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Anatomía Patológica Dra.Makarena Velàzquez Introducciòn La patologia es el estudio de las causas estructurales y funcionales de las enfermedades humanas. Los 4 Aspectos del proceso,que forman el nùcleo de la patologìa son: Perspectiva General La función normal de la célula requiere un equilibrio entre las demandas fisiológicas y los limites impuestos por la estructura y la capacidad metabólica de la cèlula;el resultado es un equilibrio estable u HOMEOSTASIS. OJO: Las células pueden modificar su estado funcional en respuesta a un estrés moderado para mantener el equilibrio estable. Los factores de excesivo estrés fisiológico o los estímulos patológicos adversos(lesiones) dan lugar a la: ADAPTACIÒN LESIÒN REVERSIBLE LESIÒN IRREVERSIBLE Y MUERTE CELULAR La ADAPTACIÒN se produce cuando factores estresantes fisiológicos o patológicos inducen un nuevo estado que cambia la célula pero, por otro lado, conserva su viabilidad en presencia de estímulos exógenos. Estos cambios son: La HIPERTROFIA es el aumento de tamaño de la célula La HIPERPLASIA es el aumento en el número de células La ATROFIA es la disminución del tamaño de la célula La METAPLASIA es el cambio de un tipo de célula madura por otro La Hipertrofia La Hiperplasia La Atrofia La Metaplasia A menudo en respuesta a un incremento de la carga de trabajo. Es inducida por factores de crecimiento producidos por reacción ante estrés mecánico u otros estímulos. Genera aumento del órgano completo. Con frecuencia originada por hormonas y otros factores de crecimiento. Se produce en tejidos cuyas células tienen capacidad para dividirse o contienen abundantes células madre tisulares. Reduce el tamaño total del órgano. Se debe a falta de uso o menor aporte de nutrientes, y se asocia a reducción de la síntesis de constituyentes celulares y/o mayor descomposición de orgánulos celulares, que implica degradación del proteosoma o AUTOFAGIA. Muchas veces por inflamación crónica. Tiene lugar por diferenciación alterada de las células madre tisulares y afecta adversamente a la función tisular y/o predispone a la transformación maligna. NATURALEZA DEL ESTIMULO LESIVO RESPUESTA CELULAR ESTIMULOS FISIOLOGICOS ALTERADOS:ALGUNOS ESTIMULOS LESIVOS NO MORTALES ADAPTACIONES CELULARES Aumento de la demanda, aumento de la estimulación (ej. Factores de crecimiento, hormonas) Hiperplasia, Hipertrofia Reducción de nutrientes, reducción de la estimulación Atrofia Irritación Crónica(fìsica o química) Metaplasia REDUCCIÒN DEL APORTE DE OXIGENO;LESIÒN QUIMICA;INFECCIÒN MICROBIANA LESIÒN CELULAR Aguda y Transitoria Lesión reversible Aguda, edema celular, cambio graso Lesión irreversible-Muerte Celular Necrosis Apoptosis ALTERACIONES METABOLICAS ,GENETICAS O ADQUIRIDAS ;LESIÒN CRONICA ACUMULACIONES INTRACELULARES;CALCIFICACIÒN LESIÒN ACUMULADA SUBMORTAL A LO LARGO DE LA VIDA ENVEJECIMIENTO CELULAR La Lesión Reversible denota cambios patológicos que pueden volver a la normalidad si se elimina el estimulo o si la causa de la lesión es leve. La Lesión Irreversible se produce cuando los factores estresantes superan la capacidad de adaptación de la célula y denota cambios patológicos permanentes, que causan la muerte celular. La muerte celular se produce sobre todo a través de dos patrones morfológicos y mecanicistas, NECROSIS Y APOPTOSIS. Aunque la necrosis siempre representa un proceso patòlogico,la apoptosis interviene en diversas funciones normales y no se asocia necesariamente a la lesión celular. Necrosis Apoptosis *Es el tipo màs fte de