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1 Patologia Veterinária | Profª Valíria Cerqueira | Medicina Veterinária UFPA 2019 | @drabichinho CÉLULA Membrana plasmática: • Modelo do mosaico fluido: bicamada fosfolipídica contendo proteínas, glicoproteínas, glicolipídios. • Membrana semipermeável: com bombas (balanço iônico /osmótico) receptores, moléculas de adesão. Núcleo: • Cromatina: eucromatina x heterocromatina • • Nucléolo: síntese de RNA / subunidades de ribossomos • Transcrição de genes para o RNA mensageiro. Mitocôndria: • Sítio de fosforilação oxidativa, a fonte principal de ATP • Presente na maior parte dos tipos celulares, com exceção dos eritrócitos, cristalino, queratinócitos • Piruvato e ácidos graxos entram na mitocôndria e são quebrados a acetil-CoA • O acetil-CoA entra no ciclo do ácido cítrico e os elétrons são retirados para reduzir o NAD em NADH • Os elétrons de alta energia passam do NADH pela cadeia de transporte de elétron para dentro da membrana. • Cadeia de transporte de elétrons (CTE) criam um gradiente de prótons através da membrana interna. • Gradiente de prótons leva a enzima ATP a produzir ATP. Ribossomos, RE e complexo de Golgi: • RER e Golgi: síntese e empacotamento de proteínas para exportação, membranas e lisossomas. • REL: biosíntese de lipídios (membranas e esteróides), detoxicação de compostos via P450, sequestro de Ca2 + íons. Produção de proteínas: • Domínios proteicos emergem do ribossomo e formam uma estrutura compacta que contém a maior parte da estrutura secundária (α hélices e folhas β) se alinhando tridimensionalmente. o No entanto, muitos ajustes da cadeia lateral são necessários para a estrutura terciária final correta. • As chaperonas auxiliam nas vias apropriadas finais e as transportam para várias organelas. • A síntese de proteínas não é 100% eficiente. Então, proteínas com dobras incorretas são removidas por proteossomas. Lisossomas e passagem pela membrana: “urubus” da célula. Os lisossomos se fundem com endossomos ou fagossomos para facilitar a degradação de seus conteúdos internalizados. Os produtos finais podem ser liberados no citosol para nutrição ou descartados no espaço extracelular. • Organelas senescentes ou proteínas desnaturadas são direcionadas para a degradação conduzida pelo lisossomo, estes a envolvem com uma membrana dupla derivada do retículo endoplasmático e marcada por proteínas LC3 (proteína 1A / 1B- cadeia leve associada a microtúbulos 3). • Células contendo radicais livres (depleção de nutrientes ou certas infecções) também podem ativar a via autofagocítica. Citoesqueleto: é importante para a célula pois tem função de conformação celular. Podem ser: microfilamentos, microtúbulos e citoesqueleto. ADAPTAÇÃO CELULAR, LESÃO CELULAR E MORTE CELULAR Homeostase: quando as células mantêm sua estrutura e funções normais em resposta a demandas fisiológicas. Adaptação celular: quando a célula tenta manter a viabilidade mesmo depois de estímulos aumentando ou diminuindo organelas específicas. Lesão celular: quando os limites da resposta adaptativa forem excedidos ou se a adaptação não for possível, ocorre a sequência de eventos que levam a lesão celular. • Lesão celular reversível: remoção de estresse /lesão, restauração completa da integridade estrutural e funcional. • Lesão celular irreversível/morte celular: se o estímulo persistir (ou for grave desde o início) a célula sofre lesão celular irreversível e morre. o Necrose: morte súbita da célula o Apoptose: morte programada da célula • Causas da lesão celular: o Extrínsecas: traumas físicos, viroses, toxinas o Intrínsecas: mutações genéticas espontâneas o Ambas: desequilíbrio da carga de trabalho, alterações nutricionais e disfunções imunológicas. • Mecanismos de lesão celular: o Depleção de ATP: hipóxia o Lesão de membrana: inúmeras causas, tais como radicais livres derivados de oxigênio. o Distúrbios no metabolismo celular o Lesões genéticas ADAPTAÇÃO CELULAR DE CRESCIMENTO E DIFERENCIAÇÃO Adaptações são mudanças reversíveis no tamanho, número, tipo, atividade metabólica ou funções das células em resposta a mudanças em seu ambiente. 