Metode de Diagnostic Morfologic - PDF

1 METODE DE DIAGNOSTIC MORFOLOGIC 1.1. INTRODUCERE Patologia are ca obiect studiul bolilor, identificarea modificărilor structurale şi funcţionale ale celulelor, ţesuturilor şi organelor care stau la bază şi explică simptoamele ş...

1 METODE DE DIAGNOSTIC MORFOLOGIC 1.1. INTRODUCERE Patologia are ca obiect studiul bolilor, identificarea modificărilor structurale şi funcţionale ale celulelor, ţesuturilor şi organelor care stau la bază şi explică simptoamele şi semnele clinice ale diferitelor entităţi morbide. În consecinţă, termenul reuneşte aspectele morfopatologice (modificările structurale), cu cele fiziopatologice (efectele pe plan funcţional). Boala este rezultatul interacţiunii între un agent agresor şi reactivitatea organismului, la care se asociază influenţa factorilor genetici. Patologia generală studiază reacţiile de bază ale celulelor şi ţesuturilor la stimulii anormali care stau la baza bolilor. Patologia specială studiază răspunsul specific al organelor şi ţesuturilor specializate. Morfopatologia, ca ramură a Patologiei, se referă la studiul modificărilor structurale, celulare şi tisulare care caracterizează diferite boli. Un proces morbid are patru aspecte ce interesează patologia: ! cauza (etiologia), ! mecanismul de dezvoltare (patogenia), ! alterările structurale induse (modificări morfologice), ! consecinţele funcţionale (semnificaţia clinică). Toate formele de afectare de organ debutează cu alterări subcelulare, moleculare. Studiul morfopatologiei începe cu noţiuni asupra cauzelor, mecanismelor moleculare şi modificărilor structurale ce stau la baza leziunilor celulare. În producerea diferitelor leziuni sunt importante şi relaţiile celulă-celulă sau celulă-mediu extracelular. Cauzele bolilor Bolile pot fi moştenite, determinate genetic sau pot fi dobândite pe parcursul vieţii sub acţiunea unor factori patogeni diverşi. boli determinate genetic: – anomaliile cromozomilor şi genelor determină boli familiale prin mutaţii genice; - susceptibilitate la unele boli; de exemplu, grupa sanguină A predispune la cancer gastric şi anemie pernicioasă, iar grupa sanguină B este asociată mai frecvent cu ulcerul duodenal. boli dobândite: 10  - agenţi fizici: traumatisme, temperatură, modificări ale presiunii atmosferice, radiaţii, etc. - substanţe chimice - cu acţiune generală; - cu acţiune locală (ex. solvenţii organici acţionează asupra ficatului şi rinichiului); - boli iatrogene; - deficite nutriţionale prin modificări patologice de aport, absorbţie, transport sau utilizare a substanţelor nutritive, pot genera efecte: - generale (hipoxie, malnutriţia); - specifice (deficite vitaminice); - agenţi infecţioşi; - reacţii imune anormale – hipersensibilizare (şoc anafilactic, astm bronşic); – boli autoimune; - factori psihologici. În practică, investigaţia bolilor are două obiective: stabilirea diagnosticului (cu consecinţe asupra terapiei) şi a prognosticului. 1.2. METODE DE DIAGNOSTIC MORFOPATOLOGIC Metodele specifice de diagnostic utilizate în Morfopatologie, sunt: diagnosticul histopatologic; diagnosticul citopatologic; tehnici speciale de diagnostic: imunohistochimie, histochimie, histoenzimologie, microscopie electronică, tehnici de biologie moleculară; studiul macroscopic şi necroptic al leziunilor tisulare şi de organ. 1.2.1. Diagnosticul histopatologic Diagnosticul histopatologic reprezintă identificarea substratului morfologic al bolilor prin studiul microscopic al modificărilor tisulare. Materialul histologic poate fi obţinut în mai multe moduri: biopsie; piese de exereză chirurgicală; ţesuturi sau organe recoltate în timpul efectuării necropsiei. După fixare, includere la parafină, secţionare la microtom şi etalare, secţiunile histologice vor fi colorate prin diferite tehnici: Coloraţii uzuale: - H&E (hematoxilin-eozină) – nucleu se colorează în albastru, citoplasma în roz; - Coloraţii tricromice – permit evidenţierea în culori diferite a 11 ţesutului epitelial, conjunctiv, muscular. Exemple: van Gieson: epiteliu şi muşchi galben, colagen roşu; Masson: epiteliu violaceu, muşchi brun, colagen albastru; Simionescu: epiteliu şi muşchi roşu brun, colagen albastru. Coloraţii speciale - PAS (periodic acid Schiff)- pentru evidenţierea glicogenului, a MPZ neutre, membrane bazale, fungi şi paraziţi; - Coloraţii argentafine şi argirofile (Fontana-Masson, Grimelius) – pentru evidenţierea granulaţiilor celulelor neuroendocrine; - Coloraţii argentice pentru fibrele de reticulină – utilizate pentru evidenţierea membranelor bazale, pentru diferenţierea unui carcinom in situ de unul invaziv, diferenţierea unor tumori de origine epitelială, de cele conjunctive (ex. Gomori, Gordon-Sweet); - Coloraţii histochimice pentru a evidenţia: Fe (reacţia Perls); melanina (Fontana Masson); Ca (von Kossa); lipide neutre (Negru Sudan); amiloid (Roşu Congo); mucine (Albastru Alcian); fibre elastice (Verhoeff-van Gieson), etc. Când este necesar un diagnostic prompt, se poate recurge la secţionarea fragmentului tisular la criostat şi colorare rapidă. Această tehnică este denumită examen extemporaneu şi este mult utilizată în patologia tumorală, intraoperator chirurgul primind un rezultat care orientează asupra tipului şi amplorii intervenţiei. Pe secţiuni la gheaţă se pot efectua şi diferite determinări histochimice, histoenzimologice sau imunohistochimice. 1.2.2. Citodiagnosticul Reprezintă diagnosticul stabilit pe baza examinării microscopice a modificărilor morfologice ale celulelor izolate conţinute de diferite produse patologice etalate pe lame (frotiuri). Această metodă are un rol deosebit de important în diagnosticul leziunilor canceroase şi precanceroase, fiind larg utilizată în acţiunile de screening ale unor localizări tumorale, deoarece: - nu este traumatizantă; - este puţin costisitoare; - poate fi uşor repetată. Celulele pot fi obţinute prin diferite tehnici de colectare: 1. citologie exfoliativă – celule ce se exfoliază spontan, în mod natural (ex. spută, secreţie prostatică, mamară, vaginală, suprafaţa colului uterin); aceste produse se etalează direct pe lame; 2. citologia revărsatelor seroase – celulele se găsesc în suspensie într-un fluid din cavităţi naturale, transudate sau exudate (ex. lichid peritoneal, pleural, etc.), sau lichide de excreţie (urină); frotiurile vor fi realizate din sedimentul obţinut prin centrifugare; 3. produse obţinute prin gratajul sau periajul unor suprafeţe epiteliale (ex. col uterin, bronşie); 4. produse de lavaj (spălătură) al unor organe cavitare, lichidul utilizat determinând antrenarea celulelor (ex. lavaj bronşic, vezical); 5. amprentarea (aplicarea directă a lamei) unor leziuni superficiale, accesibile 12  (ex. leziuni cutanate), sau a unor piese de exereză chirurgicală (ex. suprafeţele de secţiune ale unui ganglion limfatic); 6. puncţia aspiraţie cu ac fin – obţinere de celule dintr-un organ solid, sau formaţiune tumorală prin aspiraţie cu seringa şi ace de calibru foarte mic (ex. tiroidă, prostată, glandă mamară, pancreas, etc.). Puncţionarea unor organe profunde se realizează sub control ecografic. După etalarea produsului care conţine celule şi fixare, frotiurile obţinute vor fi colorate prin diferite metode: - May Grunwald Giemsa, coloraţie în doi timpi (cu amestecul May Grunwald şi apoi cu colorantul Giemsa); este larg utilizată pentru simplitatea sa; - Coloraţia Papanicolaou, utilizată în special în citologia cervico- vaginală şi bronho-pulmonară pentru diagnosticul leziunilor preinvazive şi invazive ale colului uterin, respectiv ale epiteliului bronşic (dar şi al leziunilor inflamatorii cervico-vaginale, sau în stabilirea profilului hormonal). Coloraţia citoplasmei este diferită în raport cu gradul de maturare al celulelor (eozinofilă pentru celulele superficiale, cianofilă pentru celulele intermediare), iar nucleii sunt coloraţi albastru-violet. Ca şi examenul histopatologic, examenul citologic poate fi realizat şi printr-o serie de tehnici speciale (evidenţierea glicogenului, lipidelor, melaninei, mucinelor, examen imunocitochimic, citometrie în flux, citogenetică, biologie moleculară). Citodiagnosticul, în principiu, nu trebuie să conducă la rezultate fals pozitive, dar poate fi afectat de un procent de rezultate fals negative. După diagnosticul citopatologic de suspiciune, diagnosticul de certitudine va fi obţinut prin biopsie şi examen histopatologic. 1.2.3. Tehnici speciale de diagnostic 1. Histoenzimologia – utilizată în special pentru evidenţierea enzimelor musculare în diagnosticul miopatiilor, a acetil-colinesterazei în boala Hirschprung şi cloro-acetat esterazei pentru identificarea celulelor din seria mieloidă şi a metastazelor. Fiind de natură proteică, enzimele, chiar când nu mai sunt active, pot fi detectate prin tehnici moderne de imunohistochimie. 2. Microscopia electronică - permite studiul ultrastructural (microscopie electronică de transmisie, sau de baleiaj). Cele mai importante domenii de utilizare sunt: diferenţierea carcinom-melanom-sarcom; diferenţierea adenocarcinom-mezoteliom; diagnosticul diferenţial al tumorilor mediastinului anterior (timom, carcinoid timic, limfom, seminom); diagnosticul diferenţial al tumorilor cu celule mici şi cu celule fuziforme; diagnosticul diferenţial al tumorilor endocrine şi non-endocrine; 13  diagnosticul diferitelor nefropatii glomerulare cu mecanism imun. 3. Imunohistochimia poate fi de mai multe tipuri: a. imunofluorescenţa utilizează antiseruri combinate cu coloranţi fluorescenţi. Secţiunile sunt examinate la microscopul cu fluorescenţă, permiţând: - detectarea autoanticorpilor; - detectarea localizării diferitelor antigene, în special a complexelor antigen-anticorp, sau a componentelor sistemului complement, în boli dermatologice, sistemice sau renale; b. tehnica imunoperoxidazei (prin diferite metode: peroxidază-antiperoxidază, complex Avidin-Biotin) utilizează anticorpi primari monoclonali sau policlonali. Aplicaţii: identificarea celulei de origine a unor neoplasme (ex.: diagnosticul diferenţial carcinom-sarcom-limfom prin evidenţierea unor markeri: citokeratină pentru carcinom, antigen comun leucocitar pentru limfom, mioglobină în rabdomiosarcom, vimentin în tumorile conjunctive, antigenul factor VIII pentru tumorile vasculare; identificarea antigenelor oncofetale în tumori (alfa-fetoproteina, antigenul carcinoembrionar); detectarea hormonilor şi a receptorilor hormonali (ex. receptorii hormonilor steroizi în carcinomul de glandă mamară, carcinomul prostatei, cu rol prognostic şi de orientare a tratamentului); studiul oncogenelor şi a genelor supresor tumorale (ex. proteina p53 cu rol prognostic în multiple localizări tumorale); distincţia tipurilor specifice de limfom malign. 