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MORFOFISIOPATOLOGÍA HUMANA I MANUAL INTRODUCTORIO 2007 Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 2 Material de estudio para el Programa de Preparación Profesoral en las Ciencias Básicas de la Clínica. Programa Nacional de Formación de Medicina Integral Comunitaria. Colectivo de autores: o Dr. Carlos Augusto Capote Carrasau. o MsC. Dra. Rosa Julia Robinson Rodríguez. o MsC. Lic. Lázara Mayra Díaz Álvarez. o MsC. Dr. Carlos Armando Sarría Pérez. o MsC. Lic. María Elisa Sondón Fernández. o Dra. Nitza Julia Sanz Pupo. o Dra. Esther Marina Estrada Espinosa. o Dra. Ivette Martínez López. o Dr. Luis Manuel Piñero Pérez. El presente material de estudio de la asignatura de Morfofisiopatología Humana I, está desarrollado con fines educativos. Representa un documento de consulta para el desarrollo del Programa Nacional de Formación de Médicos Integrales Comunitarios en la República Bolivariana de Venezuela. No puede reproducirse con fines comerciales. La reproducción de los materiales está permitida siempre y cuando no se modifique su contenido y deje clara constancia del origen del mismo. República Bolivariana de Venezuela. Enero 2007. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 3 Introducción. El estudio integrado de los contenidos de las ciencias básicas para las clínicas en los consultorios comunitarios no tiene antecedentes en los procesos de formación médica; el protagonismo que asumen los profesores y estudiantes en el proceso enseñanza - aprendizaje desde los escenarios de la atención primaria es también novedoso. Cuando se planifica, se convierte una idea o proyecto en acción. El propósito de este manual es contribuir a integrar un grupo de conocimientos que te permitan desarrollar con más calidad el proceso de enseñanza- aprendizaje, facilitarles la integración de las especialidades diagnósticas preclínicas, que en su formación médica fueron impartidas cada una como asignaturas independientes. La intención de los profesores que han trabajado en el diseño ha sido agregar sus vivencias y experiencias personales acumuladas en la práctica médica. La bibliografía recomendada es actualizada y los conceptos, esquemas y análisis están compatibilizados e integrados para garantizar el cumplimiento de los objetivos de la asignatura. Los autores. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 4 CAPÍTULO I: Procesos patológicos. Métodos de estudio……………………... 5 CAPÍTULO II: Lesión y muerte celular………………………………………... 42 CAPÍTULO III: Inflamación…………………………………………………… 73 CAPÍTULO IV: Renovación y reparación tisular. Cicatrización y fibrosis……. 89 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………….. 102 CREDITOS DE LOS AUTORES…………..………………………………….. 103 Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 5 Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 6 La Morfofisiopatología humana es la ciencia que estudia la interrelación de las alteraciones estructurales y funcionales que ocurren a nivel de células, tejidos y órganos durante el proceso patológico. El proceso patológico es un trastorno fisiopatológico donde el organismo reacciona con respuestas moleculares, celulares y sistémicas que son los síntomas y signos de la enfermedad. En la actualidad existen dos causas principales de procesos patológicos, intrínsecos o genéticos y adquiridos (infecciosos, nutricionales, químicos, físicos). Sin embargo el concepto de un agente etiológico para una enfermedad ya no es suficiente, hay que tener en cuenta su multicausalidad. Los factores genéticos están implicados claramente en algunas de las enfermedades habituales inducidas por el ambiente, tales como, la aterosclerosis y el cáncer, el ambiente a su vez puede tener influencias profundas sobre ciertas enfermedades genéticas. No obstante la causa primaria sigue siendo el eje sobre el cual puede hacerse el diagnóstico, entenderse una enfermedad o desarrollarse un tratamiento. Las condiciones estructurales y fisiológicas de las células, tejidos y órganos y la homeostasis normal, las estudiaste en la asignatura Morfofisiología humana I, cuando estas son alteradas por diversas condiciones ocurre un proceso patológico. Los procesos patológicos se producen de forma dinámica, existiendo una estrecha relación entre los aspectos que forman su núcleo, la etiología, trata las causas, la patogenia estudia los mecanismos y desarrollo de la enfermedad, los cambios morfológicos son las alteraciones estructurales inducidas en las células, tejidos y órganos del cuerpo, la fisiopatología estudia las consecuencias funcionales de estos cambios morfológicos, la semiología es el estudio de las señales de enfermedad desde el punto de vista del diagnóstico y del pronóstico, incluye síntomas (señales subjetivas de enfermedad como dolor, náuseas y mareos) y signos (señales objetivas de la enfermedad como ictericia y eritema) y la patocronía es la forma de evolución de la enfermedad en el tiempo. