2 Patología Celular: Lesión y Muerte Celular

Patología Celular: Lesión y Muerte Celular

• La patología celular analiza las causas y mecanismos del daño celular.
• Rudolph Virchow es una figura clave en el desarrollo de la patología celular.

¿Qué Lesiona una Célula?

• Diversos factores pueden dañar una célula.
• La restricción de oxígeno (hipoxia) puede inducir daños.
• Agentes físicos, químicos e infecciosos son también causas comunes.
• Las reacciones inmunológicas pueden dañar las células.
• Los trastornos genéticos y desequilibrios nutricionales pueden causar lesión.

Mecanismos de la Lesión Celular

• La respuesta celular a los estímulos lesivos depende del tipo, duración e intensidad del estímulo.
• Las consecuencias de un estímulo lesivo dependen del tipo, estado, adaptabilidad y composición genética de la célula lesionada.
• La lesión celular resulta de anomalías funcionales y bioquímicas en componentes celulares.

Dianas Principales de la Lesión Celular

• La integridad de las membranas celulares es una diana clave en las lesiones.
• La respiración aerobia es esencial para la función celular normal.
• La síntesis proteica es vital para la reparación y función celular.
• El aparato genético celular es diana de mutación.
• El citoesqueleto también es importante para la integridad celular.

Principales Mecanismos de la Lesión Celular

• La reducción de ATP afecta múltiples procesos distales.
• La lesión mitocondrial causa la salida de proteínas proapoptóticas.
• La entrada de calcio incrementa la permeabilidad mitocondrial activa enzimas celulares
• El estrés oxidativo (ERO) causa lesión en lípidos, proteínas y ADN.
• La lesión de membrana implica daño a la membrana plasmática y lisosomal y la pérdida de componentes celulares.
• El mal plegamiento de proteínas y la lesión del ADN puede activar proteínas proapoptosis.

Lesiones Hipóxicas

• La disminución de ATP puede darse en lesiones hipóxicas o químicas.
• La fosforilación oxidativa disminuye en las mitocondrias en condiciones de isquemia.
• La disminución de ATP lleva a la falla de la bomba de Na+ y aumento de la glucólisis anaeróbica.
• Esto resulta en tumefacción del RE y celular, y pérdida de microvellosidades.

Alteración de la Función Mitocondrial

• El poro de transición de la permeabilidad mitocondrial induce daño o disfunción en las mitocondrias.
• Aporte de O2, toxinas y la radiación inducen la formación de ERO.
• La alteración puede causar pérdida de potencial de membrana y agotamiento de ATP.
• Las señales de supervivencia del ADN, daño a proteínas, proteínas proapoptósicas y antiproapoptósicas causan salida de proteínas mitocondriales y la activación de caspasas.
• El daño lleva a necrosis o apoptosis.

Pérdida de Homeostasis del Calcio

• Un agente lesivo puede causar un incremento de Ca2+ citosólico.
• La activación de enzimas celulares libera fosfolípidos y causa rotura de proteínas de membrana y citoesqueleto.
• Aumenta la transición a la permeabilidad mitocondrial.
• Afecta la lesión de la membrana nuclear y disminuye el ATP.

Acumulación de Radicales Libres de O2

• Se puede observar en lesiones por sustancias químicas, radiación, isquemia-reperfusión, envejecimiento celular y muerte microbiana por fagocitos.
• Se generan por la respiración mitocondrial y son eliminados por sistemas de defensa.
• Poseen un electrón desapareado, lo que los hace muy reactivos.
• Los EROs (especies reactivas del oxígeno) son radicales libres derivados del oxígeno.
• Si no se neutralizan, generan estrés oxidativo.
• El organismo tiene sistemas limpiadores: antioxidantes.
• El desequilibrio entre los sistemas produce estrés oxidativo.
• El estrés oxidativo se asocia con lesión celular, cáncer, envejecimiento, Alzheimer, y reacciones inflamatorias.

Defectos en la Permeabilidad de las Membranas

• Aumento de Ca2+ citosólico.
• Incremento del oxígeno contribuye en la peroxidación de lípidos.
• Activación de fosfolipasas y proteasas contribuye a la degradación de fosfolípidos y la lesión del citoesqueleto.
• Se produce la pérdida de fosfolípidos

Lesión Celular: Reversible vs. Irreversible

• La lesión celular puede ser reversible o irreversible.
• La incapacidad de revertir la función mitocondrial es irreversible.
• El desarrollo de intensos trastornos en las funciones de las membranas es irreversible.

