Figura. Respuesta celular ante estrés o estímulo nocivo




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02

MECANISMOS DE LESIÓN CELULAR REVERSIBLE E IRREVERSIBLE

PATOLOGÍA HUMANA I, I – 2016 | HOSPITAL MÉXICO


3 de febrero de 2016

01:00 – 02:30 pm

Dra. Rosaura Conejo Cantillo.

La célula maneja una homeostasis muy establecida y delicada: es un equilibrio entre las sustancias y estructuras intracelulares como las extracelulares.
Cualquier factor puede alterar el delicado equilibrio celular, y es precisamente esta alteración la que va a producir la lesión. En ocasiones, la célula puede resistir a la alteración y se adapta, o bien, puede sufrir daño de forma reversible o irreversible.

Figura . Respuesta celular ante estrés o estímulo nocivo.
Generalmente, se puede identificar algunos estímulos fisiológicos y otros más bien patológicos. Los sobreestímulos fisiológicos consisten en eventos como las sobrecargas hormonales en estados como la adolescencia, y los estímulos patológicos como alteraciones genéticas desde nacimiento o causadas por el ambiente, entre otros.
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Como lo muestra la figura 1, ante la pérdida de homeostasis secundaria a estrés o un estímulo nocivo, la respuesta celular es la adaptación. La célula se adapta porque cuenta con mecanismos que se lo permiten, como lo es la división celular. No todas las células cuentan con los mismos mecanismos para la adaptación y evidentemente, no todas tienen la misma capacidad de adaptarse al cambio (por ejemplo, la capacidad de adaptación de un cardiomiocito o un miocito en comparación con la capacidad de adaptación de una neurona).
La figura 2 muestra de forma más concreta la situación: ante un estímulo nocivo (en este caso, el aumento en la presión en la aorta), la célula (el cardiomiocito) se adapta aumentando de tamaño o hipertrofiándose (ya que no puede aumentar de número). La hipertrofia de los miocitos ocasiona que el tamaño del ventrículo izquierdo aumente, favoreciendo que se desencadenen procesos patológicos. Las adaptaciones son cambios reversibles, ya que apenas cesa el estímulo (en este caso, el paciente empieza a tomar tratamiento para la hipertensión) el mecanismo revierte.

Figura . Mecanismo de adaptación del cardiomiocito ante un estímulo nocivo (hipertensión arterial).



ADAPTACIÓN CELULAR
Son cambios reversibles de tamaño, número fenotipo, actividad metabólica y función celular en respuesta a los cambios del ambiente. Los principales mecanismos de adaptación celular son:


  1. Atrofia: Disminución en el tamaño y actividad metabólica de la célula.

  2. Hipertrofia: Aumento del tamaño de la célula.

  3. Hiperplasia: Aumento en el número de las células.

  4. Metaplasia: Cambio en el fenotipo de las células (generalmente, por el de una célula más resistente a las condiciones del medio en el que está inmersa). Por ejemplo, en el esófago hay epitelio plano estratificado y a veces el ácido estomacal pasa por reflujo hacia el esófago, por lo que puede haber un cambio en el fenotipo del epitelio plano estratificado del esófago hacia el de una célula columnar del estómago, que si es capaz de resistir al ácido.



  • HIPERTROFIA


Ocurre en aquellas células con incapacidad de dividirse, como los miocitos. El aumento en el tamaño de las células produce un aumento en el tamaño del órgano. Un ejemplo de hipertrofia se observa en el útero, que en condiciones normales tiene un peso de 60 o 70 g, pero durante un embarazo sufre hipertrofia e incrementa su peso hasta 3 o 4 kg.

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Figura . Hipertrofia del útero durante el embarazo. A) Aspecto macroscópico del útero en condiciones de embarazo y en condiciones normales. B) Aspecto microscópico del útero en condiciones normales. C) Aspecto microscópico del útero en condiciones de embarazo.
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Mecanismos de hipertrofia:


  • La hipertrofia se debe a la acción de factores de crecimiento, como: factor de crecimiento tumoral  (TGF-), factor de crecimiento simular a la insulina 1 (IGF-1), factor de crecimiento de los fibroblastos (FGF) y agentes vasoactivos como los agonistas -adrenérgicos, endotelina 1 y ANG II.