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 7 PROCESOS PATOLÓGICOS. MÉTODOS DE ESTUDIO PROCESOS PATOLÓGICOS DE CAUSA GENÉTICA. Los datos que ofrece la epidemiología de las enfermedades genéticas y defectos congénitos se caracterizan por su estabilidad en el tiempo en regiones específicas, Sus variaciones obedecen fundamentalmente a la edad del grupo poblacional que se estudie ya que muchos defectos genéticos se ponen de manifiesto a diferentes edades o causan mortalidad en diferentes periodos de la vida, pero la tendencia una vez realizados los estudios y conocida su epidemiología es a permanecer con prevalencias similares durante años Solamente varían si se producen factores ambientales que cambien la tasa de nuevas mutaciones o por la ocurrencia de otros factores, de ahí la importancia de los registros de enfermedades genéticas y de defectos genéticos ya recomendados por científicos desde el siglo XIX1. Por su parte las enfermedades genéticas obedecen a una serie de afectaciones de ADN se pueden clasificar en tres grandes grupos atendiendo al tipo de defecto: • Simples mutaciones que generalmente son hereditarias (monogénicas) • Anormalidades de los cromosomas que pueden ser diagnosticadas por el examen microscópico, aplicando técnicas citogenéticas (aberraciones cromosómicas) • Anormalidades de grupos de genes y el resultado de la interacción ambiental en ellos (multifactoriales) Cada una de estas alteraciones tienen sus peculiaridades al ser analizadas y diagnosticadas. Para comprender a cabalidad este tema, resulta necesario rememorar algunos contenidos estudiados en la asignatura de Morfofisiología I, como son, el concepto de gen como la unidad de la herencia y en términos moleculares, como una secuencia de ADN que se requiere para la producción de un producto funcional y el de genoma: Se refiere a todo el ADN que contiene la información genética de un gameto, un individuo, una especie o una población. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 8 El gen en las células eucariotas humanas, presenta una estructura. En él podemos encontrar, secuencias no codificantes o intrones separando las codificantes o exones. El número y tamaño de los intrones es variable, aunque hay una tendencia general que plantea, que a mayor tamaño del gen, suele corresponder un mayor número de exones .Los intrones individuales suelen ser bastante más largos que las secuencias codificantes y en algunos se han encontrado secuencias codificantes para otros genes. EEssttrruuccttuurraa ddeellggeenn.. El gen. Zona reguladora. Zona codificante. Intrones Exones Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 9 El genoma humano, está organizado en la célula eucariota en el núcleo y en las mitocondrias. ADN NUCLEAR La célula somática humana contiene 24 pares de moléculas de ADN, la menor de unos 50 millones de pares de bases y la mayor de alrededor de 350. Estas moléculas de ADN y las proteínas correspondientes sufren un proceso de empaquetamiento al final de la etapa G2 del ciclo celular y se hacen visibles en forma de cromosomas al inicio de la mitosis. EEll GGeennoommaa HHuummaannoo.. Genoma Nuclear. 3 300 Mb. 16 569 pb. 80 000 genes 37 genes Genoma Mitocondrial Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 10 ADN MITOCONDRIAL Dentro de cada célula hay miles de mitocondrias que poseen su propio ADN, bicatenario y circular de aproximadamente 16Kb de longitud .Es muy compactado ya que contiene poco ADN repetitivo y codifica dos tipos de ARN ribosómico y las subunidades proteicas de cuatro enzimas, tales como el citocromo b y la citocromo oxidasa, que están implicadas en la producción de ATP en la fosforilación oxidativa EEll GGeennoommaa MMiittooccoonnddrriiaall.. 2 Genes de ARN ribosomales. 22 Genes de ARN de transferencia. 13 Genes de proteínas. EEll GGeennoommaa NNuucclleeaarr.. Secuencias génicas o relacionadas.(25%) Unicas o moderadamente repetidas. Codificante.(10%) No codificante.(90%) Pseudogenes Fragmentos génicos. Intrones, secuencias no traducibles. