Patología General "Lesión y adaptación celular"

Lesión y Adaptación Celular 

 

Las células normales modifican constantemente su estructura y se pueden diferenciar y especializar manteniendo un estado estable llamado homeostasis. 

• Lesión: Las lesiones empiezan con alteraciones moleculares o estructurales de las células como respuesta al estrés creciente.
• En respuesta al estrés la célula puede:

                                            1. Lesionarse de modo reversible (adaptación)

                                            3. Lesionarse de modo irreversible (muerte celular)

 

CAUSAS DE LA LESIÓN CELULAR:

• Pueden ser desde violencia física como también una causa endógena como una mutación genética sutil que produce la falta de una enzima vital que altera la función metabólica normal.

    Clasificación de los estímulos lesivos:

• Hipoxia (Falta de oxígeno):

• Comprende la disminución de la respiración oxidativa siendo la causa:
• Perdida del riego sanguíneo que se produce cuando se interrumpe la circulación arterial o venosa Ejm: Vasculopatía o coágulos.
• Agentes Físicos:
• Comprenden Traumas mecánicos, temperatura extrema (congelación y quemaduras), cambios en presión atmosférica, radiación y descargas eléctricas.
• Agentes Químicos y fármacos:
• Venenos (arsénico, cianuro, sales Hg), contaminantes ambientales, insecticidas, asbesto, alcohol, narcóticos.
• Agentes Infecciosos:
• Virus, bacterias, hongos y parásitos.
• Reacciones Inmunológicas:
• Las reacciones inmunitarias pueden producir lesión celular. Ejm: reacción anafiláctica.
• Alteraciones genéticas:
• Malformaciones congénitas (Síndrome Down), Disminución de vida del hematíe (anemia falciforme).
• Desequilibrio nutricional:
• Anorexia, exceso nutricional, ateroesclerosis, diabetes.

MECANISMOS DE LA LESIÓN CELULAR:

• La respuesta celular a estímulos lesivos depende del tipo de lesión, su duración y su intensidad.
• Las consecuencias de la lesión celular dependen del tipo, estado y adaptabilidad de la célula.

1. Depleción de ATP:

• La disminución de síntesis de ATP se asocia con lesión hipóxica y química.
• Comprende:
• La reducción de la actividad de la bomba de Na (transporte activo) de la membrana plasmática produciendo la acumulación intracelular de Sodio (ganancia de solutos y aumento de agua) dando como resultado Tumefacción celular y dilatación del retículo plasmático.
• El metabolismo energético esta alterado (cesa la fosforilación oxidativa por disminución del oxígeno). El metabolismo anaeróbico de la Glucolisis (acumula ácido láctico y fosfatos reduciendo el pH intracelular dando lugar a la disminución de la actividad de muchas enzimas celulares).
• Falla la bomba de calcio dando lugar a la entrada de Ca+2.
• Desprendimiento de los Ribosomas del Reticulo endoplasmatico rugoso dando lugar a una reducción en la síntesis proteica. Esto produce daño irreversible en las mitocondrias y las membranas lisosomales y las células sufren necrosis.
• Las células privadas de oxígeno o glucosa, las proteínas pueden plegarse erróneamente puede dar lugar a una lesión celular e incluso muerte.

2. Daño Mitocondrial:

• La mitocondrias se lesionan por:
• Aumento de calcio Ca+2 intracelular.
• Estrés oxidativo.
• Degradación de fosfolípidos. 
• La transición a la permeabilidad de la membrana se vuelve irreversible siendo un golpe mortal para la célula.
• El daño mitocondrial puede asociarse a la salida del citocromo c al citosol desencadenando la vía de la muerte apoptótica en el citosol.

3. Aumento del Calcio intracelular y perdida de la homeostasia del Calcio:

• La isquemia y ciertas toxinas producen aumento de calcio citosólico debido al flujo de calcio por la membrana plasmática y la liberación de las mitocondrias y del retículo endoplásmico.
• El aumento de calcio activa las enzimas:
• ATPasas (aceleran la ATP).
• Fosfolipasas (producen lesión en la membrana).
• Proteasas (rompen las proteínas de membrana y citoesqueléticas).
• Endonucleasas (fragmentan el DNA y la cromatina).
• Aumenta la permeabilidad mitocondrial e induce a la apoptosis.
• No siempre es un episodio que produzca una lesión celular irreversible.

