Lesión celular

DAÑO CELULAR

Daño celular reversible. Corte por congelación de hígado teñido con Sudan IV, colorante liposoluble, que tiñe de rojo las grasas neutras, aquí en forma de gotas pequeñas y medianas. 500x.

Definir daño celular y clasificarlo según su intensividad

La lesión celular es el resultado de un estrés celular tan intenso que las células ya no son capaces de adaptarse o de una exposición celular a agentes inherentemente lesivos. La lesión puede progresar a través de un estadio reversible y culminar con la muerte celular.

De acuerdo con la intensidad del daño celular, este puede ser reversible o irreversible, el primero es cuando la célula es dañada pero puede recuperarse y volver a la normalidad, el segundo es cuando esto no es posible y, por lo tanto, es irreversible llevando a la muerte celular.

Explicar las diferentes causas de daño celular, en especial la isquemia, las sustancias tóxicas, las radiaciones y los virus y la importancia de la relación causa-efectos y estructura-función en estos procesos.

Causas de la lesión celular

• La isquemia, es la causa más frecuente, se puede observar cuando hay una obstrucción del flujo sanguíneo, ejemplo: trombosis y embolia.

• La hipoxia también es una causa importante, se produce cuando disminuye la cantidad de oxígeno en los tejidos, como en la insuficiencia cardiorrespiratoria, anemia, intoxi- cación por monóxido de carbono. En la hipoxia se puede mantener la producción de energía glucolítica.

• Agentes físicos. Son causantes de lesión celular:

- Traumatismos. Las fuerzas mecánicas pueden dar lugar a lesiones de los tejidos blandos, de los huesos y de la cabeza.

- Lesiones térmicas. Los cambios de temperatura son causas frecuentes de lesiones, el calor, puede producir quemaduras.

-Lesiones por electricidad. Puede causar muerte súbita por interrupción de los impulsos reguladores neurales, lo que provoca, por ejemplo, parada cardiaca.

• Agentes químicos y fármacos. Sustancias químicas pueden producir lesión celular. Sustancias químicas simples como la glucosa o la sal, en concentraciones hipertónicas, pueden causar una lesión celular por alteración de la homeostasis electrolítica de las células. Incluso el oxígeno es gravemente tóxico en concentraciones elevadas. Cantidades muy pequeñas de venenos dentro de ellos se pueden citar algunos como: cianuro, arsénico y sales de mercurio, pueden destruir un número suficiente de células en el transcurso de minutos u horas como para causar la muerte.

• Agentes infecciosos. La gama de estos agentes va desde los virus submicroscópicos, rickettsias, bacterias, hongos hasta los grandes cestodos etc.

• Trastornos genéticos.

Como la sustitución de un aminoácido en la hemoglobina S de la anemia de células falciformes   (Sicklemia). Los diversos errores congénitos del metabolismo a partir de anomalías enzimáticas, generalmente, por carencia de alguna de ellas son ejemplos excelentes de lesión celular debida a alteraciones sutiles a nivel del ADN.

• Desequilibrios nutricionales. El déficit calórico-proteico causa gran cantidad de muertes. Se pueden producir déficit de vitaminas específicas. Los excesos de lípidos predisponen a la aterosclerosis, y la obesidad es una manifestación extraordinaria de la sobrecarga de algunas células del organismo con grasas.

 

3. Explicar la patogenia del daño celular en los diferentes niveles de organización biológica de la célula, incluyendo el intersticio, en su etapa reversible e irreversible.

De acuerdo con la intensidad del daño celular, este puede ser reversible o irreversible, el primero es cuando la célula es dañada pero puede recuperarse y volver a la normalidad, el segundo es cuando esto no es posible y, por lo tanto, es irreversible llevando a la muerte celular.

Lesión reversible

Se pueden reconocer dos patrones de lesión celular reversible: Tumefacción o hinchazón celular y cambio graso.

Tumefacción celular

La tumefacción celular aparece siempre que las células son incapaces de mantener  su homeostasis de iones y fluidos.

Cambios hidrópicos

 Es la forma primaria de casi todas las formas de lesión celular no mortal. Las funciones metabólicas más susceptibles son la respiración aerobia, la síntesis de ATP y el funcionamiento adecuado de la bomba de sodio. Si se afectan en la célula, se acumula sodio esto aumenta la presión osmótica produciéndose absorción pasiva de agua y la célula experimenta tumefacción. Además, contribuye el aumento de la permeabilidad de la membrana plasmática.