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 11 LAS MUTACIONES Cuando cualquier daño al ADN no es reparado correctamente aparecen las mutaciones. Las mutaciones son alteraciones permanentes que se producen en el ADN y que son transmitidas de generación en generación. Pueden ser espontáneas si surgen como consecuencias de errores en los procesos relacionados con el ADN o inducidas si son productos de agentes externos. Los agentes externos más frecuentes son: los análogos de bases nitrogenadas, los mutágenos químicos y las radiaciones. Los análogos de bases nitrogenadas son sustancias similares a estas capaces deformar nucleótidos y que son incorporados al ADN durante el proceso de replicación. Estos análogos tienen formas tautoméricas que en una de ellas se aparean con un base y en la otra se aparean con otra. Un ejemplo típico es el bromouracilo que es un análogo de la timina y por lo tanto se aparea con la adenina en su forma ceto pero en su forma enol lo hace con la guanina, por lo que en el siguiente ciclo replicativo aparecerá un par GC donde había un par AT. Un mutágeno químico es una sustancia que reacciona con cualquiera de las bases del ADN y la modifica de forma tal que cambia su patrón de apareamiento. Entre ellos se encuentra el ácido nitroso que transforma los grupos aminos en cetónicos convirtiendo la citosina (que forma par con la guanina) en uracilo (que forma par con la adenina). Otro agente de este tipo es el sulfonato de etilmetano que produce la alquilación de la guanina con la labilización del enlace N-glicosídico, que al romperse forma un sitio apurínico que de no repararse en el próximo ciclo replicativo puede dar lugar a la incorporación de cualquiera de las cuatro bases. La luz ultravioleta, los rayos gamma y los rayos X, son poderosos agentes mutagénicos que pueden producir tanto alteraciones de las bases nitrogenadas como las ruptura de una o las dos hebras del ADN. Un efecto similar a las radiaciones tienen las llamadas especies reactivas del oxígeno. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 12 Consecuencias de las mutaciones. Como acabamos de ver las consecuencias de las mutaciones sobre la estructura del ADN dependen en gran medida del agente causal. Sin embargo, el efecto de esas mutaciones se miden más bien por las alteraciones que pueden provocar en el producto génico primario, es decir, en las proteínas. Por su extensión las mutaciones se clasifican en cromosómicas y génicas. Las primeras afectan grandes sectores del ADN y se hacen visibles al microscopio óptico. Entre ellas están las deleciones, las inserciones, las translocaciones, etc. Las mutaciones génicas afectan pequeños sectores del gen y pueden producirse por cambios, adiciones o sustracciones de bases. El efecto de estas mutaciones sobre el producto génico está en dependencia del tipo y de su localización. Así por ejemplo si las mutaciones se producen en la zona de regulación del gen (el promotor) se altera la cantidad de proteínas que se producen, aumentando o disminuyendo aunque este último caso es el más frecuente. Si se produce en la zona de codificación del gen se altera la actividad de la proteína, siendo la disminución lo más frecuente. Los cambios de bases no siempre producen cambios en los aminoácidos de las proteínas debido al carácter redundante del código genético (mutaciones silentes) y en ocasiones se producen mutaciones neutras pues se cambia un aminoácido por otro del mismo tipo. Cuando se cambia un aminoácido por otro diferente en polaridad o tamaño puede afectarse la actividad de la proteína, como es el caso de la sicklemia que surge como consecuencia del cambio de glutámico (aminoácido polar iónico) por valina (aminoácido apolar) en la posición 6 de la cadena beta de la hemoglobina. La adición o sustracción de bases provocan grandes cambios en la proteína pues como fue señalado anteriormente los codones del ARNm se encuentran uno a continuación del otro y por lo tanto la adición (o sustracción) de una base modifica todo el marco de lectura a partir de ese punto. Un tipo particular de mutaciones por cambio de una base es el que ocurre en los codones de terminación. Pueden darse dos situaciones. Si un codón de lectura se transforma en un codón de terminación la cadena polipeptídica termina abruptamente. Por el contrario si un Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 13 codón de terminación se convierte en un codón de lectura la proteína tendrá un exceso de aminoácidos