4. Tehnici de biologie moleculară – sunt utilizate în special în studiul diferitelor tumori maligne. a. Citometria în flux pentru analiza ADN – identifică ploidia tumorilor având semnificaţie prognostică; b. Tehnici de hibridizare in situ – identifică fragmente ADN fiind utile în trei situaţii: - identificarea unor microorganisme în lichide patologice; - studii genetice în boli congenitale (ex. gena HbS din anemia falciformă poate fi detectată în lichidul amniotic); - diagnosticul tumorilor maligne (ex. diagnosticul diferenţial al bolilor limfoproliferative). c. Analiza rearanjării genelor 1.2.4. Necropsia anatomo - clinică Denumită şi autopsie, sau examinare post-mortem, necropsia reprezintă investigarea directă a modificărilor patologice macroscopice şi microscopice în diferite ţesuturi şi organe, la cadavru. Metoda este utilă pentru: stabilirea diagnosticului în cazurile neelucidate clinic, sau decedate în 14 primele 24 ore de la internare; verificarea corectitudinii diagnosticului clinic şi a terapiei administrate cu analiza anatomo-clinică a cazurilor; utilizare largă în învăţământul medical universitar şi postuniversitar, atât în specialitatea Anatomie patologică, cât şi în celelalte specialităţi medico- chirurgicale; cercetarea ştiinţifică medicală a cauzelor şi mecanismelor bolilor, ca şi în studiul statistic al incidenţei acestora. Utilitatea autopsiei se regăseşte nu numai în studiul bolilor cauzatoare de deces, deoarece în cursul efectuării acesteia se pot decela patologii asociate importante din punct de vedere epidemiologic sau pentru alte studii. Necropsia interesează şi medicii clinicieni terapeuţi ai cazurilor respective care trebuie să fie prezenţi la efectuarea acesteia, aspect subliniat de faptul că într-un procentaj suficient de cazuri, chiar în ţări dezvoltate, diagnostice clinice majore nu sunt confirmate necroptic, sau patologii asociate care au putut influenţa evoluţia cazului sunt decelate cu această ocazie. Din analiza anatomo-clinică a cazurilor decedate, clinicianul poate să-şi îmbogăţească experienţa practică în ceea ce priveşte existenţa altor boli, sau a altor complicaţii nedecelate clinic, precum şi a modificărilor tisulare secundare terapiei administrate. 15  2 LEZIUNI CELULARE ŞI EXTRACELULARE REACŢII DE ADAPTARE 2.1. LEZIUNI CELULARE REVERSIBILE ACUTE Celula normală se află în stare de homeostazie. Stimulii fiziologici în exces sau stimulii patologici pot determina modificări morfo-funcţionale în cadrul fenomenelor de „adaptare celulară″ (hipertrofie, atrofie, etc.). Atunci când limitele acestui proces sunt depăşite sau când adaptarea nu este posibilă, se produc leziuni celulare care pot fi până la un punct reversibile. Când stimulul persistă sau este exagerat, se produc leziuni celulare ireversibile care conduc la moarte celulară prin necroză sau apoptoză. Aceste modificări reversibile şi ireversibile caracterizează leziunile celulare acute. În prezenţa unor stimuli subletali persistenţi se produc leziuni celulare cronice cum sunt: ! alterările subcelulare; ! acumularea intracelulară a unor substanţe; ! reacţiile de adaptare (hiperplazie, hipertrofie, atrofie) la stimuli patologici. Indiferent de cauză şi tip de afectare, în majoritatea formelor de leziuni celulare se regăsesc câteva principii comune: răspunsul celular depinde de tipul, durata şi intensitatea agentului patogen (ex. o ischemie de scurtă durată determină leziuni reversibile, în timp ce o ischemie prelungită se soldează cu moarte celulară); consecinţele leziunilor celulare depind de tipul celulei, de starea celulei în momentul acţiunii agentului şi de capacitatea de adaptare a acesteia (ex. după expunere la CCl4 unele persoane nu sunt afectate, în timp ce la altele, la aceeaşi intensitate a expunerii, se produce moarte celulară; această diferenţă este dependentă genetic de enzimele hepatice implicate în metabolismul CCl4); nivelul la care acţionează diverşi agenţi patogeni este în general dificil de precizat, dar patru sisteme intracelulare sunt în mod particular vulnerabile: - membranele celulare a căror integritate este esenţială în menţinerea echilibrului hidro-ionic; - mitocondriile (deoarece respiraţia aerobă este dependentă de fosforilarea oxidativă şi producerea de ATP la nivel mitocondrial); - ribozomii (pentru că sunt implicaţi în sinteza proteică); - integritatea genomului celular. elementele structurale şi biochimice celulare fiind în strânsă interrelaţie, o agresiune iniţială poate determina efecte secundare multiple. Astfel, afectarea respiraţiei aerobe se soldează şi cu alterarea pompei Na-K membranare; modificările morfologice letale sunt evidente mai târziu decât cele din leziunile reversibile; de exemplu, balonizarea celulară apare în câteva minute, 16 iar aspectele de moarte celulară sunt evidente în miocard abia după 12 ore, deşi leziunea ireversibilă se produce după 20-60 minute de ischemie acută. Modificările ultrastructurale, evidenţiabile prin microscopie electronică, sunt mai precoce decât cele observabile în microscopia optică. 2.1.1. Mecanisme generale de producere a leziunilor celulare acute Oricare ar fi agentul nociv, în producerea leziunilor celulare sunt implicate câteva mecanisme: depleţia de ATP care apare în agresiunile de tip ischemic şi toxic; oxigenul şi radicalii liberi (numiţi şi specii reactive de oxigen, apar în cursul reducerii O2 la apă şi pot afecta lipidele, proteinele, acizii nucleici); calciul intracelular, stocat în mitocondrii şi reticulul endoplasmatic, este în mod normal în concentraţie mai redusă comparativ cu compartimentul extracelular. Acest gradient este modulat de ATP-aza Ca++- Mg++ dependentă. Ischemia va determina creşterea calciului intracelular, ceea ce va avea ca efect creşterea permeabilităţii membranare. Astfel, nivelul calciului intracelular va creşte şi mai mult, activând enzime cu potenţial lezional (fosfolipază, proteaze). defectele de permeabilitate membranară reprezintă un aspect important al tuturor formelor de leziune celulară. Membrana celulară poate fi afectată direct prin acţiunea toxinelor bacteriene, proteinelor virale, perforinelor (în cadrul sistemului complement), agenţilor fizico-chimici sau indirect, prin depleţia de ATP şi activarea, modulată de calciu, a fosfolipazelor. afectarea ireversibilă a mitocondriilor. Iniţial apare un canal în membrana mitocondrială internă, aspect reversibil, care va determina afectarea potenţialului electric al mitocondriei şi în consecinţă fosforilarea oxidativă. Apariţia unui por şi în membrana mitocondrială externă (aspect ireversibil) determină eliberarea de citocrom C în citoplasmă, cu declanşarea morţii apoptotice. 2.1.2. Mecanismele afectării ischemice si hipoxice Afectarea celulară prin hipoxie sau ischemie reprezintă un model de studiu al derulării evenimentelor în cursul producerii leziunilor celulare acute reversibile şi ireversibile (fig. 2.1). Hipoxia semnifică un aport deficitar de oxigen la un ţesut, sau organ. Ischemia, care este definită ca un flux sanguin arterial insuficient într- un teritoriu tisular, este mai gravă decât hipoxia deoarece, în plus, este afectat şi aportul de substanţe nutritive (substratul energetic pentru glicoliză este scăzut). În hipoxie se produce reducerea fosforilării oxidative, scade ATP şi creşte nivelul de AMP cu stimularea fosfofructokinazei şi a fosforilazei. Ca rezultat, se va activa glicoliza anaerobă, cu consum de glicogen şi cu creşterea nivelului de acid lactic intratisular. Scăderea corespunzătoare a pH-ului celular va determina condensarea cromatinei şi eliberarea enzimelor lizozomale, fiind 17 iniţiate digestia proteică, modificările nucleare şi scăderea bazofiliei citoplasmatice (vizibilă în microscopia optică). La început leziunea este reversibilă, ulterior însă, modificările mitocondriale devin ireversibile. Uneori, la restabilirea fluxului sanguin, se accelerează leziunile unor celule ischemiate (leziunea de ischemie-reperfuzie). Reducerea fosforilării oxidative şi a nivelului de ATP au ca efect scăderea activităţii pompei de Na-K şi consecutiv, hiperhidratarea celulară cu dilatarea REN şi balonizare celulară. La balonizarea celulară participă şi acumularea de carbohidraţi. În continuare va fi afectată sinteza proteică datorită detaşării ribozomilor şi a disocierii poliribozomilor în monozomi. Dacă hipoxia continuă, mitocondriile se măresc mult ca volum, RE rămâne dilatat şi celula se balonizează extrem. Toate aceste modificări sunt reversibile dacă se restabileşte fluxul sanguin. Fig. 2.1. Mecanismele afectării celulare în ischemie (modificată după A. Stevens, 1995) Când leziunea devine ireversibilă, mitocondriile sunt sever tumefiate, se produce afectarea membranei şi a lizozomilor, apar densificări amorfe mitocondriale. În miocard, astfel de modificări apar după 20-60 minute de ischemie. Influxul de Ca este important şi efectele sale sunt amplificate în 18 special când se produce şi reperfuzia. Alterarea lizozomilor va determina revărsarea enzimelor şi digestia componentelor celulare. În final, celula va fi înlocuită prin mase voluminoase de figuri mielinice (fosfolipide) care ulterior vor fi fagocitate sau degradate în acizi graşi care pot fi calcificaţi, rezultând săpunuri. Distrugerea celulelor va determina eliberarea de enzime extracelular şi în plasmă (motiv pentru care determinarea nivelului lor seric este importantă în diagnosticul şi urmărirea evoluţiei infarctului miocardic acut sau al pancreatitei acute necrotico-hemoragice). Ireversibilitatea leziunii celulare este caracterizată prin două aspecte: imposibilitatea refacerii funcţiei mitocondriale; tulburări accentuate în funcţia membranei. Disfuncţia mitocondrială va avea ca efect creşterea nivelului de Ca intracelular şi depleţia de ATP, cu activarea fosfolipazelor mitocondriale, acumularea de acizi graşi liberi şi afectarea membranei mitocondriale interne. Fosfolipazele vor determina pierderea fosfolipidelor membranare. Produşii de degradare a lipidelor vor avea efect detergent pe membrana celulară. Activarea proteazelor va determina anomalii ale citoscheletului celular. Se produce pierderea aminoacizilor intracelulari, iar acumularea radicalilor liberi de O2 este foarte toxică. Oricare ar fi mecanismul de alterare a membranei celulare, rezultatul va fi un influx şi mai important de Ca (în special în reperfuzie) care va fi preluat de mitocondrii intoxicându-le permanent, cu inhibarea enzimelor celulare, denaturarea şi precipitarea proteinelor (aspecte caracteristice necrozei de coagulare). În cazul refacerii fluxului sanguin se produce o creştere a radicalilor liberi de O2 care vor determina alterarea membranei mitocondriale interne cu afectarea consecutivă a procesului energetic. Leziunile vor fi în continuare agravate de afluxul de polimorfonucleare neutrofile în teritoriul ischemiat (datorită echipamentului lor enzimatic). Radicalii liberi induc leziuni celulare acute prin următoarele mecanisme importante: - peroxidarea lipidelor membranare cu afectarea membranei; - modificarea prin oxidare a proteinelor cu afectarea pompelor ionice; - lezarea mitocondriilor şi favorizarea pătrunderii calciului în celulă; - lezarea ADN ( fiind astfel implicaţi în procesele de îmbătrânire celulară şi în transformarea malignă). Substanţele chimice pot şi ele induce leziuni celulare fie în mod direct, prin combinare cu diferite componente moleculare, sau organite celulare, fie indirect, prin transformarea lor în metaboliţi toxici. 