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Respuestas celulares ante el estrés y las agresiones por tóxicos: adaptación, lesión celular y muerte. Introducción a la patología La palabra patología proviene de logos, que significa estudio y pathos, que significa enfermedad; es por tanto el estudio de la enfermedad. Esta disciplina se encarga de...

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Respuestas celulares ante el estrés y las agresiones por tóxicos: adaptación, lesión celular y muerte. Introducción a la patología La palabra patología proviene de logos, que significa estudio y pathos, que significa enfermedad; es por tanto el estudio de la enfermedad. Esta disciplina se encarga del estudio de los cambios morfológicos, bioquímicos y funcionales en las células, tejidos y órganos en consecuencia de una enfermedad. De igual manera, trata de explicar las causas y consecuencias de los signos y síntomas que el paciente presenta. División de la patología Patología general: Se ocupa de las reacciones de las células y tejidos frente a estímulos anormales y defectos hereditarios. Patología sistémica: Analiza las alteraciones de órganos y tejidos especializados.

General Patología Sistémica

Aspectos de un proceso patológico Etiología o causa: Los factores etiológicos pueden ser:  

Genéticos: Mutaciones hereditarias y variantes de genes. Adquiridos: Infecciosos, nutricionales, químicos, físicos.

Patogenia: Se refiere a la secuencia de acontecimientos que constituyen la respuesta de las células o tejidos ante un agente etiológico, desde el estimulo inicial, hasta la expresión final de la enfermedad. Anatomía Patológica |Respuestas celulares ante el estrés y las agresiones por tóxicos: adaptación, lesión y muerte

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Cambios moleculares y morfológicos: Se refiere a las alteraciones estructurales de células o tejidos que caracterizan a una enfermedad. Alteraciones funcionales y manifestaciones clínicas: Son el resultado final de las alteraciones genéticas, bioquímicas y estructurales que presentan las células y tejidos. Dichas alteraciones funcionales tienen como consecuencia signos y síntomas y también condicionan la evolución de la enfermedad. Proceso patologico

Patogenia

Etiología

Genéticos

Cambios morfológicos

Alteraciones funcionales y manifestacione s clinicas

Adquiridos

Introducción: respuestas celulares frente al estrés y los estimulas nocivos La célula lleva a cabo de manera normal, una serie de procesos fisiológicos y metabólicos de manera automática, gracias a esto, mantiene un estado de equilibrio llamado homeostasis. Las adaptaciones son respuestas funcionales y estructurales reversibles ante situaciones de estrés fisiológico y ante algunos estímulos patológicos, durante los cuales, la célula debe conseguir nuevos estadios de equilibrio que le permitan sobrevivir y seguir funcionando. Cuando se elimina el estrés, las células podrán recuperar su estado inicial sin tener secuelas. La respuesta adaptativa puede ser: 

Hipertrofia: Aumento del tamaño de las células y de su actividad funcional.

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  

Hiperplasia: Aumento del número de células. Atrofia: Reducción del tamaño de las células y de su actividad metabólica. Metaplasia: Cambio en el fenotipo de las células.

Adaptacion

Hipertrofia

Hiperplasia

Atrofia

Metaplasia

La lesión celular se presenta debido a una serie de acontecimientos producidos cuando se superan los límites de las respuestas adaptativas. La lesión celular es reversible si el estimulo lesivo es eliminado o disminuido. Por lo contrario, si el estimulo persiste o tiene suficiente intensidad como para provocar daños, la célula acabara sufriendo una lesión irreversible y al final se producirá una muerte celular

Reversible Lesión celular Irreversible

Muerte celular

La muerte celular es la consecuencia final de la lesión celular progresiva. Se puede deber a isquemia, infecciones o toxinas. Es también un proceso normal durante la embriología, el desarrollo de los órganos y el mantenimiento de la homeostasis. Existen dos vías fundamentales para la muerte celular, la necrosis y la apoptosis.

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Necrosis Muerte celular Apoptosis

Adaptaciones del crecimiento y la diferenciación celulares HIPERTROFIA La hipertrofia es el aumento del tamaño de las células, que tiene como consecuencia un aumento del tamaño del órgano. El incremento del tamaño de las células se debe a la síntesis de más componentes estructurales y debido al aumento de las exigencias funcionales o a la estimulación por hormonas o factores de crecimiento. Las células capaces de dividirse pueden responder ante el estrés con hiperplasia e hipertrofia; mientras que las células incapaces de dividirse solo pueden aumentar su masa tisular mediante hipertrofia.

