LESIÓN Y MUERTE CELULAR

Biológicamente, todo ser humano es un cúmulo de células organizadas en diferentes tejidos; por lo tanto el Estado de Salud del individuo implica la existencia de células sanas; y, como es lógico, el Estado de Enfermedad sobreviene cuando hay una disfunción de gran número de ellas.Por otro lado, cabe señalar que las “células Normales” para mantenerse sanas, además de demandar de ciertos requerimientos básicos; constantemente modifica su estructura y función en respuesta a los cambios en la demanda funcional o a las condiciones de stress cambiantes. Todas las cél. Cuentan con mecanismos eficaces para hacer frente a las modificaciones que surgieran en su medio ambiente (ej. cambios de temperatura, cambios de pH, déficit de O2, presencia de agentes nocivos, etc.), que tienen un grado variable agresividad y que configuran un cuadro llamado Stress; Así, los canales iónicos se abren o cierran, las sustancias nocivas se detoxifican, hay movilización de los depósitos metabólicos (lípidos, glucógeno, etc.). En otras palabras intentamos decir que los Patrones de Respuesta al Stress constituyen la base celular de la Enfermedad. Entonces:

• Cuando la Demanda Funcional Aumenta = la cél., en el marco de ciertos límites, tiende a conservar su estructura y función dentro de un equilibrio dinámico que se conoce como HOMEOSTASIS.

• Cuando hay un Stress Subletal Leve o Intenso (Estímulo Patológico Subletal) = la cél. adquiere un estado nuevo y estable donde hay cambios estructurales y funcionales que le permiten conservar relativamente un rango operacional normal. En otras palabras, la célula sufre ADAPTACIÓN (Atrofia, Hipertrofia, Hiperplasia, Metaplasia, Displasia, Almacenamiento Celular, etc.).

• Cuando hay Stress Subletal que excede la Capacidad de Adaptación = En la cél. aparecen cambios estructurales y funcionales que manifiestan un Daño, Deterioro o Injuria Celular; rasgos que comúnmente se designan bajo el término de LESION CELULAR REVERSIBLE (Degeneración Hidrópica y Cambio graso), vale decir que la célula sufrió alteraciones patológicas transitorias que pueden corregirse y retornar a la normalidad cuando se interrumpe el estímulo desencadenante.

• Cuando el Stress es Grave, Severo y/o Persistente = Los cambios que sufre la cél. llegan a un “Punto de No Retorno” que implica LESION CELULAR IRREVERSIBLE y/o MUERTE CELULAR (Necrosis y Apoptosis), vale decir que la célula sufrió alteraciones patológicas permanentes que evolucionan hacia la muerte celular, independientemente del estímulo desencadenante.

AUMENTO DE

LA DEMANDA STRESS INJURIA

FUNCIONAL Si se intensifica

La Cél. Conserva su estructura y función

dentro de un equilibrio dinámico

STRESS SUBLETAL STRESS GRAVE, SEVERO,

(LEVE O INTENSO) INTENSO Y PERSISTENTE

ADAPTACIÓN LESION CELULAR REVERSIBLE

Atrofia Metaplasia

Hipertrofia Displasia LEVE MODER. LESIONCELULAR IRREVERSIBLE

Hiperplasia Almacenam. Cél.

Desaparición o supresión del Stress

CELULA QUE RECUPERA SU ESTADO NORMAL MUERTE CELULAR

El que un estímulo o Stress específico induzcan a una célula normal a Adaptarse, lesionarse o morir no sólo depende de la naturaleza e intensidad del mismo, sino también de un gran número de variables relacionadas con la célula (ej. grado de vulnerabilidad, grado de diferenciación, riego sanguíneo, nutrición, Estado previo al stress).

RESPUESTA AL ESTRÉS CELULAR:

Las alteraciones morfológicas de cualquier lesión tisular son precedidas por cambios moleculares o estructurales de sus células, ya que el stress y los agentes nocivos ejercen su efecto, en primer lugar a Nivel Molecular.

• Desactivación de los genes que codifican proteínas estructurales (genes de mantenimiento).

• Activación de los genes que codifican proteínas con función de organización y protección celular (genes de estrés celular)

• Asociación de proteínas de estrés celular como la ubicuitina a las proteínas lesionadas para protegerlas o ayudar a eliminarlas.

Así establecido el marco conceptual, pasaremos a estudiar los siguientes temas:

I.- Adaptación Celular (Se profundizará al estudiar Crecimiento Patológico)

Lesión Reversible o Subletal

II.- Lesión Celular

Lesión Irreversible (Muerte Celular)

I.- ADAPTACIÓN CELULAR:

Ocurre cuando una Célula modifica su función o estructura (alteración estable) en respuesta a situaciones de Stress intenso pero subletal, tratando de conservar relativamente un rango operacional y morfológico normal. Esta adaptación al Stress puede ser transitoria (breve) o crónica (persistente).

• Adaptación Metabólica Fisiológica A todo esto nos referiremos en detalle más adelante

• Adaptación Estructural Fisiológica

• Aumento de la actividad celular

• Disminución de la actividad celular

• Alteración de la morfología celular

II.- LESIÓN O INJURIA CELULAR :

CONCEPTO de LESIÓN: Se entiende por ello a todo agente o proceso (endógeno o exógeno) capaz de producir una alteración de tal magnitud en la homeostasis celular, que los mecanismos adaptativos resultan insuficientes para compensarla.

Como vimos la Lesión Celular puede ser catalogada o como:

• LESION REVERSIBLE = Cuando los cambios funcionales y estructurales inducidos en la célula pueden sufrir regresión hacia la normalidad cuando las causas que lo generaron dejan de actuar. (generalmente ocurre frente a Stress agudo Leve, Stress Subletal persistente).

• LESION IRREVERSIBLE o MUERTE CELULAR = Cuando los cambios funcionales y estructurales inducidos en la célula alcanzan un “punto de no retorno”, se producen alteraciones de tipo permanente que conducen la muerte celular y que son independientes del estimulo desencadenante. Entre los cambios capaces de conducir a una lesión irreversible citaremos: degradación de los fosfolípidos de membrana, alteraciones en la síntesis proteica, alteración del RER, disminución del ARN, presencia de radicales libres en el citoplasma celular, activación de lisosomas, acumulación de ácido láctico, disminución severa (por lo menos de 1/5) de la producción de ATP, etc. (Ocurre frente a : Stress Grave, Severo y Persistente; donde la célula puede pasar por varios estadios desde adaptación, lesión reversible hasta la muerte o bien la lesión puede inducir la muerte inmediata de la célula)

CAUSAS DE LESIÓN CELULAR:

I.- HIPOXIA : Es el aporte deficitario de O2 que impide que se produzcan correctamente los procesos aeróbicos necesarios para la producción de energía en la células. Como resulta obvio, según el grado o intensidad de la hipoxia, las cél. podrán adaptarse, lesionarse o morir. La Hipoxia puede ser causada por :

• Supresión o Disminución del Riego Sanguíneo (Isquemia) = generalmente ocurre cuando se interrumpe el flujo sanguíneo arterial o venoso (por vasculopatía o por un coagulo intraluminal).

• Oxigenación Inadecuada de la Sangre = Esto puede ocurrir frente a una insuficiencia cardiorrespiratoria.

• Pérdida de la Capacidad Transportadora de O2 de la Sangre = generalmente se ve en Anemias o en la Intoxicación por Monóxido de Carbono (este último forma una carboxihemoglobina estable que bloquea el transporte de O2)

Analizamos a continuación el papel de la Hipoxia en Lesión Celular Reversible e Irreversible :

a.) - Hipoxia y Lesión Celular Reversible:

Lo primero que afecta la hipoxia es la respiración aeróbica de la célula, es decir ,afecta la fosforilación oxidativa que se realiza en las mitocondrias. Esto se traduce en la disminución o supresión de la producción de ATP, lo cual disminuye la actividad de la ATPasa y ello causa insuficiencia de la bomba de Na+ de la Membrana Plasmática (MP); produciéndose así, por un lado, la acumulación intracelular de Na+ y por otro la salida de K+ de la célula. La ganancia de sodio intracelular es acompañada por un ingreso iso-osmótico de H2O, lo que da lugar a una tumefacción celular aguda. Además, casi simultáneamente, la disminución del ATP celular junto al concomitante incremento de AMP activa la fosfo-fructoquinasa y esto incrementa la Glucólisis Anaerobia (proceso necesario para regenerar ATP a partir del Glucógeno, el cual se agota rápidamente). Este incremento provoca acumulación de ácido láctico y fosfatos inorgánicos, con lo que disminuye el pH intracelular; lo cual determina la aglomeración de la cromatina nuclear y liberación intracelular de enzimas lisosómicas. Seguidamente los Ribosomas del RER se desprenden y los polisomas se disocian en monosomas; esto hace disminuir la síntesis proteica. Toda la célula se visualiza notablemente balonizada. Cabe aclarar que todos estos cambios son reversibles si se restituye la oxigenación adecuada; pero si la hipoxia se prolonga o es intensa aparecen otras alteraciones celulares y la lesión celular se hace irreversible.

b.) - Hipoxia y Lesión Celular Irreversible: La hipoxia persistente provoca una Vacuolización intensa de Mitocondrias, la matriz mitocondrial desarrolla densidades amorfas, los lisosomas aumentan de volumen y se produce lesión extensa de la MP; además hay un incremento notable del Ca++ intracelular. Estos cambios son signos de lesión irreversible y se producen 30 a 40 min. Posteriores a una isquemia. Si examinamos lo que lleva a estos cambios podemos ver que hay 2 mecanismos o fenómenos constantes y críticos que determinan la irreversibilidad de una lesión celular:

• La incapacidad de la Cél. para revertir la disfunción mitocondrial (a nivel fosforilación oxidativa y regeneración de ATP) al reestablecerse el riego sanguíneo y/o la oxigenación.