2.1.3. Morfologia leziunilor celulare reversibile acute În microscopia optică se identifică două tipuri comune de leziuni celulare reversibile: - degenerescenţa vacuolară (hidropică); 19  - steatoza. Degenerescenţa vacuolară Degenerescenţa vacuolară se produce când celula îşi pierde capacitatea de a menţine echilibrul hidro-electrolitic şi este prima manifestare în aproape toate formele de agresiune celulară. Afectarea prin diferite mecanisme a pompei Na-K membranare va avea ca efect pătrunderea Na şi apei în celulă şi ieşirea K. Se produce astfel o hiperhidratare celulară. În microscopia electronică cisternele reticulului endoplasmatic apar dilatate. Dacă agentul cauzator este foarte intens, sau persistent, mitocondriile vor deveni şi ele balonizate, cu densificări amorfe, ribozomii se vor detaşa, apar alterări nucleare. Astfel leziunea, la început reversibilă, se poate solda cu moartea celulară. Macroscopic, organul afectat este mărit de volum, palid, friabil, cu aspect de “carne fiartă” (intumescenţă tulbure). Microscopic, celulele sunt balonizate, mărite de volum, cu citoplasma palidă, fin vacuolizată (degenerescenţă vaculară). În grade extreme, celula, mult mărită de volum, prezintă o citoplasmă clară, care nu se mai colorează (degenerescenţă hidropică). Steatoza Este o leziune celulară reversibilă caracterizată prin încărcarea cu lipide neutre (trigliceride) a unor celule care în mod normal nu conţin acest metabolit. Apare în hipoxie şi diferite forme de agresiune toxică sau metabolică. Aspectele în detaliu vor fi discutate în subcapitolul următor, deoarece leziunea are mai frecvent un caracter cronic. 2.2. NECROZA ŞI APOPTOZA 2.2.1. Necroza Necroza semnifică totalitatea modificărilor morfologice produse prin acţiunea enzimelor asupra celulelor lezate letal, în ţesuturi, în timpul vieţii (diferită de putrefacţia tisulară, care se produce post-mortem). Morfologia teritoriului necrozat va fi diferită în raport de predominanţa fenomenelor de liză enzimatică a celulelor sau de denaturare şi coagulare a proteinelor celulare. Ultrastructural se caracterizează prin: - balonizarea mitocondriilor şi alterarea membranei mitocondriale; - alterări nucleare; - fragmentarea RE şi dispariţia ribozomilor; - tardiv, alterarea lizozmilor; - figuri mielinice în citoplasmă. În microscopia optică, în aria de necroză, celulele prezintă modificări nucleare şi citoplasmatice : Modificări nucleare: picnoză (retracţia şi aglutinarea cromatinei); 20  kariorhexis (fragmentarea nucleului); Karioliză (liza nucleului rezultând o umbră nucleară şi apoi dispariţia sa). Modificări citoplasmatice: Când predomină coagularea proteinelor, citoplasma devine retractată, intens acidofilă, omogenă, iar limitele celulare sunt păstrate; Când predomină liza enzimatică, citoplasma şi limitele celulare dispar. Aspectele ariei necrozate sunt diferite în raport cu agentul etiologic şi tipul de ţesut afectat: ► Necroza de coagulare reprezintă forma cea mai comună de necroză, prototipul fiind necroza de cauză ischemică (ex. infarctele miocardic, splenic, renal, etc.). Microscopic celulele îşi păstrează limitele. Aspectul macroscopic va depinde de cauza morţii celulare şi în special de starea vascularizaţiei (dilatare vasculară sau întrerupere a fluxului sanguin). Teritoriul necrozat este palid, are consistenţă fermă, este uscat, cu limite distincte, deoarece suportul colagenic este mult mai rezistent la ischemie. Ulterior, prin activitatea macrofagelor, consistenţa poate deveni moale (risc de ruptură în infarctul miocardic). ► Necroza de lichefiere este o formă particulară de necroză ischemică, numită astfel deoarece teritoriul necrozat are o consistenţă vâscoasă, moale. Este proprie infarctului cerebral unde apare datorită absenţei unui ţesut conjunctiv de suport şi a procentului important de apă în ţesut. În infarctul cerebral, la periferia ariei de necroză, se produce o reacţie glială importantă cu evoluţie finală spre formarea unui chist. Un alt exemplu de necroză de lichefiere este cea produsă în inflamaţiile purulente. ► Necroza de cazeificare este o formă particulară de necroză, de cauză imună, caracteristică inflamaţiei tuberculoase. Microscopic, aria necrozată este amorfă, omogenă, fără structură, intens acidofilă. Dacă este de dată recentă, pot fi observate fragmente nucleare hematoxilinofile. Macroscopic, se caracterizează printr-o consistenţă moale, culoare alb-gălbuie, având un aspect grunjos, asemănător cu al brânzei (cazeum). ► Necroza hemoragică este tot o formă de necroză ischemică şi apare în organele cu structură laxă sau cu dublă circulaţie (ex. pulmon, intestin). Datorită infiltrării masive cu sânge, aria are o culoare roşie (ex. infarct roşu pulmonar). ► Gangrena este o formă de necroză ischemică în care deseori se produce suprainfecţie bacteriană (în special cu Clostridii). La nivelul extremităţilor, rezultatul ischemiei acute va fi o arie de culoare neagră, friabilă, cu limite nete, uscată (gangrenă uscată). Când se produce suprainfecţie bacteriană, teritoriul devine verzui, fără demarcaţie cu ţesutul din jur, fetid şi umed (gangrenă umedă). Deoarece genul clostridium este comun în intestin, infarctul intestinal deseori evoluează spre gangrenă. Gangrena gazoasă este rezultatul infecţiei cu Clostridium perfringens. 21  ► Necroza fibrinoidă este o arie de necroză în care există depunere de fibrină. Un exemplu este necroza fibrinoidă a arteriolelor în hipertensiunea arterială malignă. În acest context, datorită cifrelor presionale extrem de ridicate, se produce necroza păturii musculare şi infiltrarea cu fibrină de la nivel plasmatic. Teritoriul interesat este în coloraţia H&E intens, strălucitor eozinofil. Uneori termenul este greşit utilizat, în situaţii în care necroza este minimă sau absentă, dar datorită asemănării cu o zonă de necroză, a fost menţinut, fiind utilizat în continuare. ► Citosteatonecroza reprezintă necroza ţesutului adipos. Poate fi urmarea unui traumatism direct cu eliberarea extracelulară a lipidelor (în zone superficiale ca ţesutul adipos subcutanat, glanda mamară) sau a lizei enzimatice sub acţiunea lipazelor. În pancreatita acută, sub acţiunea lipazei pancreatice, trigliceridele sunt scindate în acizi graşi şi glicerol, care prin combinare cu sărurile de calciu formează săpunuri de calciu. Ariile respective au culoare albă, asemănătoare cu ceara naturală (pete de spermanţet). 2.2.2. Apoptoza Reprezintă o formă de moarte celulară izolată, programată intern şi desemnată în mod normal să elimine celulele nedorite. Acest proces necesită energie şi este mediat de endonucleaze. Apoptoza este implicată în următoarele procese fiziologice şi patologice: - embriogeneză; - involuţia hormono-dependentă la adult (ex. involuţia endometrului în ciclul menstrual, involuţia timusului la pubertate); - procesul de îmbătrânire; - depleţie pentru menţinerea unei anumite densităţi în populaţiile celulare proliferante (ex. în criptele intestinale); - moartea celulară în tumori; - moartea PMN în inflamaţia acută; - moartea limfocitelor B/T după depleţia citokinelor; - în unele boli virale (ex. corpii Councilman în hepatita virală acută); - atrofia patologică a unor organe consecutiv obstrucţiei ductelor excretorii (ex. rinichi); Morfologie În cursul apoptozei, în microscopia optică şi electronică se constată: ► retracţie celulară, citoplasma devenind densă, intens eozinofilă, cu organite dens împachetate; ► condensarea periferică a cromatinei cu producerea unor mase sub membrana nucleară; nucleul se poate fragmenta; Activarea caspazelor, cu clivajul consecutiv al proteinelor nucleare şi de citoschelet şi antrenarea secundară a endonucleazelor, explică aspectele nucleare şi citoplasmatice specifice descrise. 22  ► apar prelungiri citoplasmatice care apoi se fragmentează formând corpi apoptotici (mase citoplasmatice cu, sau fără fragmente nucleare, delimitate de membrană); Activarea transglutaminazei determină conversia proteinelor citoplasmatice cu legături covalente încrucişate şi formarea de fascicule retractate care se pot fragmenta în corpi apoptotici. ► în final, celula apoptotică, sau corpii apoptotici vor fi fagocitaţi de către celulele vecine normale, sau de către macrofage şi va fi înlocuită prin migrarea, sau proliferarea celulelor neafectate. Recunoaşterea şi fagocitoza precoce, fără antrenarea unui răspuns inflamator, este mediată de exprimarea pe suprafaţa celulelor apoptotice a fosfatidilserinei şi uneori a trombospondinei (glicoproteină de adezivitate celulară). În coloraţia H&E, pe secţiunea histologică, apoptoza este identificabilă la nivelul unor celule izolate sau în mici grupuri, care apar intens eozinofile, cu fragmente nucleare. Spre deosebire de necroză, celulele inflamatorii sunt absente deoarece apoptoza nu incită o reacţie inflamatorie. Dereglări ale apoptozei pot fi identificate într-o varietate foarte largă de boli, care ar putea fi grupate astfel: 1. Boli cu apoptoză inhibată şi creşterea consecutivă a supravieţuirii celulare: - tumori maligne; - boli autoimune (când limfocitele autoreactive nu sunt îndepărtate după reacţia imună). 2. Boli asociate cu apoptoză amplificată şi în consecinţă moarte celulară exagerată: - boli neurodegenerative, cu pierdere de neuroni; - ischemia acută (ex. infarctul miocardic); - depleţia de limfocite indusă de virusuri (ex. SIDA). 2.3. REACŢII CELULARE DE ADAPTARE În condiţiile unei suprastimulări, fie fiziologice, fie patologice, celulele pot suferi procese adaptative care să le permită supravieţuirea. Modificările morfo-funcţionale apărute caracterizează un status celular intermediar, între celula normală şi ce lezată şi privesc creşterea şi diferenţierea celulară. În acest context se înscriu Hiperplazia, Hipertrofia, Atrofia şi Metaplazia. Tot răspunsuri adaptative, până la un anumit punct, pot fi considerate şi acumulările intracelulare ale unor substanţe endogene, normale sau anormale, ca şi a unor substanţe de natură exogenă: - produşi endogeni normali (lipide, proteine, glicogen, fier, etc.); - produşi endogeni anormali (ex. proteine ca α1antitripsina); - produşi exogeni (pigment antracotic). 23  2.3.1. Hiperplazia Reprezintă creşterea numărului de celule într-un organ, sau ţesut, având ca rezultat creşterea volumului acestuia. Deşi este diferită de hipertrofie, frecvent cele două procese coexistă, sub acţiunea unor stimuli, unele celule suferind şi hipertrofie şi hiperplazie. Producerea unuia sau a altuia din cele doua procese depinde şi de natura celulei „ţintă” pentru stimulul respectiv. Celulele labile şi în anumite condiţii şi cele stabile sunt capabile de multiplicare putând suferi modificări atât hiperplazice, cât şi hipertrofice (fig. 2.2). Celulele permanente, cum sunt fibrele miocardice, nu se multiplică şi singura lor posibilitate de adaptare este hipertrofia. Hiperplazia poate fi întâlnită în condiţii fiziologice şi patologice. Fig. 2.2. Hiperplazia şi Hipertrofia (modificată după Underwood, 1992) Hiperplazii fiziologice: hormonală: ex. hiperplazia uterului gravid, hiperplazia glandei mamare în lactaţie (procese la care se asociază şi hipertrofia); compensatorie: ex. hiperplazia ţesutului hepatic restant după hepatectomii parţiale; Hiperplazii patologice Hiperplaziile patologice pot apare în ţesuturi „ţintă” în situaţia unei stimulări hormonale excesive sau ca efect al factorilor de creştere. Astfel, sub efectul unei hiperestrogenii absolute sau relative (un nivel estrogenic normal în prezenţa unui nivel progesteronic insuficient), endometrul poate suferi diferite grade de hiperplazie. Procesul este reversibil, endometrul revenind la normal când nivelurile hormonale fiziologice sunt reconstituite; importanţa unei astfel de leziuni constă în riscul de transformare malignă pe care îl implică. 