  • El cambio genético en la síntesis proteica es también un mecanismo de hipertrofia.




Figura . Hipertrofia del ventrículo izquierdo.
El resultado final de ambos mecanismos es el aumento en la síntesis de proteínas. El ejemplo clásico se puede observar en el corazón: hay un ventrículo izquierdo de un tamaño aumentado. Lo que sucede con la hipertrofia del ventrículo izquierdo es que el ritmo y capacidad de crecimiento de los vasos no es el mismo de los miocitos, por lo que el efecto final de la hipetrofia sería un infarto porque los vasos sanguíneos no llegan a oxigenar todo el miocardio. cv101

  • HIPERPLASIA


Consiste en el aumento en el número de células, que da como resultado el aumento de masa de un órgano. Evidentemente, las células que sufren hiperplasia poseen la capacidad de dividirse. La hiperplasia puede ser fisiológica o patológica:

Un ejemplo de hiperplasia fisiológica hormonal es el que ocurre con la glándula mamaria de una mujer embarazada, ya que hay un aumento en la cantidad de células para producir la leche. En cuanto cesa la lactancia, la glándula recobra su tamaño normal. La hiperplasia fisiológica compensatoria es aquella que se produce cuando una porción del tejido es eliminada o está enferma; el ejemplo más claro es la actividad mitótica de los hepatocitos restantes luego de una resección parcial de hígado, que a la larga, restablece el peso normal del órgano.

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Figura . Hiperplasia fisiológica hormonal. Glándula mamaria en condiciones normales (izquierda) y glándula mamaria durante el periodo de lactancia (derecha).


La hiperplasia patológica se origina a partir del exceso de factores de crecimiento u hormonas. Un ejemplo conciso de esta condición se observa en el útero con hiperplasia del endometrio. En este caso, el exceso de estrógenos es el factor desencadenante de una condición que fácilmente puede pasar a ser cancerosa.


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Figura . Hiperplasia patológica: hiperplasia del endometrio.



  • ATROFIA


La atrofia consiste en la disminución de tamaño de un órgano o tejido debido a una disminución en el tamaño o número de las células. La atrofia puede ser fisiológica o patológica:

  • La atrofia patológica se puede observar cuando en un feto de sexo femenino, las estructuras masculinas sufren atrofia e isquemia.

  • La atrofia patológica se puede observar en muchos casos:

  1. Disminución de la carga de trabajo: Luego de una fractura de miembro superior o inferior, se observa atrofia del músculo por la inmovilización.

  2. Pérdida de inervación

  3. Disminución del aporte sanguíneo

  4. Nutrición inadecuada

  5. Pérdida de estimulación hormonal: Se puede observar cuando no ocurre el descenso de un testículo y este permanece en el abdomen. En este caso, las hormonas no producen el crecimiento normal del órgano debido a poco estímulo. (Fig. 7A)

  6. Envejecimiento: Se puede observar en el cerebro, el de una persona adulta mayor tiene surcos muy amplios y circunvoluciones estrechas por pérdida de la sustancia cerebral respecto a un cerebro joven. Esto es un proceso normal del envejecimiento. (Fig. 7B)

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Figura . Atrofia. A) Atrofia testicular por pérdida de estimulación hormonal (izquierda) B) Atrofia cerebral por envejecimiento (izquierda)



  • METAPLASIA


La metaplasia es un proceso reversible en el cual una célula adulta es reemplazada por otra célula adulta con mayor capacidad para sobrevivir en el medio adverso. La metaplasia cede cuando el estímulo nocivo cede. Un ejemplo de metaplasia puede observarse en el cérvix: el endocérvix cuenta con epitelio cilíndrico y el exocérvix con epitelio escamoso; principalmente por infecciones se produce una destrucción del epitelio cilíndrico y expresión del epitelio escamoso (que es “más fuerte”) para tratar de resistir la condición.


