PATOLOGIA GERAL VETERINARIA Profa. Josiane Bonel 2017-2 Aula 01 josiebonnel@hotmail.com

Aumento da Demanda Funcional Agressão / Estresse Aumento da Demanda Funcional Lesão Reversível Degeneração Hidrópica Degeneração Gordurosa Lesão Irreversível Adaptação Situações de agressão celular ou de estresse para a célula, determinam um aumento da demanda funcional, ou seja, mais trabalho ou esforço da célula. Ela pode então modificar sua capacidade de trabalho, reorganizando suas organelas. Nesse caso, a célula prossegue como uma célula normal. Em outros casos, a célula não consegue se adaptar a agressão e/ou ao aumento da demanda funcional e ocorrem alterações denominadas de degenerações. As degenerações são processos reversíveis e, quando desencadeados por uma agressão leve ou moderada, podem evoluir para a cura, com o retorno à normalidade da célula. Por outro lado, se a agressão for severa e persistente, a degeneração progride até o ponto em que a célula envolvida morre. A distinção entre o ponto em que a célula ainda pode se recuperar e aquele no qual a lesão é irreversível e leva a célula à morte ainda é arbitrário. Necrose Célula Normal PATOLOGIA GERAL - 2017-1

Mecanismos de Agressão Celular

Mecanismos de agressão celular Diminuição da Produção de Energia (ATP) Comprometimento da Membrana Celular (Dano mitocondrial) Alterações genômicas

Causas da Diminuição da Produção de Energia Hipoglicemia Hipoxia Inibição enzimática Desaclopamento da fosforilação oxidativa Causas da falta de ATP 1) Hipoglicemia É a baixa da taxa de glicose no sangue. Como conseqüência há diminuição na produção de ATP, já que esse é gerado a partir do processo de glicólise e, em maior quantidade, na glicólise aeróbica. Como causa de hipoglicemia tem-se a falta de ingestão de glicose (jejum prolongado) ou a incapacidade de metabolização da glicose (diabetes melitus). 2) Hipóxia (baixa disponibilidade de oxigênio) e Anóxia (falta de oxigênio) A produção de ATP depende da fosforilação oxidativa, que consiste de reações de oxi-redução, para as quais é imprescindível o oxigênio. Na falta deste, não há produção adequada de ATP. Dentre as causas de hipóxia tem-se: Doenças pulmonares - pneumonia, enfisema pulmonar. Distúrbios circulatórios que determinem obstrução vascular (garrote, castração com bordizo ou borracha, tumores comprimindo vasos sanguíneos. Anemias (baixo número de hemácias). Interferência com a fosforilação oxidativa: intoxicação por monóxido de carbono. 3) Bloqueio de atividades enzimáticas da cadeia de fosforilação oxidativa. Ex: Cianeto - bloqueia a atividade das citocromo-oxidases. 4) Desacoplamento da cadeia enzimática: quando há entrada de água em excesso na célula, ocorre também a tumefação da mitocôndria. A água desloca as enzimas da parede mitocondrial, fazendo com que essas percam a sua função. Conseqüências da falta de ATP para a CÉLULA 1) Perda da seletividade da membrana celular: devido à parada das bombas de eletrólitos já que a bomba de sódio e potássio é ATP dependente. As bombas de Na/K são ATP-dependentes. Circunstâncias que cursam com diminuição ou falta de ATP geram dano celular. Isso ocorre porque a falha da bomba de Na/K permite o efluxo de K e o influxo de íons de sódio. Esse aumento da pressão osmótica intra-celular no citoplasma atrai as moléculas de água (devido ao meio hiposmótico intra-celular). A célula sofre tumefação. A água não fica apenas no citosol e começa a entrar nas organelas. As mitocôndrias sofrem desacoplamento de enzimas. 2) Acidose celular Devido à necesidade de ATP, a célula entra em glicólise anaeróbica, que gera pouco ATP, e grande quantidade de íons hidrogênio, deixando o meio ácido.

