Apoptose

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Etapas do processo de Apoptose

Apoptose, conhecida como "morte celular programada"[1] (a definição correta é "morte celular não seguida de autólise") é um tipo de "auto-destruição celular" que ocorre de forma ordenada e demanda energia para a sua execução (diferentemente da necrose). Está relacionada com a manutenção da homeostase e com a regulação fisiológica do tamanho dos tecidos[2] , mas pode também ser causada por um estímulo patológico (como a lesão ao DNA celular)[2] . O termo é derivado do grego, que se referia à queda das folhas das árvores no outono[3] - um exemplo de morte programada fisiológica e apropriada que também implica renovação.

Causas da Apoptose[editar | editar código-fonte]

Apoptose por Estímulos Fisiológicos[editar | editar código-fonte]

A apoptose é um mecanismo útil para manter o equilíbrio interno dos organismos multicelulares, e pode ocorrer fisiologicamente em humanos nos seguintes casos:

  • No desenvolvimento embrionário, várias estruturas do feto (como o ducto tireoglosso e a notocorda) sofrem involução ao longo do período gestacional. Esta involução deve-se à morte programada das células que compõem estas estruturas[4] .
  • Em casos de corte no suprimento de hormonas estimulatórias. Ocorre fisiologicamente durante a menopausa, período no qual os tecidos endometrial e mamário sofrem atrofia devido à queda nos níveis séricos das hormonas sexuais femininas. Caso o estímulo hormonal não seja retomado a atrofia não será reversível, e as células destes tecidos entrarão em apoptose[5] .
  • Renovação de células lábeis, isto é, em tecidos cujas células se renovam constantemente. Este é o caso do epitélio que reveste a pele. As células basais multiplicam-se constantemente com o objectivo de substituir as células envelhecidas que estão nos extractos apicais do tecido. As células mais velhas, por sua vez, sofrem apoptose para que o número de células no tecido continue constante[6] .
  • Apoptose estimulada pelo linfócito T citotóxico. Nestes casos a apoptose ocorre quando uma célula do organismo é infectada por um vírus e passa a apresentar antígenos deste vírus em sua membrana (via complexo de histocompatibilidade tipo 1, ou MHC-1). As células T citotóxicas reconhecerão este antígeno e induzirão a apoptose na célula infectada. Este processo é muito importante na eliminação de um vírus do organismo e também na geração de sintomas em várias patologias[7] .
  • Após uma resposta imunológica do indivíduo a um agente biológico, é preciso que haja eliminação da superpopulação de leucócitos que foram usados na defesa do organismo. O mecanismo para essa eliminação é a apoptose.
  • Nas células fibrosas que darão origem ao cristalino, essas células sofrerão apoptose núclear, apenas o núcleo é destruído, enquanto o citoplasma permanece intacto[4] .

Apoptose por Causas Patológicas[editar | editar código-fonte]

  • Indução à apoptose por lesão do material genético celular[8] . Isto pode ser causado por estímulos radioativos, químicos ou virais. Quando a lesão causada ao DNA é maior que a capacidade da célula de revertê-la, é mais seguro para o organismo que o programa de morte celular seja ativado, já que a multiplicação de uma célula mutante pode dar origem a tumores.
  • Lesão por isquemia ou hipóxia moderadas podem levar as células de determinado tecido tanto à necrose quanto à apoptose. Muitos estímulos à morte celular por necrose também desencadeiam a morte celular por apoptose[7] .

Mudanças morfológicas na célula apoptótica[editar | editar código-fonte]

Alterações morfológicas encontradas em um célula apoptótica.

Algumas mudanças só podem ser vistas quando a célula é analisada em microscopia eletrônica, mas de uma maneira geral, os fenômenos que culminam com a morte celular programada são:

  1. Diminuição da célula com agregação dos componentes celulares, o que deixa a célula bastante eosinofílica.
  2. O núcleo celular muda de aspecto, a cromatina se prende à carioteca e toma um aspecto mais denso[9] , além disso pode ocorrer a fragmentação do núcleo (cariorréxis).
  3. Formam-se bolhas de citoplasma partindo da membrana plasmática celular que se desprendem e formam corpos apoptóticos. Eles serão então reconhecidos e fagocitados por leucócitos. Alguns destes corpos apoptóticos podem conter fragmentos de material genético[10] .