Figura . Metaplasia (en cérvix).
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LESIÓN CELULAR
Se puede presentar en aquellas células que no logran adaptarse ante un estímulo nocivo persistente. El resultado final de cualquiera de los mecanismos de lesión celular será un daño en el ADN y las proteínas. Los mecanismos de lesión celular son:

  1. Depleción de ATP (principal mecanismo)

  2. Daño mitocondrial

  3. Entrada de calcio

  4. Acumulación de radicales libres

  5. Defecto en la permeabilidad de la membrana

  6. Daño en el ADN y proteínas





Figura . Mecanismos de lesión celular.


Como se había estudiado previamente, la célula normal ante estrés o estímulo nocivo generaba un mecanismo de adaptación. Sin embargo, cuando la célula se torna incapaz de adaptarse porque el estímulo es muy fuerte, empieza a ocurrir el daño celular. El daño celular puede ser reversible o irreversible, y esto depende de la naturaleza e intensidad del estímulo, además de factores como el metabolismo celular, el flujo sanguíneo y el estado nutricional de la célula.
¿Cuáles son las causas de lesión?


Figura . Respuesta celular al estrés y a los estímulos lesivos.
Privación de oxígeno: Es importante tener clara la diferencia entre hipoxia e hipoxemia; la primera condición consiste en una disminución en el oxígeno que alcanza a los tejidos y la segunda una disminución de la PaO2. La hipoxia no es lo mismo que isquemia, ya que la isquemia se presenta cuando hay obstrucción y hay daño por falta de oxígeno (no un oxígeno tisular disminuido); por ende, puede haber hipoxia sin que necesariamente ocurra isquemia, pero siempre que hay isquemia va a haber hipoxia (porque esta es el resultado final de la falta de O2).

  1. Agentes químicos: La glucosa y el sodio son metabolitos celulares que en concentraciones inadecuadas pueden ser causantes de daño en la célula. Hay elementos exógenos como el CO, tabaco, alcohol e insecticidas que pueden dañar la célula directamente.

  2. Agentes infecciosos: Virus, bacterias, hongos, protozoos.

  3. Reacciones inmunológicas: De tipo autoinmune o alérgicas

  4. Defectos genéticos: Como las malformaciones congénitas o bien, alteraciones que hacen a la célula más susceptible a daños químicos.

  5. Desequilibrios nutricionales: La obesidad puede producir daños y desequilibrios en las células.

  6. Agentes físicos: Traumatismos, temperaturas y descargas eléctricas pueden ser causales de daño celular.

  7. Envejecimiento: Hay alteraciones en la replicación y reparación celular, por ende, menor capacidad para responder al daño.


Tipos de lesión celular


Figura . Tipos de lesión celular.
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Continuando con el ejemplo del miocardio, este puede adaptarse a determinado estímulo y sufrir hipertrofia. Por otro lado, como se observa en la figura 11, ante el daño celular se genera en el miocito un acumulo de sustancias en la célula pero la célula se puede recuperar de esto, constituyendo un daño reversible. Si el miocito no se recupera, sigue su camino hacia el daño irreversible, en donde le espera la muerte y destrucción celular por falta de oxígeno (en este caso, un infarto al miocardio).


  1. Daño irreversible


Ocurre cuando la agresión es intensa o persistente. Esta puede ocurrir por dos maneras: necrosis o apoptosis. La necrosis es la que ocurre más frecuentemente y se da por el daño en la membrana celular; la apoptosis se distingue por conservar una membrana intacta y asociación a un proceso de fagocitosis. En el daño irreversible hay incapacidad para revertir la disfunción mitocondrial y trastornos profundos en la función de la membrana.
Necrosis
Hay destrucción de la membrana celular por lo que el contenido de la célula se libera. Dentro de la célula se cuenta con enzimas que cuando son liberadas, son capaces de destruir o dañar a las células adyacentes. Las causas de la necrosis son la disminución del riego sanguíneo y la exposición a toxinas. Además, se caracteriza por:

  • Tumefacción celular

  • Desnaturalización de proteínas

  • Degradación de organelas


Apoptosis
Se da la formación de pequeños cuerpos rodeados de membrana que luego son fagocitados por macrófagos. Se trata de un “suicidio” controlado por la propia célula que sucede en condiciones fisiológicas y permite la eliminación de células muertas.


