CATEDRA DE PATOLOGIA

Patologia Celular I

HomeostasiaAdaptaciones Celulares

Daño CelularMuerte Celular

Dr. Meneses I SEMESTRE 2011

Introducción

Patología: pathos : sufrimiento logos: estudio

Patología

Bioquímica SintomasBiología Celular SignosBiología Molecular Manifestaciones Genética Clínicas

CienciasBásicas

Prácticaclínica

El árbol de la medicina

El Proceso de génesis de la enfermedad

1) Etiología: agentes intrínsecos ( genéticos) y extrínsecos (adquiridos)

2) Patogénesis: secuencia de eventos de las células y/o tejidos en respuesta al agente etiológico.

3) Cambios Morfológicos: alteraciones estructurales de las células y/o tejidos que son características de la enfermedad o diagnósticas del proceso etiológico.

4) Alteraciones funcionales : cambios morfológicos van a influenciar el normal funcionamiento celular y tisular

MANIFESTACIONES CLINICAS

Homeostasia

Definición: estado de la célula normal, capaz de manejar las demandas fisiológicas normales para la que fue diseñada.

Adaptaciones celulares: estado adaptativo de la célula en respuesta a demandas fisiológicas excesivas o algunos estímulos patológicos; preservando su viabilidad.

Daño Celular: cuando la célula no logra adaptarse a los nuevos estímulos o cuando estos son excesivos.

Muerte Celular: la consecuencia final del daño celular.

Estimulo

Nocioso

Cuando se pierde la homeostasia…

x x

Célula normal

Adaptación Celular

Daño Celular

Muerte Celular

Reversibilidad Irreversibilidad

Adaptaciones Celulares

Respuesta celular a estímulos fisiológicos excesivos o algunos patógenos.

Un nuevo estado de equilibro es alcanzado por la célula, en que se modula su funcionamiento, pero siempre preservando su viabilidad.

Permite a la célula responder adecuadamente estos estímulos sin sufrir daño.

Ejemplos de adaptaciones celulares:- Hiperplasia- Hipertrofia- Atrofia- Metaplasia

Daño Celular

Si el estímulo fisiológico o patológico excede la capacidad adaptativa de la célula, se producirá daño celular.

Daño Celular corresponde a una serie de eventos que ocurren en la estructura ( p.e : membrana celular ) y metabolismo de la célula ( p.e. metabolismo mitocondrial ).

El Daño Celular es reversible hasta cierto punto, sin embargo, si el estímulo persiste o si es suficientemente severo desde el inicio, la celula llega al “punto de no regreso” y sufre daño celular irreversible y muerte celular.

Daño Celular se clasifica entonces como:Reversible.Irreversible.

¿ Que agentes causan daño a la

célula?

Causas Generales de Daño Celular.Las causas de daño celular son muy variadas, y van desde un sutil cambio en el código genético de la célula hasta la lesión traumática externa en un accidente violento. Todas estas se pueden agrupar en las siguientes categorías:

o Deprivación de Oxígeno: Hipoxia compromete la respiración oxidativa aeróbica de la célula. Se produce por:

- Falla en el aporte de oxígeno.- Falla en la capacidad de transporte de oxígeno.

Hipoxia es diferente a Isquemia.

o Agentes Físicos: incluye trauma mecánico, temperaturas extremas ( frío-calor), cambios en presión atmosférica, radiaciones ionizantes, shock eléctrico.

Causas de daño celular ( continuación...)3. Agentes químicos y drogas: Son incontables. Desde

sustancias químicas simples hasta sustancias complejas.- Herbicidas, insecticidas.- Contaminantes del aire.- Preservantes, colorantes para alimentos.- Agentes “sociales” como el alcohol, tabaco.- Drogas terapéuticas.

4. Agentes Infecciosos: virus, bacterias, hongos y parásitos.5. Reacciones Inmunológicas: reacciones anafilácticas contra

una proteina extraña hasta reacciones autoinmunitariascontra antígenos endógenos.

6. Desórdenes Genéticos: desde sutiles sustituciones de bases que alteran la síntesis de una enzima, hasta malformaciones mayores (sd. Down, Sd. Turner, etc).

7. Desórdenes Nutricionales: deficiencias proteico calóricas, deficiencias de vitaminas, o excesos nutricionales.

Homeostasia

Isquemia

Hipoxia

Bacterias

Quimicos

Ag. Fisicos

Radiación

Virus

Ag. Inmunológicos

¿ Cuales son los mecanismos mediante los cuales se daña la célula?

ATP Transporte de membrana.Sintesis de proteinas.Lipogénesis.

El ATP se produce por 2 vías esenciales:- Fosforilación oxidativa ( a partir de ADP ) en la mitocondria.Es la vía más importante de producción de ATP en mamíferos.- Vía glicolítica (genera ATP sin necesidad de oxígeno) a partir de glucosa sérica o de la hidrólisis del glucógeno.

