Morte celular: tipos e suas características - Ciência - 2023

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o Morte celular É o processo de destruição dos componentes celulares que todos os organismos vivos sofrem em diferentes estágios.Em todos os organismos multicelulares, deve haver um equilíbrio ideal entre a morte celular e a proliferação celular.

A morte celular ocorre por dois mecanismos principais: por necrose ou morte celular acidental e por apoptose ou morte celular programada. Cada mecanismo é atribuído a uma morfologia celular particular.

A apoptose ou morte celular programada compreende uma via altamente regulada por componentes genéticos. Freqüentemente, quando o organismo passa por circunstâncias patológicas (doenças degenerativas, por exemplo), o programa apoptótico pode ser implementado incorretamente, resultando em destruição celular indevida.

A morte celular programada é um componente importante das vias de desenvolvimento e da homeostase (controle entre a morte celular e a proliferação) em geral.

A morte celular acidental ou necrose é o segundo tipo de morte celular. Apresenta diferenças radicais se compararmos com a apoptose. Esse fenômeno ocorre quando as células são expostas a um ambiente desfavorável ou extremo, o que resulta em danos às estruturas celulares.

Morte celular programada ou apoptose

Perspectiva histórica

Em 1972, o termo apoptose foi usado pela primeira vez. Ele apareceu em um artigo científico clássico escrito pelos autores Kerr, Wyllie e Currie. Para Kerr et al., o termo apoptose descreve uma forma morfológica distinta de morte celular.

Embora essas características já tenham sido detalhadas várias vezes, esses autores são os primeiros a dar um nome ao fenômeno.

Definição

Um organismo multicelular é composto de várias células que devem estabelecer conexões entre si. A comunidade deve ser mantida estritamente organizada, e isso se consegue estabelecendo um controle entre a proliferação de novas células e a eliminação das já presentes.

Desse modo, células que por múltiplas razões não são mais necessárias passam por uma espécie de "suicídio" molecular chamado apoptose.

A morte celular programada é um fenômeno fisiológico normal. Envolve a eliminação controlada de certas células. Esse mecanismo é crucial para manter os tecidos adultos funcionando adequadamente. Ele também desempenha um papel no desenvolvimento do embrião.

Características

Mantenha o equilíbrio da proliferação

O principal objetivo da morte celular programada é manter o equilíbrio da proliferação celular. Por exemplo, em nosso corpo quase 5 x 10 são eliminados diariamente.¹¹eritrócitos ou células sanguíneas através da morte celular.

Proteja as células

Além disso, permite estabelecer um mecanismo de proteção contra células que, potencialmente, podem afetar o organismo. No caso de células que foram vítimas de uma infecção por vírus, geralmente são mortas por morte celular programada. Assim, o vírus não poderá continuar se espalhando dentro do hospedeiro.

A morte celular programada não só elimina células infectadas por patógenos externos, mas também é capaz de descartar células do organismo que apresentem danos ao material genético. Nesse caso, são eliminadas as células que carregam mutações prejudiciais ao organismo.

Caso o desenvolvimento dessas células anormais possa continuar e os mecanismos de morte celular não atuem, podem surgir tumores e o desenvolvimento de diferentes tipos de câncer.

Coordenar o desenvolvimento do embrião

A morte celular programada desempenha um papel crucial no desenvolvimento de um embrião. Durante a formação da mesma, várias células desnecessárias devem ser eliminadas.

Por exemplo, é responsável pela eliminação de tecidos em larvas em organismos que sofrem metamorfose: larvas e anfíbios. Além disso, algumas formas juvenis são caracterizadas por apresentarem membranas entre os dedos, características da vida aquática.

Quando o organismo se torna adulto, essas membranas desaparecem, pois as células que o compõem sofrem um evento de morte celular programada. Em geral, o processo de apoptose molda os membros de humanos e camundongos: estruturas em forma de pá terminando com dedos bem formados.