3 Patologia Veterinária | Profª Valíria Cerqueira | Medicina Veterinária UFPA 2019 | @drabichinho Atrofia: Diminuição da quantidade de tecido ou órgão após o crescimento normal ter sido atingido ou resposta adaptativa onde um tecido ou órgão sofre uma redução na massa, devido a uma diminuição no tamanho e/ou número de células. Pode ser: • Fisiológica: involução uterina pós-parto • Patológica: diminuição da carga de trabalho, perda de inervação, suprimento sanguíneo reduzido, nutrição inadequada, compressão, envelhecimento... Células atróficas tem a capacidade funcional reduzida, mas ainda controlam seu ambiente interno e produzem energia suficiente para sobreviver. Na maioria dos casos, retornam ao normal quando o estímulo causal é removido. Testículo normal X testículo atrofiado Hipertrofia: resposta adaptativa pela qual os órgãos aumentam de tamanho devido a um aumento no tamanho das células. Pode ser: • Resposta ao aumento da carga de trabalho: o Fisiológico: com o exercício, ver aumento no tamanho das células musculares o Patológico: insuficiência cardíaca levando ao aumento de miócitos cardíacos • Resposta a sinais tróficos: o Hipertrofia fisiológica e hiperplasia: útero e glândula mamária na gravidez, lactação o Hipertrofia patológica: hipertrofia do miocárdio em gatos com hiperparatireoidismo Hipertrofia fisiológica do útero durante a gravidez: (1) Aparência grosseira de um útero normal (A) e um útero gravídico (B) que foi removido para sangramento pós- parto. (2) Pequenas células do músculo liso uterino em forma de fuso de um útero normal. (3) Grandes, células musculares lisas hipertrofiadas de um útero gravídico • Mecanismos e bioquímica da hipertrofia: hipertrofia muscular acentuada devido ao aumento da carga de trabalho e provável estimulação hormonal. o Processos anabólicos → processos catabólicos o Aumento de organelas/proteínas celulares → mitocôntrias, RE... • Macroscopia da hipertrofia: tecido/órgão aumentam de tamanho Coração normal de um cão Cão com hipertrofia ventricular esquerda • Microscopia da hipertrofia: células são maiores que o normal Coração normal de um cão Cão, VE, hipertrofia do miocárdio. 5 Patologia Veterinária | Profª Valíria Cerqueira | Medicina Veterinária UFPA 2019 | @drabichinho Hiperplasia: resposta adaptativa em células capazes de realizar divisão celular. Pode ser: • Fisiológica: o Hiperplasia hormonal: proliferação do epitélio glandular da mama feminina na puberdade e durante a gravidez o Hiperplasia compensatória: uma porção de um tecido é removido ou lesado. • Patológica: a maioria é causada por estimulação hormonal excessiva ou por fatores de crescimento. Metaplasia: quando um tipo celular é substituído por outro. Nesse tipo de adaptação celular, as células sensíveis a um determinado estresse são substituídas por outros tipos celulares com melhor capacidade de suportar o ambiente hostil CAUSAS DE LESÃO CELULAR Hipóxia: é a deficiência de oxigênio, sendo causa comum de lesão e morte celular, pois a hipóxia prejudica a respiração oxidativa (produção de energia). • Suprimento sanguíneo deficiente: o Isquemia: suprimento sanguíneo deficiente do fluxo arterial impedido ou drenagem venosa reduzida. As células podem se adaptar à isquemia leve ou morrer com isquemia grave. Uma área de necrose isquêmica chama infarto. • Capacidade reduzida de transporte de oxigênio no sangue: pode ocorrer... o Devido à anemia em que há a redução no número ou volume de eritrócitos ou quantidade de hemoglobina o Devido à disfunção da hemoglobina por envenenamento, por exemplo. • Interferência na cadeia respiratória/fosforilaçãooxidativa: quando ocorre envenenamento por cianeto, por exemplo, há o bloqueio do citocromo oxidase da fosforilação oxidativa. Mecanismo de anoxia na lesão célular Tipo Mecanismo Exemplo Anóxica • Insuficiência circulatória • Insuficiência eritrocitária • Insuficiência respiratória Choque Anemia Pneumonia Isquêmica Bloqueio arterial Infarto Citotóxica Lesão mitocondrial Envenenamento por cianeto Agentes físicos: a gravidade pode aumentar devido à lesão vascular associada. • Trauma mecânico direto • Temperaturas extremas • Radiação • Eletrocussão • Mudanças repentinas na pressão atm. Produtos químicos, drogas ou toxinas: • Venenos orgânicos e inorgânicos • Produtos