como ocurre con la hemoglobina de Constant Spring. Cuando las mutaciones se producen en las zonas críticas de los intrones pueden dar lugar a proteínas totalmente diferentes e inservibles que la célula degrada rápidamente dando lugar a una deficiencia cuantitativa. Para realizar el diagnóstico correcto de los procesos patológicos, disponemos de la clínica y los exámenes complementarios o pruebas diagnósticas, con múltiples posibilidades que nos brinda la tecnología en la actualidad para las diferentes ciencias médicas diagnósticas. PROCESOS PATOLÓGICOS DE ORIGEN ADQUIRIDO Procesos patológicos causados por agentes físicos. Las características de las lesiones dependen de la modalidad del agente agresor. Por lo que habitualmente se clasifican según su origen en:2 a) Lesiones debidas a agentes térmicos( quemaduras y congelaciones) b) Lesiones por la electricidad c) Lesiones por radiaciones ionizantes d) Traumatismos e) Lesiones por movimiento f) Lesiones por gravedad e ingravidez g) Lesiones por presión atmosférica h) Lesiones por vibraciones i) Lesiones por ruidos Se entiende como traumatismo a los efectos de cualquier violencia mecánica, cuya actuación sobre los tejidos se realiza mediante fuerzas de tracción, compresión y zizallamiento. La lesión traumática se produce cuando un objeto con fuerza cinética choca Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 14 contrala superficie del cuerpo humano y se puede producir conmociones, contusiones, heridas y aplastamiento. La conmoción es un traumatismo cerrado, el agente traumático provoca trastornos de las funciones celulares sin llegar a provocar una lesión anatómica detectable, es muy frecuente en el sistema nervioso central (conmoción cerebral), su mecanismo patogénico son las alteraciones estructurales aunque sean submicroscópicas. Estos pacientes en la realización de T.A.C de cráneo no muestran imagen de lesión estructural alguna. La contusión, es también un traumatismo cerrado, sin solución de continuidad en la piel o en las mucosas, existe lesión anatómica demostrada, su mecanismo patogénico es un vasoespasmo reflejo, lesión de las terminaciones nerviosas sensitivas, seguidas de una respuesta inflamatoria con vasodilatación secundaria y producción de edema que muchas veces se extiende más allá de sus propios límites. Estos pacientes en la realización de T.A.C de cráneo muestran imagen de lesión estructural que oscila desde el aumento de la densidad (pequeña hemorragia) hasta las de baja densidad (edema). En las heridas se produce una solución de continuidad en la piel o en las mucosas, pueden tener repercusión general, como consecuencia del dolor o por una hemorragia copiosa que determina un shock hipovolémico. Se pueden clasificar según su dirección, profundidad, forma y mecanismo de producción. El aplastamiento puede ser consecuencia de lesiones por compresión de masas musculares y tejidos como se produce en los terremotos, derrumbamientos de edificios y en el empleo de torniquetes durante varias horas. Al producirse la descompresión y restablecerse la circulación, surge una caída brusca de la tensión arterial y se produce un shock. Paralelamente en ese momento hay una brusca liberación al torrente sanguíneo de gran cantidad de mioglobina y otras sustancias nefrotóxicas produciéndose una insuficiencia renal aguda por necrosis tubular. El movimiento puede causar el proceso patológico denominado cinetosis, al producir desplazamientos pasivos de nuestro organismo; incluye el mareo y los síndromes determinados por la velocidad y la aceleración. El movimiento es el agente etiológico por excelencia del mareo, se puede producir en una dirección del espacio o en varias combinadas. Los desplazamientos pueden ser de cabeceo, balanceo o de leva (ascenso y descenso). El mareo es un síndrome funcional reversible con un componente de tipo Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 15 neurovegetativo. Los trastornos producidos por la velocidad y la aceleración son trastornos o alteraciones fisiopatológicas especialmente circulatorias Dentro del grupo de la acción de la gravedad e ingravidez, se incluye la hipotensión ortostática, los efectos del sedentarismo y el encamamiento. Los cambios de presión atmosférica relacionados con las grandes alturas (altiplanos, montañas, cosmos) y las profundidades (minas, fondos marinos) pueden tener efectos adversos para el organismo al producir hiper o hipopresión. En Venezuela existe el mal de montaña conocido como el mal