Durante o desenvolvimento dos mamíferos, a morte celular programada participa da formação do sistema nervoso. Quando o corpo está se desenvolvendo, um número excessivo de células nervosas são produzidas, as quais são posteriormente eliminadas por morte celular programada.

Os neurônios que sobrevivem (cerca de 50%) fazem conexões corretas com as células-alvo. Quando a conexão que se estabelece é a indicada, inicia-se a secreção de uma série de fatores de crescimento que permitem a sobrevivência da célula, pois inibe o programa de morte celular.

Características celulares da apoptose

Durante a morte celular programada, a célula exibe um fenótipo particular. A primeira característica distinguível é a fragmentação cromossômica do DNA.

Nesse caso, ocorre a quebra dos nucleossomos, estruturas formadas por DNA e proteínas. Com a condensação da cromatina, o núcleo se quebra em pequenos pedaços.

Conforme o processo prossegue, a célula diminui significativamente de tamanho. Em última análise, a célula se divide em vários segmentos rodeados pela membrana celular. Cada uma dessas peças é conhecida como corpos apoptóticos.

Posteriormente, as células do sistema imunológico chamadas macrófagos são responsáveis por reconhecer e fagocitar essas estruturas moribundas.

Assim, o "cadáver" da célula que sofre apoptose efetivamente desaparece do organismo a que pertencia - ao contrário do que acontece quando a célula morre por lesão. No último cenário, as células incham e eventualmente lise, inflamando a área em questão.

Durante a apoptose, ocorrem danos nas mitocôndrias, caracterizados pela liberação de uma série de moléculas que estimulam o mecanismo de morte, como o citocromo c, as proteínas Smac / Diablo, entre outras.

Aspectos genéticos

A regulação estrita da morte celular programada ocorre graças ao funcionamento orquestrado de diferentes genes.

Os primeiros estudos relacionados ao mecanismo genético da apoptose foram realizados no nematóide. Caenorhabditis elegans. Nesse organismo, foram identificados 3 genes relacionados à execução e regulação de todo o processo apoptótico.

Em mamíferos, foram encontrados genes muito semelhantes aos do nematóide. Por esta razão, eles foram entidades altamente conservadas ao longo da evolução.

Ced-3 é o exemplo de uma família composta por mais de uma dezena de proteases (enzimas que hidrolisam proteínas), conhecida como caspases.

Durante o evento de morte programada, as caspases hidrolisam mais de 100 proteínas encontradas na célula em questão. Entre as proteínas-alvo das caspases, encontramos os inibidores da DNAase, que causam a quebra do DNA no núcleo da célula.

As caspases também são responsáveis pela ruptura da lâmina nuclear, levando à fragmentação do núcleo e do citoesqueleto em geral. As consequências imediatas de todos esses eventos de degradação é a fragmentação celular.

Desencadeamento da apoptose

Há uma série de estímulos que desencadeiam mecanismos apoptóticos. Esses estímulos podem ser fisiológicos ou patológicos. Curiosamente, nem todas as células respondem da mesma maneira aos estímulos.

A irradiação e os medicamentos usados para o tratamento do câncer (quimioterapia) resultam em apoptose de uma via chamada via dependente de p53.

Alguns hormônios, como os corticosteroides - hormônios do grupo dos esteróides e derivados - podem levar à via apoptótica em algumas células. No entanto, a maioria das células não é afetada por sua presença.

Morte celular acidental ou necrose

Definição

A morte celular acidental ou necrose ocorre quando as células são expostas a um ambiente desfavorável que causa sérios danos às estruturas celulares.

Esses fatores que causam trauma incluem temperaturas muito altas ou muito baixas, níveis anormais de oxigênio, exposição a toxinas, exposição a metabólitos reativos de oxigênio, privação de nutrientes, níveis anormais de pH, entre outros.

Diferentes condições médicas envolvem necrose, incluindo doenças neurodegenerativas, como doença de Alzheimer, doença de Huntington, doença de Parkinson, esclerose lateral amiotrófica e epilepsia.