químicos fabricados • Compostos fisiológicos • Toxinas vegetais e animais • Toxinas bacterianas e micotoxinas Agentes infecciosos: vírus, bactérias, fungos, protozoários, parasitas, etc. Reações imunomediadas: • Resposta imune/inflamatória: por exemplo, células danificadas como “espectadores inocentes” • Reações de hipersensibilidade (alérgicas): por exemplo, reação anafilática • Doenças autoimunes Anormalidades genéticas: • Distúrbios citogenéticos: aberrações cromossômicas • Herança multifatorial: fatores ambientais combinados e 2 ou mais genes mutados • Distúrbios mendelianos: defeitos enzimáticos e defeitos de proteínas estruturais/de transporte Desequilíbrios nutricionais: • Deficiências proteicas, de vitaminas ou minerais • Supernutrição: excesso de lipídios/calorias Idade: tempo do dano durante a vida útil → diminuição da capacidade de entrar em homeostase/adaptabilidade. PRINCIPAIS ALTERAÇÕES CELULARES REVERSÍVEIS Tumefação celular: é resultado da falência das bombas de íons na membrana plasmática, dependentes de energia, levando a uma incapacidade de manter a homeostase iônica e de fluido. É a primeira manifestação de quase todas as formas de lesão celular e quando afeta muitas células de um órgão, causa alguma palidez e aumento do turgor e do peso do órgão. • Microscopia: pode revelar vacúolos pequenos e claros no citoplasma. Não é letal e se chama Degeneração hidrópica ou vacuolar • Macroscopia: palidez, tumefação do órgão • Localização mais comum: endotélio, epitélio, pneumócitos, células epiteliais dos túbulos renais, neurônios e células da glia. • Exemplos: febre aftosa, mixomatose, intoxicação por Palicourea marcgravii, indigestão por sobrecarga do rúmen. Alterado Normal O acentuado padrão lobular e a palidez discreta no fígado da esquerda são resultados da tumefação celular aguda (degeneração hidrópica) e necrose de hepatócitos entrolobulares. Enquanto nas áreas centrolobulares (à direita) vários hepatócitos estão necrosados, na interface do tecido normal e necrosado (setas) diversas células ainda estão sofrendo tumefação celular aguda (degeneração hidrópica). Coloração H&E. Células infectadas por alguns tipos de vírus, como o vírus da estomatite papular, são incapazes de regular seu volume e, em certos estágios da infecção, sofrem tumefação. Essas células podem se tornar muito grandes (degeneração balonosa) e eventualmente romper. Algumas delas possuem corpos de inclusão viral (setas). Coloração H&E ________________________Febre aftosa Em resumo, o vírus entra em contato com as células- alvo por inalação ou ingestão, estabelece uma infecção local na mucosa oronasofaríngea, especialmente da tonsila, e nas células linfoides, macrófagos e células dendríticas da submucosa, dissemina-se pelos vasos linfáticos até os linfonodos regionais, para manter e amplificar a infecção e se dissemina sistemicamente, infectando, replicando e lisando as células epiteliais do estrato esponjoso da mucosa e da pele, formando vesículas. As proteínas do capsídeo usadas pelo vírus em sua adesão e ligação às células-alvo do hospedeiro parecem incluir VP1-4, usando as α-integrinas (Vβ1, Vβ3 e Vβ6) expressas pelas células do hospedeiro como receptores. 7 Patologia Veterinária | Profª Valíria Cerqueira | Medicina Veterinária UFPA 2019 | @drabichinho A mucosa apresenta um grande foco de uma vesícula prévia, que agora é parcialmente preenchida por edema, fibrina, debris celulares e células inflamatórias agudas, formando uma pústula. Coloração H&E. __________________________Mixomatose No local da inoculação, a replicação viral ocorre primeiro nas células da epiderme periférica e, a seguir, nas células mais profundas da derme. Isso inicialmente induz apenas uma inflamação primária leve e atrai principalmente neutrófilos nos primeiros momentos. As células residentes do Complexo Principal de Histocompatibilidade 2 (MHC-2) positivas, como as células de Langerhans, também são infectadas. Quando essas células migram para o linfonodo de drenagem para apresentar epítopos virais na zona de células T, elas também trafegam vírus vivos e os linfócitos também são infectados com MYXV. Isso resulta em morte celular disseminada na zona de células T de muitos órgãos