Funções[editar | editar código-fonte]

Durante o desenvolvimento, a apoptose pode realizar realiza quatro funções básicas: esculpir estruturas, eliminar estruturas, regular a quantidade de células e eliminar células defeituosas[11] .

Esculpir estruturas[editar | editar código-fonte]

A apoptose tem papel fundamental na organogênese e no remodelamento de tecidos [11] . Abaixo estão alguns exemplos desta função da apoptose:

Formação de dígitos
durante o desenvolvimento de camundongos, os dígitos já começam a se formar no 20º estágio do desenvolvimento, embora unidos por meio de membranas interdigitais. Essas membranas são então gradualmente eliminadas ao longo dos estágios seguintes, sendo que se encontram totalmente ausentes já no 23º estágio do desenvolvimento [12] . Contudo, em camundongos knock-out para o gene da proteína Bak (uma proteína pró-apoptótica da família proteica de Bcl-2), as membranas interdigitais foram mantidas em todas as patas na fase adulta [13] , revelando a necessidade da apoptose no processo de formação dos dígitos livres.
Formação de tubos e cavidades
a formação de tubos e cavidades durante o desenvolvimento geralmente se dá ou pelo enrolamento de uma camada epitelial já estabelecida, ou pela criação de uma cavidade em uma estrutura sólida de células [14] . No último caso, este processo é realizado por meio de apoptose. Algumas evidências que comprovam a utilização da apoptose nestes processos são a presença de células apoptóticas tanto durante a formação de cavidades em corpos embrióides, quanto durante a formação da cavidade pré-amniótica em embriões de camundongos e ratos no 5º estágio do desenvolvimento [14] ; e o não fechamento do tubo neural em embriões de galinha quando estes são tratados com inibidores de caspases (família de proteínas pró-apoptóticas) [15] .
Modelamento de órgãos
a apoptose também auxilia no modelamento de outros órgãos durante o desenvolvimento, como o ouvido interno e o coração, por exemplo. No caso do desenvolvimento do ouvido interno de galinha, é sugerido que a apoptose ajuda não somente na formação do padrão celular de células ciliadas e de células de suporte, como também na formação do labirinto durante os estágios iniciais do desenvolvimento [16] ; já no caso do coração, a apoptose auxilia na regulação do tamanho e da forma da almofada cardíaca no embrião, sendo importante, junto com os processos de proliferação e diferenciação celulares, para a formação das câmaras do coração[17] .

Eliminação de estruturas[editar | editar código-fonte]

Ao longo do desenvolvimento, várias estruturas temporárias são formadas e depois eliminadas por meio de apoptose quando não são mais necessárias, como estruturas juvenis que não são mais usadas no estágio adulto, ou estruturas que são necessárias em apenas um dos sexos [11] . Um exemplo clássico deste processo ocorre durante a metamorfose em sapos, evento em que há um aumento na taxa do hormônio tireoidiano tiroxina (TH3), estimulando a apoptose nas células da cauda e, consequentemente, ajudando na reabsorção desta estrutura [18] . Pode-se citar também a metamorfose em insetos, evento em que há a eliminação de grande parte dos tecidos larvais - como as glândulas salivares, o trato digestivo e o sistema nervoso[19] , por exemplo -, por meio de apoptose regulada por esteroides, para dar lugar aos tecidos adultos[20] . Outro exemplo da apoptose sendo empregada na eliminação de estruturas envolve os ductos de Müller e os ductos de Wolff. O primeiro é responsável pela formação dos ovidutos e do útero em fêmeas, sendo, portanto, eliminados em machos; já o segundo forma o ducto deferente, o epidídimo e a vesícula seminal em machos, sendo, portanto, eliminados em fêmeas[21] .