muerte celular e implica: -Tumefacción celular intensa -Desnaturalización y coagulación de las proteínas -Rotura de los orgánulos celulares -Rotura de la célula Suelen afectarse muchas células en el tejido adyacente y recluta un infiltrado inflamatorio. Se produce cuando una célula muere por la activación de un programa de ¨suicidio interno Implica un desensamblaje orquestado de componentes celulares. Se produce una afectación mínima del tejido adyacente y una inflamación mìnima,si es que la hay. Se observan condensación y fragmentación de la cromatina. Características de la Necrosis y la apoptosis Característica Necrosis Apoptosis Tamaño Celular Aumentado(Edema) Reducido(Contracciòn) Núcleo Picnosis-Cariorrexis- Cariolisis Fragmentación en fragmentos del tamaño del nucleosoma Membrana Plasmática Rota Intacta; estructura alterada en especial la orientación de los lípidos Contenido Celular Digestión Enzimàtica;puede salir de la célula Intacto; puede liberarse en cuerpos apoptòsicos Inflamación Adyacente Frecuente No Papel fisiológico o adyacente Patológico siempre(culminaciòn de lesiòn celular irreversible) A menudo fisiòlogico,como forma de eliminar células no deseadas; puede ser patológico tras algunas formas de lesión celular, especialmente de daño al ADN. Causas de Lesión Celular LA RESTRICCIÒN DE OXIGENO(HIPOXIA) afecta la respiración aeróbica y, por tanto, a la capacidad de generar adenosina(ATP).Esta causa sumamente importante y frecuente lesiona la cèlula,y la muerte se produce debido a: *ISQUEMIA(perdida de irrigación sanguínea) *OXIGENACIÒN INADECUADA(Insuficiencia Respiratoria) *PERDIDA DE LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE OXÌGENO EN LA SANGRE(Anemia,Intoxicaciòn por monóxido de carbono) AGENTES FISICOS COMO: *Traumatismo *Calor *Frío *Radiación *Descarga eléctrica SUSTANCIAS QUÌMICAS Y FARMACOS COMO: *Fármacos terapéuticos *Tóxicos *Contaminantes Ambientales *Estimulantes Sociales AGENTES INFECCIOSOS COMO: *Virus *Bacterias *Hongos *Parásitos REACCIONES INMUNOLOGICAS: *Enfermedades autoinmunitarias *Lesiones celulares tras las respuestas a la infección ALTERACIONES GENETICAS: *Alteraciones Cromosómicas *Mutaciones genéticas especificas DESEQUILIBRIOS NUTRICIONALES: *Déficits proteinicos-caloricos *Excesos nutricionales Alteraciones morfológicas en la lesión celular La lesión conduce a la pérdida de la función celular mucho antes de que se produzcan alteraciones morfológicas . Los cambios morfológicos aparecen solo algún tiempo después de haberse dañado un sistema bioquímico crítico dentro de la cèlula;el intervalo entre la lesión y el cambio morfológico depende del método de detección. Sin embargo, una vez desarrolladas, la lesión reversible y la irreversible(necrosis) tienen manifestaciones características. Lesiòn Reversible El edema celular aparece siempre que las cèlulas no pueden mantener la homeostasis iònica e hìdrica(debido en gran medida a la pèrdida de actividad en las bombas de iones de la membrana plasmàtica que dependen de la energìa) El cambio graso se manifiesta mediante vacuolas lìpìdicas citoplàsmicas,que se encuentran principalmente en cèlulas implicadas en el metabolismo lipìdico o que dependen de èl(p.ej,hepatocitos y cèlulas miocardicas) Necrosis La Necrosis es la suma de los cambios morfològicos que siguen a la muerte celular en el tejido vivo o los òrganos. Dos procesos subyacen a los cambios morfològicos bàsicos: *Desnaturalizaciòn de proteìnas *Digestiòn enzimatica de orgànulos y otros componentes citosòlicos. Hay varias caracteristicas especiales: Las