoplasmático. O processo necrótico acontece em indivíduos vivos ou mortos, embora o termo necrose refira-se à morte celular que acontece em um órgão ou tecido, mesmo que estes ainda façam parte de um organismo vivo (Proskuryakov et al., 2003; Porth, 2010; Brasileiro Filho, 2016). Na necrose, há um processo inflamatório devido ao extravasamento de enzimas para o meio extracelular, destruindo o tecido adjacente. Diferente da apoptose, que funciona removendo células lesadas ou que não podem mais desempenhar perfeitamente suas funções, para que em seu lugar entrem células novas, a necrose interfere na substituição celular e na regeneração do tecido afetado (Porth, 2010). Durante o processo necrótico, várias mudanças acontecem no citoplasma e núcleo da célula, entretanto elas não são visíveis por horas após o processo, nem mesmo sob olhar ao microscópio. O processo de decomposição celular ou tecidual pode apresentar diferentes características: • Necrose de liquefação: o tecido afetado apresenta consistência mole ou semifluida, a qual é causada pela liberação das enzimas lisossômicas dos tecidos mortos e células inflamatórias. Esse tipo de necrose é mais comum após períodos de anoxia no tecido nervoso, a qual pode ser causada por toxinas bacterianas, substâncias tóxicas ou isquemia. Além do tecido nervoso, a necrose liquefativa pode ocorrer em outras linhagens teciduais devido a infecções bacterianas com acúmulo de leucócitos. Se 17 esse processo persistir, as características podem ser alteradas e a necrose vista como necrose caseosa. • Necrose caseosa: o tecido afetado apresenta aspecto amorfo, de coloraçãobranca ou amarelada, e pode apresentar consistência pastosa ou seca em função das células mortas que se tornam uma massa granular friável. As células perdem os contornos e os detalhes estruturais, além de apresentarem núcleos picnóticos e cariorrexis. A necrose caseosa está associada às lesões crônicas, como na tuberculose, paracoccidioidomicose e a tularemia. • Necrose de coagulação: é característico das lesões hipóxicas em áreas infartadas, embora também possa aparecer em lesões causadas por toxinas bacterianas e agentes químicos. Durante o processo, ocorre a acidificação e a desnaturação das proteínas estruturais e enzimáticas da célula, apesar de que a formação do tecido se mantém preservada durante algum tempo. • Necrose gordurosa: é característica, principalmente, do tecido adiposo. Está presente nos casos de pancreatite aguda e necrose gordurosa das glândulas mamárias. Esse tipo de necrose acontece quando os ácidos graxos intracelulares extravasam e sofrem uma reação de saponificação formando sabão, o qual se deposita nos tecidos (Porth, 2010; Brasileiro Filho, 2016). Existe ainda uma forma estendida de lesões necróticas, que conhecemos por gangrena. Este termo é aplicável quando uma porção considerável de tecido sofre necrose. A gangrena pode ser classificada em seca ou úmida. Na gangrena seca, a parte afetada apresenta aspecto seco e murcho, a pele encontra-se enrugada e a cor muda para marrom-escuro a preto. Além disso, é possível observar a existência de uma linha nítida no limite entre o tecido morto e o não lesado, caracterizando uma reação inflamatória. Na maior parte dos casos, a gangrena seca é resultado da redução no suprimento arterial de sangue a uma parte tecidual em que não há redução no retomo venoso, e é uma forma de necrose de coagulação. Na gangrena úmida, a área afetada apresenta-se fria, edematosa, sem pulsação e com coloração escura. Normalmente, há a formação de bolhas na superfície, as quais podem estar infectadas por bactérias, causando um odor fétido. Diferente da gangrena seca que afeta, principalmente, as extremidades, 18 a gangrena úmida pode atingir, também, órgãos internos. Sua evolução é rápida e seus efeitos sistêmicos são graves. Se não for contida, pode levar o paciente a óbito por toxemia. Em muitos casos, pode haver invasão bacteriana nos tecidos lesados da gangrena seca, convertendo-a para forma úmida. Existe ainda um tipo especial de gangrena denominado