Cambio graso

Se produce en la lesión hipóxica y en diferentes formas de lesión tóxica o metabólica, como alcoholismo, desnutrición, inanición entre otras.

Patogenia:

1. La aparición de vacuolas grasas significa un aumento absoluto de lípidos intracelulares.

2. La cantidad de grasa manifiesta algún desequilibrio en la producción, la utilización o la movilización de la grasa.

3. Las alteraciones que conducen a cambios grasos son variadas de manera que la alteración morfológica es expresión de muchos tipos de lesión.

4. La metamorfosis grasa a menudo va precedida de una tumefacción celular.

5. Si bien es indicación de daño no mortal, a menudo anuncia muerte celular.

• Otras formas de degeneración celular son:
• Degeneración hialina
• Degeneración mucoide
• Degeneración fibrinoide
• Degeneración mixomatosa

Trastornos funcionales del daño reversible

La célula puede ser sometida a demandas anormales y ella tiene la capacidad de adaptarse, si la célula puede restablecer su función el daño es reversible, y el órgano afectado puede mantener o recuperar su función, sin que se afecten otros órganos que pudieran repercutir en la evolución del paciente.

En casos que se mantenga la causa, puede evolucionar hacia un daño de tipo irreversible, donde se afecte la función del órgano e incluso se puedan producir alteraciones que comprometan la vida del paciente.

Describir las alteraciones estructurales del daño celular al microscopio de luz y electrónico en los diferentes organelos celulares núcleo membrana, mitocondria, lisosomas retículo endoplasmático e intersticio y los cambios celularesque se originan

Con el microscopio óptico pueden observarse dos cosas:

• Tumefaccion celular- Aparece siempre que las células son incapaces de mantener la homeostasis ionica y de liquidos y es el resultado de perdidas de función de las bombas ionicas de la membrana plasmáticas dependiente de energía.
• Cambio graso- Ocurre en la lesión hipoxica y en varias formas de lesión toxica o metabolica. Se manifiesta por la aparición de pequeños pequeñas o grandes vacuolas lipidicas en el citoplasma y ocurre en la hipoxia y en diversas formas de lesión toxica. Se encuentra principalmente en las células implicadas en y dependientes del metabolismo graso, tales como hepatocito y la celula miocardica.

      Morfología. La tumefacción celular es la primera manifstacion de casi todas las formas de agresión a las células. Es un cambio morfológico difícil de apreciar con el microscopio ; puede ser mas evidente desde el punto de vista de todo el órgano. Cuando afecta a muchas células en un órgano, produce algo de palidez, mayor turgencia y un aumento en el peso de los órganos . Al examen microscópico se ve degeneraciuon vacuolar que es cuando pueden verse vacuolas peq¡uenas clareas dentro del citoplasma, representan segmentos distendidos y desprendidos del retículo endoplasmico.

Los cambios estructurales de la lesión celular reversible son :

• Alteraciones de la membrana plasmática- Hay protusiones, borrado y distorsion de las microvellosidades; creación de figuras de mielina y aflojamiento de las uniones untercelulares.
• Cambios mitocondriales- incluye hinchazón, rarefacción y la aparición de pequeñas densidades amorfas ricas en fosfolipidos.
• Dilatacion del retículo endoplasmatico con desprendimiento y desagregación de los polisomas.
• Alteraciones nucleares con desagregación de los elementos granulares y fibrilares.

Cambios más visibles con miucroscopio electrónico.

Organela	Cambio
Microvellosidades	Se pierden las microvellosidades que se han formado al citoplasma apical , se forman protusiones que se expulsan a la luz.
Mitocondrias	Ligeramnente dilatadas con densidades amorfas y membranas celulares rotas y un nucleo picnotico denso.
Membrana plasmatica	Protusiones  y mas tarde se rompe
Ribosomas	Se desprenden del RE.
Cromatina nuclear	Se agrupa en grumos
Nucleo	Primero picnosis (condensación nuclear) , cariorrexis (fragmentación celular) y después cariolisis(disoluacion del nucleo)
Lisosomas	Se rompen
Citosol	Aparecen fguras mielinicas derivadas de las membranas del las organelas.