Lesiones Reversibles: Tumefacción Celular

• Es causada por falta de equilibrio iónico y de fluidos.
• Es consecuencia del fracaso de bombas iónicas dependientes de energía.
• El órgano se ve aumentado de tamaño y pálido.
• Células grandes con citoplasma claro sin desplazamiento nuclear.
• El RE se dilata, y se pueden desprender ribosomas dentro de las cisternas.
• Hinchazón mitocondrial.

Lesiones Reversibles: Cambio Graso

• Órgano pálido amarillento.
• Se observan vacuolas lipídicas en el citoplasma celular.
• En relación a lesiones tóxicas, hipóxicas o metabólicas.

Lesiones Irreversibles: Necrosis y Apoptosis

• Las lesiones irreversibles llevan a necrosis o apoptosis.
• La necrosis se caracteriza por la lisis celular e inflamación.
• La apoptosis es una muerte celular programada sin inflamación.

Necrosis

• Son cambios morfológicos que siguen a la muerte celular en el tejido vivo.
• Derivados de la acción degradativa y progresiva de las enzimas.
• La necrosis es el resultado de digestión enzimática y desnaturalización proteica.

Morfología de la Necrosis

• Eosinofilia aumentada por pérdida de RNA y mayor unión de eosina a proteínas plasmáticas.
• Aspecto homogéneo del citoplasma con pérdida de glucógeno.
• Las enzimas presentes digieren las organelas, creando un citoplasma vacuolado.
• Sustitución de las células muertas por masas arremolinadas de fosfolípidos.
• Calcificación de células muertas.

Patrones Morfológicos de Necrosis

• Coagulación: Desnaturalización proteica.
• Colicuativa o licuefactiva: Digestión enzimática de la célula.
• Caseosa y gomosa: Formas específicas.
• Grasa: Necrosis enzimática.
• Gangrenosa: Necrosis de coagulación.
• Fibrinoide.

Necrosis de Coagulación

• La trama conjuntiva mantiene las estructuras tisulares.
• Los tejidos presentan una textura firme.
• Desnaturalización de proteínas enzimáticas y estructurales.
• Se puede notar en todos los tejidos hipóxicos, excepto en el cerebro.

Necrosis Colicuativa o Licuefactiva

• Se caracteriza por la digestión de las células muertas.
• El tejido se transforma en una masa viscosa y líquida.
• Se encuentra en infecciones bacterianas y en infartos cerebrales.

Necrosis Caseosa y Gomosa

• Se observa en relación a TBC (tuberculosis) y sífilis.
• Aspecto blanquecino y disgregable en el área de necrosis.
• Inflamación con macrófagos, sin neutrófilos y con digestión tisular lenta.

Necrosis Grasa

• Liberación anormal de lipasas pancreáticas.
• Las lipasas licuan las membranas de los adipocitos del peritoneo.
• Los ácidos grasos formados se combinan con calcio.
• Se forman zonas blanco amarillentas nodulares o confluentes y la consistencia es parecida a la tiza.

Necrosis Gangrenosa

• Necrosis de coagulación que afecta a un miembro con falta de irrigación.
• Si hay sobreinfección, se torna gangrena húmeda.

Necrosis Fibrinoide

• Forma especial de necrosis en reacciones inmunitarias que afectan vasos sanguíneos.
• Presencia de complejos antígeno-anticuerpo en paredes arteriales.
• Sustancia afibrilar homogénea eosonofílica en la pared vascular.

Necroptosis

• Híbrido que comparte aspectos de necrosis y apoptosis.
• Se asemeja a la necrosis por pérdida de ATP, edema celular y de los orgánulos.
• También incluye generación de EROS, liberación de enzimas lisosómicas, y rotura de membrana plasmática.
• Se asemeja a la apoptosis porque es estimulada por episodios de transducción de señal programados.
• No se observa activación de caspasas a diferencia de la apoptosis.
• Puede observarse en condiciones fisiológicas como la formación de la placa epifisiaria y condiciones patológicas como esteatohepatitis, pancreatitis aguda, lesión por reperfusión, enfermedades neurodegenerativas o algunas virosis.

Piroptosis

• Forma de muerte celular programada.
• Acompañada de liberación de la citocina IL-1, que produce fiebre.
• Presenta algunas semejanzas bioquímicas con la apoptosis, por activación de la caspasa 1.
• Causa la muerte de ciertos microbios que consiguen acceder al citosol.
• A diferencia de ella causa edema celular con la pérdida de integridad de las membranas y liberación de mediadores inflamatorios