Causas da Diminuição da Produção de Energia Hipoglicemia Baixa glicose – deficiente produção de ATP

Causas da Diminuição da Produção de Energia Hipoxia Baixa oxigênio - base fosforilação oxidativa Deficiência oxigênio=deficiência ATP Causas: Obstrução ou doença respiratória Baixa da perfusão sanguínea (IC, garrote...) Anemia Alteração da hemoglobina – intox. por monóxido de carbono

Causas da Diminuição da Produção de Energia Inibição enzimática Intoxicação por cianureto – inibe a citocromo oxidase – final cadeia respiratória – deficiência de ATP Desacoplamento da fosforilação oxidativa Por reações químicas ou destacamento físico das enzimas da membrana mitocondrial

Consequências da Diminuição de Produção de Energia Falha na Bomba de Na/K Acúmulo intracelular de água e eletrólitos Desvio para o metabolismo anaeróbio Acidose celular

Falha na Bomba de Na+/K+ Alteração na Regulação do volume celular K+ Ca++ H2O Falha na bomba Na/K I. WATER OVERLOAD Hydropic degeneration (Acute cellular swelling, Cloudy Swelling) - occur because of marked mitochondrial damage, cessation of ATP production and failure of sodium pump leading to increased osmotic pressure within cells. The alteration is on selective permeability of cellular membranes leading to influx of water molecules. Acute cell swelling or hydropic degeneration occurs due to failure of the injured cells to maintain electrolyte balance through the "Sodium-Potassium pump". As this mechanism is energy dependent, a fall in ATP in injured cells causes the efflux of Potassium ions. With the influx of Sodium ions, the increasing osmotic pressure in the cytoplasm attracts water molecules. As a result, swelling of the cells occurs, and is evident grossly as enlarged pale, and heavy organ. Microscopically, affected cells show vacuoles in the cytoplasm with no distinct borders. The cytoplasm is diluted, and dispersed. This type of degeneration is apt to be present in most types of injury. It is particularly severe in toxic and febrile conditions. The condition is best seen in organs with intense metabolic rates of metabolism such as the liver, kidneys, and brain. Acute cell swelling in epithelial surfaces is revealing and often bears evidence of injury characterised by blisters, wheals and flares, including ulcers. É um tipo de degeneração que cursa com o acúmulo intracelular de água. Causas: Dentre as causas mais freqüentes estão as doenças virais. Os vírus causam dano a membrana celular, que perde a seletividade entrando eletrólitos e água, ocorre um consequênte acúmulo desses elementos. Ex.: febre aftosa. Também é causada pela falta de ATP. Ex: Xanthium sp. (quase sempre por obstrução vascular): chega no espaço porta e entra para a veia centro lobular. O Xanthium bloqueia a cadeia de fosforilação oxidativa. Encontra-se desde de células normais à células mortas, mais próximas a veia centro lobular. Encontrada principalmente nas células epiteliais (revestimento) e hepatócitos. I. SOBRECARGA DE ÁGUA Degeneração hidrópica (Agudo inchaço celular, nublado inchaço) - ocorrer devido a lesões mitocondriais marcado, cessação da produção de ATP e falha da bomba de sódio conduz a um aumento da pressão osmótica no interior das células . A alteração é na permeabilidade selectiva das membranas celulares que conduzem ao influxo de moléculas de água. Degeneração celular inchaço ou hidrópica aguda ocorre devido a uma falha das células lesadas para manter o equilíbrio de eletrólitos através da " bomba de sódio e potássio " . Como este mecanismo é dependente de energia , uma descida da ATP em células lesadas faz com que o efluxo de iões potássio. Com o influxo de iões de sódio, do aumento da pressão osmótica no citoplasma atrai as moléculas de água . Como resultado, o inchaço das células ocorre , e é evidente grosseiramente como órgão pálido, e pesado alargada. Microscopicamente , as células afetadas mostram vacúolos no citoplasma sem fronteiras distintas. O citoplasma é diluída e dispersa. Este tipo de degeneração está apto a estar presente na maioria dos tipos de lesões. É particularmente grave em condições tóxicas e febril . A condição é melhor visto em órgãos com taxas metabólicas intensas do metabolismo , tais como o fígado , rins e cérebro. Celular aguda inchaço nas superfícies epiteliais é revelador e muitas vezes tem evidência de lesão caracterizada por vesículas, pústulas e erupções , incluindo úlceras.