24  Un alt exemplu este hiperplazia de prostată datorată acţiunii hormonilor androgeni. Sub efectul combinat al unor hormoni şi factori de creştere se produce hiperplazia hepatocitelor şi a fibroblastelor în ficat, urmare a pierderii importante de hepatocite din unele hepatite severe. Combinaţia de noduli de regenerare hepatocitară şi ţesut conjunctiv caracterizează ciroza hepatică. Hiperplazia este importantă şi în procesele de reparare şi vindecare a plăgilor, când fibroblastele şi capilarele de neoformaţie proliferează sub efectul factorilor de creştere şi formează ţesutul de granulaţie (ţesut conjunctivo- vascular de neoformaţie) care în final se va maturiza dând naştere unei cicatrici conjunctive. 2.3.2. Hipertrofia Hipertrofia reprezintă mărirea de volum a unui ţesut sau organ pe seama măririi de volum a celulelor componente, fără multiplicare celulară. Creşterea dimensiunilor celulare este datorată creşterii sintezei de componente structurale. Hipertrofia poate fi fiziologică sau patologică şi se produce ca o consecinţă a necesităţii unei activităţi funcţionale crescute sau ca urmare a unui stimul hormonal excesiv. Hipertrofii fiziologice hipertrofia miometrului în uterul gravid; hipertrofia musculaturii scheletice şi a miocardului ventricular stâng la sportivi. Hipertrofii patologice Un exemplu clasic de hipertrofie patologică îl reprezintă hipertrofia miocardului ventricular stâng în hipertensiunea arterială (hipertrofia concentrică a ventriculului stâng). Se produce ca o reacţie adaptativă la rezistenţa periferică crescută, cordul trebuind să-şi crească forţa contractilă pentru ejecţia sângelui. Sinteza crescută de proteine şi miofilamente, cu mărirea volumului celular, vor conduce la creşterea capacităţii funcţionale a celulei. Când limitele adaptative sunt depăşite, apare insuficienţa cardiacă, iar în celule se produc leziuni degenerative ca liza şi pierderea de elemente contractile. Se produce şi moarte celulară prin necroză sau prin apoptoză. 2.3.3. Atrofia Reprezintă scăderea dimensiunilor celulare cu scăderea consecutivă a volumului ţesutului, sau organului respectiv (care anterior era normal dezvoltat). Ea trebuie diferenţiată de hipoplazie care semnifică un volum redus al unui organ datorită unei insuficiente dezvoltări (morfogeneză neadecvată). Atrofia poate să se producă în circumstanţe fiziologice, sau patologice. Atrofia fiziologică Este importantă încă din embriogeneză, când pe parcursul morfogenezei unele componente embrionare dispar şi până la vârste înaintate, când se produce 25 atrofia senilă a unor variate ţesuturi (Tabel 2.1). Tabel 2.1 : Atrofii fiziologice în raport cu vârsta Viaţa embrionară şi fetală: - fantele branhiale; - notocordul; - canalul tireoglos; - ductul mullerian; ductul wolffian Perioada neonatală: - vasele ombilicale; - canalul arterial; Pubertate: - timusul; Viaţa adultă şi vârste înaintate: - uterul, endometrul; - testiculele; - sistemul osos (în special la sexul feminin); - cerebelul; - ţesutul limfoid. Atrofii patologice Atrofii patologice se pot produce în mai multe situaţii: 1. Atrofia de imobilizare (sau de scădere a activităţii) Astfel, membrele imobilizate în aparat ghipsat în urma unei fracturi, suferă o atrofie musculară care este reversibilă. Un aspect similar se găseşte la persoanele lung timp imobilizate la pat. Dacă lipsa de activitate este prelungită, pe lângă atrofie se produce şi o reducere a numărului de fibre musculare. În astfel de situaţii se asociază şi atrofia osoasă cu osteoporoză. 2. Atrofia de denervare (neuropatică) Pierderea inervaţiei într-un segment (prin secţiune traumatică a nervului, poliomielită) determină atrofie musculară. La paraplegici, lipsa de inervaţie şi activitate precipită şi osteoporoza. 3. Atrofia ischemică Reducerea fluxului sanguin arterial va determina atrofia ţesutului afectat. În miocard, când există leziuni difuze de ateroscleroză care determină o reducere cronică a aprovizionării cu sânge, se produce atrofia fibrelor miocardice, moartea unora dintre ele şi înlocuirea cu ţesut conjunctiv (fibroza ischemică a miocardului). Pe plan funcţional pacientul va dezvolta insuficienţă cardiacă. Probabil tot datorită aterosclerozei şi stenozării progresive a arterelor cerebrale, la vârstnici se produce o atrofie cerebrală progresivă. La bolnavii cu varice (dilatări ale sistemului venos superficial al membrelor inferioare), 26 datorită stagnării sângelui neoxigenat, ca şi la cei cu insuficienţe circulatorii arteriale periferice, poate apare atrofia epidermului. 4. Atrofia de compresiune Orice factor, de natură exogenă sau endogenă, care determină compresiune pe ţesuturi, este cauzator de atrofie a ţesutului respectiv. Astfel, la persoanele imobilizate la pat, prin presiunea exercitată la contactul ţesuturilor moi cu planul dur, se poate produce atrofie şi pot apare ulceraţii de decubit în zonele interesate. O tumoră de dimensiuni mai mari va determina prin compresiune, atrofia ţesuturilor vecine. Acumularea lichidului cefalorahidian în sistemul ventricular, determină atrofia parenchimului cerebral (hidrocefalie). În mod similar, un obstacol în calea eliminării urinei din vezică (hiperplazie de prostată), într-o primă etapă se va solda cu hipertrofia de adaptare a muşchiului vezical şi ulterior, când obstrucţia este completă, cu atrofia peretelui vezical şi dilatarea acesteia (glob vezical). Acumularea urinei în sistemul pielo-caliceal determină dilatarea acestuia şi atrofia parenchimului renal (hidronefroză). În toate aceste cazuri, factorul major care determină atrofie este reducerea fluxului sanguin, cu hipoxie tisulară. 5. Atrofia de denutriţie Lipsa unei nutriţii adecvate poate determina atrofia ţesutului adipos, a intestinului, pancreasului şi în cazuri extreme, atrofie musculară. O formă extremă de atrofie sistemică, similară celei observate în malnutriţiile severe, este caşexia care apare în stadiile avansate ale tumorilor maligne. 6. Atrofia endocrină Când stimularea endocrină este neadecvată, se produce atrofia ţesutului „ţintă”. În acest context se înscrie atrofia endometrului sau a mucoasei vaginale la femei ovariectomizate, atrofia suprarenalei în tumori sau infarcte ale hipofizei care determină o reducere a ACTH. 7. Atrofia senilă Procesele de îmbătrânire se asociază cu pierdere de celule şi atrofie tisulară. Se observă în ţesuturile cu celule permanente, în special creier şi miocard. Acest tip de atrofie poate fi privit ca o formă de atrofie fiziologică. În celulele atrofiate se produce o scădere a numărului organitelor şi componentelor celulare (mitocondrii, miofilamente, reticul endoplasmatic). Această reducere reprezintă o adaptare la noile condiţii pentru menţinerea viabilităţii. Uneori, aceiaşi stimuli antrenează şi apoptoza, aceasta devenind o altă cauză a micşorării volumului ţesutului respectiv. Mecanismele care declanşează atrofia sunt complexe şi afectează echilibrul dintre sinteza şi degradarea proteinelor: lizozomii, prin bagajul enzimatic pe care îl posedă, degradează nu numai materiale endocitate, dar şi componente celulare. O altă cale prin care se poate produce degradarea proteinelor celulare este cea a ubiquitinei care se pare că este responsabilă pentru proteoliza din caşexia canceroasă. 27  Deseori, atrofia se însoţeşte de creşterea numărului vacuolelor de autofagie (vacuole intracitoplasmatice, delimitate de membrană, care conţin fragmente de componente celulare şi în care se vor descărca enzimele lizozomale). Uneori, materialul celular rezistă digestiei, persistând în aceste vacuole şi formând „corpi reziduali”. Un exemplu este reprezentat de granulele de lipofuscină, care atunci când sunt în cantitate mare determină o coloraţie brună a ţesutului (ex. atrofia brună a miocardului). 2.3.4. Metaplazia Reprezintă o modificare reversibilă, în care un tip celular adult, epitelial sau conjunctiv, este înlocuit de un alt tip celular tot adult. În general, înlocuirea se produce cu un tip de celule mai rezistent la anumiţi factori agresori, metaplazia reprezentând o reacţie de adaptare la un mediu agresiv pentru celule. Ea este rezultatul activării sau inhibării unor gene implicate în procesul de diferenţiere celulară. Metaplazia se produce prin diferenţierea pe o linie nouă a celulelor stem (celulele de rezervă de la nivelul epiteliilor sau a celulelor mezenchimale nediferenţiate din ţesuturile conjunctive) Cel mai frecvent tip de metaplazie este înlocuirea epiteliului cilindric de la nivel bronşic, cu un epiteliu de tip scuamos stratificat (metaplazie scuamoasă sau epidermoidă). Aceasta apare ca rezultat al unei iritaţii cronice a tractului respirator, cum se întâmplă la fumători. Deşi mai rezistent, epiteliul scuamos nu are capacitate de muco-secreţie şi în plus, în epiteliul metaplazic, dacă factorii iritativi persistă, se poate produce transformarea malignă (cel mai frecvent tip de tumoră malignă a tractului respirator, carcinomul scuamo-celular, apare în acest mod). În mod similar, în canalele excretorii ale glandelor salivare, pancreasului sau în căile biliare, sub efectul iritant al calculilor, se produce metaplazie epidermoidă a epiteliului cilindric; la nivelul vezicii urinare, epiteliul de tip tranziţional poate fi înlocuit de un epiteliu scuamos. Un alt exemplu este metaplazia epiteliului scuamos esofagian în epiteliu cilindric de tip intestinal în esofagita Barrett. Şi în această situaţie se poate produce transformare malignă, cu dezvoltarea unui adenocarcinom. Metaplazia în ţesuturi conjunctive este mai rară şi reprezentată de formarea de os, cartilaj, ţesut adipos, în ţesuturi care nu conţin aceste elemente. Se poate produce metaplazie osoasă în ţesutul muscular (ex. miozită osifiantă), în plăcile ateromatoase după depunerea de săruri de calciu, în cartilajul bronşic etc. 28  2.4. LEZIUNI CELULARE REVERSIBILE CRONICE PRIN TULBURĂRI DE METABOLISM ŞI ACUMULĂRI INTRACELULARE În unele condiţii patologice pot apare leziuni la nivelul organitelor celulare sau al citoscheletului. Ele pot fi identificate în leziunile celulare acute, altele reprezintă forme cronice sau răspunsuri celulare de adaptare Leziunile la nivel ultrastructural pot interesa: Lizozomii; REN; REG; Mitocondriile; Citoscheletul. Lizozomii, aşa cum este cunoscut, sunt implicaţi, prin bagajul enzimatic pe care îl posedă, în distrugerea