• Alteración grave en la permeabilidad de la MP (principal factor). Esto puede deberse a :

1.- Disminución del ATP intracelular = Como vimos esto afecta la bomba de Sodio de la MP, alterando su permeabilidad.

2.- Pérdida progresiva de los Fosfolípidos de la Membrana = Como se sabe la privación del O2 induce la liberación de Ca++ retenido en las mitocondrias y Retículo Endoplasmático; este incremento de Ca++ en el citosol activa fosfolipasas que atacan los fosfolípidos de la membrana, como resultado de ello se acumulan productos catabólicos de los lípidos (como ácidos grasos libres y lisofosfolípidos) quienes tiene un efecto de detergente sobre las membranas. La MP se torna muy Hiperpermeable en áreas cada vez más extensas.

3.- Alteraciones del Citoesqueleto = La tumefacción subsiguiente a la alteración de la permeabilidad de la MP produce una tumefacción Celular que induce la separación del citoesqueleto de la MP, lo cual lo torna susceptible al estiramiento.

4.- Aparición de Radicales Tóxicos del O2 = En los tej. isquémicos, cuando se restaura el flujo sanguíneo, aumenta súbitamente la concentración de O2 parcialmente reducido (forma tóxica del O2), que causa lesión de la MP y otros constituyentes celulares. Se cree que las especies de O2 Tóxico son producidos en gran medida por los PMN que infiltran el área isquémica durante la reperfusión o reestalecimiento del riego sanguíneo.

5.- Rotura de Lisosomas = El incremento de Ca++ intracelular y la disminución del pH intracelular ( por activación de la Glucólisis anaeróbia ) lesiona la membrana lisosomal propiciando la activación de las enzimas lisosómicas e hidrolasas ácidas que degradan las proteínas (incluídas las del citoesqueleto) y otros componentes celulares. Producida la muerte celular, las enzimas pasan al espacio extracelular y alcanzan la circulación sanguínea por vía linfohemática , constituyéndose en indicadores clínicos de muerte celular; por ej. en la lesión isquemica de la fibra cardíaca se libera GOT (Transaminasa Glutámico aoxalacética), GPT (Transaminasa Glutámico Pirúvica) , LDH (Láctico-Dehidrogenasa) y CK (Creatin-fosfoquinasa) que en concentraciones elevadas constituyen criterios valiosos frente al IAM (Infarto Agudo de Miocardio).

Es importante señalar que sea cual fuere la causa que dañe la MP, su daño provoca una gran entrada de Ca++ desde el espacio extracelular (donde se halla en elevadas concentraciones), por lo que después de la reoxigenación , las mitocondrias captan el Ca++ con avidez, el cual las intoxica en forma permanente; inhibiendo las enzimas celulares, desnaturalizando las proteínas, y causando alteraciones citológicas típicas de la Necrosis colicuativas. Entonces queda claro que el daño de la MP es crítico para que se desarrolle una Lesión Celular Irreversible y que los iones de Ca++ son mediadores importantes en las alteraciones que conducen a la muerte celular.

II.- AGENTES FÍSICOS : Entre ellos se pueden incluir Traumatismos Mecánicos; Frío y Calor Extremos; Cambios Súbitos de Presión Atmosférica, Energía Eléctrica; Radiación ionizante; etc. Todos estos agentes físicos causan efectos muy variables sobre las células.

• Traumatismos mecánicos = Estos pueden causar alteraciones intracelulares sutiles o severas ya sea en forma indirecta (como por causa de una obstrucción mecánica vascular o por hemorragia) o en forma directa (rompiendo o destruyendo por completo la célula).

• Frío Extremo = Al principio el frío induce a una vasoconstricción, que deteriora el riego sanguíneo. Posteriormente, si hay lesión del centro vasomotor produce un estasis vascular por vasodilatación y en ocasiones puede lelvar a uan coagulación intravascular. Cuando la Temp. Desciende demasiado induce la cristalización del H2O intracelular.

• Calor Extremo = Puede inducir hipermetabolismo, excediéndose la capacidad de riego sanguíneo. Se produce una acumulación de metabolitos ácidos lo que hace descender el pH.

• Cambios Súbitos de Presión Atmosférica = Cuando se desciende a grandes profundidades (buceadores), la presión atmosférica aumenta y con ella se incrementa la concentración de gases en sangre. Por lo que si se regresa rápidamente al la superficie , los gases disueltos (en especial el N, que es menos soluble en sangre) forman burbujas que quedan atrapadas en la microcuirculación; esto bloquea el flujo sanguíneo normal y causan la hipoxia de los tejidos irrigados por el vaso bloqueado.

• Energía Eléctrica = La corriente eléctrica cuando atraviesa el cuerpo genera calor el cual incluso puede provocar quemaduras; pero también puede interferir la conducción nerviosa. El grado de lesión inducido por la electricidad dependerá del voltaje, el amperaje de la energía eléctrica; como también de la resistencia hística a ala misma y de la vía que siga dicha energía desde el sitio de entrada hasta el lugar de salida del organismo.

• Radiación = La exposición a la radiación ionizante también causa lesiones celulares, ya sea por ionización de sustancias químicas intracelulares o por ionización del H2O intracelular (radiólisis del agua), lo que produce Radicales Libres como el OH+, H+ y HO.O+ que al interactuar con los componentes de la MP la lesionan. Si estos Radicales interactúan con los ácidos nucléicos pueden inducir diversas mutaciones que puede derivar en graves lesiones o incluso la muerte celular.

III.- AGENTES QUÍMICOS y FÁRMACOS : Casi todas las sustancias químicas como fármacos,. Venenos o incluso las más inocuas como la glucosa son capaces de provocar cambios sobre ciertas funciones celulares, causando desde adaptación , lesión celular reversible e incluso lesión celular irreversible.

La Glucosa en elevada concentración altera el ambiente osmótico de la célula y esto puede conducirla hacia una lesión reversible o la misma muerte. Los Barbitúricos tienen selectividad por los hepatocitos (quienes los metabolizan) y en quienes inducen cambios celulares. Algo similar ocurre con el Cloruro de Mercurio, sólo que a nivel estomacal (sitio por donde se absorbe), en riñones y colon (lugares por donde se excreta).

En general las sustancias químicas tiene células dianas sobre las que actúan y respetan a aquellas que no presentan receptores para fijarlos. Muchas de la sustancias químicas alteran la permeabilidad de la MP, la homeostasia osmótica, la estructura o función de ciertas organelas, la integridad de enzimas y cofactores. Para lograr esto pueden usar 2 mecanismos que a continuación describiremos:

A.- Combinación con Estructuras Moleculares de la MP u Organelas = Esto produce una lesión directa de la célula por ej. en el envenenamiento con cloruro de mercurio (ClHg), éste se fija a los grupos sulfidrilos de la MP y a otras proteínas; aumentando así la permeabilidad de la Membrana e inhibiendo el transporte dependiente de ATPasa.

B.- Conversión a Metabolitos Tóxicos Reactivos = Sabemos que casi todas las sustancias tóxicas no son activas biológcamente, sino que requieren que sus células diana las metabolicen para transformarlas en sustancias con actividad biológica. Esto generalmente ocurre mediante una Oxidasa de Función Mixta, la P - 450 (presente en el REL de los hepatocitos). Si bien estos metabolitos activos pueden causar daño por si mismos al unirse covalentemente a las proteínas y lípidos de membrana, el daño más importante a la MP lo causan la formación de Radicales Libres y la consiguiente peroxidación de lípidos.

• RADICAL LIBRE (R -) == Es una especie química que tiene un único electrón impar enun orbital externo que lo hace muy inestable y reactivo. En las células reacciona con moléculas orgánicas o inorgánicas (proteínas, lípidos y carbohidratos) especialmente de la MP y ácidos nucléicos. Los R - formados inician reacciones autocatalíticas en cadena, que hacen que las moléculas con las que reaccionan se conviertan también en R - capaces de seguir propagando la cadena de daño.