de gangrena gasosa, que ocorre após a infecção de um tecido necrosado por bactérias do gênero Clostridium sp., sendo mais comum a Clostridium perfringens. Esses micro-organismos, quando em condições anaeróbias, produzem enzimas proteolíticas e lipolíticas que dissolvem as membranas celulares, causando a morte das células musculares, dispersão de edema intenso, anemia hemolítica, hemoglobinúria e insuficiência renal. Além disso, esses micro-organismos são produtores de gás, o que leva à formação de bolhas na superfície tecidual. Essa forma de gangrena é extremamente grave e potencialmente fatal, sendo preciso muitas vezes a amputação do membro afetado para evitar a disseminação da infecção (Vasconcelos, 2000; Porth, 2010; Brasileiro Filho, 2016). NA PRÁTICA De acordo com o que estudamos nesta aula, vimos que muitos poluentes podem ser responsáveis por causar lesões teciduais. Essas lesões podem ser reversíveis, ou irreversíveis, evoluindo ou não para morte celular. Com base nos conhecimentos adquiridos, proponha um mecanismo de lesão e reparação celular, e sua possível evolução para um indivíduo que teve contato, por aspiração, com o amianto, um grupo de minerais formado por fibras microscópicas que eram muito utilizadas em diversos materiais de construção, e que hoje é considerado um poluente de alta periculosidade. FINALIZANDO Como vimos, a conservação do meio ambiente também influencia no desencadeamento de lesões celulares. O aumento da população que vive em áreas urbanas desencadeou um aumento nos níveis de poluição, seja ela, atmosférica, hídrica, do solo, sonora, visual ou radioativa. Esses níveis elevados provocam alterações na saúde humana, e em muitas delas, lesões teciduais severas. Além desses poluentes, existem ainda inúmeros agentes que podem ocasionar lesões celulares reversíveis ou irreversíveis. As reversíveis são 19 aquelas que evoluem para cura, e as irreversíveis, infelizmente, evoluem para morte celular. Entre esses agentes, estão os agentes físicos, radiação, agentes químicos, agentes biológicos e desequilíbrios nutricionais. Quando há o contato do agente lesivo com a célula, ele pode desencadear a lesão através da formação de radicais livres, da hipóxia e depleção de ATP, e da perturbação intracelular da homeostasia de cálcio. Dependendo da gravidade da lesão, esta pode evoluir para cura através dos processos de regeneração ou cicatrização, ou pode evoluir para a morte celular. 20 REFERÊNCIAS AQUINO, K.A. da S., AQUINO, F. da S. Radioatividade e meio ambiente: os átomos instáveis da natureza. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, 2012. BRASIL. Ministério da Saúde. Parecer Técnico n. 070 CGVAM/SVS/MS/2008, de 10 de julho de 2008. Disponível em: <http://www2.mma.gov.br/port/conama/processos/0330EB12/ParecerTec070- 08_MSaude.pdf>. Acesso em: 7 mar. 2021. _____. Ministério da Saúde. Riscos ambientais e a saúde humana. Disponível em: <https://antigo.saude.gov.br/vigilancia-em-saude/vigilancia- ambiental/vigiar/riscos-ambientais-e-a-saude-humana>. Acesso em: 7 mar. 2021. _____. Universidade Federal do Acre. Lesão e morte celular. Disponível em: <http://www2.ufac.br/geralpat/lesao-e-morte-celular>. Acesso em: 7 mar. 2021. BRASILEIRO FILHO, G. Patologia. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan Ltda., 2016. BVS – Biblioteca Virtual em Saúde. Cuidados com o Lixo. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/dicas/244_lixo_cuidados.html>. Acesso em: 5 mar. 2021. FINKEL, T. Oxidant signals and oxidative stress. Current Opinion in Cell Biology, n. 15, 2003. FIORILLO, C. A. P. Curso de direito ambiental brasileiro. 8. ed. São Paulo: Saraiva, 2007. GOULART JUNIOR, R.; PAGLIARINI JUNIOR, S. N.; MALYSZ, S. T. Meio ambiente: poluição visual no meio urbano. In: ENCONTRO DE PRODUÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA, 8, Campo Mourão, 2013. Disponível em: <http://www.fecilcam.br/nupem/anais_viii_epct/PDF/TRABALHOS- COMPLETO/Anais-CET/GEOGRAFIA/rjuniortrabalhocompleto.pdf>. Acesso em: 5 mar. 2021. GRIVICICH, I.; REGNER, A.; ROCHA, A. B. Morte Celular por Apoptose. Revista Brasileira de Cancerologia, v. 53, n. 3, 2007. 