Mecanismo das lesões celulares

Os mecanismo bioquímicos responsáveis pela lesão celular são complexos. Entretanto, existem vários principios que são relevantes na maioria das lesões celulares.
A lesão celular resulta de anormalidades funcionais e bioquímicos em um ou mais componentes celulares essenciais. Os principais alvos dos estímulos nocivos são:

• A respiração aeróbica envolvendo a fosforilação mitocondrial oxidativa e a produção de ATP;
• A integridade das membranas celulares, da qual depende a homeostasi iônica e osmótica da célula e de suas organelas;
• A síntese protéica;
• O citoesqueleto;
• A integridade do componente genéticos da célula.

Diminuição do ATP

A diminuição do ATP este associado a lesões hipóxicas e químicas (tóxicas). O fosfato de alta energia, na forma de ATP, é necessário para vários processos sintéticos e de degeneração na célula. Eles incluem transporte pela membrana, síntese protéica, lipogênese e reações de deacilação-reacilação, necessários para as alterações que ocorrem com os fosfolipídios. O ATP é produzido de duas maneiras; A via principal nas células de mamíferos é a fosforilação oxidativa do difosfato que ocorre nas mitocôndrias e a segunda é via glicolítica, que pode gerar ATP na ausência de oxigênio usando glicose derivada de fluidos corporais ou da hidrólise de glicogênio.

A redução do ATP a <5% a 10% dos níveis normais tem efeitos disseminados em muitos sistemas celulares críticos.

• Uma falha no transporte ativo (bomba de sódio-potássio), devido a redução da concentração de ATP e aumento da atividade de ATPase, causa acúmulo intracelular de sódio e perda de potássio da célula. Com a entrada facilitada do sódio, há também passagem de água para dentro da célula, causando edema celular e ditalatção dos retículos endoplasmático.
• O metabolismo de energia celular está alterado. Se o suprimento de oxigênio para a célula é reduzido, como ocorre na isquemia, a fosforilação oxidativa cessa e as células ficam dependentes da glicólise, que é um processo anaeróbico, projetado para manter as fontes de energia da célula gerando ATP por meio de metabolismo da glicose derivada do glicogênio. Consequentemente, os depósitos de glicogênio são rapidamente reduzidos. A glicólise resulta no acúmulo de ácido lático e fosfato inorgânicos devido à hidrólise dos ésteres de fosfato. Isso leva a uma redução do PH intracelular, resultando na diminuição da atividade de muitas enzimas celulares.
• Com uma diminuição prolongada do ATP, ou com seu agravamento, ocorre uma ruptura estrutural dos mecanismo de síntese protéica manifestada palo deslocamento dos ribossomos do retículo endoplasmático granular e dissociação dos polissomos em monossomos, com a consequente redução na síntese de protéinas. Finalmente, ocorre um dano irreversível às membranas mitocondriais e lisossomais, levando à necrose celular.

Lesão mitocondrial
Lesões celulares freqüentemente são acompanhadas por alterações morfológicas das mitocôndrias. As mitocôndrias são lesadas por diversos mecanismos, tais como perda da homeostase do cálcio, cuja concentração aumenta no citosol, stress oxidativo e fragmentação dos fosfolipídios. O aparecimento de poros na membrana mitocondrial pode levar à morte da célula.

Influxo de cálcio para o citosol e perda da homeostase do cálcio
A homeostase do cálcio é indispensável para a manutenção das funções celulares. A falência da bomba de cálcio promove a sua entrada para a célula e seu acúmulo no citoplasma, além do seu escape das mitocôndrias e do retículo endoplasmático para o citosol. O cálcio promove a ativação de diversas enzimas. Estas enzimas ativadas promovem a inativação do ATP (ATPases), lise das membranas celulares (fosfolipases), lise das proteínas estruturais e das membranas (proteases) e fragmentação da cromatina (endonucleases).

Acúmulo de radicais livres do oxigênio
Como conseqüência do metabolismo celular normalmente há formação de pequena quantidade de radicais livres, que tem potencial lesivo para as células. Estas possuem mecanismos de defesa que evitam danos por estes radicais livres (vitamina C, catalase, super óxido-dismutases, glutation peroxidase, ferritina, ceruloplasmina). Porém um desequilíbrio neste sistema (aumento da formação e/ou diminuição da inativação) pode levar a lesões celulares. Há diversos mecanismos para formação destes radicais livres: absorção de radiação ionizante, metabolismo de determinadas drogas, geração de óxido nítrico (NO) e outros. As conseqüências desta agressão por radicais livres são diversas, mas as principais são: peroxidação dos lipídios das membranas, oxidação de proteínas e lesões do DNA.

Defeitos na permeabilidade das membranas
A perda da permeabilidade seletiva das membranas celular, mitocondrial, lisossomal, causa uma série de transtornos à célula, permitindo a entrada ou escape de substâncias. Esta lesão pode ser causada por falta de energia (isquemia) ou por lesão direta por toxinas, vírus, substâncias químicas, fragmentos do complemento, etc. Os mecanismos bioquímicos envolvidos são: disfunção mitocondrial, perda de fosfolipídios das membranas, anormalidades no citoesqueleto, radicais livres, subprodutos da fragmentação dos lipídios.

Fontes:
Livro- Patologia, robbins e cotran.
Site-http://www.pathology.com.br/metodos/mecanismos_lesao_celular.htm