Los R - pueden originarse por :

• Por absorción de Radiación Ionizante (Rx, Luz UV, etc)

• Por Oxidorreducción fisiológica (reacción Redox)

• Por metabolismo enzimático de sust. Químicas exógenas

• Por reperfusión Tisular, tras isquemia irreversible

• Por presencia de Metales Transicionales como el Fe++ (capaces de aceptar o ceder electrones libres)

A continuación analizamos algunos ejemplos de lesión celular por R - :

• O2 Activado (parcialmente Reducido) == (también llamado Superóxido) Es un compuesto muy inestable. Se sabe que el O2 al reaccionar con una Oxidasa de Función Mixta (como la Xantinoxidasa de los lisosomas, peroxisomas, mitocondrias y MP) puede formar superóxido, afortunadamente esto es raro en las reacciones normales de oxidorreducción. Sin embargo en situaciones particulares, que veremos a continuación, se producen estos R - :

• Tras una isquemia irreversible, al producirse una reperfusión (reestablecimiento del riego sanguíneo); las abundantes purinas producidas por el catabolismo del ATP durante la hipoxia, producen O2 activado que lesiona las membranas (lesión por reperfusión).

• En los procesos inflamatorios (agudos o crónicos) de articulaciones, riñones, pulmones, y corazón; las cél. fagocíticas producen especies de O2 activado con el fin de destruir la noxa o microorganismo, pero también son mediadores importantes de la lesión tisular.

• Cuando se administran concentraciones elevadas de O2 (mayores al 20% de lo inspirado normalmente) el O2 se vuelve toxico dando paso a la formación de R - capaces de lesionar las cél. pulmonares y de otros órganos (como los ojos de los neonatos prematuros)

• Tetracloruro de Carbono (CCl4) == Es un hidrocarburo alógeno (usado en la industria del lavado en seco) que adquiere efecto tóxico al ser convertido en CCl3 en el REL de los hepatocitos. Esta conversión es mediada por el sistema enzimático de oxidasas de función mixta (P - 450). Los R - producidos localmente provocan autoxidación de los Ác. Grasos presentes en los fosfolípidos de membrana, que al reaccionar con el oxígeno molecular dan peróxidos orgánicos (peroxidación de los lípidos). Así se inicia una reacción autocatalítica en cadena que daña ña estructura y función de REL. En 30 min. Disminuye la síntesis de proteínas plasmáticas y enzimas endógenas; tras 120 min. El RER se inflama y los ribosomas adheridos se disocian. La incapacidad del hepatocito para sintetizar lipoproteínas a partir de los triglicéridos y proteínas aceptoras de lípidos, produce la acumulación intracelular de lípidos. Cabe aclarar, que al dañarse el REL hay daño mitocondrial que va seguido de una tumefacción progresiva de la célula por incremento de la permeabilidad de la MP. Como sabemos este daño permite que ingresen grandes cantidades de Ca++ que terminará intoxicando en forma permanente a las mitocondrias (que lo captan con avidez). Finalmente no quedan dudas de que la lesión de los hepatocitos, inducida por el CCl4 es grave y veloz desde el principio.

• Radical Hidroxilo (OH - ) == Es una especie extremadamente reactiva, y existen varios mecanismos por los cuales podría dañar las membranas. El mejor conocido se relaciona con la Peroxidación de los Lípidos en presencia de O2.

• Los Ác. Grasos Insaturados de los fosfolípidos de membrana presentan algunos doble enlaces entre los átomos de C y los de H que resultan vulnerables al ataque de radicales libres. El radical OH - , retira un átomo de H de los ác. Grasos insaturados de la membrana originando un radical lipídico que reacciona con el O2 molecular generando peróxidos lipídicos (H2O2 - L - ). Éste inicia una reacción autocatalítica en cadena que causa el daño extenso en la Membrana de la célula y de las organelas.

• El OH- también puede dañar las membranas al interactuar con sus proteínas, donde forma puentes disulfuro o bien puede formar disulfuros mixtos a nivel de los grupos SH de dichas proteínas, con lo cual inactiva las enzimas sulfhidrilo.

• La radiación ionizante produce radiólisis del H2O , formando directamente radicales OH- , capaces de interactuar con el ADN , inhibiendo su replicación. Esto puede resultar insignificante para una célula no proliferativa (neurona fibra cardiaca , hepatocito, etc) , pero es catastrófico para las células proliferativas ya que inducen mutaciones (con graves alteraciones celulares)o muerte celular.

• Metales Transicionales (como el Fe++) == Estos metales (que pueden cambiar de valencia) tienen la capacidad de aceptar o ceder electrones libres y de esta manera pueden participar en la formación de R - , asi por ejemplo el Fe++ + H2O --- Fe+++ + OH. + OH - . Como sabemos, el radical hidroxilo (OH-) es toxico. Es importante destacar que la lesión celular oxidativa es máxima si hay presencia de Fe++ (hierro en estado ferroso) y O2 - (superóxido).

A manera de resumen citaremos los principales efectos de los R - :

Peroxidación de los Lípidos de Membrana (esto aumenta su Permeabilidad)

Lesión mitocondrial por reperfusión (se intoxican al captar el Ca++ que ingreso a la célula)

Inactivación de enzimas (por formación de uniones cruzadas con las proteínas)

Bloqueo de la Replicación del ADN en la células con capacidad proliferativa (induciendo mutaciones o muerte celular).

Envejecimiento Celular (La acumulación de R - , a través de los años , pueden causar ciertos aspectos de la vejez celular normal)

PROTECCIÓN CONTRA LOS RADICALES LIBRES : la mayor o menor vulnerabilidad de una cél. a la lesión por R - dependerá de la cantidad de antioxidantes y enzimas protectoras que posea.

1) Antioxidantes Endógenos y Exógenos → La Vit. “E” , la Cisteína, el Glutatión, y la Ceruloplasmina pueden bloquear la formación de R - o bien pueden inactivarlos. Esta protección que brindan los antioxidantes se atribuye a la capacidad que poseen para inhibir la peroxidación de los lípidos. 2) Enzimas Protectoras : a.- Superóxido dismutasa → Se halla en muchas cél. ; tiene la propiedad de catalizar la depuración de superoxidos al formar H2O2 . Muchas dismutasas tienen como cofactores al Zn, Mn, y Fe Metales transicionales) ya que pueden donar o aceptar un electrón que permite depurar los R - b.- Catalasas → ubicadas en los peroxisomas , permiten neutralizar rápidamente el H2O2 formado por las dismutasas, descomponiéndolo en H2 O y O2 c.- Otras Enzimas protectoras contra R-→ Glutatión Sintetasa, Glutation Peroxidasa y la Glucosa - 6 - Fosfato dehidrogenasa

IV.- AGENTE INFECCIOSOS (MICROBIOLÓGICOS) : Estos comprenden : Bacterias, Virus, Hongos,Parásitos y Rickettsias. Los mecanismos por los cuales éstos agentes pueden causar lesión en las células son muy diversos.

En el caso de las Bacterias, lo que determina que puedan o no causar lesión son: los factores de virulencia que posean (enzimas, endo y/o exotoxinas); la cantidad de inóculo que ingrese al organismo y la capacidad capacidad de la respuesta inmunitaria del huésped.

Los Hongos y Parásitos producen lesión debido a que inducen una respuesta de hipersensibilidad retardada; pero otras veces el mecanismo lesivo se relaciona con síntesis de potentes enzimas de acción citopática y otras veces se desconoce el mecanismo por el cual producen la lesión celular.

Los Virus y las Rickettsias son microorganismos que se comportan como parásitos intracelulares obligados (es decir, que para sobrevivir y reproducirse necesitan estar dentro de la célula viva). El genoma viral de los virus consiste , como sabemos, en sólo ác. Nucléico (ARN o ADN). Sin pretender entrar en detalle en las lesiones causada por virus, vamos a decir a grandes rasgos que las lesiones celulares que causadas por los virus se deben a 2 grandes grupos virales

a.- Virus Citolíticos y Citopáticos = Decimos que los que causan muerte celular son Citolíticos (como el V. De la Rabia) ; mientras que los que causan lesiones y/o alteraciones celulares de diversos grados son los Citopáticos (Como por ej. el Poliovirus, el V. E. Bhar, etc.). Los virus de este grupo tienen especificidad celular por ciertos tipos de cél. (Tropismo). Una vez que se unen a su receptor específico, los virus son internalizados ( ya sea por endocitosis o por fusión con la MP) en la cél. huésped y luego se desprenden de su nucleocapside para dejar libre en el citosol su genoma (desnudamiento). El genoma viral liberado puede transcribirse utilizando polimerasas propias o las del huésped (lo cual depende de su configuración en sentido positivo o negativo); a continuación se replica usando el aparato biosintético de la célula, y es en este momento donde podemos apreciar las alteraciones citopáticas que produce (Alteraciones en el citoesqueleto, cuerpos de inclusión, formación de vacuolas, cambios en el tamaño y/o en la ubicación del núcleo, etc.). Hecho esto la progenie viral es ensamblada y liberada (por gemación o por lisis celular)