4. Acumulación de Radicales libres:

• El subproducto de la respiración celular es una forma reactiva de oxigeno. Algunas de estas son los radicales libres (especie de oxígeno no reactivo)que dañan:
• lípidos
• proteínas
• Ácidos nucleicos
• Un desequilibrio entre los sistemas generadores y limpiadores de radicales libres da lugar al estrés oxidativo. Produciendo lesión celular muchas veces observada en muchas afecciones patológicas.
• El daño que provoca los radicales libres contribuye a diversos lesiones como:
• Lesión química por radiación
• Lesión isquemia - reperfusión
• Envejecimiento celular
• Muerte microbiana por fagocitos
• La energía producida con los radicales libres reacciona con moléculas adyacentes y con productos inorgánicos u orgánicos:
• proteínas
• lípidos
• hidratos de carbono
• moléculas de membrana
• Ácidos nucleicos
• Los radicales libres inician reacciones autocatalíticas (las moléculas con las que reaccionan se vuelven radicales libres) propagando el daño en cadena.
• Reacciones relevantes en la lesión celular:
• Peroxidación lipídica de membranas
• Modificación oxidativa de proteínas
• Lesiones en el DNA

 

 5. Defectos de Permeabilidad de la membrana:

• Es la perdida precoz de la permeabilidad selectiva de la membrana, produciendo daño de esta, siendo una característica común de la mayoría de formas de lesión celular.
• Varios Mecanismos bioquímicos producen daño en la membrana:
• Disfunción mitocondrial
• Perdida de fosfolípidos de la membrana
• Anormalidades citoesqueléticas
• Especies de oxígeno reactivo
• Productos de la descomposición de los lípidos
• El daño en la membrana plasmática produce:
• Perdida del equilibrio osmótico
• Perdida de proteínas, enzimas, coenzimas y ácidos ribonucleicos.
• La lesión en las membranas lisosomales da lugar a la liberación de:
• Enzimas: RNasas, DNasas, proteasas, fosfatasas, glucosidasas y captesinas.
• Produciendo: perdida de ribonucleoproteína, desoxirribonucleo-proteína y glucógeno y las células mueren por necrosis

  

  Mecanismos de Lesión celular
  Fuente: Robbins y Cotran. Patología Estructural y Funcional. 8va edición.

 

TIPOS DE LESIÓN CELULAR:

 

Lesión Reversible:

• Se considera que una lesión es reversible cuando el factor de estrés se elimina a tiempo, la célula es capaz de superar esa agresión y recupera su integridad estructural y funcional.
• Patrones de lesión reversible:
• Tumefacción o hinchazón (cambio morfológico)
• cambio graso
• Cambios funcionales y morfológicos ante la lesión celular con:
• Disminución de síntesis de ATP.
• Perdida de la integridad de la membrana.
• Defectos en síntesis de proteínas.
• Daño en el citoesqueleto
• Daño en el ADN.
• La respuesta adaptativas reversibles:
• Atrofía: Disminución en el tamaño y función de las células.
• Hipertrofía: Aumento de tamaño de células individuales.
• Metaplasia: Sustitución de una célula adulta por otra célula
• Hipérplasia: Aumento del numero de células en un tejido u órgano.
• La célula puede compensar estos trastornos con ciertos límites, disminuyendo es estimulo lesivo, volverá la normalidad.

 

Lesión Irreversible:

• Es una lesión persistente o excesiva y provoca:
• Daño en todas la membranas celulares.
• Hinchazón de lisosomas.
• Vacuolización de las mitocondrias.
• Mitocondrias con capacidad reducida de producir ATP.
• Ingresa a la célula el calcio extracelular y los almacenes de calcio intracelular se vacían, produciendo activación de enzimas que pueden catabolizar membranas, proteínas, ATP y ácidos nucleicos produciendo:
• Perdida continua de proteínas, coenzimas y ARN a través de la membrana plasmática.
• Perdida de metabolitos celulares que son responsable de la reconstitución de la ATP.
• Fenómenos que caracterizan la Lesión Irreversible (muerte celular):
• Incapacidad de revertir la disfunción mitocondrial (falta de fosforilación oxidativa y producción de ATP).
• Desarrollo de intensos trastornos en la función de la membrana, degradando los componentes citoplásmicos y nucleares provocando muerte celular mediante  dos tipos: Necrosis y Apoptosis.
  

   
• Necrosis:
• Muerte celular patológica.
• Es el conjunto de cambios morfológicos: por (enzimas celulares letalmente lesionadas y desnaturalización de proteínas).
• El daño en membranas es intenso (células necróticas se escapan y pueden provocar inflamación al tejido circundante)
• Las células necrótica tienen apariencia homogénea mas cristalina (perdida de glucógeno).
• Citoplasma celular de aspecto apolillado por la degradación de las organelas que fueron alteradas por las enzimas adoptando un aspecto vacuolizado del citoplasma.
• Finalmente las células muertas se calcifican. Estas células muertas se sustituyen por grandes masas de fosfolípidos arremolinados (figuras de mielina).
• Cambios nucleares:
• Cariólisis (disminución de la tinción nuclear), Picnosis (Se condensa ADN en una masa sólida, encogida y basófila.), Cariorrexis (Fragmentación de los núcleos picnótico.

  

  Cariorrexis (Fragmentación de núcleos)
  Fuente: Milikowsky y Berman. Atlas de Histopatología.

 

Picnosis (Condensación ADN en una masa solida)
Fuente: Milikowsky y Berman. Atlas de Histopatología.

• En 1 o 2 días el núcleo de la célula necrótica desaparece totalmente.
• Tipos de Necrosis:
• Necrosis por coagulación:
• Acidosis intracelular (desnaturaliza a las proteínas y enzimas) esto provoca una respuesta inflamatoria (Proceso visible). 
• Presencia de burbujas en la membrana.
• Se conserva la estructura del tejido. Ejm: Infarto del miocardio, Muerte hipóxica en los tejidos.