2. Comprometimento da Membrana Celular a) CAUSAS Agressão por radicais livres Agressão pelo sistema complemento Agressão por lise enzimática b) CONSEQUÊNCIAS Perda da integridade celular Perda da função Decomposição da lipofuscina (atrofia parda) Dano à membrana celular Causas 1) Ativação do sistema complemento; o complexo de ataque à membrana, que é o resultado da ativação do sistema complemento, promove perfurações na membrana celular, criando canais na mesma. 2) Radicais livres (restos/grupamentos iônicos): os radicais iônicos livres são o resultado do metabolismo celular. Eles tem atração por fosfolipídios (principais constituintes da membrana plasmática e de organelas constituídas por membranas). Os radicais livres desestabilizam a estrutura da membrana plamática ao se ligarem aos fosfolipídios. Ao mesmo tempo que a célula produz radicais livres, ela tem sistemas enzimáticos que capturam os radicais livres antes que eles se liguem a membrana. Vitamima E, selênio. Ex: microangiopatia dietética - suínos (coração de amora) e doença dos músculos brancos - bovinos. 3) Lise enzimática: algumas enzimas podem destruir as membrans plasmáticas. Podem ser enzimas da própria célula (autólise). Isso ocorre quando a célula já está com sistema de manutenção da sua integridade em falência. O lisossomo rompe-se devido ao envelhecimento/distúrbios celulares que fazem perder a integridade, ocorre a liberação das enzimas do lisossomo na própria célula e estas enzimas (hidrolases, proteases,etc) por conseqüência destroem as membranas celulares (das organelas e plasmática). Em outros casos, as enzimas são extra-celulares, provenientes de outras células, como de polimorfonucleados ou de agentes agressores, como bactérias. O processo denomina-se de heterólise

Membrana Celular Perm. Seletiva  Regulação do volume celular Etiopatogenia: O influxo excessivo de água na célula sempre resulta da incapacidade que a célula tem em manter seu volume normal. A regulação do volume celular depende do equilíbrio hidro-eletrolítico entre os meios intra e extra-celular I. WATER OVERLOAD Hydropic degeneration (Acute cellular swelling, Cloudy Swelling) - occur because of marked mitochondrial damage, cessation of ATP production and failure of sodium pump leading to increased osmotic pressure within cells. The alteration is on selective permeability of cellular membranes leading to influx of water molecules. Acute cell swelling or hydropic degeneration occurs due to failure of the injured cells to maintain electrolyte balance through the "Sodium-Potassium pump". As this mechanism is energy dependent, a fall in ATP in injured cells causes the efflux of Potassium ions. With the influx of Sodium ions, the increasing osmotic pressure in the cytoplasm attracts water molecules. As a result, swelling of the cells occurs, and is evident grossly as enlarged pale, and heavy organ. Microscopically, affected cells show vacuoles in the cytoplasm with no distinct borders. The cytoplasm is diluted, and dispersed. This type of degeneration is apt to be present in most types of injury. It is particularly severe in toxic and febrile conditions. The condition is best seen in organs with intense metabolic rates of metabolism such as the liver, kidneys, and brain. Acute cell swelling in epithelial surfaces is revealing and often bears evidence of injury characterised by blisters, wheals and flares, including ulcers. É um tipo de degeneração que cursa com o acúmulo intracelular de água. Causas: Uma das causa mais frequêntes é por doenças virais. Os vírus causam dano a membrana celular, que perde a seletividade entrando eletrólitos e água, ocorre um consequênte acúmulo desses elementos. Ex.: febre aftosa. Também é causada pela falta de ATP. Ex: Xanthium sp. (quase sempre por obstrução vascular): chega no espaço porta e entra para a veia centro lobular. O Shantium bloqueia a cadeia de fosforilação oxidativa. Encontra-se desde de células normais à células mortas, mais próximas a veia centro lobular. Encontrada principalmente nas células epiteliais (revestimento) e hepatócitos.

Causas do Comprometimento da Membrana Celular Agressão por radicais livres (RL) Afinidade pelas camadas lipídicas oxidando-as e desestruturando a membrana celular Os RL são produzidos nas células expostas : Irradiação – ionização da água citoplasmática Venenos químicos (tetracloreto de carbono) – determina transferência anormal de elétrons.