b.- Virus Oncógenos = En general estos virus tienen por ácido nucléico al ADN y poseen la capacidad de incorporar su material genético al genoma del huésped estimulando la replicación celular y quizás este hecho se relaciona con la inducción a tumores . Ej. de estos virus lo son VHB y HPV. El mecanismo que los virus oncógenos utilizan para ingresar y desnudarse en la célula huésped es muy similar al empleado por los virus citopáticos y citolíticos; la diferencia estriba en que la replicación de su genoma ocurre en el núcleo celular y que los v. oncógenos utilizan sus propias polimerasas. Cabe aclarar que el genoma viral cuando se integra al ADN del huésped puede inducir alteraciones genéticas que bien podrían conducir hacia un cáncer (por ej. la hepatitis crónica por VHB con el tiempo puede evolucionar hacia un hepatocarcinoma). El ensamblaje de la progenie viral ocurre en el citoplasma y es liberada por gemación; pero en este proceso quedan expuestas proteínas virales en la superficie de la MP de la Cél. huésped que son reconocidas por el sistema inmunológico como Ag. Esto determina la sensibilización de los Linfocitos “T” contra la cél. infectada y en consecuencia puede producirse la citólisis mediada por leucocitos; es decir que la Rta. Inmune sería la responsable de la lesión celular irreversible o muerte de la cél. infectada y no el virus oncógeno por si mismo. (ej. Infección por VHB, que produce Hepatitis “B”).

V.- REACCIONES INMUNITARIAS : Si bien, la función principal del sist. Inmunitario es la proteger al organismo de microorganismos y sust. Extrañas; se sabe que también puede causar daño celular y enfermedad. Los Ag. que desencadenan una Rta. Inmune pueden ser de origen exógeno (toxinas, venenos, etc.) o endógeno (autoantigenos celulares). Así, la Anafilaxia es un claro ej. de Rta inmunitaria frente a un Ag. Exógeno; mientras que Enfermedades autoinmunes como el LES reflejan la Rta. Inmune frente a autoantigenos.

VI.- ALTERACIONES GENETICAS : Las mutaciones, de cualquier naturaleza, pueden causar defectos sutiles (como por ej. en la Anemia por Cél. Faclciformes; donde una alteración leve en la estructura proteica de la Hb, se traduce en Hb-S) defectos moderados (como por ej. en la Fenilcetonuria, donde hay carencia de una enzima como la Fenilalanina-hidroxilasa, que es esencial en el metabolismos fenilalanina) o bien puede causar defectos severos o muy graves, donde las alteraciones provocadas resultan incompatibles con la viabilidad de la célula (como por ej. transformaciones cancerosas, malformaciones congénitas por mutaciones).

VII.- DESEQUILIBRIOS NUTRICIONALES : Tanto los déficit nutricionales (avitaminosis, hipoproteinemia, etc.) como los excesos nutricionales (dietas ricas en grasas de origen animal) causan diversos trastornos con una elevada morbi-mortalidad y por otro lado aumentan la vulnerabilidad frente a otras patologías.

VIII.- ENVEJECIMIENTO : Este puede representar la acumulación progresiva de alteraciones en la estructura y función celular a lo largo de los años; alteraciones que por ciero causan disminución de las funciones celulares e inclusive su muerte. Por tales motivos se incluye al envejecimiento celular normal como causal de Adaptación, Lesión y Muerte Celular.

Como es lógico, varias funciones celulares declinan progresivamente con la edad, por ej. en las células seniles las mitocondrias reducen la fosforilación oxidativa; disminuye la síntesis de ADN, ARN proteínas estructurales y enzimas; así también declina la cantidad de receptores celulares, lo que se traduce en una menor capacidad para captar nutrientes y para reparar el daño cromosómico o de la MP.

Las Alteraciones Morfológicas de las Cél. que Envejecen incluyen: Núcleos lobulados e irregulares; Mitocondrias vacuoladas y pleomorfas; Disminución del tamaño del Retículo Endoplasmático y Deformación del Aparato de Golgi. También puede observarse una paulatina acumulación de LIPOFUSCINA; pigmento intracelular amarillo-parduzco, de aspecto granular que aparece como producto de la peroxidación de los lípidos. Este pigmento suele visualizarse típicamente en tej. como corazón, Hígado y Cerebro). Si se quiere ser más preciso podemos decir que la lipofuscina refleja complejos de lípidos y proteínas derivadas de la peroxidación de ác. Grasos poliinsaturados de los fosfolípidos de membrana . Aun no existen pruebas que indiquen concluyentemente que la lipofusina resulte tóxica para las células. Se han propuesto varias teorías para explicar el envejecimiento celular:

(1) - Teoría del “Uso y Desgaste” = Sostiene que el envejecimiento es consecuencia de la exposición continua a las influencias exógenas adversas, que llevan a una disminución progresiva de la supervivencia celular. Invoca los efectos progresivos y dañinos de los radicales libres a lo largo de la vida. Dicho daño surgiría frente a la exposición ambiental repetida (ej. exposición a la radiación ionizante) o por la declinación paulatina de los sistemas antioxidantes, o bienpor ambas cosas.

(2) - Hipótesis de la “Mutación Genética” = Propone que los errores en la replicación del ADN no pueden repararse en forma exacta y esto actúa sobre la vitalidad y supervivencia de cél.; ya que inducen una síntesis anormal de proteínas que terminan en la muerte celular.

(3) - Teoría del “Envejecimiento Programado” = Sostiene la existencia de programas genéticos íntimamente ligados al Sist. Hipotálamo-Hipofisario (a quien considera como el control maestro neuroendocrino del organismo). Con el paso del tiempo, este sistema se vería afectado por un programa genético; por lo que sus funciones declinarían, comenzando a producirse déficit hormonales que afectan el funcionamiento celular a nivel sistémico.

(4) - Hipótesis de la “Replicación Celular Finita” = Propone que cada especie tiene un cierto límite de longevidad; esto está determinado por programas genéticos que limitan el potencial de duplicación de las células. Estudios realizados en cultivos celulares normales en replicación, parecen dar una base sólida a esta teoría. Por ej. los fibroblastos humanos, cultivados , experimentan unas 50 duplicaciones y posteriormente dejan de dividirse con lo cual el cultivo se extingue merced a la senectud celular.

IX.- DESEQUILIBRIOS ENDOCRINOS:

MECANISMO GENERAL DE LESIÓN CELULAR:

a.- Para ciertos agentes lesivos los mecanismos y sitios de ataque están bien definidos, )por ej. el CIANURO tiene la propiedad de inactivar la citocromo oxidasa con lo cual provoca asfixia intracelular; el CLOSTRIDIUM PERFRINGES produce una fosfolipasa (toxina alfa) que ataca los fosfolípidos de las memebranas); pero para un gran numero de agentes nocivos aún se desconocen los mecanismos por los cuales producen lesión.

Aclarar la secuencia bioquímica de fenómenos que originan daño celular resulta muy complejo ya que la lesión celular puede tener muchas causas y quizás no halla una vía común de muerte celular; no obstante, se sabe que el O2 tiene una participación central en la lesión celular, no sólo por que su falta causa lesión irreversible (en la isquemia), sino que de él también pueden derivar especies de oxígeno activado parcialmente reducido (radicales libes) que son responsables de la peroxidación de lípidos así como también de efectos nocivos sobre las estructuras celulares, que en definitiva conducen a la muerte celular.

b.- Ciertos sistemas intracelulares son especialmente vulnerables frente a la Lesión Celular:

• Mantenimiento de la integridad de la Membrana Celular

• Respiración Aerobia y Producción de ATP

• Síntesis de Enzimas y proteínas Estructurales

• Preservación de la Integridad del Aparato genético

Estos sistemas están muy relacionados entre sí y, por lo tanto, la lesión de cualquiera de ellos da lugar a una amplia gama de efectos secundarios; haciendo difícil la diferenciar entre el blanco primario y los blancos secundarios y por lo tanto cuando la célula entra en el punto de “no retorno”.

c.- Los cambios funcionales y estructurales de una célula dependerán del tipo de agente lesivo, como de la duración e intensidad de éste; pero también se ve influenciado por del tipo de célula afectada, por su estado previo y su capacidad de adaptación.

d.- Las alteraciones morfológicas que pueda sufrir una célula se hacen evidentes sólo después que se altera algún sistema bioquímico esencial (entre los cuales, 4 tienen gran relevancia):

• Los Radicales Libres Derivados del O2 dan lugar a efectos deletereos sobre la estructura y función celular

• La Perdida de la Homeostasis del Calcio con el consecuente incremento de Calcio intracelular (así la isquemia y ciertas toxinas favorecen la entrada de calcio a través de la MP y su liberación desde el retículo Endoplasmático y Mitocondrias). El aumento del Calcio en el Citosol activa Fosfolipasas (que degradan los fosfolípidos de membrana), Proteasas (que degradad las proteínas de membranas y del citoesqueleto), ATPasa (que induce al agotamiento del ATP) y Endonucleasas (que fragmentan la cromatina)

• El Agotamiento del ATP priva a la célula del transporte a través de la membrana, síntesis proteica y afecta el metabolismo de los fosfolípidos.

