Apoptose (grego: apoptose - queda de folhas) é um processo de morte celular programada, é um fenômeno completamente natural que permite remover do corpo células anormais, danificadas e usadas. Vale a pena descobrir o que exatamente é, se a apoptose é um fenômeno prejudicial, quando ocorre e quais processos levam a ela.
Conteúdo:
- Iniciando a apoptose
- Curso de apoptose
- Controle de apoptose
- Apoptose e doença
Apoptoseé um processo fisiológico, natural que ocorre continuamente em todo organismo saudável, é essencial para o bom funcionamento do organismo. Graças à apoptose, o corpo tem a capacidade de controlar o número e a qualidade das células. Esse processo, conhecido como morte celular programada, leva à eliminação de células danificadas, infectadas ou desnecessárias, o que garante um equilíbrio entre a formação de novas células e a destruição de células velhas.
Distúrbios no curso da apoptose têm um efeito muito negativo, existem doenças cuja prevenção e tratamento são muito difíceis - câncer, doenças autoimunes. Talvez novos métodos de tratamento que possibilitem o processo de apoptose nas células cancerígenas se tornem um tratamento eficaz.
O número total de células no corpo é rigorosamente determinado e constante, qualquer mudança mais duradoura em seu número pode ter um impacto negativo em nossa saúde, portanto o corpo se esforça para manter um equilíbrio entre a destruição de células e a formação de novos. O processo de morte celular pode ocorrer de várias formas, sendo as mais importantes:
- Necrose (necrose)- é causada por fatores externos: químicos, mecânicos, físicos. É um processo patológico e anormal sobre o qual o corpo não tem controle. Em seu curso, grupos inteiros de células são destruídos, e a consequência desse dano é o desenvolvimento do processo inflamatório.
- Apoptose (morte celular programada)é completamente diferente, o processo é completamente normal, fisiológico, unicelular e essencial em um organismo funcionando normalmente.
- Autofagia- consiste em digerir a célula por suas próprias enzimas.
Apesartom negativo, a apoptose é um fenômeno normal, ocorrendo regularmente, visa o bem de todo o organismo, permitindo a substituição de células ineficientes e desgastadas por novas. As células removidas são principalmente aquelas que podem se tornar perigosas para o hospedeiro, por exemplo, cancerosas ou neoplásicas.
A apoptose permite manter a homeostase, ou seja, o equilíbrio do corpo. O processo de morte celular programada é um fenômeno muito complexo, envolvendo dezenas de enzimas e proteínas. O momento de sua ocorrência também não é acidental, é determinado por muitas vias de sinalização que são ativadas em decorrência do dano celular: suas organelas ou material genético.
Iniciando a apoptose
A ativação da apoptose está associada à ativação ou inibição da ação de certas proteínas (pró e antiapoptóticas) que estão constantemente presentes na célula. A forma como o processo ocorre depende do tipo e estímulo que desencadeia a apoptose. A iniciação é a primeira fase inicial, durante a qual são ativadas as vias de sinalização que levam ao desenvolvimento do processo de morte programada.
A mais importante delas é a chamada via interna, na qual o papel dominante é desempenhado pelas mitocôndrias e a externa, seus gatilhos são sinais de fora da célula:
- deficiência de fatores de crescimento, hormônios
- aumento da concentração de algumas citocinas (moléculas produzidas pelos linfócitos)
- interações de células adjacentes
- fatores físicos
- deficiência de nutrientes.
No caso da via extrínseca, os estímulos ambientais afetam receptores localizados na membrana celular (os chamados receptores de morte), que desencadeiam uma cascata de sinais intracelulares que levam à apoptose.
As mitocôndrias desempenham um papel fundamental na via endógena. Quando danificadas por diversos fatores, proteínas pró-apoptóticas são expressas nessas organelas, que por sua vez prejudicam a função das mitocôndrias, impedindo a produção de energia.
Além disso, esse dano causa a liberação de uma proteína da mitocôndria - o citocromo, que contribui para o aumento da concentração de íons cálcio na célula. O aumento da quantidade deste íon é um gatilho de apoptose.
Curso de apoptose
A transição de uma célula para a apoptose pode ser reconhecida por sua separação das demais, e é o primeiro passo nesse processo. Resulta de mudanças eletrolíticas, desidratação da célula e mudanças em sua forma. Então o núcleo da célula é fragmentado e os chamados corpos apoptóricos são formados, estes são os restos da célula que serão absorvidospor células adjacentes ou "comidos" por macrófagos. Tal curso de apoptose faz com que a célula seja removida "silenciosamente", não causa o desenvolvimento de uma reação geral - inflamação.