Fisiológica Hipertrofia Patológica

Ejemplos de hipertrofia fisiológica:  

Hipertrofia muscular por aumento del esfuerzo. El crecimiento masivo del útero durante el embarazo.

Ejemplos de hipertrofia patológica:  

Hipertrofia del miocardio causada por hipertensión o enfermedades cardiovasculares. Hipertrofia de RE liso por consumo de alcohol.

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HIPERPLASIA La hiperplasia es un aumento en el número de células de un órgano o tejido, que provoca un aumento de la masa de los mismos. La hiperplasia se produce cuando las células son capaces de dividirse, pudiendo ser fisiológica o patológica.

Hormonal

Fisiológica Hiperplasia

Compensadora Patológica

Hiperplasia fisiológica La hiperplasia fisiológica se puede clasificar en:  

Hiperplasia hormonal: Aumenta la capacidad funcional de un tejido que lo necesita. Hiperplasia compensadora: Aumenta la masa tisular tras una lesión o recesión parcial.

Ejemplos de hiperplasia fisiológica hormonal:  

La proliferación del epitelio glandular de la mama femenina en la pubertad y durante el embarazo. Tras el periodo menstrual, se produce un brote rápido de actividad proliferativa del epitelio.

Ejemplos de hiperplasia fisiológica compensadora: 

En los individuos que donan un lóbulo hepático para trasplante, las células restantes proliferan y el órgano crece rápidamente hasta recuperar su tamaño original.

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Hiperplasia patológica Las hiperplasias patológicas se deben a un exceso de hormonas o factores de crecimiento Ejemplos de hiperplasia patológica: 

 

Tras el periodo menstrual, se produce un brote rápido de actividad proliferativa del epitelio estimulado por las hormonas hipofisiarias y los estrógenos ováricos. Esta actividad se detiene por el aumento de las concentraciones de progesterona, unos 10-14 días antes del final del periodo menstrual. Sin embargo, en algunos casos este equilibrio entre estrógenos y progesterona sufre alteraciones. Eso determina un aumento absoluto o relativo de los estrógenos, con la consiguiente hiperplasia de las glándulas endometriales. Hiperplasia prostática benigna inducida por respuestas frente a hormonas, como los andrógenos. Hiperplasia asociada a infecciones virales como el VPH que produce verrugas cutáneas y lesiones mucosas constituidas por masas de epitelio hiperplásico.

ATROFIA La atrofia es una reducción del tamaño de un órgano o tejido, como consecuencia a una reducción del tamaño y número de células, por una menor síntesis de proteínas. La atrofia puede ser fisiológica o patológica. Fisiológica Atrofia

Local Patológica Generalizada

Atrofia fisiológica Es frecuente durante el desarrollo. Ejemplos de atrofia fisiológica: 

Estructuras embrionarias como el notocordio o el conducto tirogloso, experimentan atrofia durante el desarrollo fetal.

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

El tamaño del útero disminuye al poco tiempo del parto.

Atrofia patológica Depende de la causa, y puede ser local o generalizada. Ejemplos de atrofia patológica: 

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

 

Atrofia por desuso: cuando se inmoviliza un hueso fracturado en un yeso o cuando se deja al paciente en reposo absoluto en cama se produce una atrofia del musculo esquelético. Atrofia por denervación: el metabolismo y la función normal del musculo esquelético dependen de la inervación. Atrofia senil que puede producirse en el cerebro o el corazón por la reducción de la irrigación (isquemia) como consecuencia de una enfermedad oclusiva arterial. Atrofia muscular (caquexia) debido a una mal nutrición proteicocalorica, el musculo esquelético se usa como fuente de energía cuando las otras reservas como el tejido adiposo, se han agotado. Atrofia del endometrio, el epitelio vaginal y la mama por perdida de estimulación estrogénica tras la menopausia. Un tumor benigno que aumenta de tamaño puede provocar la atrofia de los tejidos sanos que lo rodean por compresión tisular.