• Los Defectos en la Permeabilidad de la Membrana pueden lesionar a la célula de manera directa (ej. la acción de toxinas, agentes físicos, componentes líticos del sistema del complemento activado, etc.) o de manera Indirecta (ej. por acción de los Radicales libres del O2, Agotamiento del ATP, incremento de la concentración de calcio en el citosol, etc.)

MECANISMOS MOLECULARES DE LA LESIÓN CELULAR:

•Depleción de ATP

•Daño mitocondrial

•Aflujo de calcio intracelular y perdida de su homeostasis

•Acumulación de radicales libres derivados de oxígeno

•Defectos en la permeabilidad de la membrana

Depleción del ATP

Daño Mitocondrial

Aflujo de calcio intracelular y perdida de su homeostasis

Acumulación de radicales libres derivados de oxígeno:

Defectos en la permeabilidad de la membrana

MORFOLOGÍA DE LA LESIÓN CELULAR:

Es muy variable el lapso de tiempo para que se tornen visibles los cambios funcionales y estructurales de una célula que sufre adaptación, lesión o muerte celular, ya que esto depende más bien del método y técnica empleadas para detectarlos. Con técnicas histoquímicas o ultraestructurales, tales cambios pueden detectarse en minutos u horas; pero ya sea utilizando M.O. o simplemente el examen macroscópico del tej., tales modificaciones se tornaran visibles en un lapso de tiempo mucho mayor.

A.-LESIONES CELULARES REVERSIBLES

1)- TUMEFACCIÓN TURBIA O VACUOLAR, DEGENERACIÓN O CAMBIO HIDROPICO == Se trata de un aumento del volumen y tamaño celular que obedece al ingreso de líquido procedente del medio extracelular (lo que se traduce en aumento del volumen citoplasmático). Este cambio se explica por un compromiso en la regulación del equilibrio hidro-iónico de la célula, que generalmente se debe a una alteración en la permeabilidad de su membrana plasmática, lo que genera un desequilibrio iónico que favorece el ingreso de agua. Esta es la primera manifestación de lesión que ocurre en casi todos los tipos celulares; sin embargo es un cambio morfológico muy difícil de apreciar al M.O., siendo más notorio macroscópicamente cuando esta alteración afecta a casi la totalidad de un órgano. Este cambio morfológico suele aparecer, por ejemplo, frente a isquemia de un tej. u órgano, lesión hepática alcohólica, hepatitis viral, afecciones de los túbulos renales, etc.

MICROSCOPIA	MACROSCOPIA
AL MO: - Las células presentan mayor tamaño y están más distendidas (aspecto balonizado) - El Citoplasma agrandado es claro o pálido y presenta vacuolas (que representan segmentos distendidos y expulsados de Retículo Endoplasmático.); el núcleo se halla en situación normal, la cantidad de organelas permanece invariable pero están más dispersas. AL ME : (ultraestructura) Mitocondrias = Tienen aspecto redondeado y presentan Tumefacción de baja y alta amplitud; las crestas mitocondriales son menos prominentes, la densidad de la matriz mitocondrial está disminuida y aparecen densidades amorfas ricas en fosfolípidos. Retículo Endoplasmático = El RE se halla tumefacto, con sus cisternas dilatadas; los ribosomas del RER (polisomas) se desagregan y desprenden (hay perdida de ribosomas). Núcleo = Hay aglutinación de la cromatina, en el Nucleolo hay separación del componente fibrilar del granular o disminución de este último (quedando centros fibrilares densos). Membrana Plasmática = Presenta evaginaciones (ampollas) que contienen material citoplasmático, las cuales pueden ser eliminadas de la MP cuando la célula aún es viable. Si la cél. tiene microvellosidades, éstas sufren distorsión; a veces hay figuras de mielina y las zonas de anclaje del citoesqueleto están distendidas.		Si el cambio hidrópico afecta a la totalidad de las células del órgano, éste presenta pálido; aumentado de tamaño y de peso, pudiéndose apreciar también un aumento de la turgencia (está como en tensión) por la edematización.

2)- ACUMULACIÓN INTRACELULAR: El almacenamiento intracelular puede o no alterar el funcionamiento normal de una célula. La acumulación intracelular generalmente ocurre cuando en la célula se producen alteraciones en el metabolismo de los lípidos, proteínas y glucógeno, etc. Pero tengamos también presente que para que se produzca la acumulación celular deben cumplirse otras condiciones como por ejemplo:

• La llegada de un metabolito en cantidades excesivas.

• Llegada de un producto no metabolizable (ej. en la enf. de Gaucher, en el síndrome de Hunter)

• Síntesis intracelular excesiva de algún producto (ej. síntesis exagerada de melanina en la insuficiencia renal)

A manera de ser gráficos sólo nos referiremos a las acumulaciones intracelulares de lípidos, como el cambio graso, donde señalaremos algunos ejemplos.

DEGENERACIÓN, TRANSFORMACIÓN, CAMBIO GRASO O ESTEATOSIS == Es la acumulación intracitoplasmática anormal y excesiva de lípidos (especialmente triglicéridos), apreciada principalmente en células parenquimatosas que participan activamente o que dependen del metabolismo de las grasas (Hepatocitos, Fibras Miocárdicas, Fibras Musculares Estriadas, Células renales, etc.). El Cambio Adiposo principalmente se produce por un compromiso en el metabolismo intracelular de los lípidos; ( ya sea por aumento de los ácidos grasos libres, aumento de la lipólisis periférica, disminución en la utilización de los triglicéridos, disminución en la síntesis de apoproteínas o disminución de la oxidación de ácidos grasos); lo cual se evidencia por la aparición de vacuolas cargadas de lípidos. Es un cambio morfológico que se aprecia con menos frecuencia que el cambio hidrópico, pero cuyas cusas son numerosas como las Lesiones Toxicas por Tetracloruro de carbono, Alcoholismo (el alcohol es una sustancia hepatotóxica que altera la función mitocondrial y microsomal del hepatocito), la Desnutrición, la Diabetes Sacarina, la Obesidad, la Hipoxia, etc.

El cambio adiposo suele ser precedido por el Cambio Hidrópico; pero por si sólo es un signo precursor de la muerte celular; otras veces se lo aprecia en las células adyacentes a las que han muerto.

MICROSCOPÍA GRAL.	MACROSCOPÍA GRAL.
AL MO y ME: -En general, la Célula, tiene mayor tamaño que el normal -El citoplasma presenta vacuolas citoplasmáticas que acumulan triglicéridos (se visualizan como espacios claros o vacíos en los preparados teñidos con H-E). y por ende el citoplasma en sí se halla reducido debido -El núcleo está en situación excéntrica ya que dichas vacuolas, lo desplazan hacia la periferia.	Cuando la totalidad de las células de un órgano están afectadas, éste se presenta aumentado de tamaño y de peso, de color amarillo-parduzco, brillante o aceitoso y de consistencia blanda-pastosa .

Veamos a continuación algunos ejemplos:

( I ) - HÍGADO GRASO : Como sabemos los lípidos llegan al hígado a partir de: la dieta (como quilomicrones, partículas de triglicéridos, fosfolípidos, etc. Y/o como ácidos grasos libres) o bien a partir de del tej. adiposo (como ácidos grasos libres); cualquiera que sea el origen de los ácidos grasos, en el hígado, son esterificados a triglicéridos, convertidos en colesterol, fosfolípidos o cuerpos cetónicos. Los hepatocitos, para liberar los triglicéridos intracelulares, deben conformar apoproteínas específicas (proteínas aceptoras de lípidos) que puedan formar lipoproteínas. Por ende, la acumulación excesiva de triglicéridos intracelulares origina una acumulación de estos, conformando un cambio graso denominado Híagado Graso o Cambio Graso Hepático.Si el cambio graso es leve es probable que no produzca cambios macroscópicos en el Hígado ya que prácticamente no afecta la función celular. Pero si dicho cambio graso es moderado o severo, la función del hepatocito refleja deterioro y ello favorece la acumulación progresiva de lípidos intracelular; razón por la cual, macroscópicamente el hígado presenta algunas modificaciones macro y microscópicas que se comentan más a delante...

Génesis del Cambio Graso Hepático : La acumulación intracelular de triglicéridos en eel interior del hepatocito puede ocurrir por :

1.- Excesivo Ingreso de Ác. Grasos Libres al Hígado → Esto puede ocurrir, por ej., cuando un individuo está sometido al uso prolongado de glucocorticoides, los cuales movilizan lípidos desde el tej. adiposo hacia el hígado.