Describir las diferentes formas de regeneración celular e intersticial al microscopio de luz y electrónico

La regeneración se refiere al crecimiento de células y tejidos para reemplazar estructuras perdidas como una extremidad perdida en la anfibiosis. Es muy raro que en los mamíferos se regeneren tejidos completos  después de la curación.  Por ejemplo cuando el hígado se ve afectado, este pasa por el proceso de curación  con lo cual, una de las consecuencias de dicho proceso es que el órgano aumenta de tamaño.

Los tejidos con una capacidad proliferativa elevada como el hematopoyético y el epitelio de la piel y el gastrointestinal, se renuevan continuamente y pueden regenerarse después de una lesión siempre y cuando las células madres de los tejidos no se destruyan. La regeneración requiere un andamio de tejido intacto; además, esta suele ocurrir después de que una agresión ha producido daño tisular. Es importante tener en cuenta que los factores de crecimiento y el ciclo celular juegan un rol muy importante en la regeneración celular.

La proliferación celular puede ser estimulada por procesos fisiológicos o patológicos. La proliferación de células endometriales bajo la acción del estrógeno durante el ciclo mentrual y la replicación de células tiroideas mediada por células estimuladoras de la toroides que aumentan el tamaño de la glándula durante el embarazo son ejemplos de proliferación fisiológica.

De acuerdo a su actividad funcional regenerativa, los tejidos se los puede dividir en tres tipos que son:

• Tejidos en división continua: tejidos lábiles en donde las células proliferan a lo largo de toda la vida
• Tejidos quiescentes o estables: normalmente tienen un nivel bajo de replicación, pero su actividad proliferativa puede aumentar en respuesta a estímulos
• Tejidos sin división: contienen células que han abandonado el ciclo celular y por lo tanto no pueden seguir una división mitótica postnatal

  

Definir la necrosis celular e hística como etapa final del daño celular y explicar su mecanismo patogénico

La necrosis se refiere a un espectro de cambios morfológicos que sigue a la muerte celular en el tejido vivo como resultado, en gran mediada, de la acción degradante progresiva de las enzimas en la célula letalmente lesionada (las células fijadas inmediatamente están muertas pero no necróticas). La necrosis es la correlación macroscópica e histológica de la muerte celular que ocurre en una situación de lesión exógena irreversible. Las células necróticas son incapaces de mantener la integridad de la membrana y, a menudo, sus contenidos se escapan lo que podría causar inflamación en el tejidocircundante. La necrosis hística es un estado de cambio morfológico del tejido que tiene una íntima relación con la necrosis celular ya que no es más que el necrosamiento del tejido dado por el necrosamiento de las células que conforman a determinado tejido.

Las células necróticas muestran eosinofilia aumentada atribuible, en parte, a la basofilia normal impartida por el RNA del citoplasma y, en parte, por la unión de la eosina a las proteínas intracitoplasmáticas desnaturalizadas. La célula necrótica puede tener una apariencia homogénea, más cristalinas que la de las células normales, lo cual está dado por la pérdida de glucógeno de la célula. Cuando las enzimas han digerido a las organelas citoplasmáticas, el citoplasma se hace vacuolado y da el aspecto de haber sido comido por polillas. Finalemete puede ocurrir calcificación de las células muertes. En lo que respecta al mecanismo patológico, sabemos que un tejido se fpuede necrosar básicamente por dos razones: la isquemia que se refiere a la falta de riego sanguíneo y la hipoxia que es la falta de oxigenación de un tejido. La isquemia afecta con mayor magnitud de gravedad al tejido que la hipoxia y por ende va a producir mayor daño celular.

Escribir las alteraciones estructurales y ultraviaestructurales de los diferentes tipos de necrosis según su causa

Una vez que todas las células necróticas han sufrido las precoces alteraciones, las masas de células necróticas pueden tener diferentes patrones morfológicos.