La atrofia se produce por una menor síntesis de proteínas con aumento de su degradación en las células. La síntesis de proteína se reduce por la menor actividad metabólica. METAPLASIA La metaplasia es un cambio reversible en el que una célula diferenciada se sustituye por otro tipo celular. Ejemplos de metaplasia: 



Metaplasia cilíndrica a escamosa: en los fumadores habituales, el epitelio cilíndrico ciliado normal de la tráquea y los bronquios se sustituye por un epitelio escamoso estratificado. Metaplasia cilíndrica a escamosa: los cálculos de los conductos excretores de las glándulas salivales, el páncreas o los conductos

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 

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biliares pueden determinar también que el epitelio cilíndrico secretor normal se sustituya por epitelio escamoso estratificado. Una deficiencia de vitamina A (acido retinoico) induce la metaplasia escamosa del epitelio respiratorio. Metaplasia cilíndrica a escamosa: esófago de Barrett, en el cual el epitelio escamoso del esófago se sustituye por células cilíndricas de tipo intestinal por influencia del reflujo de ácido gástrico. Metaplasia de tejido conectivo: formación de cartílago, hueso o tejido adiposo (tejidos mesenquimales) en zonas que normalmente no contienen estos elementos. Por ejemplo, la formación de hueso dentro del musculo (miositis osificante).

La metaplasia no es el cambio de fenotipo de una célula ya diferenciada, si no que es la reprogramación de las células madre que existen en los tejidos normales o de células mesenquimales indiferenciadas presentes en el tejido conjuntivo.

Introducción a las lesiones y la muerte celular La lesión celular se produce cuando las células se someten a un estrés tan intenso y/prolongado que ya no pueden adaptarse. Las lesiones pueden progresar y culminar en la muerte celular. 



Lesión celular reversible: Las alteraciones pueden ser reversibles si se elimina el estimulo lesivo. Las lesiones celulares reversibles se caracterizan por una reducción en la fosforilación oxidativa, edema celular por cambios en las concentraciones de iones y la entrada de agua y alteraciones en diversos orgánulos como las mitocondrias y el citoesqueleto. Muerte celular: La lesión es irreversible cuando la agresión persiste, la célula ya no puede recuperarse y muere.

Causas de lesión celular Privación de oxigeno: La hipoxia es la privación de oxigeno, que provoca lesiones celulares al reducir la respiración oxidativa aerobia. La hipoxia se puede producir por una reducción del flujo sanguíneo (isquemia), una oxigenación inadecuada de la sangre por fracaso cardiorrespiratiorio y

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una reducción de la capacidad de oxigenación de la sangre, o tras una hemorragia. Agentes físicos: Traumatismos mecánicos, temperaturas extremas (quemaduras o frio), cambios súbitos de la presión atmosférica, choque eléctrico. Agentes químicos y fármacos: Glucosa o sal en concentraciones hipertónicas que pueden producir una alteración del equilibrio electrolítico celular. El oxigeno en cantidades altas resulta toxico. Las cantidades mínimas de veneno pueden provocar la muerte. Productos de la contaminación como insecticidas y herbicidas, monóxido de carbono, drogas y alcohol. Agentes infecciosos: Virus, gusanos, bacterias, hongos, parásitos. Reacciones inmunológicas: Las reacciones dañinas frente a los autoantígenos endógenos son responsables de varias enfermedades autoinmunitarias. Desequilibrios nutricionales: Las deficiencias proteicocalóricas, las deficiencias de vitaminas, el exceso de colesterol predispone la aterosclerosis, y la obesidad que se asocia a la incidencia de varias enfermedades como la diabetes o el cáncer.

Alteraciones morfológicas en las lesiones celulares Las lesiones reversibles se caracterizan por edema en la célula y sus orgánulos; presencia de bullas en la membrana plasmática; separación de los ribosomas del RER; y agregación de la cromatina nuclear. Estos cambios morfológicos son causados por una menor generación de ATP, pérdida de la integridad de la membrana celular, defectos en la síntesis de proteínas, lesiones del citoesqueleto y daño en el DNA. LESIONES REVERSIBLES Existen dos características principales de las lesiones celulares reversibles: 

Edema celular: La célula no consigue mantener su equilibrio iónico y de líquidos, que ocasiona el fracaso de las bombas iónicas de la membrana.

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

Cambio graso: Se manifiesta por la aparición de vacuolas de lípidos en el citoplasma.

Morfología El edema celular es la primera manifestación de daño celular. Se produce palidez, aumento de la turgencia y aumento del peso de un órgano. Aparecen pequeñas vacuolas dentro del citoplasma, que corresponden a segmentos de RE distendidos y escindidos, fenómeno que se conoce como cambio hidrópico o degeneración vacuolar. Los cambios estructurales de las lesiones reversibles son: Anatomía Patológica |Respuestas celulares ante el estrés y las agresiones por tóxicos: adaptación, lesión y muerte

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Alteraciones de la membrana plasmática: bullas, borramiento y pérdida de microvellosidades. Cambios mitocondriales: edema. Dilatación del RE: con separación de polisomas. Alteraciones nucleares: disgregación de elementos fibrilares y granulares.