2.- Mayor Síntesis de Acetato en el Hígado → Esta situación causa por resultado un aumento de la síntesis de Ác. Grasos Libres.

3.- Disminución de la Oxidación de Ác. Grasos → Esto obviamente se traduce en un incremento en la producción de Äc. Grasos Libres.

4.- Mayor Esterificación de Ác. Grasos hacia Triglicéridos.

5.- Disminución de la Síntesis de Apoproteínas Específicas → La producción de apoproteínas es necesaria para la conversión de triglicéridos en lipoproteínas (única manera que tiene el hígado para excretar lípidos).

6.- Secrección Deteriorada de Lipoproteínas desde el Hígado.

Morfología del Hígado Graso:

a.- Características Macroscópicas:

• El hígado aumenta de tamaño y de peso (3 - 6 Kg), por lo que la cápsula puede visualizarse tensa

• El órganos se observa brillante, de color amarillento (como aceitoso)

• La consistencia del Hígado es blanda - pastosa

• La superficie de corte se ve amarillo - opaco y aceitosa.

b.- Características Microscópicas:

• Inicialmente aparecen pequeñas vesículas grasas en el citoplasma del hepatocito, localizadas alrededor del núcleo. Conforme evoluciona el proceso, las vacuolas se fusionan unas con otras (a tal punto que pueden ocupar todo el citoplasma) apareciendo espacios claros (gota de lípido) que van desplazando el núcleo hacia la periferia de la célula hepática. El Hepatocito adquiere una morfología particular que recuerda al aspecto del adiposito (aspecto en anillo de sello)

• De manera ocasional las cél. vecinas afectadas pueden romperse y los glóbulos de grasa, por lo que las gotas de grasa coalescen para constituir los denominados “Quistes Grasos” (lipodiastemas)

( II ) - CORAZÓN GRASO : (Cambio Graso Miocárdico). Las grasas neutras, con mucha frecuencia, pueden encontrarse en el músculo cardíaco como pequeñas gotitas de grasa.

Hay dos patrones morfológicos a saber:

• Esteatosis del Corazón Atigrado = Ocurre frente a una hipoxia moderada y prolongada; Anemias Severas. Esto causa depósitos de grasa intracitoplasmáticas que crean en el miocardio bandas macroscópicas de color amarillo , que alternan con bandas más oscuras de color rojo - parduzco; dando ese aspecto atigrado. Esto se nota más a nivel de los músculos papilares 8pilares del corazón)

• Esteatosis Difusa = Ocurre en hipoxias severas y profundas, Miocarditis (como la miocarditis diftérica, etc) , intoxicaciones (como el etilismo crónico). Esto causa depósitos uniformes de grasas en el miocárdio. En el caso de la miocarditis diftérica, el cambio graso sería inducido por una endotoxina que interfiere con el metabolismo de la carnitina (cofactor necesario para la oxidación de los Ác. Grasos de cadena larga)

Finalmente, cabe aclarar que existen otras formas de acumulación de lípidos en las células, como las que sufren los macrófagos que se encuentran en los bordes de un foco inflamatorio; dichas cél fagocíticas pueden presentar en su citoplasma microvacuolas, cargadas de triglicéridos y colesterol, debido a la fagocitosis de restos lipídicos de células necróticas. Estas vacuolas grasas confieren a los macrófagos un aspecto espumoso; pero también, frente estados de hiperlipidemia adquirida o hereditaria podemos observar el mismo fenómeno en los macrófagos que se localizan en el tej. conectivo subepitelial de la piel y los tendones, donde producen masas tumorales llamadas Xantomas. De manera similar las fibras musculares lisas de la túnica íntima de las arterias, se cargan de vacuolas llenas de lípidos (que les dan un aspecto espumoso)

B.- LESIONES CELULARES IRREVERSIBLES Y MUERTE CELULAR

Recordemos que si la agresión frente a la que debe reaccionar una célula es demasiado grave o severa; las alteraciones provocadas en su estructura y función conducen a una lesión irreversible que deriva en la muerte celular, la cual presenta 2 patrones morfológicos: Necrosis y Apoptosis.

( B.1 ).- NECROSIS: Proceso accidental, pasivo que da como resultado la pérdida de la función y estructura celular, por daño irreversible de diferentes causas. Involucra una serie de cambios morfológicos celulares (necrobiosis , necrofanerosis y necrólisis) producto de la acción degradante y progresiva de enzimas catalíticas (sobre células que sufrieron un stress severo o excesivamente intenso), razón por la cual generalmente se acompaña de reacción inflamatoria circundante.

Es la expresión más grave de enfermedad a nivel celular y es el patrón morfológico más frecuente de muerte celular patológica. Esto por un lado destaca el carácter patológico de la necrosis como manifestación más grave de enfermedad a nivel celular; y por otro lado, resalta que los cambios morfológicos que sufre la célula necrosada son inducidos por la degradación enzimática. Las causas que conllevan a la necrosis son numerosas (Isquemia, Agentes Microbiológicos, Agentes Físicos la radiación ionizante, temperaturas extremas y sustancias químicas Tóxicas) e involucran al azar a un grupo de células.

Los procesos que desencadenan la necrosis son :

• Tumefacción

• Digestión Enzimática de la Célula: las enzimas catalíticas pueden derivar de los lisosomas de las cél. muertas (Autólisis) o de los leucocitos migrantes (Heterólisis)

• Desnaturalización de las Proteínas Citoplasmáticas

• Fragmentación de los organelos

• Ruptura Celular

FASES de la NECROSIS: (Necrobiosis, Necrofanerosis y Necrólisis).

( 1 ) - NECROBIOSIS == Comprende el período de tiempo que trasncurre entre el momento en que la célula muere y el momento en el que aparecen los cambios morfológicos típicos (necrofanerosis). Usando MO, durante este fase, es muy difícil observar cambios morfológicos distintivos, éstos no aparecen sino hasta pasadas 6 u 8 hs., donde quizás el primer cambio evidentes la tumefacción celular. Algunos autores sugieren que usando microscopio de contraste de fase o el microscopio electrónico pueden detectarse alteraciones morfológicas a las 2 hs. de ocurrida la muerte celular.

( 2 ) - NECROFANEROSIS == Comprende los cambios y/o alteraciones morfológicas distintivas de la muerte celular, tanto a nivel nuclear como citoplasmático.

a.- Cambios Morfológicos en el Núcleo: constituyen el signo más claro y distintivo de muerte celular. Al ME: condensación, fragmentación y disolución nuclear. Al MO: picnosis, cariorrexis y cariolisis.

• PICNOSIS → Es la disminución del tamaño del núcleo (retracción del núcleo), con aumento de su basofilia (hipercromasia); esto se debe a que la cromatina (ADN) se condensa en una masa basófila y sólida.

• CARIORREXIS → Es la fragmentación del núcleo en pequeños acumulos de cromatina condensada.

• CARIOLISIS → Es la disolución del núcleo con reducción de la basofilia de la cromatina, hecho que refleja la activación de la ADNasa (conforme disminuye el pH de la célula).

b.- Cambios Morfológicos en el Citoplasma: (son signos menos claros de necrosis)

• Al MO = El citoplasma se ve como una masa Eosinófila (acidófila) de aspecto homogéneo y opaco; luego sucesivamente sufre vacuolización (se trona muy granuloso) y finalmente calcificación. La eosinofilia se debe, por un lado a la desnaturalización de las proteínas intracitoplasmáticas y por otro lado a la activación de la ARNasa que destruye el ARN citoplasmático (normalmente basófilo). La vacuolización sobreviene cuando las enzimas han digerido los organelos (fragmentación de los organelos). F finalmente el citoplasma se torna hipereosinófilo y anucleado.

• Al ME = Tumefacción RE, Pérdida de Ribosomas, Rotura Lisosomal y Dilatación Mitocondrial; pueden verse Figuras de Mielina. Respecto a la Membrana Plasmática esta presenta protruciones o a veces ya se la ve fragmentada

( 3 ) - NECROLISIS == Es el proceso de desintegración y disolución de la célula necrótica, que generalmente es acompañado por una infiltración de PMN (Respuesta Inflamatoria adyacente) y la remoción del detrito celular por parte de los macrófagos.

NOXA NECROSIS

Muerte Celular

(Punto de No Retorno)

LESIÓN NECROBIOSIS NECROFANEROSIS NECROLISIS

CELULAR (6 - 8 Hs) (Días, Semanas)

• Coagulativa

• Colicuativa

• Caseosa

Tipos de Necrosis • Gomosa

• Hemorrágica

• Grasa o Citoesteatonecrosis

• Fibrinoide

I.- Necrosis Coagulativa :

• Etiología: oclusión arterial aguda. Es característica en muertes celular por hipoxia y ocurre en casi cualquier tej. (miocardio, hígado, etc.) excepto en el cerebro.

• Patogenia: escasos lisosomas y desnaturalización enzimática.