Causas do Comprometimento da Membrana Celular Agressão pelo sistema complemento Componentes que tem efeito semelhante a fosfolipase – lesam a membrana enzimaticamente. Intercalados na camada lipídica permitem a permeabilidade de materiais pela membrana celular

Causas do Comprometimento da Membrana Celular Agressão por lise enzimática Enzimas que possuem atividade semelhante a lipases – lesam a membrana celular. Lipases pancreáticas Clostridium perfringens – Gangrena gasosa

Consequências do Comprometimento da Membrana Celular Perda da função e integridade celular Alteração no controle do volume celular

3. Alterações Genômicas Alteração no DNA, adquirida ou congênita DNA – Base genética do controle da função celular. Controla síntese de proteínas estruturais, proteínas reguladoras do crescimento e enzimas.

3. Alterações Genômicas Causas Agentes biológicos Radiações Hereditariedade

3. Alterações Genômicas Consequências Alteração na síntese protéica e enzimática: deficiência na síntese de proteínas estruturais e de enzimas Perda do controle de proliferação celular: deficiência de proteínas reguladoras do crescimento e falta de mitose Produção de substâncias errôneas

Alterações metabólicas Ausência de proteínas vitais Produção de Radicais livres Ativação do complemento Lise enzimática Resposta imune - Inibição de enzimas da fosforilação oxidativa - Desconexão da fosforilação oxidativa - Hipoglicemia - Hipoxia Anomalias Genéticas herdadas -Anomalias Genéticas adquiridas Toxinas exógenas Acúmulos de produtos tóxicos endógenos Função da membrana Alterações genéticas Alterações metabólicas Produção de ATP Agressão não letal Células morfologicamente normal e funcionalmente anormal Acúmulos citoplasmáticos anormais Ausência de proteínas vitais Falha das reações metabólicas vitais Ausência de produção de ATP Lise da memb. celular Agressão não letal MORTE CELULAR

Respostas dos tecidos ou células a agressão

Aumento da Demanda Funcional Agressão / Estresse Aumento da Demanda Funcional Lesão Reversível Degeneração Hidrópica Degeneração Gordurosa Lesão Irreversível Adaptação Situações de agressão celular ou de estresse para a célula, determinam um aumento da demanda funcional, ou seja, mais trabalho ou esforço da célula. Ela pode então modificar sua capacidade de trabalho, reorganizando suas organelas. Nesse caso, a célula prossegue como uma célula normal. Em outros casos, a célula não consegue se adaptar a agressão e/ou ao aumento da demanda funcional e ocorrem alterações denominadas de degenerações. As degenerações são processos reversíveis e, quando desencadeados por uma agressão leve ou moderada, podem evoluir para a cura, com o retorno à normalidade da célula. Por outro lado, se a agressão for severa e persistente, a degeneração progride até o ponto em que a célula envolvida morre. A distinção entre o ponto em que a célula ainda pode se recuperar e aquele no qual a lesão é irreversível e leva a célula à morte ainda é arbitrário. Necrose Célula Normal

PATOLOGIA GERAL VETERINARIA Adaptação Celular Acúmulos intra e extracelulares (Tumefação turva, Degeneração hidrópica e Degeneração gordurosa) Acúmulos intra e extracelulares (Bilirrubina, melanina, proteínas, colesterol) Calcificações e Necrose e apoptose

Respostas dos tecidos ou células a agressão Adaptação Degeneração ou acúmulos intra ou extracelular Necrose ou morte

Adaptação Celular

Adaptação Celular Capacidade da célula de se adaptar a alterações no seu meio ambiente e sobreviver em condições adversas

Adaptação

Adaptação Celular Fisiológica Patológica Não implica na morfologia e função Célula muscular – hipertrofia ou atrofia Patológica Pode ser não letal ou letal Não letal Letal

Adaptação Celular Alteração do volume celular Hipertrofia Hipotrofia Alteração da taxa de divisão celular Hiperplasia Hipoplasia Alteração da diferenciação Metaplasia Alteração do crescimento e diferenciação celular Neoplasia

Atrofia (Hipotrofia) Conceito Tecido normal

Causas de Atrofias Desuso Denervação Compressão Hormonal Deficiência de nutrientes Senil

Atrofia Clinical features Weakness: Proximal > Distal; Symmetric Wasting > Weakness Associated disorders Weight loss: > 15% Disuse Aging Systemic disease: Paraneoplastic Childhood: Congenital hypotonia; Myasthenia gravis Pathology Type II (dark at pH 9.4) muscle fibers are small Early changes Atrophy in type IIB (Intermediate staining at pH 4.6) fibers Narrow elongated muscle fibers Disuse & weight loss atrophy: Small fibers are angular Congenital: Small fibers are polygonal or rounded Type I (lighter at pH 9.4) muscle fibers are larger than type II