cèlulas necrosadas son màs eosinòfilas(rosadas) que las viables en la tinciòn estàndar con (HyE) . Muestran un aspecto cristalino debido a la perdida de glucogeno y pueden estar vacuoladas;las membranas celulares se fragmentan. Las cèlulas necrosadas pueden atraer sales de calcio ;esto es particularmente cierto en las cèlulas grasas necrosadas(que forman jabones grasos) Los cambios nucleares son: -Picnosis(nùcleo denso y pequeño) -Cariolisis(nùcleo tenue y disuelto) -Cariorrexis(Nùcleofragmentado) Los patrones Generales de necrosis son las siguientes: LA NECROSIS COAGULATIVA: Es el patròn màs frecuente Esta dominado por una desnaturalizaciòn proteìnica con conservaciòn de la cèlula y de la estructura tisular. Este patròn es caracteristico de la muerte por hipoxia en todos los tejidos excepto el encèfalo. El tejido necrosado sufre una HETEROLISIS(Digestiòn por enzimas lisosomicas de los leucocitos invasores) O AUTOLISIS(Digestiòn por sus propias enzimas lisosomicas) LA NECROSIS LICUEFACTIVA: Se producen cuando predominan la autolisis o la heterolisis sobre la desnaturalizaciòn proteìnica La zona necrosada esta blanda y llena de lìquido Este tipo de necrosis suele verse con mayor frecuencia en infecciones bacterianas localizadas(abcesos) y en el encèfalo. LA NECROSIS GANGRENOSA No es un patròn especifico Se trata de una necrosis coagulativa aplicada a una extremidad isquèmica La infecciòn bacteriana superpuesta produce un patròn màs licuefactivo llamado GANGRENA HUMEDA LA NECROSIS GRASA Se observa en el tejido adiposo La activaciòn de la lipasa (por ej procedente de cèlulas pancreaticas dañadas o macrofagos) libera acidos grasos a traves de los trigliceridos,que entonces forman complejos con el calcio y crean jabones Macroscopicamente,aparecen como àreas blancas y calcareas (saponificaciòn de la grasa) Su aspecto histologico es el de perfiles celulares poco definidos y depòsito de calcio LA NECROSIS FIBRINOIDE Es un patròn patològico debido a un depòsito de antìgenos y anticuerpos (inmunocomplejos) en los vasos sanguineos. En el estudio microscòpico se observa un depòsito amorfo rosa brillante(depòsito proteìnico)en las paredes arteriales,a menudo asociado a inflamaciòn y trombosis. Mecanismos de lesiòn celular Las vìas bioquìmicas de la lesiòn celular se organizan alrededor de unos pocos principios generales: *Las respuestas a los estimulos lesivos dependen del tipo de lesiòn,de su duraciòn y de su gravedad *Las consecuencias de la lesiòn dependen del tipo,del estado y de la adaptabilidad de la cèlula dañada. *La lesiòn celular se debe a perturbaciones en cualquiera de los cinco elementos celulares esenciales: -Producciòn de ATP -Integridad mitocondrial independiente de la producciòn de ATP -Integridad de la membrana plasmàtica,responsable de la homeostasis osmòtica e iònica -Sìntesis,plegamientos y degradaciòn de las proteìnas -Integridad del aparato genètico Los mecanismos intracelulares de lesiòn celular se dividen en 6 Vìas Generales Principales: 1)Disminuciòn del trifosfato de adenosina 2)Daño Mitocondrial 3)Flujo de entrada de calcio intracelular y pèrdida de la homeostasis del calcio 4)Acumulaciòn de radicales libres derivados del oxìgeno(estrès oxidativo) 5)Defectos en la permeabilidad de las membranas 6)Daño del ADN y las proteìnas Ejemplos de Lesiòn y Necrosis Celulares: La hipoxia es una reducciòn de la capacidad de transporte del oxìgeno La isquemia que tambien causa claramente hipoxia,se debe a una reducciòn del flujo de sangre Lesiòn Isquèmica e hipòxica La HIPOXIA lleva a que no se genere