Como mencionado, várias enzimas estão envolvidas nesse processo: caspases digerindo proteínas contidas no núcleo e no citoplasma, transglutaminases e enzimas endonucleolíticas responsáveis pelo corte do DNA. O curso de todo o processo de destruição (execução da apoptose) pode ser dividido em várias etapas:
1. A fase controle-decisão- consiste em transmitir ao núcleo informações sobre a ativação de mecanismos de reparo ou seu abandono e o início do processo de decaimento celular. Caspases, proteínas BID e BAX participam desse processo, e os linfócitos T liberam granzimas dentro das células, que, entre outras coisas, liberam íons de cálcio para estimular a apoptose.
2. Fase executiva- nesta fase as caspases desenvolvem sua função completa - destroem proteínas celulares - estruturais e enzimáticas:
- DNA polimerase e DNA quinase, impedindo o reparo de ácidos nucléicos
- laminas, danificando a membrana nuclear.
Nesta fase, ocorre a desidratação da célula, novas mudanças de forma e tamanho, fragmentação do DNA (por endonuclease), depois fragmentação celular e formação de corpos apoptóticos. Essas caspases são enzimas intracelulares que cortam proteínas em locais específicos - uma determinada sequência de aminoácidos. Sua ativação ocorre de forma semelhante a uma avalanche - a caspase ativada ativa outra.
Curiosamente, apesar da quebra de muitas proteínas celulares, as organelas celulares permanecem intactas e encontram seu caminho completamente nos corpos apoptóricos.
3. A fase de limpezaconsiste em fagocitose, ou seja, absorção de detritos celulares, na maioria das vezes pelas células fantasmas - macrófagos.
Controle de apoptose
A apoptose é um processo estritamente regulamentado - tanto sua iniciação quanto seu curso. O controle é principalmente a família de proteínas Bcl-2, incluindo proteínas antiapoptóticas - elas neutralizam o desenvolvimento de apoptose (por exemplo, Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) e pró-apoptóticas - promovendo sua ocorrência por danificar a mitocôndria membrana (Bid, Bak, Bad).
A expressão ou atividade dessas proteínas depende das condições em que a célula está presente, bem como do seu estado - se o dano for grande ou as condições externas não forem favoráveis, as proteínas pró-apoptóticas são ativadas.
Em condições normais, as proteínas antiapoptóticas dominam e inibem o processo de morte celular programada. Além disso, foi comprovado que a apoptose também é controlada por genes, um deles é o gene p53, que pertence aos fatorespró-apoptótico. Seu produto, a proteína p53, desencadeia o processo de morte celular suicida se o dano ao material genético for tão grave que o DNA não possa ser reparado.
Portanto, essa proteína é algumas vezes chamada de "guardiã do genoma" porque determina se uma célula interromperá a divisão celular para reparar danos ocorridos ou se fará apoptose.
Apoptose e doença
Está comprovado que o desequilíbrio entre a formação de novas células e a eliminação de células velhas é a causa de muitas doenças, por isso o controle celular da apoptose é extremamente importante, e sua perturbação pode ter consequências muito sérias.
Se as células são resistentes à morte por apoptose, elas podem desenvolver câncer ou uma doença autoimune (como artrite reumatoide). Em ambos os casos, as células doentes não sofrem o processo de apoptose, são "resistentes" a ele devido a mutações genéticas ou atividade anormal de proteínas pró e antiapoptóticas. Por outro lado, a adesão excessiva e a eliminação de muitas células podem levar a doenças degenerativas e danos aos órgãos.
Atualmente testados, os mais recentes medicamentos oncológicos atuam na fase de apoptose - o mecanismo de ação é promover a presença de proteínas pró-apoptóticas - promovendo a ocorrência de apoptose nas células tumorais. A radioterapia e a quimioterapia "padrão" funcionam de maneira semelhante para induzir a apoptose. Ambos os tratamentos causam estresse celular que mata as células tumorais. Infelizmente, essa terapia nem sempre é eficaz, pois nas células tumorais a atividade de fatores inibidores da apoptose é frequentemente aumentada, o que não só dificulta o seu combate, como também leva a um crescimento e multiplicação descontrolados.
Sobre o autor
Arco. Maciej GrymuzaGraduado pela Faculdade de Medicina da Universidade de Medicina de K. Marcinkowski em Poznan. Ele se formou na universidade com um resultado muito bom. Atualmente é doutor na área de cardiologia e doutorando. Ele está particularmente interessado em cardiologia invasiva e dispositivos implantáveis (estimuladores).