materialului fagocitat. Acest proces se poate realiza prin heterofagie sau autofagie. Heterofagia este efectuată de leucocitele neutrofile şi de macrofage (ex. fagocitoza bacteriilor sau a celulelor apoptotice). Autofagia este implicată în distrugerea organitelor celulare lezate şi este în mod particular evidentă în celulele care suferă atrofie. Uneori pot rămâne resturi nedigerate (ex. unele lipide) care formează corpii reziduali (ex. pigmentul de lipofuscină sau particulele de carbon inspirate din atmosferă). Unele substanţe anormale pot fi depozitate la nivel lizozomal în cadrul aşa numitelor boli de stocaj. Acestea pot avea caracter ereditar, fiind datorate unor deficite enzimatice moştenite (enzimopatii congenitale) care conduc la acumularea în diferite celule din organism, a unor compuşi care nu pot fi metabolizaţi (ex. acumulare de glicogen în glicogenoze, de mucopolizaharide în mucopolizaharidoză, de lipide complexe în dislipidoze). Sub influenţa unor medicamente (clorochina, amiodarona) pot apare boli de stocaj dobândite sau iatrogene. În lizozomi poate fi stocată feritina în hemocromatoză, cuprul în boala Wilson. Reticulul endoplasmatic neted (REN) Obişnuinţa, care apare în timp la medicaţia cu barbiturice, este datorată inducţiei de către acestea a hipertrofiei REN în hepatocitele care metabolizează acest medicament. Celulele adaptate la un medicament vor prezenta o capacitate crescută de metabolism şi pentru altele (de aceea pacienţii care sunt trataţi cu fenobarbital pentru epilepsie şi în acelaşi timp beau alcool, pot prezenta niveluri subterapeutice ale medicamentului). În intoxicaţia cronică cu alcool, în hepatocite, se produce acumulare de lipoproteine în REN. Reticulul endoplasmatic rugos (REG) REG poate fi afectat prin degranulare în intoxicaţia cu tetraclorură de carbon. La nivelul său pot fi stocate diferite substanţe ca lipide, proteine, glicoproteine, imunoglobuline cristalizate (corpii Russel). 29  Mitocondriile Cum a fost deja prezentat, disfuncţia mitocondrială are un rol important în leziunile celulare acute, necroză şi apoptoză. În diferite procese pot apare modificări ale numărului, dimensiunilor şi formei mitocondriilor. Astfel, în hipertrofie, creşte numărul de mitocondrii, iar în atrofie scade. În hepatocitele alcoolicilor apar mitocondrii de dimensiuni mari (megamitocondrii). În miopatiile mitocondriale (boli metabolice moştenite ale muşchiului striat) mitocondriile sunt numeroase, mărite de volum, cu criste alterate şi cu acumulări de formaţiuni cristaline. În tumorile benigne numite oncocitoame, se constată mitocondrii numeroase, mari, care determină eozinofilia celulelor în microscopia optică. Citoscheletul Anomaliile citoscheletului se pot manifesta prin alterări ale motilităţii celulare sau ale deplasării intracelulare a organitelor; alteori se produc acumulări intracelulare de material fibrilar. Alterarea filamentelor de actină şi miozină sub influenţa unor toxine sau medicamente poate afecta motilitatea şi funcţia fagocitară a leucocitelor. Defectele microtubulilor se reflectă în: alterarea motilităţii spermatozoizilor (cauză de sterilitate masculină) sau a cililor epiteliului respirator (sindromul cililor imobili); alterarea capacităţii de diviziune celulară (unele medicamente antimitotice utilizate în terapia cancerului se bazează pe această acţiune). În unele forme de lezare celulară se produc acumulări de filamente intermediare (ex. filamente intermediare de keratină care formează corpii Mallory în hepatocitele din ficatul alcoolic). În continuare vom detalia aspectele cele mai importante cu privire la leziunile celulare cronice caracterizate prin acumulări intracelulare. Ca urmare a unor tulburări metabolice, în celule se pot acumula diferite substanţe endogene, sau exogene, în mod tranzitoriu sau definitiv. Uneori substanţele sunt produse de însăşi celula în care se identifică, alteori celulele respective nu fac decât să stocheze substanţe produse în altă parte. Acumulările intracelulare (în citoplasmă sau în nucleu) pot apare în trei moduri (fig. 2.3): 1. acumularea unei substanţe endogene normale ca urmare a unei insuficiente metabolizări (ex. steatoza); 2. acumularea unei substanţe endogene normale sau anormale datorată unor defecte genetice sau dobândite în metabolizare, transport sau secreţie (ex. boli de stocaj prin deficite enzimatice, cum este deficitul de α1 antitripsină); 3. Acumularea unei substanţe cu origine exogenă, datorată imposibilităţii metabolizării ei de către celula respectivă (ex. acumulări de praf de cărbune, siliciu, etc.). Leziunile prin acumulări pot fi la început reversibile. Dacă acumularea este progresivă, leziunile pot deveni ireversibile şi să se soldeze cu moarte celulară. 30  Fig. 2.3. Mecanismele acumulărilor intracelulare (după Cotran R.S. et al., 1999 ) (1. metabolizare insuficientă; 2. defecte de metabolizare, configurare, transport sau secreţie; 3. imposibilitatea metabolizării unor substanţe exogene). 31  2.4.1. Acumulări de lipide La nivel celular se pot produce acumulări de: trigliceride colesterol liber şi esterificat lipide complexe Acumulări de trigliceride Steatoza Steatoza reprezintă acumularea de trigliceride în celule parenchimatoase care în mod normal nu conţin acest compus. Apare des la nivel hepatic, dar se descrie şi în miocard, muşchi, rinichi. Cauze: - hipoxia; - malnutriţia şi bolile consumptive; - tulburări metabolice; - substanţe chimice; - toxine bacteriene; - frecvent, consumul cronic de alcool. Acumularea trigliceridelor în ficat (aspectul cel mai important al steatozei) se poate produce prin diferite mecanisme. Hipoxia determină reducerea oxidării acizilor graşi la corpi cetonici (creşte transformarea lor prin esterificare in trigliceride, cu acumularea acestora). În malnutriţie şi bolile consumptive, datorită absenţei carbohidraţilor, se produce o mobilizare excesivă a acizilor graşi din depozite şi o scădere a oxidării lor în celulele parenchimatoase, având ca rezultat acumularea trigliceridelor. La aceasta se adaugă scăderea producţiei de apoproteină şi deci a formării de lipoproteine (forma de circulaţie a trigliceridelor). Tulburările metabolice (ex. Diabetul zaharat) acţionează prin aceleaşi mecanisme, cu afectarea metabolismului carbohidraţilor şi eliberarea excesivă a acizilor graşi din depozite. Alcoolul, substanţele toxice (CCl4) scad producţia de lipoproteine, trigliceridele acumulându-se în celulă. Prin definiţie, steatoza este o leziune reversibilă, însă în grade extreme, prin afectarea funcţiilor celulare, poate conduce la moartea celulei. Morfologia steatozei Steatoza hepatică: Macroscopic, ficatul este mărit de volum (hepatomegalie ce poate atinge 3-5 Kg), de consistenţă moale, cu margini rotunjite şi suprafaţa netedă. Aceste aspecte, care se pot aprecia prin palpare, asociate cu istoricul cazului, sunt esenţiale pentru orientarea diagnosticului clinic. Datorită acumulării de lipide, culoarea ficatului va fi galbenă, iar suprafaţa de secţiune va avea aspect grăsos. Steatoza poate fi difuză sau parţială. Ultimul aspect este specific hipoxiei hepatice prin staza sângelui venos în insuficienţa cardiacă dreaptă 32 (denumit ficat pestriţ sau muscad, datorită alternanţei de zone normale, cu zone congesive şi steatozice). Microscopic, în coloraţiile de rutină, steatoza se prezintă iniţial ca vacuole optic goale, de dimensiuni mici, delimitate de membrană (lizozomi). Acest aspect caracterizează steatoza microveziculară (leziune celulară acută). Pe măsura progresiei, vacuolele se măresc (steatoză macroveziculară, leziune cu aspect cronic), devin coalescente şi deplasează nucleul periferic (hepatocitul are aspectul unui adipocit). Uneori, prin distrucţia hepatocitelor, lipidele pot fuza, formând chisturi lipidice. Steatoza miocardică În cord, datorită hipoxiei cronice (cum se întâmplă în anemii) se produce acumulare de picături lipidice în citoplasma fibrelor miocardice, dând un aspect macroscopic caracteristic, tigrat (alternanţă de benzi galbene şi benzi brune de ţesut neafectat). În hipoxii foarte severe sau în unele miocardite, aspectul macroscopic al steatozei poate fi difuz. În microscopia optică, la coloraţii de rutină, acumulările de trigliceride se pot confunda cu cele de glicogen sau apă. Pentru identificare precisă, când există dubii, se utilizează coloraţii elective pentru lipide pe secţiuni histologice la criostat (Sudan negru, Sudan IV, Oil Red). Obezitatea Obezitatea este definită ca o greutate corporală cu peste 15-20% mai mare decât greutatea normală (definită în standarde de greutate corporală raportată la înălţime), datorată creşterii masei de ţesut adipos. Etiologia obezităţii este complexă, incomplet cunoscută. Numeroase studii sunt axate actual pe interrelaţia dintre centrii hipotalamici de reglare a apetitului şi a consumului energetic şi adipocite ca sediu de stocare a excesului caloric sub formă de trigliceride. La nivel hipotalamic este secretat un hormon polipeptidic denumit leptin (factor antiobezitate) care acţionează prin intermediul unor receptori şi a unor transmiţători de semnal (neuropeptidul Y- NPY); adipocitele prezintă receptori β2-adrenergici prin intermediul cărora norepinefrina determină hidroliza acizilor graşi, decuplând stocajul de producţia de energie. Defecte ale sistemului leptinic de comunicare (ex. rezistenţă la leptin) pot conduce la apariţia obezităţii. Deşi factorii genetici au un rol, factorii cei mai importanţi sunt cei de mediu, căci fără un aport caloric în exces comparativ cu necesităţile energetice şi consumul organismului, obezitatea nu apare. Obezitatea, în special cea centrală, se asociază cu un risc crescut pentru numeroase boli: - diabet zaharat tip II (non-insulinodependent); obezitatea este asociată cu rezistenţă crescută la insulină şi hiperinsulinemie, aspecte caracteristice acestui tip de diabet; - riscul de dezvoltare a hipertensiunii arteriale la persoane anterior normotensive creşte proporţional cu creşterea greutăţii; - hipertrigliceridemia cu niveluri scăzute de HDL atrage un risc crescut de apariţie a aterosclerozei şi coronaropatiilor; 33  - litiaza biliară este de şase ori mai frecventă la persoane obeze (datorită creşterii nivelului de colesterol excretat în bilă); - prin creşterea efortului la nivelul articulaţiilor, frecvent apar modificări degenerative articulare şi osteoartrite; - sindrom de hipoventilaţie sau sindrom Pickwick (somnolenţă diurnă şi nocturnă, apnee de somn). Acumulări de colesterol liber şi esterificat Deşi majoritatea celulelor din organism utilizează colesterol pentru edificarea sistemelor de membrană, nu este necesară stocarea acestuia în citoplasmă. Acumulări patologice se pot observa în: - plăcile ateromatoase la nivelul cărora apar acumulări de celule musculare netede şi macrofage încărcate cu colesterol şi esteri de colesterol. Datorită aspectului citoplasmei, aceste celule sunt denumite celule spumoase. Agregarea lor determină coloraţia galbenă a acestor plăci. Esteri de colesterol se identifică şi extracelular, unde pot cristaliza sub forma