Lesão Celular

A célula

• Membrana plasmática

• Citoplasma

• Núcleo

Organelas citoplasmáticas

• Mitocôndrias

• REL e RER

• Aparelho de Golgi

• Lisossomas e Peroxissomas

Causas de lesão celular

• Agentes físicos

• Agentes químicos

• Agentes biológicos

• Mecanismos auto-imune

• Alterações genéticas

• Deficiências nutricionais

Algumas considerações importantes

• Resposta à lesão depende do tipo, intensidade e duração do estímulo.

• Conseqüências da lesão depende do tipo, estado e adaptabilidade da célula.

• O comprometimento de algum sistema celular produz efeitos secundários generalizados.

• Primeiro há alteração bioquímica e depois morfológica

Algumas considerações importantes

• Alguns sistemas celulares são afetados:– Membrana plasmática (Ca, ATP e

fosfolipídeos)– Respiração aeróbica– Síntese de proteína– Aparelho genético da célula

Mecanismos bioquímicos gerais

• Depleção de ATP(gerado com ou sem O2)

• Radicais livres

• Ca intracelular e perda de sua homeostase

• Defeitos da permeabilidade da membrana

• Lesão mitocondrial irreversível

Respiração celular

• GlicóliseQuebra da glicose até chegar a duas moléculas de

piruvato.

• Ciclo de KrebsPiruvato é oxidado a CO2 e acetil que ligar-se-á a

Coenzima-A (Acetil-CoA).

A acetil-CoA entrará no ciclo que produzirá NADH e FADH2.

Respiração celular

• Fosforilação oxidativaCadeia de transporte de elétrons que acontece na

membrana interna da mitocôndria.Há vários aceptores de elétrons, sendo o último o

O2.No final há produção de CO2 e H2O,

transformação do NADH e FADH2 em NAD+ e FADH, respectivamente.

Forma-se ATP neste transporte.

Mecanismos bioquímicos gerais

• Lesão mitocondrial irreversível– Aumento do Ca++ citosólico– Degradação de fosfolipídeos– Fosfolipase A2, via da esfingomielina (ácidos

graxos livres e ceramídeo)– Transição de permeabilidade mitocondrial

(poro não-seletivo)– Extravasamento do Citocromo c para o citosol.

Tipos de lesão celular

• Isquemia/hipóxia

• Radicais livres

• Química

Lesão celular reversível

• Diminuição da atividade da bomba de Na+

• Aumento da taxa da glicólise anaeróbica

• Redução da síntese protéica

• Morfologicamente:– Bolhas na superfície celular– Figuras de mielina– Tumefação de organelas e de toda a célula

Lesão celular irreversível

• Tumefação intensa das mitocôndrias• Densidades amorfas, grandes e floculentas

na matriz mitocondrial• Influxo maciço de Ca++• Perda de proteínas, coenzimas, enzimas

ácidos ribonucléicos e de metabólitos que reconstituem o ATP

• Lesão de membranas lisossômicas

Lesão celular irreversível

• Ativação de RNases, DNases, proteases, fosfatases,, glicosidases e catepsinas.

• Extravazamento de enzimas celulares para o espaço extracelular (CK e LDH no coração).

• Entrada de macromoléculas extracelulares para a célula.

• A célula morta é substituída por figuras de mielina que são fagocitadas ou degradadas em ácidos graxos.

Mecanismos de lesão irreversível

• As lesões da membrana se dão por:– Disfunção mitocondrial – fosfolipases– Perda dos fosfolipideos da membrana– Anormalidades citoesqueléticas-proteases– Espécies de oxigênio reativo– Produtos de degradação de lipídeos

São os ácidos graxos livres, acilcarnitina e lisofosfolipídeos

Mecanismos de lesão irreversível

– Produtos de degradação de lipídeos

Possuem efeito detergente ou se inserem na membrana

– Perda dos aminoácidos intracelulares

A perda da glicina protege contra lesão estrutural e dos efeitos do Ca++

O2 (-)

ATP(-)

Glicólise (+)

Lactato (+)Fosfatosinorg.(+)

pH(-)

Condensação da cromatina

Desprendimentodos ribossomos

Síntese protéica(-)

Bomba de Na+/K+(-)

Ca++ e Na+ (+)Efluxo de K+

Tumefação generalizadaFiguras de mielina(fosfolipideos)

Lesão damembrana(plasmática,mitocondrial)e do citoesqueleto

Ativação deenzimas lisossômicas

Saída deenzimas

Influxo de Ca++

Ativação de fosfolipases,proteases, ATPases eendonucleases

Ácidos graxos(+)Fosfolipideos damembrana (-)

Lesão por Reperfusão

• Radicais livres

• Ca++

• Neutrófilos (produzem radicais livres)

• Choque osmótico na célula

Lesão por radicais livres

• São moléculas que apresentam um elétron não-emparelhado em sua órbita externa.

• Podem ser formados por:– Absorção de energia radiante– Metabolismo de drogas– Reações de oxi-redução no metabolismo– Metais de transição – ferro e cobre. H2O2 + Fe++ = OH* + OH- +

Fe+++

– Óxido nítrico gerado por macrófagos, neurônios e outras células.

Lesão por radicais livres

• Os principais deles são as espécies reativas de O2– Na respiração celular o O2 é reduzido a água ganhando

4 e-.

– Fases intermediárias: superóxido - O2. e hidroxila - OH.

– O O2 também produz substâncias reativas que não são radicais – água oxigenada.

• Reagem com lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos.

Lesão por radicais livres

• OH. + lipídeos = peróxidos que após propagação haverá lesão de membrana.

• OH. + DNA = inibição da replicação.

• OH. + proteínas = lesão da membrana.

Lesão por radicais livres

• São inativados por: ácido ascórbico, vitaminas lipossolúveis A e E, catalase, superóxido-dismutase e glutationa-peroxidase, ferro, cobre

Lesão química

• Pode ocorrer por:– Lesão direta combinando-se com alguma

organela ou molécula– Lesão indireta por metabólitos reativos seja por

ligação covalente ou formando radicais livres. O citocromo P-450 costuma modificar a droga.

Lesão química

• O CCl4:– É transformado em CCl3* pelo P-450– Reage com os ácidos graxos dos fosfolipideos

da membrana– Degradação rápida do RE– Diminuição da síntese protéica (apoproteína)– Aumento de triglicerídeos - esteatose

Lesão química

– Lesão mitocondrial – Tumefação por aumento de permeabilidade– Influxo de Ca++– Morte celular

Morfologia da lesão reversível

• Tumefação celular

• Degeneração gordurosa

Tumefação celular

• Microscopicamente é difícil de ver

• O órgão torna-se túrgido, pálido e aumenta de peso

• Pode ser visto pequenos vacúolos intracitoplasmáticos – degeneração hidrópica

• Alterações ultraestruturais

Tumefação celular

• Alterações ultraestruturais– Formação de bolhas na MP

– Apagamento e distorção das microvilosidades

– Figuras mielínicas

– Alterações mitocondriais ( densidades amorfas e tumefação)

– Dilatação do RER

– Desagregação de elementos fibrilares e granulares no núcleo

Caso 1

• Paciente com dor pré-cordial lancinante, apresentou aumento de CK-MB. Explique.

Caso 2

• Após o diagnóstico, de IAM, foi receitado Verapamil, um bloqueador dos canais de Ca++. Explique.

Bibliografia

• Robbins

• Bogliolo

• Montenegro

• Campbell (Bioquímica)

• Arquivos Brasileiros de Cardiologia 66(4):239, 1996