Lesion Celular

TEMA 2: LESION Y MUERTE CELULAR

Los estímulos fisiológicos más excesivos y algunos estímulos patológicos pueden llevar a una serie de adaptaciones celulares fisiológicas y morfológicas, en las que se alcanza un estado nuevo pero claramente alterado, preservando la viabilidad de la célula y modulando su función en respuesta a tales estímulos.

Si se exceden los limites de la respuesta adaptativa a un estimulo, o en ciertas circunstancias en las que la adaptación no es posible, se produce una serie de acontecimientos, denominada de forma imprecisa, lesión celular. La lesión celular es reversible hasta cierto punto, pero si el estimulo persiste o es lo suficientemente intenso desde el principio, la célula alcanza el “punto de no retorno” y sufre una lesión celular irreversible y muerte celular.

Adaptación, lesión reversible, lesión irreversible y muerte celular pueden considerarse etapas de alteración progresiva de la función y estructuras normales de la célula. La muerte celular, que representa el resultado final de la lesión celular, es uno de los acontecimientos más importantes de la anatomía patológica, afecta a cualquier tipo celular y es la principal consecuencia de isquemia, infección, toxinas y reacciones inmunitarias.

I. LESION CELULAR

1. Definición y causas:

Acontecimiento en el cual se supera el límite de respuesta adaptativa de la célula a un estímulo. Las lesiones celulares pueden producirse de diferentes maneras:

1.1. Privación de Oxigeno:dc

La hipoxia, una causa sumamente importante y común de lesión y muerte celular, afecta a la respiración oxidativa aerobia. La hipoxia debe diferenciarse de la isquemia, que representa la perdida del aporte sanguíneo debido a alteraciones en el flujo sanguíneo o a reducción del drenaje venoso en un tejido. Al contrario que en la hipoxia, durante la cual puede continuar la producción de energía glagolítica, la isquemia compromete la disponibilidad de sustratos metabólicos (aportados por el flujo sanguíneo) entre ellos la glucosa. Por esta razón, la isquemia suele producir la lesión tisular de una manera más rápida que la hipoxia. Una causa de hipoxia es la oxigenación insuficiente de la sangre debido a insuficiencia cardiorrespiratoria. La perdida de la capacidad de transportadora de oxigeno de la sangre, como en la anemia o en la intoxicación por monóxido de carbono (que produce una carbonoxihemoglobina estable que bloquea el transporte de oxigeno), es una causa menos frecuente de privación de oxigeno.

1.2. Agentes Físicos:

Los agentes físicos comprenden el traumatismo mecánico, las temperaturas extremas, los cambios súbitos en la presión atmosférica, la radiación y el shock eléctrico. Estos agentes son causas frecuentes de lesiones secundarias a exposiciones ambientales, accidentes laborales y automovilísticos, y violencia y ataques físicos.

a) Fuerzas mecánicas: se producen como consecuencia de la colisión del cuerpo con otro objeto. Estos tipos de lesiones desgarran y seccionan los tejidos, fracturan los huesos, dañan los vasos sanguíneos e interrumpen la irrigación del tejido afectado.

b) Temperaturas extremas: provocan lesiones de las células, sus organelas y los sistemas enzimáticos. La exposición al calor de baja intensidad (43 a 46°C) da lugar a daño celular por la inducción de lesiones vasculares, aceleración del metabolismo celular, la inactivación de enzimas y ruptura de la membrana celular. La exposición a un calor mas intenso determina la coagulación de los vasos sanguíneos y de las proteínas tisulares. La exposición al frio aumente la viscosidad sanguínea e induce vasoconstricción. La reducción consecuente del flujo sanguíneo puede conducir a lesiones hipóxica de los tejidos. Las lesiones por congelamiento probablemente sean secundarias a la combinación de formación de cristales de hielo y vasoconstricción. La disminución del flujo sanguíneo lleva a la estasis capilar y la trombosis de arteriolas y capilares.

c) Lesiones por electricidad: gran parte de las lesiones tisulares causadas por las corrientes eléctricas se deben a la producción de calor en tejidos que carecen de una resistencia eléctrica máxima.

d) Lesiones por radiación: 1) radiaciones Ionizantes: afecta a las células por la ionización de moléculas y atomos, por la producción de radicales libres y la acción directa sobre ciertas moléculas. Pueden ocasionar la muerte inmediata de la células, interrumpir la duplicación celular o inducir una diversidad de mutaciones genéticas letales o no; 2) radiaciones UV: rompen los enlaces intracelulares y dañan el ADN; 3) Radiaciones no ionizantes: ejercen sus efectos a través de la vibración y la rotación de átomos y moléculas, esta energía vibratoria y rotatoria se convierte en energía térmica.