ATP en la mitocondria;el agotamiento del mismo tiene mùltiples efectos inicialmente REVERSIBLES: -El fracaso del transportador de membrana Na/K.ATPasa hace que el sodio entre en la cèlula y que el potasio salga;hay ademàs,un aumento de la entrada de Calcio,asì como una liberaciòn de Ca de los depòsitos intracelulares. La ganacia neta de soluto se acompaña de una de agua,EDEMA CELULAR y dilataciòn del RE.El EDEMA CELULAR también aumenta debido a la CARGA OSMOTICA producida por la acumulación de productos del metabolismo. -Se altera el METABOLISMO ENERGETICO CELULAR. Con la hipoxia, las células usan la GLUCOLISIS ANAEROBICA para producir energìa.En consecuencia ,SE AGOTAN PRONTO LOS DEPÒSITOS DE GLUCOGENO,al mismo tiempo que se produce una acumulación de ácido láctico y una REDUCCIÒN DEL pH INTRACELULAR. -Disminuye la síntesis proteínica debido al desprendimiento de los ribosomas del RE rugoso. TODOS LOS CAMBIOS MENCIONADOS SON REVERSIBLES SI RESTAURA LA OXIGENACIÒN. Si persiste la isquemia ,aparece la lesión IRREVERSIBLE. Una transición que depende en gran medida del grado de depleción del ATP y de la disfunción de la membrana, en particular de las membranas mitocondriales. La restauraciòn del flujo de sangre en los tejidos isquèmicos puede dar lugar a la recuperaciòn de las cèlulas dañadas de forma reversible o bien puede no influir en el resultado si se ha producido un daño irreversible. Dependiendo de la gravedad y de la duraciòn de la lesiòn isquèmica,otras cèlulas pueden morir despuès que se reanude el flujo de sangre,bien por necrosis o apoptosis El proceso se asocia de una forma caracteristica a infiltrados neutrofilos La lesiòn adicional se denomina lesiòn por reperfusiòn y tiene una revelancia clìnica en el IAM,en la IRA y en el ACV. En ella subyacen varios mecanismos: Lesión por Isquemia-Reperfusiòn -ESTRÉS OXIDATIVO -SOBRECARGA DE CALCIO INTRACELULAR -INFLAMACIÒN -ACTIVACIÒN DEL COMPLEMENTO La lesiòn quìmica se produce por dos mecanismos generales: DIRECTO,al unirse a algunos componentes moleculares crìticos(p.ej,el cloruro de mercurio se une a los grupos sulfhidrilos de las proteìnas de la membrana celular,lo que inhibe el transporte dependiente de la ATPasa y aumenta la permeabilidad) INDIRECTO,mediante la conversiòn a metabolitos tòxicos y reactivos.Los metabolitos tòxicos a su vez,una lesiòn celular mediante la uniòn covalente directa a las proteìnas y los lìpidos de la membrana,o,con mayor frecuencia,mediante la formaciòn de radicales libres reactivos. Lesiòn Quìmica(tòxica) Apoptosis La muerte celular programada se produce cuando una célula muere por medio de la activación de un programa de suicidio interno muy bien regulado. La función de la apoptosis es eliminar las células no deseadas de una forma selectivo, con una mínima alteración de los adyacentes y del anfitrión. La membrana plasmática de la célula continua intacta ,pero su estructura se altera de forma que la célula apoptosica se fragmenta y se convierte en una diana adecuada para la fagocitosis. La célula muerta se elimina rápidamente antes de que su contenido salga y,por tanto, la muerte celular por esta vìa no desencadena ninguna reacciòn inflamatoria en el anfitriòn. De este modo,la apoptosis es,en esencia diferente de la necrosis,que se caracteriza por la pèrdida de la integridad de la membrana ,la digestiòn enzimatica de las cèlulas y,con frecuencia una reacciòn del anfitriòn. Sin embargo , en ocasiones la apoptosis y la necrosis coexisten,y pueden compartir caracterìsticas y mecanismos comunes. Causas de la Apoptosis Pueden