Necrosis Coagulativa
Fuente: Milikowsky y Berman. Atlas de Histopatología.

• Necrosis por licuefacción:
• Digestión enzimática.
• Se da Infecciones bacterianas o fúngicas por que los microbios estimulan acumulación de células inflamatorias.
• Se digiere totalmente las células muertas. (Transformación del tejido en una masas viscosa y líquida en inflamación aguda: material amarillo cremoso con leucocitos muertos; pus).
• Ejm: Hipoxia del SNC (infartos cerebrales), pancreatitis necróticas.
• Los PMN de una reacción inflamatoria aguda poseen hidrolasas capaces de digerir a las células muertas.
• Las células inflamatorias aguda, en respuesta a una infección bacteriana, provoca la muerte y la disolución rápida del tejido.
• El resultado es a menudo un Absceso: Cavidad formada de tejido sólido (forma una cápsula fibrosa a su alrededor.

Necrosis Licuefactiva
Fuente: Milikowsky y Berman. Atlas de Histopatología.

• Necrosis caseosa:
• Es una forma de necrosis por coagulación es de color blanco forma de queso mantecoso, células fragmentadas, reacción granulomatosa (reacción inflamatoria).
• No conserva sus perfiles celulares.
• Presenta granuloma.
• Arquitectura del tejido totalmente alterada. Ejm: TBC.

Necrosis Caseosa
Fuente: Milikowsky y Berman. Atlas deHistopatología.

• Necrosis Gangrenosa:
• Se aplica a necrosis de un miembro (miembro inferior)
• Perdida de aporte sanguíneo.
• Necrosis grasa:
• Células grasas necróticas combinadas con el calcio rodeados de una reacción inflamatoria.
• Presencia de Triglicéridos en el tejido adiposo. Ejm: Pancreatitis.

Necrosis Grasa
Fuente: Milikoswky y Berman. Atlas de Histopatología.

 

• Apoptosis
• Es una vía de muerte celular programada.
• Las células destinadas a morir activan enzimas que:
• Degradan ADN
• Degradan Proteínas nucleares
• Degradan Citoplasma
• Disolución nuclear.
• La membrana permanece intacta pero su estructura esta alterada, lo que facilita reconocimiento para la fagocitosis.
• La célula se elimina rápidamente por tanto, su contenido no se escapa y no provoca inflamación.
• No es asociada necesariamente a lesión celular. 
• Características de la Apoptosis:
• Escisión de proteínas.
• Fragmentación de DNA.
• Reconocimiento fagocítico.
• Apoptosis en situaciones fisiológicas:
• Destrucción celular durante embriogénesis
• Involución hormonodependiente en el adulto: Ciclo menstrual, atresia menopausia, etc
• Eliminación celular en las poblaciones celulares proliferativas
• Muerte de células del huésped que han cumplido su propósito: Neturófilos en respuesta inflamatoria aguda.
• Eliminación linfocitos autorreactivos potencialmente dañino.
• Muerte celular inducida por linfocitos T citotóxicos, mecanismo de defensa contra virus y tumores. 
• Apoptosis en situaciones patológicas:
• Muerte producida por una lesión. Ej.: Radiación.
• Lesión celular en enfermedades víricas Eje: Hepatitis Vírica.
• Atrofia patológica en los órganos parenquimatosos. Ej.: Glándula Parótida, Páncreas.
• Muerte celular en tumores.
• Morfología:
• Encogimiento celular
• Condensación de cromatina
• Formación de protrusiones citoplasmáticas
• Fagocitosis de las células apoptóticas habitualmente por macrófagos

Cronología de los cambios bioquímicos y morfológicos en la lesión celular.
Fuente: Robbins y Cotran. Patología Estructural y Funcional. 8va edición.

 

MAPA CONCEPTUAL DE LESIÓN Y ADAPTACIÓN CELULAR

NOTA:
Patología en Odontología: LESIÓN IRREVERSIBLE (Necrosis Pulpar)

 

La necrosis Pulpar es consecutiva a cualquier afección(Infección microbiana, traumatismos, isquemia) pulpar.

GENERALMENTE ASOCIADA A TRASTORNOS CIRCULATORIOS.

La pulpa necrosada se puede modificar y ser reabsorbida. En caso de infección bacteriana la pulpa muerta sufre licuefación, reblandecimiento, putrefación y gangrena.

HALLAZGOS MACROSCÓPICOS:

En la cámara pulpar se encuentra un tejido retraído con cambios de coloración, y

ligeramente reblandecido.

HALLAZGOS MICROSCOPICOS:

Se observa restos celulares fragmentados, infiltrado inflamatorio.



FUENTE:

1. Robbins. Cotran. Patología Estructural y Funcional. Elsevier.
2. Universidad Católica de Chile. Patología General. Lesión y adaptación Celular.

3. De Juan J. Introducción Biopatología. Universidad de Alicante. España
4. Gonzales F. Guía de Lesión y muerte celular. Universidad Central de Venezuela. 20/11/2008