unor cristale aciculare. - Xantoamele sunt mase pseudotumorale, de consistenţă moale, care apar la nivelul ţesutului subcutanat şi al tendoanelor în hiperlipidemii. Sunt constituite din aglomerări de macrofage încărcate cu colesterol. La nivelul pleoapelor, aceste mase sunt denumite xantelasme. - În ariile de inflamaţie acută şi de necroză, pot să apară macrofage cu colesterol fagocitat, rezultat din distrucţia celulară. - Colesteroloza se caracterizează prin acumulare de agregate de macrofage încărcate cu colesterol în corionul mucoasei veziculei biliare, sub epiteliul de suprafaţă. Acestea sunt celule de talie mare, au aspect spumos şi sunt denumite celule xantice. Macroscopic, aglomerările apar sub forma unor proeminenţe punctiforme de culoare galbenă denumite „achene”, care contrastând cu fondul roşu, congestiv al mucoasei, dau acesteia aspect asemănător fragilor („veziculă fragă”). Acumulări de lipide complexe Aceste acumulări se produc în cadrul bolilor de stocaj datorită deficitelor enzimatice lizozomale moştenite (dislipidoze): - boala Gaucher, datorată deficitului de glucocerebrozidază, se caracterizează prin acumulare de cerebrozide în macrofage în diferite localizări având ca efecte: hepatomegalie, splenomegalie, adenopatii. Depozitele de la nivelul măduvei hematogene explică pancitopenia şi fracturile patologice. - Boala Niemann-Pick, prin deficitul de sfingomielinază, se caracterizează prin acumulare de sfingomielină şi ceroid (un pigment brun) în variate celule şi în special în histiocite (care devin spumoase) cu afectarea ficatului, splinei, tractului gastro-intestinal, pulmonului, ganglionilor limfatici. Copiii vor prezenta 34  hepatosplenomegalie, limfadenopatie generalizată, deteriorare psiho-motorie progresivă, cu deces în primii doi ani de viaţă. - Boala Tay-Sachs este determinată de un deficit de hexozaminidază A. Ca urmare se vor acumula gangliozide în diferite organe (în special în creier). Se manifestă clinic prin orbire, retardare mentală severă; decesul se produce până la vârsta de trei ani. 2.4.2. Acumulări de proteine Acumulări de proteine pot să apară în diferite situaţii: - În caz de proteinurie, se produce reabsorbţia în celulele tubulare renale; proteinele, în vezicule pinocitare care vor fuziona cu lizozomii (fagolizozomi), vor avea aspectul unor picături hialine intracitoplasmatice; procesul este reversibil. - Plasmocitele pot prezenta cantităţi excesive de imunoglobuline stocate în reticulul endoplasmatic mult mărit; în microscopia optică, apar ca incluzii eozinofile omogene denumite corpi Russell. - Agregarea de proteine cu configuraţie anormală, determinată de mutaţii genetice, procesul de îmbătrânire, factori de mediu, reprezintă un aspect al bolilor neurodegenerative (Alzheimer, Huntington, Parkinson) sau al unor forme de amiloidoză. Astfel de depozite pot apare intra sau extracelular. - Sinteza sau glicozilarea anormală de alfa 1-antitripsină (α1AT), cu interferarea excreţiei, duce la acumularea acesteia în hepatocite cu aspectul unor globule hialine. - Prin tulburări ale metabolismului acizilor nucleici (purinelor) se produce depunerea în diferite ţesuturi a uraţilor, aspect caracteristic gutei (leziuni extracelulare). 2.4.3. Acumulări de glicogen Acumulări de glicogen se produc în cazul unor defecte în sinteza sau catabolismul glicogenului. În microscopia optică, în coloraţii uzuale, depozitele intracelulare determină un aspect clar al citoplasmei. Evidenţierea specifică poate fi realizată cu coloraţia Best carmine sau prin reacţia PAS. În diabetul zaharat se identifică depozite de glicogen în celulele epiteliale ale tubilor contorţi, ansa Henle, hepatocite, celule β insulare pancreatice, fibre miocardice. Acumulări de glicogen pot să apară şi în bolile de stocaj glicogenic (glicogenoze). Defectele enzimatice ereditare din aceste boli pot să rezulte în stocări masive şi chiar moarte celulară. În glicogenozele hepatice, defecte genetice ale enzimelor implicate în metabolismul glicogenului, vor determina acumularea în hepatocite a acestuia, dar şi scăderea glucozei sanguine (ex. boala von Gierke cu deficit de glucozo-6-fosfat dehidrogenază). Glicogenul se acumulează în diferite organe, dar simptomatologia este dominată de 35 hepatomegalie şi hipoglicemie. În formele miopatice de glicogenoze, când există defecte ale enzimelor implicate în glicoliză, glicogenul se acumulează în muşchii striaţi, iar pacienţii prezintă oboseală şi crampe musculare datorată absenţei substratului energetic (ex. boala McArdle cu deficit de fosforilază, sau deficitul de fosfofructokinază din glicogenoza tip VII). O altă grupă de glicogenoze se caracterizează prin stocaj glicogenic în organe multiple şi deces la vârste tinere (ex. boala Pompe prin deficit de maltază acidă, caracterizată prin cardiomegalie şi insuficienţă cardiacă). 2.4.4. Acumulări de pigmenţi Pigmenţii (substanţe colorate) pot fi de natură exogenă (ex. pigmentul antracotic), sau endogenă (pigmenţii biliari, hemosiderina). Unii pigmenţi sunt normal prezenţi în celulă (melanina), majoritatea însă se acumulează intracelular în diferite condiţii patologice. ○ Pigmenţii exogeni Pigmenţii exogeni pătrund în organism prin inhalare, ingestie, sau injectare. Cel mai frecvent întâlnit este praful de cărbune. Fiind totdeauna prezent în atmosferă şi în special în zonele cu o poluare marcată, practic este inhalat de toate persoanele. Praful inhalat este preluat de macrofagele alveolare. O parte va rămâne fixat în ţesutul pulmonar şi va determina coloraţia neagră a acestuia (petele de antracoză care se găsesc în pulmonul persoanelor adulte), iar o altă parte va fi drenat prin limfaticele pulmonului în ganglionii traheo-bronşici. În situaţia unei poluări extrem de intense şi de lungă durată, cum se întâmplă în minele de cărbune, agregatele de carbon pot determina leziuni pulmonare severe (fibroze, emfizem) care caracterizează pneumoconioza minerului din minele de cărbune. Ingestia cronică de metale (Ag, Pb) determină o coloraţie metalică a tegumentelor. În cazul plumbului, la nivel gingival apare o linie albastră (Pb şi hidrogen sulfurat). Ingestia crescută de carotenoizi va colora tegumentele în galben. O pigmentare localizată la nivel cutanat se obţine prin injectarea intradermică a unor substanţe colorate – tatuajele. ○ Pigmenţi endogeni 1. Pigmenţi non-hemoglobinici ! Lipofuscina (lipocrom, pigment de îmbătrânire) este un pigment intracelular granular, galben-brun, cu dispoziţie perinucleară. Este prezent în celulele cu modificări regresive la persoanele vârstnice, în special în cord şi ficat; organele sunt atrofiate şi colorate în brun (atrofie brună). Lipofuscina reprezintă resturi de componente celulare nedigerate în vacuolele autofagice (polimeri de lipide şi fosfolipide complexate). Acumularea acestui pigment nu afectează funcţia celulară. ! Melanina este un pigment non-hemoglobinic de culoare brun-neagră, format de către melanocite (sub acţiunea tirozinazei, tirozina este oxidată la 36 dihidroxifenilalanină). După secreţie este preluat de celulele epidermice. Pigmentările pot fi localizate sau generalizate. Pigmentări localizate se produc în tumori benigne (nevi) sau maligne (melanoame) ale melanocitelor. Pigmentări generalizate apar în boala Addison. În acest caz, controlul prin feed-back al suprarenalei fiind inhibat (datorită distrucţiei corticosuprarenalei în diferite procese patologice ca tuberculoză, tumori metastatice, amiloidoză, sau într-o insuficienţă suprarenaliană cronică), se produce o secreţie necontrolată de MSH. Pe lângă alte efecte, datorate absenţei glucocorticoizilor şi mineralocorticoizilor, rezultatul va fi şi activarea melanocitelor cu coloraţia brună a tegumentelor. Pigmentul de melanină trebuie diferenţiat doar de acidul homogentizinic, un pigment tot de culoare neagră care apare la pacienţii cu alcaptonurie, localizat în piele, ţesut conjunctiv şi cartilaj (ocronoză). 2. Pigmenţi cu derivaţie hemoglobinică În mod normal, după distrucţia eritrocitelor (în splină şi alte ţesuturi ca ficatul, măduva osoasă), hemoglobina este metabolizată, cu conservarea fierului şi a aminoacizilor. Fierul va fi transportat de către transferina plasmatică la măduva osoasă şi utilizat pentru sinteza hemului. Globina este degradată în aminoacizi. Ficatul, intestinul şi rinichii sunt organe implicate în excreţia produşilor de degradare ai hemului ca derivaţi ai bilirubinei. ► Pigmenţi fără fier - Bilirubina Bilirubina este produsul final al degradării hemului, majoritatea producţiei zilnice provenind prin distrugerea eritrocitelor îmbătrânite în sistemul fagocitelor mononucleate (splină) şi circulă în sânge sub formă neconjugată, legată la albumină, insolubilă. Această formă nu poate fi excretată în urină. O mică parte, necomplexată, poate difuza în ţesuturi (ex. cu efect toxic cerebral la nou născut). În ficat, sub acţiunea glucuronil transferazei, va fi conjugată cu două molecule de acid glucuronic. Bilirubina conjugată este netoxică, puţin legată la albumine, solubilă în apă şi poate trece filtrul renal fiind excretată în urină (urina devine hipercromă când sunt afectate secreţia bilirubinei şi fluxul bilar). La nivel intestinal, bacteriile vor converti bilirubina în stercobilinogen din care o parte va fi absorbită şi reexcretată în bilă (circuitul hepato-entero- hepatic), iar urme fine vor fi excretate urinar ca urobilinogen. Stercobilinogenul intestinal va fi oxidat în stercobilină, pigment care va colora materiile fecale (fig. 2.4). Acizii biliari derivă din colesterol şi au rol detergent. Sunt reabsorbiţi din intestin, revenind la ficat. Hiperbilirubinemia este definită ca un nivel seric al bilirubinei de peste 1,2 mg/dl. Creşterea bilirubinei serice poate fi datorată creşterii fracţiunii neconjugate, a celei conjugate, sau a ambelor. La niveluri de peste 2-2,5 mg/dl se produce colorarea galbenă a sclerelor şi tegumentelor (icterul). Icterul apare când echilibrul între producerea de bilirubină, metabolismul şi excreţia ei este afectat prin unul din următoarele mecanisme: - producţie crescută de bilirubină - preluare hepatică deficitară a bilirubinei neconjugate 37 Fig. 2.4. Metabolismul bilirubinei (după Cotran R.S. et al., 1999) ○ Ictere cu hiperbilirubinemie predominant conjugată, datorată: 38  - conjugare hepatocitară afectată - excreţie hepatocitară redusă - obstrucţii în calea fluxului biliar (căi intrahepatice şi extrahepatice) Cunoscând aceste mecanisme, icterele pot fi clasificate astfel: ○ Ictere cu hiperbilirubinemie predominant neconjugată, datorată: - supraproducţiei de bilirubină determinată de distrucţii eritrocitare în anemii (ex. anemia hemolitică) şi sindroame de eritropoeză defectuoasă (anemie pernicioasă, talasemie) sau reabsorbţia hemoragiilor interne (hemoragii digestive, hematoame). La nou născut, în cazul incompatibilităţii feto-materne Rh, se produce un icter grav, cu efect toxic cerebral (kernicterus). - preluării hepatocitare reduse apărută ca reacţie adversă la unele medicamente (ex. Rifampicina) sau în stări septicemice; - conjugării hepatocitare