Regulação da quantidade de células[editar | editar código-fonte]

A quantidade de células no organismo é resultado de um balanço entre a proliferação celular e a morte celular [11] . Alguns órgãos, como os do sistema nervoso e do sistema reprodutivo, possuem um excesso de células que é posteriormente eliminado. No caso de ovários de bebês do sexo feminino, existem cerca de 250000 células germinativas durante o 5º mês de gravidez, antes de começar a oogênese [22] . Contudo, eventos de apoptose durante o paquíteno da meiose I e a formação dos folículos primordiais[23] acabam por reduzir este número a menos de 20% antes do nascimento[22] . Já no caso do sistema nervoso, pode-se citar o nervo óptico, em que mais da metade dos oligodendrócitos formados sofrem apoptose de dois a três dias após a sua formação[24] , ajudando a balancear o número de oligodendrócitos com o número de axônios com os quais podem interagir[25] .

Eliminação de células defeituosas[editar | editar código-fonte]

Células anormais podem ser potencialmente perigosas para o organismo, independentemente do estágio do desenvolvimento [11] . Entre os mecanismos básicos de proteção, está a apoptose.

Um exemplo clássico da proteção oferecida pela apoptose está na seleção de linfócitos B e T funcionais. Durante a seleção positiva, linfócitos B e T que não expressam receptores de células B e receptores de células B funcionais, respectivamente, não recebem os sinais necessários para evitar a apoptose [26] . Passando para a seleção negativa, linfócitos cujos receptores de antígenos interagem contra auto antígenos (oferecendo, portanto, o risco de desencadear uma resposta autoimune) são estimulados a entrar em apoptose[27] . Outro exemplo importante de proteção por apoptose consiste na eliminação de células com danos ao DNA que, por algum motivo (seja pelo número excessivo de danos ao DNA, por defeitos nos sistema de reparo ao DNA, ou outras razões), não foram reparados e que apresentam o potencial risco de se tornarem células cancerosas [28] [29] .

Referências

  1. Lopes, Reinaldo José. "RESSUREIÇÃO", SUPERINTERESSANTE, A CIÊNCIA DO IMPOSSÍVEL, maio, 2009, nº 265, p.03
  2. a b Morte Celular por Apoptose Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  3. Abrale - Glossário Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  4. a b Apoptose 1: papel no desenvolvimento embrionário Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  5. 2. Fisiopatologia Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  6. Neoplasias epiteliais de preenchimento Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  7. a b Apoptose Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  8. Mecanismos de indução de apoptose pela presença de danos ao DNA: um estudo sobre... Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  9. Neupatimagem-UNICAMP Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  10. Arquivos de Gastroenterologia - Apoptosis as a mechanism of tissue injury in hepatobiliary diseases Obtido em 15 de agosto, 2009 (em português)
  11. a b c d e Yaron Fuchs; Hermann Steller. (11 de novembro de 2011). "Programmed Cell Death in Animal Development and Disease". Cell 147 (4): 742-758. DOI:10.1016/j.cell.2011.10.033.
  12. [www.emouseatlas.org emouseatlas]. Página visitada em 17/06/2014.
  13. Tullia Lindsten; Tullia Lindsten, Wei-Xing Zong, Helena A. Shiels, Patryce Mahar, Michael Wei, Andrea J. Ross, Jeffrey C. Rathmell, Eugen Ulrich, Kenneth Frauwirth, Vicki M. Eng, M. Celeste Simon, Averil Ma, Ayala King, Katrina G. Waymire, Yifeng Chen, David M. Adelman, Jeffrey A. Golden, Gerard Evan, Stanley J., Korsmeyer, Grant R. MacGregor,Craig B. Thompson. (dezembro de 2000). "The Combined Functions of Proapoptotic Bcl-2 Family Members Bak and Bax Are Essential for Normal Development of Multiple Tissues". Molecular Cell 6 (6): 1389-1399.
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