NECROSIS Se debe a la desnaturalización de las proteínas intracelulares y la digestión enzimática de la célula.

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Morfología La célula necrótica puede tener un aspecto más homogéneo y brillante que las células normales por la pérdida de glucógeno. Cuando las enzimas han digerido los orgánulos citoplasmáticos, el citoplasma se vacuoliza y aparece apolillado. Los cambios nucleares son provocados por la degradación del DNA. La basofilia de la cromatina puede desaparecer (cariolisis). La picnosis se caracteriza por una retracción nuclear con aumento de la basofilia. Un tercer patrón es conocido como cariorrexis , el núcleo picnótico se fragmenta. Al cabo de 1-2 días la célula desaparece.

Necrosis

Coagulativa

Licuefactiva

Gangrenosa

Caseosa

Grasa

Fibrinoide

Tipos de necrosis 

Necrosis coagulativa: Se conserva la arquitectura de los tejidos muertos, al menos durante unos días. La lesión desnaturaliza las proteínas estructurales y las enzimas, y bloquea la proteólisis de células muertas.

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

Necrosis licuefactiva: Se produce una digestión de las células muertas, el tejido se transforma en una masa viscosa liquida. Se produce en las infecciones bacterianas y micóticas por la acumulación de leucocitos. El material necrótico suele ser amarillento por la presencia de leucocitos muertos y se llama pus.



Necrosis gangrenosa: No es un patrón específico de muerte celular. Se suele aplicar a un miembro, sobre todo en la parte distal de la pierna que ha perdido su irrigación y ha sufrido una necrosis, generalmente coagulativa. Cuando se debe a una infección bacteriana se produce una necrosis más licuefactiva.

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Necrosis caseosa: Se caracteriza por una colección de células lisadas o fragmentadas y un resto granular amorfo rodeados de un margen inflamatorio. Este aspecto es característico de un foco de inflamación conocido como granuloma.



Necrosis grasa: No es un patrón específico de muerte celular. Se refiere a áreas focales de destrucción de la grasa debido a la liberación de lipasas, las lipasas liberadas separan los esteres de los triglicéridos contenidos dentro de los adipocitos. Los ácidos grasos que se producen, se combinan con el calcio (saponificación de las grasas).

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

Necrosis fibrinoide: es una forma especial de necrosis que se produce cuando se depositan complejos de antígenos y anticuerpos en las paredes de las arterias.

Mecanismos de lesión celular La respuesta celular frente a un estimulo lesivo depende de su naturaleza, duración e intensidad: Dosis bajas de una toxina o periodos breves de isquemia pueden ocasionar daños reversibles, pero dosis más altas de la misma toxina, o periodos prolongados de isquemia pueden causar una muerte celular o una lesión celular irreversible. Las consecuencias de la lesión celular dependen del tipo, estado y capacidad de adaptación de la célula lesionada: La situación hormonal y nutricional de la célula es importante para una respuesta a la lesión. La lesión celular se produce por diversos mecanismos bioquímicos que actúan sobre varios componentes celulares esenciales: Los más comunes son mitocondrias, membranas celulares, maquinaria de la síntesis y empaquetamiento de proteínas, y el DNA de los núcleos. DEPLECIÓN DEL ATP Las principales causas de agotamiento de ATP son una reducción del aporte de oxigeno y nutrientes, las lesiones de las mitocondrias y las acciones de algunas toxinas. La depleción del ATP hasta el 5-10% de las concentraciones normales afecta a muchos sistemas celulares esenciales: Anatomía Patológica |Respuestas celulares ante el estrés y las agresiones por tóxicos: adaptación, lesión y muerte

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La actividad de la bomba de sodio depende de energía de la membrana plasmática: El fracaso de este sistema de transporte activo ocasiona una acumulación de sodio en las células y una salida de potasio por difusión, que tiene como consecuencia un aumento isoosmótico de agua, que produce edema celular con dilatación del RE. Alteraciones del metabolismo celular de la energía: Si el aporte de oxigeno a las células se reduce como en la isquemia, se detiene la fosforilación oxidativa, esto reduce el ATP, lo que aumenta la velocidad de...