linfoides e também permite que MYXV se espalhe de uma maneira associada a células quando esses linfócitos T infectados migram através do sangue e da circulação reticuloendotelial. Uma vez no sangue e na linfa, o MYXV se espalha por meio de leucócitos infectados para diferentes órgãos, como fígado, baço, outros nódulos linfáticos distantes, testículos e epiderme. A replicação do MYXV nesses órgãos induz um forte influxo de células polimorfonucleares (PMN) e na pele são formadas lesões secundárias que contêm altos títulos virais, favorecendo a disseminação com sucesso por vetores. Lebre ibérica com lesões compatíveis com mixomatose. (A) Blefarite e conjuntivite com secreção seropurulenta. (B) Mixomas na base da orelha esquerda (setas). (C) Acantose* severa da pele palpebral, com hiperceratose. (D) Degeneração em balão das células epidérmicas e corpos de inclusão eosinofílica intracitoplasmática na pele da pálpebra (pontas de seta). _______Intoxicação por P. marcgravii A ingestão da P. Marcgravii é a terceira causa mais comum de morte em bovinos, perdendo apenas para o botulismo e para a raiva no Brasil. Possui Ácido Monofluoracético (MA) que age se ligando à acetil coenzima A, formando o fluoroacetilCoA, que por sua vez, substitui a acetilCoA no ciclo de Krebs e reage com citratosintase, produzindo o fluorocitrato. O fluorocitrato é o metabólito ativo do MA e responsável pelo bloqueio da aconitase, impedindo a conversão do citrato em isocitrato. Consequentemente, há o acúmulo de citrato e lactato nos tecidos corpóreos ocasionando efeitos cardiotóxicos e neurotóxicos em bovinos, ovinos, equinos, caprinos, culminando em morte. _____________________Acidose ruminal Epitélio ruminal com degeneração hidrópica e necrose de ceratinócitos com úlcera focalmente extensa e intenso infiltrado neutrofílico. Observa-se ainda desprendimento da camada mucosa do órgão. Degeneração gordurosa: ocorre na lesão hipóxica e em várias formas de lesão metabólica ou tóxica. Manifesta-se pelo surgimento de vacúolos lipídicos, grandes ou pequenos, no citoplasma. Esta ocorre em células envolvidas e dependentes do metabolismo de gordura (ex: hepatócitos e miócitos). As células lesadas podem exibir uma coloração eosinofílica, sendo mais pronunciada com a progressão para necrose. Chama-se esteatose hepática. • Pode ocorrer no miocárdio, músculo esquelético e rins, mas o mais comum é no fígado • Microscopia: aumentados, amarelados, macios, friáveis, bordos arredondados, ao corte a textura é gordurosa ou untuosa. • Macroscopia: padrão centrolobular e perilobular, corte de congelação (ou fixação em ósmio), coloração do tipo Sudam III e Red Oil Red O. Quando cortados, a superfície do corte pode sofrer protusão, além de fluturar no formol. ___________________Mecanismosgerais Célula normal Acúmulo de gordura As gorduras chegam ao fígado sob forma e ácidos graxos (AG) livres, os quais são liberados da célula adiposa ou podem ser livre/já ressintetizadas em triglicerídeos no RE das células intestinais, a partir da absorção. 1. Excesso de AGL da dieta ou armazenados 2. Diminuição do oxidação ou uso de AGL 3. Síntese deficiente de apoproteína 4. Problemas na combinação de triglicerídeos com apoproteínas 5. Liberação deficiente de lipoproteínas dos hepatócitos Em todos estes processos metabólicos, é essencial o fornecimento de ATP como fonte de energia pela mitocôndria, assim como o fornecimento de O2 à célula e à mitocôndria. Qualquer desequilíbrio entre a síntese e consequente acúmulo intracelular de gordura e sua oxidação ou liberação pela célula levam à degeneração gordurosa. Causas de degeneração gordurosa: • Oferta excessiva de ácidos graxos ao fígado: cães diabéticos, bovinos com cetose, gansos superalimentados, toxemia da prenhez em ovelhas. • Síntese excessiva de triglicerídeos: no homem, após a ingestão de álcool. • Decréscimo na oxidação dos AGs: cofatores como a carnitina, toxinas bacterianas CCl4 (tetracloreto de carbono), hipóxia, hepatócitos das regiões centrolobulares. • Distúrbio na combinação de lipídios com PTN: animais caquéticos, jejum prolongado, deficiência de cobalto • Interferência na liberação de lipoproteínas pelo hepatócito • Falta de PTN na dieta