Normal Atrofia Doença de Alzheimer

Atrofia Senil

Hipertrofia x Hiperplasia Tecido normal

Hipertrofia x Hiperplasia CAUSAS Hipertrofia/hiperplasia fisiológica Hipertrofia muscular Hiperplasia mamas, útero e renal Hipertrofia/hiperplasia patológica Hipertrofia cardíaca Hiperplasia pulmonar

Hipertrofia x Hiperplasia Causas Aspecto Macroscópico Microscópico

Hipertrofia

Hipertrofia

Hipertrofia Normal Hipertrofia

Hipertrofia Miocárdica

Hipertrofia Miocárdica NORMAL HIPERTROFIA

Hiperplasia Normal Hiperplasia nodular

Hiperplasia Próstata normal - humano Hiperplasia prostática – humano This is the gross appearance of nodular prostatic hyperplasia (benign prostatic hyperplasia, or BPH). The normal prostate is 3 to 4 cm in cross section, by comparison. Próstata normal - humano Hiperplasia prostática – humano

Hiperplasia Hiperplasia prostática - humano This is the gross appearance of nodular prostatic hyperplasia (benign prostatic hyperplasia, or BPH). The normal prostate is 3 to 4 cm in cross section, by comparison. Hiperplasia prostática - humano

Hiperplasia Hiperplasia prostática - caninos

Metaplasia Envolve divisão e diferenciação celular Condição reversível TIPOS DE METAPLASIA Escamosa mucosa brônquica de fumantes endocervice em cervicites Intestinal gastrites crônicas refluxo gastro-esofágico (Esôfago de Barrett) Mesenquimal Óssea Cartilaginosa

Epitélio Colunar Respiratório Metaplasia Epitélio Escamoso Epitélio Colunar Respiratório

Resumindo... Alterações no Padrão de Crescimento Celular Alterações no tamanho das células Atrofia Hipertrofia Alterações no número de células Hiperplasia Alterações na diferenciação celular Metaplasia

Homeostasia

Homeostasia Falta ATP desativa a Bomba de Na entra água Mecanismos de agressão levam ao desequilíbrio hídrico e iônico da célula. Falta ATP desativa a Bomba de Na entra água TUMEFAÇÃO CELULAR Alterações morfológicas e funcionais

Respostas dos tecidos ou células a agressão Adaptação Degeneração ou acúmulos intra ou extracelular Necrose ou morte

Acúmulos Intra e Extra-celulares de substâncias

Mecanismos Gerais Desequilíbrio entre a produção e liberação de substâncias Acúmulo de gordura Célula normal Metabolismo anormal Mecanismos gerais: De um modo geral, devem haver erros no metabolismo celular para que ocorra o problema. Em alguns casos, as próprias células produzem a substância que será acumulada, em outros, elas simplesmente armazenam substâncias produzidas em outras partes do organismo. A maioria dos processos que determina acúmulos intra-celulares normais pode ser dividido em 3 grupos: 1 - desequilíbrio nas taxas de produção e liberação de produtos celulares: há o acúmulo de substâncias endógenas normais, que são produzidas em quantidade normal ou aumentada e que não podem ser devidamente retiradas das células. ex: degeneração gordurosa do fígado; gotículas de proteína no epitélio renal.

Mecanismos Gerais Problemas no metabolismo do produto celular mutação Transporte protéico 2 - problemas no metabolismo do produto celular: há o acúmulo de substâncias endógenas normais ou anormais, devido a defeitos genéticos ou adquiridos, que incapacitem a célula de produzir, empacotar ou transportar determinada substância. ex: doenças do armazenamento. mutação

Mecanismos Gerais Problemas no metabolismo do produto celular substrato complexo produtos solúveis enzima célula normal substrato complexo falta da enzima 2 - problemas no metabolismo do produto celular: há o acúmulo de substâncias endógenas normais ou anormais, devido a defeitos genéticos ou adquiridos, que incapacitem a célula de secretar determinada substância. ex: doenças do armazenamento.

ingestão de materiais indigeríveis Mecanismos Gerais Depósito de substância exógena ingestão de materiais indigeríveis acúmulo de material exógeno 3 - depósito de substância exógena; ex: tatuagens, acúmulo de sílica, antracose.