21 HESS, S. C. Ensaios sobre poluição e doenças no Brasil. 1. ed. São Paulo: Outras Expressões, 2018. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/187660/LIVRO.pdf?seq uence=1>. Acesso em: 5 mar. 2021. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. IBGE divulga estimativa da população dos municípios para 2020. Disponível em: <https://agenciadenoticias.ibge.gov.br/agencia-sala-de-imprensa/2013-agencia- de-noticias/releases/28668-ibge-divulga-estimativa-da-populacao-dos- municipios-para-2020>. Acesso em: 5 mar. 2021. KENNEDY, A. D.; DELEO, F. R. Neutrophil apoptosis and the resolution of infection. Immunol Research, v. 43, n. 1-3, 2009. KUMAR, V.; ABBAS, A. K.; ASTER, J. C. Patologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. LEITE, J. O. B., PEREIRA, B. B. Doenças da pele relacionadas à poluição do ar: uma revisão sistemática. J Health Biol Sci, v. 5, n. 2, 2017. LOTHHAMMER, N. et al. Biologia Celular – Atlas Digital. Porto Alegre: UFRGS/UFCSPA, 2009. Disponível em: <http://www.ufrgs.br/biologiacelularatlas>. Acesso em: 7 mar. 2021. LUCS, A.; PANTALEÃO, C. Apoptose e modelos in vivo para estudo das moléculas relacionadas a este fenômeno. Einstein, v. 8, n. 4, 2010. MARX, J.How cells endure low oxygen. Science, n. 303, 2004. MUNIZ, D. H. F.; OLIVEIRA-FILHO, E. C. Metais pesados provenientes de rejeitos de mineração e seus efeitos sobre o meio ambiente. Universitas: Ciências da Saúde, v. 4, n. 1/2, 2006. PEREZ, M. A. F. Poluição Sonora Mata. Disponível em: <http://www.ambientelegal.com.br/poluicao-sonora-mata-primeira-parte/>. Acesso em: 5 mar. 2021. PORTH, C. M.; MATFIN, G. Fisiopatologia. 8 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan Ltda., 2010. PROSKURYAKOV, S. Y.; KONOPLYANNIKOV, A. G.; GABAI, V. L. Necrosis: A specific form of programmed cell death. Experimental Cell Research, v. 283, 2003. 22 SABBATINI, R. Dividindo para crescer. Jornal Correio Popular, Campinas, 2001. Disponível em: <https://www.sabbatini.com/renato/correio/medicina/cp011021.html>. Acesso em: 7 mar. 2021. SCHMITT, F. Aula de Biopatologia. Regeneração e cicatrização. (2006). Disponível em: <https://users.med.up.pt/~cc04- 10/biopatteoricas/Aula6_RegeneracaoCicatrizacao.pdf>. Acesso em: 7 mar. 2021. SECRETARIA DO SAÚDE DO ESTADO DE SÃO PAULO. Divisão de Doenças de Transmissão Hídrica e Alimentar. Doenças relacionadas à água ou de transmissão hídrica. 2009. Disponível em: <http://www.saude.sp.gov.br/resources/cve-centro-de-vigilancia- epidemiologica/areas-de-vigilancia/doencas-transmitidas-por-agua-e- alimentos/doc/2009/2009dta_pergunta_resposta.pdf>. Acesso em: 5 mar. 2021. UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas. Anatomia Patológica: Necrose coagulativa da adenohipófise. 2016. Disponível em: <http://anatpat.unicamp.br/lamdegn22.html>. Acesso em: 7 mar. 2021. VAN HOUTEN, B.; WOSHNER, V.; SANTOS, J. H. Role of mitochondrial DNA in toxic responses to oxidative stress. DNA Repair, n. 5, 2006. VARELLA, M. Noções de patologia. Técnico em enfermagem. Instituto Formação: cursos técnicos profissionalizantes, 2014. Disponível em: <http://www.ifcursos.com.br/sistema/admin/arquivos/18-20-54- apostilapatologia.pdf>. Acesso em: 7 mar. 2021. VASCONCELOS, A. C. Patologia Geral em Hipertexto. Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, Minas Gerais, 2000. Disponível em: <http://depto.icb.ufmg.br/dpat/old/gangrena.htm>. Acesso em: 7 mar. 2021. WHO – World Health Organization. Plano de Trabalho Bianual 2020-2021 da OPAS/OMS no Brasil. 2020. Disponível em: <https://iris.paho.org/handle/10665.2/52604>. Acesso em: 5 mar. 2021. CONVERSA INICIAL TEMA 1 – PATOLOGIA AMBIENTAL E SUA RELAÇÃO COM O DESENVOLVIMENTO DAS DOENÇAS TEMA 2 – AS LESÕES CELULARES, SUAS FORMAS E OS AGENTES CAUSADORES 2.1 Lesões celulares reversíveis e irreversíveis TEMA 3 – MECANISMOS DE LESÃO CELULAR TEMA 4 – MECANISMOS DE REPARO DAS LESÕES CELULARES TEMA 5 – MORTE CELULAR 5.1 Apoptose 5.2 Necrose NA PRÁTICA FINALIZANDO REFERÊNCIAS