Lesión, muerte y adaptaciones celulares

Lesión, muerte y adaptaciones celulares.

INTRODUCCIÓN A LA ANATOMIA PATOLÓGICA

El campo de la anatomía patológica se dedica al conocimiento de las causas de la enfermedad y de los cambios en las células, los tejidos y los órganos asociados a las mismas y que explican los signos y síntomas de presentación en los pacientes.

• Etiología alude a las causas y factores que modifican la aparición y la progresión de la enfermedad.
• Patogenia se refiere a los mecanismos de desarrollo y progresión de la enfermedad, que explican los cambios moleculares y celulares que provocan las alteraciones estructurales características de una enfermedad determinada.

Los patólogos emplean también diversas herramientas morfológicas, moleculares y de otro tipo para definir los cambios bioquímicos, estructurales y funcionales que aparecen en las células, los tejidos y los órganos en respuesta a una agresión.

REVISIÓN DE LAS RESPUESTAS CELULARES FRENTE AL ESTRÉS Y LOS ESTIMULOS NOCIVOS

[pic 1]Las células interactúan de forma activa con su entorno y ajustan de forma constante su estructura y función para adaptarse en su entorno. Lo que permite mantenerlo bastante constante, situación que se denomina homeostasis. Cuando las células se enfrentan a un estrés fisiológico (aumento del esfuerzo para el corazón) o potencialmente dañino (como la falta de nutrientes), pueden sufrir una adaptación y llegar a un nuevo estado estacionario que les permite conservar la viabilidad y la función. Cuando se supera la capacidad de adaptación o el estrés externo resulta dañino de forma inherente o es excesivo, aparecerá la lesión celular.

Las lesiones de las células constituyen la base de todas las enfermedades

CAUSAS DE LESIÓN CELULAR

Es posible agrupar la mayor parte de los estímulos lesivos en las siguientes categorías.

Hipoxia e isquemia. Hipoxia alude a la deficiencia de oxígeno e isquemia a la reducción del aporte sanguíneo y se encuentran ambas entre las causas más frecuentes de lesión celular.  La causa más frecuente de hipoxia es la isquemia secundaria a la obstrucción de una arteria.

Toxinas-. Muchos fármacos en dosis terapéuticas pueden producir lesiones tisulares o celulares en los pacientes sensibles o también en muchas personas cuando se usan de forma excesiva o inadecuada.

Agentes infecciosos. Todos los patógenos responsables de enfermedades, incluidos los virus, las bacterias, los protozoos y los hongos, producen lesiones en las células.

Reacciones inmunitarias. Aunque el sistema inmunitario defiende al cuerpo frente a los gérmenes patógenos, las reacciones inmunitarias pueden ser origen de lesión de las células y los tejidos.

Desequilibrios nutricionales. La insuficiencia de calorías y proteínas en las poblaciones pobres sigue siendo una causa esencial de daño celular y no es raro encontrar deficiencias de vitaminas específicas.

Agentes físicos. Los traumatismos, la temperatura extrema, la radiación, el shock eléctrico y los cambios súbitos de presión atmosférica también ejercen una amplia gama de efectos sobre las células

Envejecimiento. La senescencia celular reduce la capacidad de las células de dar respuesta al estrés y puede culminar en la muerte de las células y de todo el organismo vivo.

SECUENCIA DE ACONTECIMIENTOS EN LA LESIÓN Y LA MUERTE CELULARES

Una lesión reversible es aquel estadio de la lesión celular en el que la alteración funcional y morfológica puede normalizarse cuando se elimina el estímulo responsable. Las agresiones potencialmente lesivas inducen alteraciones específicas en algunos orgánulos celulares, como el RE. El RE liso está implicado en el metabolismo de diversas sustancias químicas y las células expuestas a las mismas pueden mostrar hipertrofia del RE.

Cuando se produce una exposición nociva persistente o excesiva, las células lesionadas llegan a un punto nebuloso de «no retorno» y sufren la muerte celular.

Muerte celular

 Cuando las células sufren lesiones, mueren por distintos mecanismos, según la naturaleza y la gravedad de la agresión.

• Las alteraciones graves, como la pérdida de aporte de oxígeno y nutrientes y la acción de toxinas, producen una forma de muerte rápida e incontrolable, que se denomina muerte celular «accidental». La manifestación morfológica de esta muerte celular accidental es la necrosis.
• cuando la lesión es menos grave o es preciso eliminar células durante procesos normales, estas activan una serie de vías moleculares precisas que culminan en la muerte. Como es posible manipular este tipo de muerte mediante agentes terapéuticos o mutaciones

Necrosis

 La necrosis es una forma de muerte celular en la que se rompen las membranas y las enzimas celulares salen de la célula para acabar digiriéndola.