• Características Morfológicas:

MACROSCOPICAMENTE	MICROSCOPICAMENTE
- El tej. se visualiza Pálido y Firme. - Si la necrosis es extensa, aunque no corresponda a un infarto, puede haber destrucción de la trama fibrilar (como sucede en las necrosis masivas del hígado)	- Las células necróticas preservan sus contornos básicos y su aspecto morfológico (células fantasmas) - La Arquitectura Celular y Tisular inicialmente son reconocibles inicialmente (al menos por algunos días). La desnaturalización estructural, asociadas a la hipereosinofilia del citoplasma, bloquean la proteólisis de la célula por un tiempo.

La secuencia de eventos que conducen a la necrosis coagulativa pueden esbozarse de la siguiente manera:

• Lesión celular irreversible

• Pérdida de la permeabilidad selectiva de la MP, esto impide a la célula mantener el gradiente de la concentración de Calcio.

• Ingresa Calcio a la célula y se acumula en el citoplasma.

• Se desarrollan los signos de necrofanerosis

• La necrólisis se desarrolla lentamente (por el bloqueo de la proteólisis)

II.- Necrosis Colicuativa (por licuefacción):

• Etiología: Se presenta en infecciones bacterianas; y tras oclusión arterial cerebral. Enfocándonos en esto último podemos decir que se presenta casi exclusivamente en el SNC (con mayor frecuencia en los infartos cerebrales, siendo más manifiesta en la Sustancia Blanca). Por razones poco conocidas, una hipoxia del SNC provoca una necrosis colicuativa en lugar de producir una necrosis coagulativa (como sucede en casi la totalidad de los tej. del organismo).; vale decir, que la licuefacción está condicionada por las características del tej. comprometido.

• Patogenia: (hidrolasas neutrofílicas; abundantes lisosomas, escasez de proteínas estructurales extracelulares como reticulina y colágeno). La congregación localizada de PMN, en respuesta a una infección bacteriana focal, desencadena una reacción inflamatoria aguda donde dichos leucocitos liberan potentes hidrolasas que ocasionan una intensa y rápida muerte celular. En el tej. nervioso necrótico, el pH se torna ácido, lo cual favorece la actividad enzimática. Esta acidificación del medio se debe a la liberación de ácidos grasos, hecho secundario a la desintegración de la mielina (Sust. Blanca). Hecho similar ocurre en los tej. en los cuales hay grasas y donde la hidrólisis de triglicéridos libera los ácidos grasos que acidifican el pH del medio.

Cualquiera que sea la patogénsis, en la licuefacción, la digestión enzimática de la célula suele dejar un defecto hístico (una cavidad neoformada) llena de leucocitos inmigrantes, lo que constituye lo que denominamos absceso.

• Características Morfológicas:

MACROSCOPICAMENTE

MICROSCÓPICAMENTE

El foco necrótico da origen a una cavidad que contiene una masa viscosa semilíquida (a veces purulenta). En el cerebro, las zonas de cavitación comienzan a producirse después de 3 semanas de ocurrido el infarto cerebral.

En las cél. afectadas inicialmente puede visualizarse un citoplasma acidófilo de características normales; pero cuando el proceso va evolucionando se observa una masa acidófila con detritus celular, gran cantidad de leucocitos PMN, piocitos, histiocitos o macrófagos. En el Cerebro los macrófagos (que corresponden a microglía) aparecen después de 4 días de ocurrido el infarto cerebral. Dichas células contiene gotitas o gránulos de grasa (producto de la degradación de la mielina); por lo que se los designan como “Corpúsculos Granulo-Adiposos”. Además suelen contener Hemosiderina (producto de la degradación de la Hb fagocitada).

III.- Necrosis Caseosa

• Etiología: Es una forma distintiva de necrosis coagulativa, típica de focos infecciosos causados por Micobacterium Tuberculoso

• Patogenia: Reacción de hipersensibilidad mediada por células (tipo IV). Como sabemos, las lesiones de la TBC consisten en granulomas tuberculosos; donde en el centro de los mismos , los macrófagos (cél. mononucleares) acumulados mueren. En este foco necrótico constantemente mueren células y también se destruye la trama fibirlar (siendo las fibras elásticas las más resistentes a esta destrucción).

• Características Morfológicas:

MACROSCOPICAMENTE	MICROSCÓPICAMENTE
- El área necrótica tiene el aspecto de queso blanco o mantecoso, de consistencia blanda, homogénea; de color blanquecino (de allí la denominación de caseosa).	-Restos granulares amorfos y eosinófilos rodeados por células inflamatorias que conforman un granuloma. -Dichas masas amorfas persisten indefinidamente y el contorno de su estructuras es tan confuso que se habla de una necrosis desestructurada.

IV.- Necrosis Gomosa

• Etiología: Es causada por Treponema Pallidum, durante la sífilis terciaria

• Patogenia: Reacción de hipersensibilidad mediada por células (tipo IV)

• Características Morfológicas:

MACROSCÓPICAMENTE	MICROSCÓPICAMENTE
El área necrótica tiene consistencia firme y gomosa	Masa proteinácea amorfa, eosinófila

V.- Necrosis Hemorrágica

• Etiología: obstrucción del drenaje venoso

• Patogenia: congestión sanguínea masiva y consiguiente falta de perfusión arterial

• Características Morfológicas:

MACROSCOPICAMENTE	MICRPOSCOPICAMENTE
Congestión y Hemorragia	Tej. necrótico lleno de eritrocitos extravasados

VI.- Necrosis Grasa o Citoesteatonecrosis: El término no denota un patrón específico de necrosis, sino que hace referencia a zonas adiposas focales destruidas como consecuencia de la liberación y activación de enzimas pancreáticas en el propio páncreas, en el tej. adiposo peripancreático o en la grasa de la cavidad peritoneal.

• Etiología: Ocurre en la Pancreatitis Aguda; y en menor proporción los Traumatismo regionales del Tejido Adiposo.

• Patogenia: El proceso comienza cuando desde los acinos y conductos pancreáticos, se liberan enzimas digestivas activadas hacia el instersticio (espacio extracelular). Las enzimas, al activarse fuera de las células, comienzan a digerir adipositos vecinos y a las propias células pancreáticas. La Fosfolipasa y las Proteasas atacan y licuan la MP de los adipositos; con lo que se liberan los triglicéridos almacenados. La Lipasa pancreática desdobla los ésteres de triglicéridos, con lo cual se producen grandes cantidades de ácidos grasos libres, que al disminuir el pH del medio potencian la acción enzimática. Los ác. grasos libres se combinan con Calcio formando sales insolubles que precipitan “in situ” como jabones, acumulándose como material amorfo y basófilo en la periferia de los adipositos, dando a simple vista el aspecto de zonas pintadas con tiza.

• Características Morfológicas:

MACROSCOPICAMENTE	MICROSCOPICAMENTE
- Los focos necróticos se aprecian como áreas blancas, opacas e irregulares (con aspecto de tiza)	- Adipocitos necróticos, de contornos borrosos con depósitos cálcicos basófilos, finamente granulares y reacción inflamatoria.

VII.- Necrosis Fibrinoide: El término tampoco denota un patrón específico de necrosis, sino que sirve para nombrar a un cuadro distintivo de reacción hística producto de lesiones inmunitarias sobre las arterias y arteriolas. Se caracteriza por la acumulación de masas de fibrina, inmunoglobulina y otras proteínas plasmáticas dentro de las paredes de los vasos afectados.

• Etiología: hipertensión arterial maligna; vasculitis

• Patogenia: Aumento de permeabilidad al fibrinógeno; depósito de inmunocomplejos

• Características Morfológicas:

MACROSCOPICAMENTE	MICROSCÓPICAMENTE
Relacionada con la Patología	Depósito eosinófilo (color rosado) en la pared vascular afectada.

VIII.- Necrosis Gangrenosa: Este término se aplica a lesiones que han perdido su adecuado riego sanguíneo como consecuencia de una infección bacteriana secundaria (donde están involucrados principalmente gérmenes anaeróbios o aerobios; o ambos). Sucede que la hipoxia inicial provoca una necrosis coagulativa que se ve modificada por la acción licuefactiva tanto de enzimas bacterianas como leucocitarias.

Cuando predomina el patrón coagulativo se denomina Gangrena Seca; mientras que cuando predomina el patrón Licuefactivo (por invasión importante de bacterias) se designa como gangrena húmeda.

Si las células necróticas y sus restos no son destruidos y reabsorbidos rápidamente por los fagocitos, tienden a atraer sales de calcio y otros minerales, que ocasiona la consecuente calcificación (fenómeno denominado CALCIFICACIÓN DISTRÓFICA) .