ser:Fisiologicas o Patologicas CAUSAS FISIOLOGICAS: Destrucciòn programada de cèlulas durante la embriogenia Involuciòn dependiente de hormonas de tejidos (ej prostata endometrio en el adulto) Eliminaciòn celular en poblaciones de cèlulas que proliferan (por ej epitelio intestinal) para mantener un nùmero constante de cèlulas Muerte de cèlulas que han servido a un propòsito ùtil (por ej neutròfilos tras una respuesta inflamatoria aguda) Eliminaciòn de linfocitos autorreactivos que podrìan ser lesivos CAUSAS PATOLÒGICAS: Afectaciòn del ADN(por ej debido a la hipoxia,radiaciòn o fàrmacos citotoxicos) Una lesiòn relativamente leve puede inducir apoptosis,mientras que dosis mayores de los mismos dan lugar a la necrosis. La acumulaciòn de proteìnas mal plegadas . Esta puede ser la base de la pèrdida de cèlulas en varios transtornos neurodegenerativos. Muerte celular en ciertas infecciones virìcas,causada directamente por la infecciòn o por linfocitos T citotoxicos. Los linfocitos T citotoxicos puedenser tambien una causa de muerte celular apoptosica en tumores y en el rechazo de tejidos transplantados Atrofia patologica de òrganos parenquimatosos tras la obstrucciòn de conductos. Cambios morfològicos y bioquìmicos en la apoptosis Las caracteristicas morfologicas de la apoptosis son: -Retracciòn de la cèlula La condensaciòn y fragmentacipon de la cromatina La formaciòn de bullas celulares y la fragmentaciòn en cuerpos apoptosicos La fagocitosis de los cuerpos apoptosicos por cèlulas adyacentes o macròfagos La falta de inflamaciòn dificulta la detecciòn de la apoptosis en el estudio històlogico La rotura de las proteìnas se produce a traves de una familia de proteasas La escisiòn entre los nucleosomas del ADN en fragmentos de 180 a 200 pares de bases de tamaño da lugar a un patròn en escalera caracteristico de bandas de ADN en la electroforesis en gel de agarosa Las alteraciones de la membrana plasmàtica permiten el reconocimiento de las cèlulas apoptòsicas para la fagocitosis. Mecanismos de la Apoptosis VIA INTRINSECA(MITOCONDRIAL) VIA EXTRINSECA(INICIADA POR RECEPTORES DE MUERTE) FASE DE EJECUCIÒN Apoptosis en la salud y la enfermedad Carencia de factores de crecimiento Daño del ADN Mal plegamiento de proteìnas Familia de receptores de TNF Linfocitos T citotòxicos Transtornos asociados a la desregulaciòn de la apoptosis NECROPTOSIS Tambien llamada necrosis programada,la necroptosis: Se asemeja morfologicamente a la necrosis,con depleciòn de ATP,edema celular y de òrganulos,generaciòn de ERO y rotura de las membranas lisosòmicas y plasmàtica. Desde el punto de vista mecanicista,se asemeja a la apoptosis porque en ella hay episodios de señalizaciòn geneticamente programados inductores de muerte;no obstante,no depende de las caspasas. Igual que la necrosis la necroptosis tambien genera respuesta inflamatoria. AUTOFAGIA Significa literalmente comerse a si mismo La autofagia es un mecanismo evolutivamente preservado ,mediante el cual las cèlulas experimentan privaciòn de nutrientes sobreviven canibalizandose a sì mismas y reciclando los contenidos procesados. La autofagia es caracteristica de la atrofia ,aunque tambien interviene en el intercambio homeostatico normal de orgànulos y en la eliminacion de agregados intracelulares propios del envejecimiento , el èstres celular y los estados patològicos Aunque es fundamentalmente un mecanismo de supervivencia ,tambien se asocia a muerte celular,como en diversos transtornos neurodegenerativos.(como la enf.de alzheimer)
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