Las enzimas responsables de la digestión de la célula derivan de los lisosomas y pueden provenir de la propia célula que está muriendo o de los leucocitos reclutados como parte de la reacción inflamatoria. La necrosis suele ser la culminación de la lesión celular reversible que no se consigue corregir. Los mecanismos bioquímicos de la necrosis varían en función del estímulo lesivo. Estos mecanismos incluyen, aunque no se limitan a estos: falta de formación de energía en forma de ATP por la reducción del aporte de oxígeno o por la lesión de la mitocondria; lesiones en las membranas celulares.

Patrones morfológicos de necrosis tisular

En los procesos patológicos graves, se produce necrosis de extensas regiones del tejido e incluso de órganos completos. Esto puede encontrarse en la isquemia extensa, las infecciones y en algunas reacciones inflamatorias. Se describen varios patrones morfológicos de necrosis tisular que puede orientar sobre la etiología.

Apoptosis

 La apoptosis es una forma de muerte celular en la que las células activan enzimas que degradan su propio ADN nuclear y las proteínas nucleares y citoplásmicas. Luego se produce la rotura de los fragmentos de las células apoptósicas.

La membrana plasmática de la célula apoptósica se conserva intacta, pero la membrana se altera de forma que los fragmentos, llamados cuerpos apoptósicos, se hacen muy «comestibles» y son consumidos con rapidez por los fagocitos. La célula muerta y sus fragmentos se eliminan con poca fuga de contenido celular de forma que la muerte celular por este mecanismo no induce una reacción inflamatoria.

Mecanismos de la apoptosis.

 La apoptosis se regula por las vías bioquímicas que controlan el equilibrio entre las señales de muerte y supervivencia y, en último término, la activación de unas enzimas denominadas caspasas. Las caspasas se llamaron así porque son proteasas de cisteína que rompen las proteínas después de los residuos de ácido aspártico. Dos vías distintas convergen en la activación de las caspasas: la mitocondrial y la del receptor de muerte.

La consecuencia final de la muerte por apoptosis es la eliminación de los cuerpos apoptósicos por los fagocitos.

• Parece que la vía mitocondrial (intrínseca) es responsable de la apoptosis en la mayor parte de las situaciones fisiológicas y patológicas. Las mitocondrias contienen varias proteínas capaces de inducir la apoptosis, incluido el citocromo c.
• Vía del receptor de muerte (extrínseca) de la apoptosis. Muchas células expresan moléculas de superficie, llamadas receptores de muerte, que descadenan la apoptosis.
• Eliminación de las células apoptósicas. Las células apoptósicas y sus fragmentos atraen a los fagocitos mediante la generación de una serie de señales de «cómeme». Por ejemplo, en las células normales existe fosfatidilserina en la cara interna de la membrana plasmática, pero en las células apoptósicas este fosfolípido «se voltea» hacia la cara externa, donde se reconoce por los macrófagos tisulares, y esto conduce a la fagocitosis de las células apoptósicas.

Otras vías de muerte celular

• Necroptosis. Esta forma de muerte celular se inicia por la ocupación de los receptores de TNF y otros estímulos mal definidos. A diferencia de la vía extrínseca de la apoptosis, que también es distal a los receptores de TNF, en la necroptosis se activan unas cinasas llamadas proteínas de interacción con el receptor (RIP), que inician una serie de acontecimientos que causan la disolución de la célula, igual que sucede en la necrosis. El término necroptosis alude a la existencia de rasgos comunes a la apoptosis y la necrosis.
• Piroptosis. Esta forma de muerte celular se asocia a la activación de un complejo de proteínas perceptoras de peligro citosólicas llamadas inflamasoma. El resultado neto de la activación del inflamasoma es la activación de las caspasas, algunas de las cuales inducen la producción de citocinas que provocan inflamación, que con frecuencia se manifiesta como fiebre, mientras que otras activan la apoptosis. Por tanto, coexiste inflamación y apoptosis.

MECANISMOS DE LA LESIÓN Y LA MUERTE CELULARES 

• Antes de comentar los mecanismos individuales de la lesión y la muerte celular, se deberían recordar algunos principios generales.
• La respuesta celular ante un estímulo lesivo depende del tipo de lesión, su duración y gravedad.
• Las consecuencias de un estímulo lesivo dependen también del tipo, el estado, la adaptabilidad y la composición genética de la célula lesionada.
• La lesión celular se suele deber a alteraciones funcionales o bioquímicas en uno o una serie limitada de componentes celulares esenciales.

Hipoxia e isquemia

 La deficiencia de oxígeno produce el fracaso de muchas vías metabólicas dependientes de energía y culmina en la muerte celular por necrosis. La mayor parte del ATP celular se produce a partir de la adenosina difosfato (ADP) mediante fosforilación oxidativa durante la reducción del oxígeno en la · cadena de transporte de electrones de las mitocondrias. El fosfato rico en energía en forma de ATP hace falta para el transporte de la membrana, la síntesis de proteínas, la lipogenia y las reacciones de desacetilación-reacetilación necesarias para el recambio de los fosfolípidos.

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