Diferencias entre Gangrena Seca y Húmeda

Morfología de la Gangrena Seca	Morfología de la Gangrena Húmeda
La zona afectada adquiere una coloración negruzca, pero como no hay invasión bacteriana significativa, no se produce licuefacción (Necrosis Colicuativa) El tej. seco, se visualiza reacción infalamtoria en el tej. que circunda que circunda el área necrótica.	El tej. necrótico es invadido por bacteria anaerobias o saprofitas o por ambos tipos; las enzimas bacterianas licuan el tej.; hecho que se potencia por las enzimas leucocitarias liberadas. Si los gérmenes producen gas , la gangrena se designa como GANGRENA GASEOSA.

( B.2 ).- APOPTOSIS: Proceso genéticamente programado, activo, de importancia biológica, opuesto a la mitosis en la regulación del crecimiento de los tejidos.

En otras palabras es una muerte celular programada, fisiológica o patológica, que ocurre en los tejidos lábiles como sangre, epitelios de revestimiento, etc. A diferencia de la necrosis, la Apoptosis se caracteriza por ser un proceso activo (con gasto de energía) cuyo mecanismo se desencadena en el ADN (intaranucleosomal) por activación genética y endonuclear (generalmente a cargo del Gen P53). La señal celular que la desencadena puede originarse en la misma célula o como resultado de la interacción con otras células.

CONTROL y REGULACIÓN de la APOPTOSIS: Los genes relacionados con esto son: p53; c-myc y bcl-2

p53 == El aumento de esta proteína se asocia a una detención del ciclo celular, donde se favorece la reparación del ADN dañado; que de no ser posible induce a la eliminación de la célula.

c-myc ==Es un inductor de la Apoptosis, pero aunque la expresión de este gen se halle aumentada por si sólo no puede desencadenar el proceso (requiere de la proteína P53).

bcl-2 == Confiere a la célula una resistencia a la Apoptosis, promoviendo su supervivencia; así muchos científicos responsabilizan a este gen de favorecer las mutaciones y las transformaciones neoplásicas.

La secuencia exacta de los eventos que llevan a la apoptosis aún no está completamente dilucidada; pero se piensa que el proceso apoptotico requiere de la activación de una endonucleasa endógena calciodependiente; que origina la fragmentación del ADN y los cambios subsecuentes.Por otro lado cabe resaltar que la célula que esta muriendo, por medio de este proceso, mantiene un metabolismo activo (hay síntesis de ARN y de proteínas). Por ello al referirse a la apoptosis se habla de una muerte celular programada o suicidio celular; y efectivamente, algunas células parecieran programadas a morir en un determinado momento por ej. como parte de la normal diferenciación celular, del normal desarrollo hístico (regulación del volumen tisular), del natural recambio celular de los tej. adultos, de la involución y atrofia en tej. hormono - dependientes, en la regresión celular frente a una hiperplasia, etc.

MECANISMOS DE LA APOPTOSIS:

CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS de la APOPTOSIS:

• Escisión de proteínas

• Fragmentación del ADN

• Reconocimiento fagocítico

CAMBIOS MORFOLÓGICOS EN LA APOPTOSIS:

• Perdida de las uniones intercelulares

• Condensación del Citoplasma (se torna mas denso y acidófilo), lo que hace disminuir de tamaño a la célula

• Condensación y fragmentación de la Cromatina (el núcleo se hace más basófilo)

• Las organelas permanecen inalterables (incluso hasta el momento de la aparición de los cuerpos apoptoticos)

• Formación de los “Cuerpos Apoptóticos”

• Fagocitosis y Digestión enzimática de los cuerpos apoptoticos y limpieza de detritos celulares (son las células vecinas quienes los fagocitan; por lo que no hay Rta inflamatoria en la Apoptosis)

MNORFOLOGIA al MO y al ME:

MO

ME (ULTRAESTRUCTURA)

- En los cortes teñidos con H-E, las cél. aparecen como pequeñas masa hipereosinófilas de forma redonda u oval (encogimiento celular). - El núcleo celular generalmente se observa picnótico (como una pequeña masa densa hiperbasófila), debido a la condensación de la cromatina. Puede estar dispuesto hacia la periferia celular.

- Las uniones desmosomas están desestructuradas; si la cél. tiene microvellosidades, éstas se presentan muy desorganizadas. La MP presenta contornos convolutos. - En el citoplasma se halla condensado, con las organelos compactados, el RER está agrupado concéntricamente y hay grumos de proteínas ribosomales. - En etapas avanzada aparecen los CUERPOS APOPTOTICOS (prolongaciones prominente del citoplasma). - El Núcleo picnótico, forma una masa granular compacta (condensación de la cromatina). En etapas avanzadas en el núcleo se fragmenta la cromatina.

CUERPOS APOPTOTICOS: Estos resultan de la fragmentación de las prolongaciones citoplasmáticas. Esto generalmente se observa en células que tenían abundante citoplasma, donde se forman prolongaciones prominetes, que al separarse forman estos fragmentos o cuerpos. “In vivo”, dichos cuerpos son fagocitados rápidamente por las cél. vecinas. La fagocitosis y degradación rápida de los cuerpos apoptoticos explica que no se estimule la respuesta inflamatoria por parte de los macrófagos durante la apoptosis.

DIFERENCIAS ENTRE NECROSIS Y APOPTOSIS

• 
  

PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE NECROSIS Y APOPTOSIS:

	NECROSIS	APOPTOSIS
Proceso	Pasivo (sin gasto de energía)	Activo (con gasto de energía)
Estimulo	Patológico . Causado por una noxa.	Fisiológico y/o Patológico. Generado por el gen p53 asociado o no al gen c-myc.
Histología	Generalmente involucra a Áreas tisulares o grandes grupos celulares. Hay Tumefacción celular, Rotura de Membranas y Organelas	Involucra a Células Aisladas o aun pequeño grupo de células. Hay Condensación del citoplasma y de la cromatina + Formación de Cuerpos Apoptoticos.
Mec. de Descomp. del ADN	Al azar	Internucleosomal.
Reacción tisular Inflamatoria	Siempre produce respuesta inflamatoria. Hay fagocitosis del detritus celular	No produce respuesta inflamatoria. Hay Fagocitosis de Cuerpos Apoptoticos.

SIGNIFICADO BIOLÓGICO de la APOPTOSIS:

• Contribuye a dar forma a los órganos y tejidos durante la embriogénesis (eliminando las células que resultan inservibles).

• Favorece la renovación celular en las mucosas.

• Destruye células potencialmente dañinas para el organismo (cél. inmunológicamente autorreactivas, cél. infectadas, cél. genéticamente dañadas, etc.)

• Favorece la involución de cél. dependiente de estímulos hormonales (ej. involución del endometrio durante el ciclo menstrual).

Sin embargo la apoptosis pareciera también participar en la atrofia patológica de órganos parenquimatosos, secundaria a la obstrucción de sus conductos excretores , y en algunas enfermedades degenerativas.

APOPTOSIS en SITUACIONES FISIOLÓGICAS:	APOPTOSIS en SITUACIONES PATOLÓGICAS:
• Embriogénesis • Involución hormonodependiente • Poblaciones celulares proliferativas • Muerte celular en huésped • Eliminación de linfocitos autoreactivos • Citotoxicidad	• Estímulos lesivos variados • Enfermedades virales • Atrofia patológica • Neoplasias

Enfermedades Asociadas al Aumento o Disminución de la Apoptosis:

Por Disminución de la Apoptosis	Por Aumento de la Apotosis
A.- Canceres: Linfoma de Hodkin folicular Carcinoma de mamas o de ovarios Carcinoma de Próstata Tumores hormono- dependientes B.- Enf. Autoinmunes: Lupus Eritematoso Sistémico (LES) Glomerulonefritis Autoinmune C.- Infecciones Virales por : VHS Adeno virus (E1-B) Poxvirus, etc.	A.- SIDA B.- Enf. Neurodegenerativas: Alzheimer. Parkinson. Esclerosis Lateral Amioatrófica. C.- Sindr. Mielodisplásicos: Anemia Aplásica. D.- Daño Isquémico: IAM, daños por reperfusión Apoplejía E.- Cirrosis Alcoholica

REPASO DE LOS CAMBIOS ULTRAESTRUCTURALES EN LESIONES REVERSIBLES E IRREVERSIBLES

LESIONES REVERSIBLES	LESIONES IRREVERSIBLES
Ampollas o dilataciones en la MP Agregación de partículas intramembranosas Aumento del Vol. Citoplasmático Agrandamiento del RE Distorsión de los Ribosomas Tumefacción Mitocondrial, con pequeñas densidades intramitocondriales Aglutinación de la Cromatina Nuclear (Cariólisis) Signos de lisis de lisosomas	Defectos estructurales serios en la MP Figuras de Mielina Aumento del Vol. Citoplasmático Lisis del RE Distorsión de los Ribosomas Disminución de la tumefacción mitocondrial con grandes densidades intralumitocondriales Núcleo pequeño (picnótico), a veces se aprecia Cariorrexis (fragmentado) o Cariolisis (Destrucción del núcleo) Signos de lisis de lisosomas.