Tipo de necrosis	causa	Descripcion
Necrosis por coagulación	Cuando la desnaturalización es el patrón `primario	Implica la conservación del contorno básico de la celula coagulada durante un periodo de al menos algunos días. Los tejidos afectados tienen textura firme. La lesión y la subsiguiente y creciente acidosis intracelular desnaturaliza no solamente las proteínas estructurales sino también las enzimas y de esta forma bloque la proteólisis de la celula .
Necrosis por licuefacción	Digestion enzimática dominante Característica de infecciones fungicas o bacterianas	Se digiere completamente las células muertas. El resultado final es es la transformación del tejido en una masa viscosa liquida.
Necrosis caseosa	Es una forma distintiva de necrosis por coagulación. Presente en focos de infección tuiberculosa.	Tiene apariencia macroscopia blanca (apariciencia de queso).En el foco necrótico se observan residuos granulares amorfos compuestos aparentement5e de células fragmentadas, coaguladas y residuos granulares amorfos y bordes inflamatorios definidos.
Necrosis grasa	Areas focales de destrucción de grasa resultado de liberación de lipasas pancreáticas activados en la sustancia del páncreas y en la cavidad peritoneal.	Las enzimas pancreáticas activadas se escapan de las células y conductos acinares, las enzimas activadas licuann las membranas de las celuilas adiposas y las lipasas activadas separaran los esteres de triglicéridos contenidos en las células grasas. Los acidos grasos liberados se combinan con el calcio para dar areas blancas visibles macroscópicamente (saponificación de la grasa)
Necrosis gangrenosa	Ocurre cuando la infección bacteriana se superpone y la necrosis por coagulación se modifica por la acción licuefactiva de las bacterias y leucocitos atraidos	Se aplica a una extremidad que ha perdido su riego sanguíneo y ha sufrido necrosis por coagulación.

Describir la evolución de un tejido necrosado en el aspecto morfológico y funcional

El comienzo del mecanismo patogénico se asocia con un gran daño en todas las membranas celulares.

Hinchazón de lisosomas y vacuolización de las mitocondrias con capacidad reducida para producir ATP.

En calcio extracelular penetra en las células y los almacenes de calcio intracelulares se vacían, dando lugar a la activación de enzimas que pueden cababolizar membranas, proteínas, ATP y acidos nucleicos.

Tras esto existe una perdida contínua de proteínas, coenzimas escenciales y acidos ribonucleicos a través de la membrana plasmática hiperpermeable, perdiéndose metabolitos celulares que son vitales para la reconstrucción del ATP y agotando aun mas los fosfatos intracelulares de alta energía.

TRASTORNOS FUNCIONALES

• Trastorno profundo de función de membrana
• Pérdida de sustratos celulares por alteración de la permeabilidad de membrana.  
• Degradación de elementos intracelulares.
• Degeneración nuclear. Picnosis, cariolisis, cariorrexis.
• Por apoptosis: Destrucción programada de células en la embriogénesis, involución de órganos, deleción celular en poblaciones específicas, muerte celular en tumores, atrofia de tejidos hormono-dependientes, atrofia por obstrucción de conductos, acción de linfocitos citotóxicos, estímulos nocivos en baja intensidad.

Después del daño tisular irreversible se pueden presentar diferentes eventos, tales como:

Absorción                                          Calcificación

Drenaje                                              Secuestro

Cicatrización                                     Gangrena

Definir la muerte encefálica y describir las principales alteraciones morfológicas, su mecanismo y la importancia de este proceso

La muerte encefálica es el criterio aceptado, actualmente, de muerte tanto en el aspecto médico, como en la opinión pública. Implica destrucción irreversible del encéfalo, con pérdida del automatismo respiratorio y persistencia de actividad cardiaca.

El déficit de oxígeno en el aire inspirado, hipoxia, causa lesiones encefálicas de topografía variable, que obedecen al nivel de actividad neuronal, la intensidad y duración de la hipoxia.

Además de la necrosis neuronal ocurre la llamada muerte celular programada, secuencia de cambios morfológicos que, colectivamente, se denominan apoptosis. El evento ocurre por etapas:

condensación de la cromatina,

enjugitamiento,

condensación y fragmentación con extrusión de la estructura celular en cuerpos apoptósicos.

Las etapas se asocian a una cascada de eventos moleculares como son:

• vías de señalamiento;
• control e integración,
• fase de ejecución común por la familia caspasa de proteasas;
• remoción de las células muertas por macrófagos.

Definir la muerte total y describir las alteraciones morfológicas y funcionales que la caracterizan

TOTAL DESTRUCCIÓN DE LA CÉLULA.

• La célula se contrae, menor tamaño; el citoplasma se vuelve mas denso, pero los organelos se mantienen en su forma normal
• Se condensa el material genético, la cromatina (marginación)
• Se forman los cuerpos apoptóticos, que son vesículas rodeadas por membrana citoplasmática, con organelos y restos del núcleo de la célula
• Se fagocitan estos cuerpos apoptóticos por macrófagos o células vecinas

Las células ya no son funcionales por definición.