Respuestas celulares al estrés y las agresiones tóxicas: adaptación, lesión y muerte.

Respuestas celulares al estrés y las agresiones tóxicas: adaptación, lesión y muerte.

La patología se encarga del estudio de los cambios estructurales, bioquímicos y funcionales que tienen lugar en las células, los tejidos y los órganos afectados por la enfermedad.

Tradicionalmente, el estudio de la patología se divide en patología general y patología sistémica. La primera se ocupa de las reacciones habituales de las células y los tejidos ante los estímulos lesivos. Por otra parte, la patología sistémica examina las alteraciones y los mecanismos subyacentes en las enfermedades específicas de los distintos órganos, como, por ejemplo, la cardiopatía isquémica.

Los cuatro aspectos básicos del proceso patológico, que configuran la esencia de la patología:

Etiología o causa: pueden agruparse en dos categorías fundamentales: los genéticos y los adquiridos. La idea de que un agente etiológico es la causa de una enfermedad, desarrollada a partir del estudio de las infecciones y de los trastornos heredados causados por genes determinados, no es aplicable a la mayoría de las enfermedades.

Patogenia. El término patogenia hace referencia a la secuencia de episodios celulares, bioquímicos y moleculares que sucede a la exposición de las células o los tejidos a un agente lesional.

Cambios morfológicos: Los cambios morfológicos se correlacionan con las alteraciones estructurales en células o tejidos características de una enfermedad o diagnósticas de un determinado proceso etiológico.

Alteraciones funcionales y manifestaciones clínicas: Las consecuencias finales de los cambios genéticos, bioquímicos y estructurales en células y tejidos son anomalías funcionales que generan las manifestaciones clínicas de la enfermedad (síntomas y signos) y condicionan su progresión (evolución clínica y pronóstico).

Perspectiva general: respuestas celulares al estrés y los estímulos nocivos

La célula normal queda limitada a un espectro de función y estructura más bien restringido, por su estado de metabolismo, diferenciación y especialización, es capaz de satisfacer las demandas fisiológicas manteniendo un estado de equilibrio, llamado homeostasia. Las adaptaciones son respuestas funcionales y estructurales reversibles a los cambios en los estados fisiológicos y a ciertos estímulos patológicos.

 La respuesta adaptativa puede consistir en aumento del tamaño de las células (hipertrofia) y de la actividad funcional, incremento de su número (hiperplasia), disminución de su tamaño y su actividad metabólica (atrofia), o cambio en el fenotipo de dichas células (metaplasia). Es posible que, cuando la agresión sea eliminada, la célula recupere su estado original sin sufrir consecuencias perjudiciales.

Si los límites de la respuesta adaptativa se superan o si las células son expuestas a agentes lesivos o estrés, se sucede una serie de episodios que definen lo que se conoce como lesión celular.
La lesión celular es reversible hasta cierto punto, aunque, si el estímulo persiste o es lo suficientemente intenso desde el principio, la célula sufre una lesión irreversible y, en última instancia, se produce la muerte celular.

La muerte celular, resultado final de la lesión celular progresiva, es uno de los procesos más importantes en la evolución de la enfermedad de cualquier tejido u órgano. Obedece a diferentes causas, como isquemia (reducción del flujo de sangre), infección y toxinas. Dicho proceso sigue dos vías principales: la necrosis y la apoptosis. Por último, el proceso normal de envejecimiento va acompañado de una serie de cambios morfológicos y funcionales característicos en las células. Y concluye con otros tres procesos que afectan a las células y los tejidos: las acumulaciones intracelulares, la calcificación patológica y el envejecimiento celular.

Adaptaciones del crecimiento y la diferenciación celular

Las adaptaciones son cambios reversibles en tamaño, número, fenotipo, actividad metabólica o funciones de las células, en respuesta a cambios registrados en su entorno. Tales adaptaciones pueden adoptar diferentes formas:

Hipertrofia: El término «hipertrofia» hace referencia al aumento de tamaño de las células, como consecuencia del cual se registra un incremento de tamaño del órgano afectado.

La hipertrofia puede ser fisiológica o patológica. La primera es causada por el aumento de la demanda funcional o estimulación por parte de hormonas y factores de crecimiento.
El estímulo más habitual para la hipertrofia muscular es el aumento de la carga de trabajo. En el corazón, el estímulo de la hipertrofia suele ser la sobrecarga hemodinámica crónica, debida a hipertensión o a válvulas defectuosas. La hipertrofia uterina es estimulada por hormonas estrogénicas que actúan sobre el músculo liso a través de los receptores de estrógenos, lo que aumenta la síntesis de proteínas de músculo liso y el tamaño celular.

Mecanismos de la hipertrofia. La hipertrofia se debe a la mayor producción de proteínas celulares. Hay gran interés por definir la base molecular de la hipertrofia, debido a que, a partir de un determinado punto, la hipertrofia cardíaca se convierte en un proceso inadaptado que puede culminar en insuficiencia cardíaca, arritmias y muerte súbita. Las etapas básicas de la patogenia molecular en la hipertrofia cardíaca son tres:

• Acciones integradas de los sensores mecánicos, factores de crecimiento y sustancias vasoactivas. En esta etapa, los propios sensores mecánicos inducen producción de factores de crecimiento y agonistas.

• Las señales que se originan en la membrana celular activan una compleja red de vías de transducción de señales.

• Estas vías de señalización activan un conjunto de factores de transcripción, como GATA4, factor nuclear de células T activadas (NFAT) y factor potenciador de miocitos 2 (MEF2). Estos factores de transcripción actúan de forma coordinada para aumentar la síntesis de las proteínas musculares responsables de la hipertrofia.

Hiperplasia

La hiperplasia se define como aumento del número de células en un órgano o tejido en respuesta a un estímulo. La hiperplasia solo tiene lugar cuando el tejido contiene células con capacidad de división, para aumentar así el número de células. Puede ser fisiológica o patológica:

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