La sintesis disminuida y/o deplección de ATP es una consecuencia común del daño Hipóxico e Isquémico.

1- Deprivación de ATP

2- Oxígeno y Radicales libres de Oxígeno

Formas de oxígeno reactivo parcialmente reducidos que pueden dañar lípidos, proteínas, y ácidos nucleicos.Radicales libres siempre se producen en pequeñas cantidades, pero la célula tiene sistemas de control y disposición.( agentes antioxidantes como vitamina E, A, C; Hierro, Cobre y enzimas especializadas (Catalasa, Superóxidodismutasas, etc.).Agentes como radiación, químicos, daño hipoxia-reperfusión, inflamación puede generar una sobreproducción de radicales libres.

3- Pérdida de Homeostasis del Calcio.

NORMALMENTE:El calcio se mantiene en concentraciones bajas intracelularmente.Calcio intracelular es secuestrado dentro de mitocondria y retículo endoplasmático.

DURANTE DAÑO ISQUÉMICO Y/O TÓXICO.Incremento en los niveles de Calcio citoplasmático ( por aumento en la permeabilidad de membrana celular y por liberación mitocondrial y reticular de Calcio.).El aumento en los niveles de calcio va a aumentar la permeabilidad inespecífica de la membrana celular y la activación de varios grupos enzimáticos, causando efectos deletéreos en la célula.

Pérdida de selectividad en la permeabilidad y consecuente daño patente de la membrana celular.

4- Defectos en la Membrana Celular

Deplección de ATPActivación de Fosfolipasasmediadas por calcio

Daño directo:-toxinas virales-toxinas bacterianas-agentes citolíticos-agentes físicos y químicos

5- Daño mitocondrial irreversible.

Disfunción mitocondrial irreversible va a causar la muerte de la célula.Estímulos hipóxicos y tóxicos pueden causar daño a la mitocondria.

( por aumento del Ca++, daño oxidativo, degradación de fosfolípidos, etc.).

Daño mitocondrial:Formación de canales de alta conductancia en la membrana interna, alterando el potencial conductivo de la membrana.Salida del citocromo C al plasma.

Daño celular

Deplección de ATP.

Radicales libres.

Elevación del Calcio intracitoplasmático.

Pérdida de selectividadde membrana celular.

Daño mitocondrial

El evento final del daño celular…

x x

La muerte de la célula

Necrosis

Espectro de cambios morfológicos que siguen a la muerte de la célula en el tejido viviente, resultado en su gran mayoría a la acción degradativa progresiva de las enzimas en la célula letalmente dañada.

El aspecto morfológico de la necrosis es el resultado de 2 procesos concurrentes:

1- Digestión enzimática de la célula ( autólisis o heterólisis)

2- Desnaturalización de las proteínas

Necrosis, cambios morfológicos en la célula

Las células se muestran con una eosinofilia aumentada

Su apariencia es más homogénea, vidriosa

Citoplasma se muestra vacuolado

Calcificación de la célula muerta.

Nucleo va a mostrar cualquiera de los 3 siguientes patrones (todos secundarios a la degradación del ADN)

1- Kariolisis ( desaparición de la basofilia )2- Picnosis ( encogimiento y aumento de basofilia)3- Kariorrexis ( picnosis + fragmentación)

Tipos de Necrosis

Necrosis de Coagulación- cuando el evento predominante es la desnaturalización proteica- implica la preservación de la arquitectura celular - el tejido necrótico es firme

Infarto agudo miocardio

Infarto renal

Necrosis de Licuefacción- característica de infecciones bacterianas- hay digestión completa de las células muertas- resultado: una masa viscosa semilíquida

Absceso pulmonar

Necrosis; tipos especiales

Necrosis Caseosa:

- Forma distintiva de necrosis de coagulación que se encuentraen focos de infección tuberculosa.

- Un centro granular de desechos celulares rodeados de un anillo de células inflamatorias ( granuloma)

Necrosis Grasa:- No denota ningún patrón específico de necrosis.- Destrucción focal de células grasas.- Usualmente debido a la liberación de lipasas pancráticas

activadas ( pancreatitis aguda)

Necrosis caseosa ganglio linfático

APOPTOSIS

- Constituye un modo distintivo y especial de muerte celulardiseñado para eliminar células o grupos celulares no deseados a través de mecanismos internos preprogramadosgenéticamente.

- Es un mecanismo fisiológico importante para el control de poblaciones celulares.

- Embriogénesis- Involución hormonodependiente en el adulto- Muerte celular en tumores- Muerte de células inmunes- Atrofia patológica en órganos- Muerte celular en ciertas infecciones virales

ApoptosisFASES

Encogimiento de la célula( citoplasma denso y organelas muy aglomeradas)

Condensación de la cromatina* y posterior ruptura nuclear

Formación de bulas citoplasmáticas y cuerpos apoptóticos

Fagocitosis de éstos por células vecinas y macrófagos

Las caras de la apoptosis…