deficitare din icterul fiziologic al nou născutului cu caracter tranzitoriu, fără consecinţe sau din defecte genetice ale activităţii glocuronil transferazei (sindromul Crigler Najjar); - sindromul Gilbert; - boli intrinseci ale hepatocitelor (hepatite virale, hepatite medicamentoase, ciroză hepatică). - obstrucţiilor căilor biliare extrahepatice (calculi, carcinom de cap de pancreas, carcinoame ale căilor biliare extrahepatice sau ale ampulei Vater, stricturi post-inflamatorii, atrezia canalelor biliare extrahepatice) sau intrahepatice (atrezie congenitală); - excreţiei hepatocitare reduse în leziuni hepatocitare difuze (hepatite), colestaza hepatocelulară indusă medicamentos, colestaza de sarcină, afectarea moleculelor de transport membranar din sindromul Dubin-Johnson sau sindromul Rotor. Această clasificare este utilă pentru orientarea diagnosticului unui sindrom icteric, dar trebuie avut în vedere faptul că şi ambele fracţiuni ale bilirubinei pot fi crescute (ex. în leziunile hepatice intrinseci ca hepatitele de diferite etiologii, sau ciroza hepatică). Morfologic, pigmentul de bilirubină apare intracitoplasmatic (hepatocite, celule Kupffer), cu aspect granular, brun-verzui. Colestaza este caracterizată clinic prin icter şi prurit, iar seric prin niveluri ridicate ale bilirubinei conjugate, colesterolului, acizilor biliari (care în mod normal sunt prezenţi numai în bilă), fosfatazei alcaline (enzimă prezentă în epiteliul canalelor biliare şi membrana hepatocitară la polul canalicular) şi lipoproteinei X. Uneori apar xantoame ca rezultat al hiperlipidemiei şi afectării secreţiei de colesterol. Reducerea fluxului biliar determină malabsorbţie intestinală cu deficite ale vitaminelor liposolubile (A, D şi K). Poate fi urmarea unei disfuncţii hepatocitare cu afectarea secreţiei de bilirubină, acizi biliari şi apă sau unei obstrucţii pe căile biliare intrahepatice sau extrahepatice. Colestaza extrahepatică beneficiază în general de terapie chirurgicală, spre deosebire de colestaza produsă prin insuficienţă secretorie hepatocitară sau boli ale căilor biliare intrahepatice (denumite împreună colestază intrahepatică). Din acest motiv 39 este important un diagnostic etiologic în icter şi colestază. Câteva aspecte principale de diagnostic diferenţial al icterului sunt redate în tabelul 2.2: Tabel 2.2 : Elemente de diagnostic diferenţial în ictere (după Underwood 1992) culoare culoare biochimie serică interpretare materii urină fecale închisă normală BI hemoliză deschisă închisă BC şi FA Colestază; Obstrucţie biliară deschisă închisă BC şi BI Hepatite acute transaminaze variabilă variabilă BC sau BI Hiperbilirubinemie Alte teste normale; congenitală fără hemoliză (ex. sdr. Gilbert) (BC- bilirubină conjugată; BI- bilirubină indirectă (neconjugată); FA- fosfatază alcalină) Macroscopic, datorită stazei biliare, ficatul este colorat în verde, uneori chiar verde închis. Microscopic, atât în colestaza obstructivă, cât şi în cea hepatocelulară, se identifică pigmentul în parenchimul hepatic. În canaliculele biliare dilatate se găsesc mase brun-verzui de bilă (trombi biliari). Bila extravazată este fagocitată de celulele Kupffer. Acumularea intrahepatocitară de pigment biliar determină un aspect fin reticulat al citoplasmei, celulele sunt balonizate (degenerescenţă spumoasă). Staza biliară induce proliferarea canaliculelor biliare. Spaţiile porte prezintă edem portal şi infiltrare periductală cu PMN. Staza de lungă durată determină distrucţii hepatocitare cu formare de “lacuri biliare” sau “infarcte biliare”. Dacă obstrucţia persistă, în timp se dezvoltă fibroză iniţial portală, ulterior extinsă în lobul, termenul final fiind ciroza hepatică (ciroză biliară). ► Pigmenţi cu fier - Hemosiderina Hemosiderina este un pigment intracitoplasmatic granular sau cristalin, brun-auriu, care reprezintă forma de stocaj a fierului în organism. Stocarea este efectuată în asociere cu apoproteină (apoferitină) sub formă de micelii de feritină (cu aspect de tetrade în microscopia electronică). Hemosiderina este formată din agregate de feritină. În situaţia unui exces local sau sistemic de fier, feritina formează granule de hemosiderină vizibile în microscopia optică. Pentru identificarea specifică se utilizează reacţia Perls (tratarea secţiunilor histologice ce ferocianură de potasiu care va reacţiona cu ionii ferici, formând ferocianură ferică insolubilă, colorată în albastru). Astfel se poate face diferenţierea de granulele de lipofuscină sau melanină. În mod normal, mici cantităţi de hemosiderină rezultată din fagocitarea eritrocitelor, pot fi vizualizate în macrofagele din splină, măduvă şi ficat. Acumularea intracelulară de hemosiderină în condiţiile unui exces de fier, poartă denumirea de Hemosideroză. Aceasta poate fi localizată sau generalizată. 40  Hemosideroza localizată se caracterizează prin prezenţa hemosiderinei în macrofagele locale, într-o arie restrânsă. Exemple: - la nivelul hemoragiilor interne, distrugerea hematiilor şi fagocitarea lor va fi urmată de transformarea hemoglobinei în hemosiderină de către enzimele lizozomale ale macrofagelor. Acest fenomen explică şi modificarea progresivă a culorii la nivelul echimozelor; - în insuficienţa cardiacă stângă, staza pulmonară este însoţită de mici hemoragii intraalveolare cu distrugerea hematiilor şi apariţia macrofagelor încărcate cu hemosiderină denumite siderofage sau celule ale insuficienţei cardiace. Hemosideroza sistemică (generalizată) poate avea cauze diferite: - absorbţie crescută a fierului din dietă; - utilizare defectuoasă a fierului; - anemii hemolitice; - transfuzii repetate. În aceste situaţii, hemosiderina este depozitată iniţial în macrofagele din ficat, măduvă osoasă, splină, ganglioni (dar şi piele, pancreas, rinichi). În majoritatea cazurilor, acumularea intracelulară a fierului nu afectează funcţiile celulelor parenchimatoase. Când însă această acumulare este foarte importantă, în boala denumită Hemocromatoză, se produce lezarea hepatocitelor, a celulelor pancreatice, bolnavul prezentând clinic ciroză hepatică, diabet zaharat şi pigmentare cutanată. 2.5. LEZIUNI EXTRACELULARE 2.5.1. Hialinoza (transformarea hialină) Hialinul este un material proteic cu structură biochimică diferită, care se poate acumula intra sau extracelular şi care în coloraţia H&E are aspect omogen, eozinofil, fără structură. Uneori mecanismul acumulării este cunoscut, alteori este necunoscut. Hialinoza intracelulară Acumulări cu aspect hialin pot apare în celule, în condiţii variate. Exemple: - la nivel renal, în citoplasma celulelor epiteliale ale tubilor contorţi proximali, se identifică picături hialine (proteine în exces reabsorbite în cazuri de proteinurie severă); - în citoplasma plasmocitelor, agregate de imunoglobuline formează corpii Russell ce acelaşi aspect hialin; - în infecţiile virale la nivelul citoplasmei sau nucleului celulelor infectate, nucleoproteinele virale formează incluzii hialine; - în citoplasma hepatocitelor din ficatul alcoolic, filamentele intermediare de citokeratină formează corpii Mallory. 41  Hialinoza extracelulară Cel mai important exemplu de hialinoză extracelulară este hialinoscleroza arteriolei aferente din Nefroangioscleroza benignă (la bolnavii cu hipertensiune arterială benignă de lungă durată). Sub influenţa presiunii sanguine moderat crescute se produce trecerea proteinelor plasmatice în peretele arterelor mici şi al arteriolelor, ducând la îngroşarea şi omogenizarea acestuia (hialinoscleroză) cu stenoza corespunzătoare a lumenului. Fluxul sanguin redus (ischemia cronică) va determina colabarea capilarelor glomerulare şi fibroza progresivă a glomerulilor cu transformarea lor în sfere omogene, eozinofile (glomeruli hialinizaţi). Leziunile nu sunt uniforme, unii nefroni nefiind afectaţi, alţii fiind lezaţi parţial şi alţii fiind complet nefuncţionali. Tubii corespunzători glomerulilor hialinizaţi se atrofiază şi în final sunt înlocuiţi de mici cicatrice conjunctive. Macroscopic, rinichii din Nefroangioscleroza benignă sunt atrofiaţi (atrofie ischemică), palizi, cu suprafaţa fin granulată după decapsulare; pe secţiune sunt evidente paloarea şi atrofia corticalei. În situaţia hipertensiunii arteriale maligne, cifrele presionale sunt extrem crescute, în peretele arteriolar trece o cantitate mare de proteine, inclusiv cele cu greutate moleculară mare (fibrinogen). Depunerea de fibrină se asociază şi cu necroza peretelui vascular (necroză fibrinoidă). Macroscopic, rinichii atrofiaţi vor prezenta puncte hemoragice pe suprafaţă (Nefroangioscleroză malignă). Alte exemple: - la nivelul ţesutului fibros colagenizat din cicatricele vechi; - hialinoza pleurei, sau a capsulei splenice, cu aspect neuniform, sticlos, porţelanat (splina glasată); - hialinoza arteriolelor aferentă şi eferentă în diabetul zaharat. 2.5.2. Amiloidoza Termenul “amiloidoză” nu semnifică o entitate morbidă specifică, ci se referă la un grup de boli care au în comun depunerea extracelulară localizată sau generalizată a amiloidului. Amiloidoza poate fi primară sau secundară. Amiloidul este un material proteic fibrilar cu configuraţie β plisată şi structură chimică diferită. În coloraţia H&E apare omogen eozinofil, amorf, cu aspect hialin. Reacţia de identificare, oricare ar fi compoziţia, este coloraţia roşu Congo, toate tipurile de amiloid colorându-se în roşu omogen. Prin examinarea aceloraşi secţiuni în lumină polarizată depozitele sunt birefringente, de culoare verde strălucitoare (fenomen numit dicroism). Prin badijonare cu soluţie Lugol, organele afectate se colorează în galben-roşcat, culoare care se modifică în violet, dacă se tratează ulterior cu acid sulfuric diluat. În microscopia electronică, toate tipurile de amiloid sunt constituite din fibrile neramificate, cu diametru de 7,5-10 nm, care prin suprapunere în planuri diferite dau un aspect de reţea. Confirmarea diagnosticului, în cazul depozitelor de amiloid AA, AL şi transthyretin poate fi obţinută şi prin tehnici de imunohistochimie. 