Embora o processo necrótico esteja envolvido em várias condições médicas, o mecanismo por trás do evento não foi totalmente elucidado. Historicamente, a necrose foi vista simplesmente como reações caóticas que destroem a célula.

No entanto, as evidências atuais obtidas de organismos Caenorhabditis elegans Y Drosófila eles questionaram este "dogma".

Diferentes tipos de células que sofrem necrose exibem características celulares morfológicas muito específicas em resposta à lesão, sugerindo que existe um programa de execução central para a necrose.

O entendimento completo e detalhado do processo necrótico pode levar ao desenvolvimento de novas metodologias de controle de doenças que envolvem a morte celular necrótica.

Características celulares da necrose

Como na apoptose, a necrose tem características morfológicas características. Além disso, são totalmente diferentes do que observamos em uma célula que morre pela via apoptótica.

A morte é acompanhada por inflamação significativa na célula, formação de vacúolos no citoplasma, distensão do retículo endoplasmático, formação de bolhas no citoplasma, condensação de mitocôndrias, desagregação e derramamento de ribossomos, ruptura de membranas, lisossomas inflamados e quebrado, entre outros.

A necrose é um processo "passivo", pois não requer síntese protéica adicional, a necessidade de energia para ocorrer é mínima e não possui mecanismo regulador homeostático adicional.

Mecanismos

As lesões causadas em uma célula necrótica podem ser mediadas por dois mecanismos principais: interferência no fornecimento de energia e dano direto à célula pelos fatores mencionados acima.

Comparação entre apoptose e necrose

Diferenças

Controle do processo: Comparativamente, a apoptose é um processo ativo altamente controlado, enquanto a necrose é um processo tóxico em que a célula é uma vítima passiva de um modo de morte independente de energia. Como mencionamos, as evidências atuais lançam dúvidas sobre a não regulamentação da necrose.

Local da morte: Normalmente, a apoptose ocorre em uma única célula ou em um pequeno agrupamento de células, enquanto a necrose está localizada em um continuum celular.

Estado da membrana plasmática: na apoptose, a membrana celular permanece intacta e o citoplasma retém corpos apoptóticos. Na necrose, a membrana plasmática é rompida e o citoplasma é liberado.

Processos inflamatórios: Na apoptose, nenhum tipo de inflamação é observado, enquanto a inflação é uma das características mais marcantes da necrose. A perda da integridade da membrana e celular envia sinais quimiotáticos que recrutam agentes celulares relacionados ao processo inflamatório.

Você pode dizer a diferença entre apoptose e necrose?

O que isso depende se uma célula morre por apoptose ou por necrose? Vários fatores estão envolvidos nessa decisão, incluindo a natureza do sinal de morte, o tipo de tecido em questão, o estado de desenvolvimento do organismo, entre outros.

Usando técnicas convencionais de histologia, não é fácil discernir entre o tecido morrendo por apoptose ou por necrose. Os resultados morfológicos da morte produzidos pelas vias necrótica e apoptótica diferem em vários aspectos e se sobrepõem em outros.

As evidências indicam que a apoptose e a necrose representam uma expressão morfológica de uma via bioquímica compartilhada chamada de continuum apoptose-necrose. Por exemplo, dois fatores estão envolvidos na conversão da via de apoptose em necrose: diminuição da disponibilidade de caspases e ATP dentro da célula.

Morte citotóxica

Em organismos multicelulares, existem tipos específicos de células pertencentes ao sistema imunológico - ou as secreções que elas produzem - que são tóxicas para outras células.

Essas células são responsáveis por iniciar as vias responsáveis pela destruição das células-alvo (que podem ser uma célula infectada por um patógeno ou uma célula cancerosa). No entanto, os autores preferem não incluir nenhuma das duas categorias mencionadas (necrose ou apoptose), uma vez que não ocorre por mecanismo específico.

Vejamos o caso específico de morte celular mediada por um tipo de célula chamado linfócitos T CD8.⁺ citotóxico. Neste exemplo, a célula combina aspectos de morte celular acidental e programada.

Referências

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