1.3. Agentes químicos y fármacos:

La lista de agentes químicos y fármacos que pueden producir lesión celular es ubicua. Sustancias químicas simples como la glucosa o la sal en concentraciones hipertónicas pueden causar una lesión celular de manera directa por alteración de la homeostasis electrolítica de las células. Incluso el oxigeno es gravemente toxico en concentraciones elevadas. Cantidades muy pequeñas de agentes venenosos, como el arsénico, el cianuro o las sales de mercurio, pueden destruir las células rápidamente o causar la muerte. Otras sustancias forman parte de nuestras vidas cotidianas; contaminantes ambientales y del aire, insecticidas y herbicidas; riesgos industriales y laborales, como el monóxido de carbono y el asbesto; estímulos sociales como el alcohol y las drogas, e incluso la cada vez mayo variedad de fármacos terapéuticos.

1.4. Agentes biológicos:

Se diferencian de otros agentes por su capacidad de replicarse u continuar provocando efectos adversos. El espectro de estos agentes abarca desde virus submicroscopicos hasta parásitos de mayor tamaño. Los agentes biológicos dañan a las células por mecanismos diversos. Los virus ingresan a las células u son incorporado s en la maquinaria de síntesis de ADN. Ciertas bacterias elaboran exotoxinas que interfieren con la producción célula de ATP. Otras como los bacilos gramnegativos, liberan endotoxinas que ocasiona lesiones celulares y aumenta la permeabilidad capilar.

1.5. Reacción inmunológica:

Las reacciones inmunitarias pueden causar lesión celular. La reacción anafiláctica ante una proteína extraña o un fármaco es un ejemplo de ello, y se supone que las reacciones frente autoantígenos endógenos son responsables de diversas enfermedades autoinmunitarias.

1.6. Trastornos genéticos:

Los diversos errores congénitos del metabolismo que surgen a partir de anomalías enzimáticas, generalmente una carencia enzimática, son ejemplos excelentes de lesión celular debida a alteraciones sutiles a nivel del ADN.

1.7. Desequilibrios nutricionales:

Loa excesos y las carencias nutricionales predisponen a la lesión celular. La obesidad y las dietas con un contenido elevado de grasas saturadas favorecen l desarrollo de ateroesclerosis. Las deficiencias calórico-proteicas que se producen ene condiciones de hambruna inducen a lesiones tisulares generalizadas.

2. Lesión y muerte celular: principios relevantes:

La lesión de las células puede tener muchas causas, y existen múltiples mecanismo que conducen a la muerte celular que interactúan entre si. No obstante deben considerarse varios principios importantes para l mayor parte de las formas de lesión celular:

a) La respuesta celular frente a estímulos nocivos depende del tipo de lesión, su duración y su gravedad.

b) Las consecuencias de la lesión celular dependen dl tipo, estado y capacidad de adaptación de la célula lesionada. El estado nutricional y hormonal de la célula, así como sus necesidades metabólicas, son importantes en su respuesta a la lesión.

c) Cuatro sistemas intracelulares son particularmente vulnerables:

 El mantenimiento de la integridad de las membranas celulares, de las que depende la homeostasis iónica y osmótica de la célula y sus organelas.

 La respiración aerobia, de la que depende la fosforilación oxidativa mitocondrial y la producción de ATP.

 La síntesis de proteínas.

 La preservación del aparato genético de la célula.

d) Los elementos estructurales y bioquímicos de las células están tan estrechamente interrelacionados, que cualquiera que sea el punto de ataque inicial, la lesión de un locus da lugar a una amplia gama de efectos secundarios.

e) Los cambios morfológicos de la lesión célula se hacen evidentes solo después e que se alteran algunos de los sistemas bioquímicos críticos del interior de la célula.

3. Mecanismos bioquímicos generales:

a) Agotamiento del ATP:

El fosfato de alta energía en forma de ATP es necesario pata muchos procesos sintéticos y degradativos de la célula. El ATP se produce por dos vías. La principal es la fosforilación oxidativa del ADP, mediante una reacción que da lugar a la reducción del oxigeno por el sistema de transferencia de electrones de las mitocondrias, la segunda es la via glagolítica, que permite la generación de ATP en ausencia de oxigeno al utilizar la glucosa de los líquidos corporales o de la hidrolisis del glucógeno. El agotamiento de ATP y la disminución de la síntesis de ATP son consecuencias frecuentes de la lesión isquémica y de la lesión toxica.

b) Oxigeno y radicales libres derivados del oxigeno:

Los radicales libres pueden alterar los lípidos, las proteínas y los

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