42  Compoziţie chimică 95% din amiloid constă în proteine fibrilare, restul de 5% fiind reprezentat de componenta serică P asociată amiloidului şi alte glicoproteine. S-au identificat 15 tipuri distincte de amiloid, trei fiind cele mai frecvente: - AL (amiloid cu lanţuri uşoare) care conţine lanţuri uşoare de imunoglobuline şi derivă din plasmocite; depozite de AL sunt identificate în unele proliferări monoclonale ale limfocitelor B; - AA (amiloid-asociat), proteină sintetizată de ficat, se identifică în amiloidoza sistemică reactivă; - Aβ, prezent în leziunile cerebrale din boala Alzheimer. Clasificare După extinderea afectării, amiloidoza poate fi sistemică (interesând mai multe organe) sau localizată (când depozitele de amiloid sunt limitate la un singur organ): Amiloidoza sistemică (generalizată) 1. Amiloidoza asociată discraziei imunocitului (Amiloidoză primară) 2. Amiloidoza sistemică reactivă (Amiloidoză secundară) 3. Amiloidoza asociată hemodializei 4. Amiloidozele ereditare 5. Amiloidoza sistemică senilă Amiloidoza localizată 1. Amiloidoza cerebrală din boala Alzheimer 2. Amiloidoza endocrină 3. Amiloidoza cardiacă Amiloidoza sistemică *Amiloidoza asociată discraziei imunocitului (primară) se caracterizează prin depunere de amiloid AL, organele mai frecvent afectate fiind: cordul, limba, pielea, tractul gastro-intestinal, nervii periferici şi mai rar splina sau rinichii. Se diagnostichează la 5-15% din pacienţii cu mielom multiplu (neoplazie a plasmocitelor manifestată prin multiple leziuni osteolitice localizate în special la nivelul scheletului axial). În acest neoplasm, plasmocitele proliferate secretă cantităţi anormale imunoglobuline de un singur tip (gamapatie monoclonală) sau doar lanţuri uşoare de imunoglobuline, k, sau λ (proteina Bence Jones). Totuşi, marea majoritate a cazurilor de amiloidoză AL nu prezintă proliferări tumorale ale celulelor B clinic manifeste, singurele manifestări fiind cele produse de acumulările de amiloid, asociate întotdeauna cu niveluri serice crescute de imunoglobuline monoclonale sau lanţuri uşoare (aceste cazuri, la care nu se identifică o boală asociată, ci doar o secreţie anormală a plasmocitelor, sunt cele etichetate clasic cu termenul de Amiloidoză primară). *Amiloidoza sistemică reactivă (secundară) se caracterizează prin depunere sistemică de amiloid AA. Organele mai frecvent afectate sunt: rinichiul, ficatul, splina, suprarenalele, tractul gastro-intestinal. Iniţial a fost 43 descrisă ca urmând bolilor infecţioase cronice prelungite (tuberculoză, osteomielită), actual însă este mai frecvent diagnosticată în boli inflamatorii cronice neinfecţioase, în special artrita reumatoidă (dar şi spondilita anchilozantă, rectocolita ulcero-hemoragică). Poate apare şi în asociere cu unele tumori maligne (limfom Hodgkin, carcinom renal). *Amiloidoza asociată hemodializei apare la pacienţii cu hemodializă de lungă durată pentru insuficienţă renală cronică. Depozitele de amiloid sunt formate din β2 microglobulină, proteină care se găseşte în concentraţii înalte în serul acestor bolnavi şi care nu poate traversa membranele de filtrare. Localizare: sinoviale, articulaţii, tendoane. * Amiloidoza eredo-familială s-a descris în mai multe entităţi patologice. Cea mai frecventă formă este febra mediteraneană familială, manifestată clinic prin atacuri recurente de febră şi inflamaţie acută a seroaselor (peritoneu, pleură, sinoviale). Este datorată unei mutaţii la nivelul genei al cărei produs este pirina (implicată în procesul inflamator acut prin inhibarea neutrofilelor) având drept consecinţă reacţii inflamatorii la acţiunea unor agenţi minori, care în mod normal nu ar avea acest efect. Depozitele de amiloid au caracter sistemic şi sunt de tip AA (asemănător cu amiloidoza reactivă), fiind probabil o consecinţă a proceselor inflamatorii. O altă formă este reprezentată de polineuropatiile amiloidice în care amiloidul, compus din forma mutantă a transthiretinului este depus în nervii periferici şi autonomi. * Amiloidoza sistemică senilă a fost anterior descrisă ca amiloidoză localizată cardiacă deoarece cordul este organul cel mai mult interesat (dar nu unicul). Clinic, se manifestă prin cardiomiopatie restrictivă şi aritmii, la vârste de 70-80 de ani. Depozitele sunt compuse din transthiretin. Amiloidoza localizată * Uneori se detectează depozite nodulare de amiloid, microscopice sau macroscopice, cu localizare diferită (mai frecvent în laringe, pulmon, piele, vezică urinară, limbă). Când sunt evidente, pot pune probleme de diagnostic diferenţial cu formaţiuni tumorale. Acestea se particularizează prin afectare de organ izolată şi frecvent sunt compuse din amiloid AL. * Amiloidoza endocrină semnifică prezenţa de depozite microscopice de amiloid asociate unor tumori ale glandelor endocrine. Astfel, se poate identifica amiloid în carcinomul medular al tiroidei, tumorile insulare din pancreas, feocromocitom. Morfopatologie Deşi există o oarecare diferenţă în frecvenţa afectării unor organe între diferitele tipuri de amiloidoză, aceasta, ca şi aspectele macroscopice şi microscopice nu sunt caracteristice şi nu permit un diagnostic de certitudine. Macroscopic, organele afectate sunt de obicei mărite de volum, de consistenţă fermă, cu o suprafaţă lucioasă. Badijonarea cu soluţie Lugol şi apoi cu acid sulfuric permite identificarea macroscopică a acumulării de amiloid. 44  Microscopic, se descriu depozite extracelulare de material omogen eozinofil, colorate specific în roşu cu coloraţia roşu Congo. Aceste depozite determină atrofia prin compresiune a celulelor. Exemple: ► Organul cel mai frecvent interesat este rinichiul. La majoritatea pacienţilor cu amiloidoză, afectarea renală este cauza de deces. Microscopic, iniţial amiloidul se depune în glomeruli la nivelul mezangiului şi de-a lungul membranei bazale a capilarelor glomerulare, determinând stenoza şi în final obliterarea lor. Depozite de amiloid apar şi în interstiţiu, peritubular, în pereţii arterelor şi arteriolelor. Clinic se asociază cu proteinurie, fiind o cauză importantă de sindrom nefrotic. În stadii avansate determină insuficienţă renală. ► Splina, macroscopic poate să nu prezinte modificări, sau să fie mărită (uneori chiar peste 800 g.). Depozitele se pot produce în foliculii splenici, dând macroscopic un aspect granular (splina sago), sau în pereţii sinusoidelor splenice şi în ţesutul conjunctiv al pulpei roşii, situaţie în care macroscopic vor apare arii largi de amiloidoză (splina lardacee). ► Afectarea hepatică se soldează cu hepatomegalie de diferite grade. Amiloidul se depune în spaţiile Disse determinând atrofia prin compresiune a hepatocitelor şi stenozarea sinusoidelor hepatice. Interesant este faptul că şi în situaţia unor depozite extensive, funcţia hepatică rămâne nealterată. ► Afectarea cardiacă poate apare în orice tip de amiloidoză, dar este mai frecventă în cea asociată discraziei imunocitului şi în cea sistemică senilă. Cordul este mărit şi de consistenţă fermă. Iniţial se constată depozite izolate subendocardice şi între fibrele miocardice. În acumulări foarte intense, se produce atrofia miocitelor, iar depozitele subendocardice pot afecta sistemul de conducere. Clinic, se manifestă prin insuficienţă cardiacă congestivă, aritmii sau cardiomiopatie restrictivă ► Tractul gastro-intestinal poate fi afectat la orice nivel. Leziunile debutează la nivelul vaselor sanguine şi se extind pe arii largi în submucoasă, musculară şi subseroasă. Alte organe, mai rar interesate (în special în amiloidoza sistemică) sunt suprarenalele, tiroida, hipofiza, nervii periferici. Diagnosticul amiloidozei este morfologic, prin demonstrarea depozitelor tisulare de amiloid. Pentru aceasta, când există manifestări clinice, se recurge la biopsierea organelor afectate (ex. rinichi). Dacă se suspicionează o amiloidoză sistemică sunt utile biopsia de la nivelul tractului digestiv (biopsie gingivală sau rectală) şi demonstrarea amiloidului în ţesutul adipos abdominal obţinut prin aspirare. 2.5.3. Guta Guta este o afecţiune determinată de nivelurile sanguine de acid uric crescute (hiperuricemie). Acidul uric reprezintă produsul final al metabolismului purinic. 45  Se caracterizează clinic prin atacuri recurente de artrită acută (determinată de cristalizarea uraţilor la nivelul articulaţiilor) care poate evolua spre artrită gutoasă cronică (cu producerea de depozite de uraţi înconjurate de reacţie inflamatorie, denumite tofi gutoşi). Tofii apar şi la nivel subcutanat, iar majoritatea pacienţilor vor prezenta şi nefropatie uratică. În 90% din cazuri, guta este primară, datorată unor defecte enzimatice în cea mai mare parte a cazurilor, necunoscute. Se caracterizează prin supraproducţie de acid uric. Mai rar producţia de acid uric este normală, hiperuricemia fiind consecinţa unei excreţii reduse. În 10% din cazuri guta este secundară, asociată cu turnover crescut al acizilor nucleici şi supraproducţie de acid uric, cum se întâmplă în leucemii, boli renale cronice cu reducerea excreţiei acidului uric, sau erori înnăscute de metabolism ca în sindromul Lesch-Nyhan în care există un deficit complet al hipoxantin-guanin-fosforibozil transferazei (HGPRT) şi producţie înaltă de acid uric. Hiperuricemia singură nu determină în mod necesar gută. La producerea acesteia se asociază şi alţi factori: - vârsta şi durata hiperuricemiei; - predispoziţia genetică; - consumul de alcool; - obezitatea; - diureticele tiazidice; - plumbul. Morfopatologie Modificările specifice în gută sunt: 1. artrită acută caracterizată prin infiltrat cu polimorfonucleare neutrofile în lichidul articular, edemul sinovialei şi infiltrat cu limfocite, plasmocite, macrofage. În citoplasma neutrofilelor pot fi observate cristale de uraţi. Episodul acut se remite când cristalizarea încetează şi cristalele redevin solubile; 2. artrita cronică se produce datorită precipitării repetate a uraţilor care pot determina depozite vizibile la nivelul sinovialei. Sinoviala se fibrozează şi se îngroaşă, este infiltrată inflamator şi distruge cartilajul subiacent. În cazuri grave funcţia articulară poate fi complet compromisă; 3. tofii gutoşi sunt agregate de cristale de uraţi înconjuraţi de o reacţie inflamatorie intensă cu macrofage, limfocite şi celule gigante de corp străin. Pot fi localizaţi în cartilajul articular, ligamente, tendoane, ţesuturi moi; 4. nefropatia gutoasă cuprinde: depozite interstiţiale de uraţi la nivelul medularei, precipitate intratubulare, calculi de acid uric. Obstrucţiile produse vor favoriza, prin staza urinară consecutivă, infecţiile renale (pielonefrite). 46  2.6. LEZIUNI PRIN TULBURĂRI ALE METABOLISMULUI MINERAL 2.6.1. Calcificările tisulare Calcificările patologice sunt definite ca depuneri anormale de săruri de calciu în diferite ţesuturi. Există două forme de calcificări patologice: - calcificări distrofice; - calcificări metastatice. Calcificările distrofice semnifică precipitarea locală a sărurilor de calciu, la nivelul unor ţesuturi anterior lezate, în condiţiile unei calcemii normale (metabolismul calciului este neafectat). Pot apare într-o varietate de circumstanţe: ○ în ţesuturi necrozate (ex. leziuni de necroză de cazeificare vechi în inflamaţia tuberculoasă, inflamaţii purulente vechi, paraziţi morţi, arii de citosteatonecroză); ○ în ţesuturi care suferă procese degenerative lente, progresive: arii hialine în tumori, ţesuturi la vârste înaintate, trombuşi vechi, plăci aterosclerotice, valvule cardiace fie cu diferite leziuni, fie la persoane vârstnice; Macroscopic, depozitele de săruri de calciu sunt fin granulare, de culoare albă, determinând rigiditate locală. Calcificările sunt vizibile radiologic, aspect care ajută uneori la diagnosticul unor tumori (ex. carcinoame de glandă mamară). Microscopic, la coloraţii uzuale (H&E), sărurile de calciu apar bazofile, hematoxilinofile (colorate violet), cu aspect amorf, fin granular, localizate intracelular sau extracelular. În unele tumori se produc depozite de calciu cu aspect lamelar, concentric, numite corpi psammoma, a căror identificare are valoare de orientare a diagnosticului (ex.