Figura . Necrosis y Apoptosis celular.


  1. Daño reversible


En este caso se puede observar hinchazón o tumefacción celular, debido al fracaso de las bombas iónicas. Este fenómeno se aprecia en los túbulos renales (fig. 13). Por otra parte, puede ocurrir un acumulación de sustancias, como el cambio graso en el tejido, donde hay vacuolas lipídicas en el citoplasma de las células o bien, acumulo de pigmentos como la lipofuscina.f4-u1

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2.

1.


Figura . Daños reversibles. 1) Tumefacción o hinchazón de las células de túbulos renales. 2) Acúmulo de sustancias: cambio graso en hepatocitos.



PATRONES DE NECROSIS

Histológicamente, la necrosis presenta los siguientes cambios celulares:

  • Aumento de la eosinofilia (todo se ve más rosado, causado por la eosina propia de la tinción HE)

  • Destrucción de la membrana

  • Calcificación

  • Degradación de fosfolípidos a ácidos grasos

  • Alteraciones nucleares: cariólisis (destrucción del contenido nuclear pero no de la membrana nuclear), picnosis (condensación del núcleo) y cariorrexis (fragmentación del núcleo, es la más frecuente). No hay mecanismos claros que expliquen las alteraciones nucleares; los tres tipos de alteraciones pueden presentarse en células adyacentes.


Figura . Alteraciones nucleares.



Se distinguen 6 tipos de patrones de necrosis, cuyos nombres se han dado tomando en cuenta el resultado macroscópico que producen:

* Las más frecuentes se encuentran subrayadas.


  1. Necrosis coagulativa  Nombre dado por el aspecto que daba la clara de huevo cocinada. Se observan células muertas (eosinofilia aumentada, sin presencia de núcleos que se ven como puntitos morados). La arquitectura del tejido se encuentra conservada y la causa principal es la falta de oxígeno por isquemia. Se presenta en órganos sólidos excepto en el cerebro, ya que aquí ocurre necrosis liquefactiva.renal060


Figura . Necrosis coagulativa. Ejemplo: riñón.
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  1. Necrosis liquefactiva  Las enzimas de los leucocitos licuan el tejido, de manera que queda un espacio; se origina por la falta de oxígeno secundaria a infecciones bacterianas y fúngicas. Se observa típicamente en cerebro, y las funciones del tejido que a sufrido liquefacción se pierden.





Figura . Necrosis liquefactiva.


  1. Necrosis gangrenosa  Es característica de miebros superiores e inferiores. Se presenta con la isquemia, que genera la necrosis coagulativa de los tejidos.




Figura . Necrosis gangrenosa.



  1. Necrosis caseosa  Nombre dado por el aspecto de leche coagulada o si formara queso. Es característica de la infección por tuberculosis o cualquier micobacteria. Hay alteración de la arquitectura y se denota un halo de inflamación alrededor.




Figura . Necrosis caseosa.


  1. Necrosis grasa  Se produce principalmente en el páncreas debido a la destrucción enzimática. El páncreas es un órgano de producción de enzimas, por lo que si hay un agente que destruye las células pancreáticas las enzimas se liberan y destruyen el tejido adyacente. También puede ocurrir en la mama de la mujer y el abdomen.



Figura . Necrosis grasa.




  1. Necrosis fibrinoide  Es poco frecuente, solamente ocurre en reacciones inmunes. Se caracteriza por el depósito de inmunocomplejos y fibrina.


Figura . Necrosis fibrinoide (granuloma).







    • La R/ celular al estímulo nocivo depende del tipo, duración e intensidad de la lesión

    • Las consecuencias dependen del estado, adaptabilidad y composición genética de la célula lesionada

    • La lesión celular es consecuencia de anomalías funcionales y bioquímicas de uno o varios componentes esenciales: mitocondrias, membranas,citoesqueleto, síntesis de proteínas y aparato genético
    Elementos importantes que hay que recordar de la clase:

TRANSCRITO POR: Karen Pacheco R. (karen_904pl@hotmail.com)

PATOLOGÍA HUMANA I (HMX) I – 2016 | 1

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