del páramo, cuya causa principal es el déficit de oxígeno para la respiración celular lo que provoca anoxia tisular, junto a esto existe una respuesta de la médula ósea incrementando la producción del número de hematíes para suplir el déficit de O2. El desequilibrio de los mecanismos de termorregulación produce las distermias ambientales, el exceso de calor general da lugar a las hipertermias y el local a las quemaduras, mientras el frío, provoca hipotermias y congelaciones. Los ruidos como causa de proceso patológico provocan la modificación del umbral de percepción conduciendo a la pérdida de la agudeza auditiva, que pueden llegar a la ruptura de la membrana timpánica. El efecto de las radiaciones depende de la transferencia de energía a la materia sobre la cual incide. Son importantes las ionizantes y las solares. Las ionizantes son las electromagnéticas o fotones que incluyen los rayos X y gamma y las radiaciones corpusculares (alfa, beta y neutrones), responsables de los daños ocasionados por las explosiones atómicas y por otros equipos médicos para explorar imágenes, como los tomógrafos. Las solares son ultravioletas, de luz e infrarrojas, las de mayor efecto nocivo son las ultravioletas. Sobre la médula ósea pueden provocar hipoplasia o en caso severo pueden llegar a la aplasia medular. Pueden provocar esterilidad masculina permanente y mutaciones genéticas o efectos genotóxicos provocando malformaciones fetales. Los factores que condicionan los efectos patógenos de la electricidad son la intensidad, el trayecto, la naturaleza de la corriente (continua o alterna), y la procedencia de la descarga atmosférica (rayo). Puede provocar fibrilación ventricular y muerte si atraviesa el corazón. El rayo produce la muerte por auténtica fulguración debido a que es una descarga eléctrica de enormes dimensiones, ver galería de imágenes/imágenes de patología /método y muestra /lesiones por agentes fís-quim Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 16 Procesos patológicos causados por agentes químicos. Un agente químico puede ser definido como cualquier sustancia química que al actuar sobre el organismo en determinadas condiciones, puede dar lugar a alteraciones morfológicas y funcionales capaces de exteriorizarse como proceso patológico. Las manifestaciones producidas por reacciones adversas de un agente químico constituyen una intoxicación. Tóxico es todo agente químico que, introducido en el organismo altera elementos bioquímicos fundamentales para la vida; en la práctica es sinónimo de veneno (tóxico potente y peligroso). Toxina es un término que habitualmente designa las sustancias tóxicas que se producen de manera natural. Fármaco o droga es toda sustancia que introducida en el organismo puede modificar una o más de sus funciones; esta denominación engloba a los medicamentos, los productos químicos ya sean orgánicos o inorgánicos, las vitaminas y las hormonas. La acción de estas sustancias sobre el organismo no se ejerce de forma absoluta, sino relativa, de modo que una misma sustancia puede ser incluida en una u otro grupo de los antes mencionados dependiendo de la dosis suministrada. Quedan excluidas de esta clasificación, aquellas sustancias innocuas que en grandes dosis son nocivas, entre ellas incluso, el agua. Las intoxicaciones medicamentosas son frecuentes, los sistemas más vulnerables son el nervioso central, el respiratorio y el digestivo. El uso inadecuado e indiscriminado de fármacos y medicamentos como el paracetamol, los anticonceptivos orales y los esteroides entre otros, pueden dar lugar a la aparición de alteraciones orgánicas, estas son ocasionadas también por productos naturales que tienen efecto beneficioso para tratar diversas enfermedades. Dentro de los principales agentes químicos que se describen como causa de procesos patológicos tenemos los siguientes: Los contaminantes atmosféricos, entre los que se encuentra el monóxido de carbono (CO) que se produce cada vez más como consecuencia del desarrollo automotriz, sobre todo en las grandes ciudades provocando lesión celular por hipoxia al combinarse mucho más afín a la hemoglobina que el oxígeno conduciendo a metahemoglobinemia. Los productos industriales que producen intoxicaciones por la inhalación de gases y metales que son utilizados por las industrias química y textil, así como en la manufactura de Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 17 fertilizantes y plástico. Los plaguicidas provocan intoxicaciones agudas generalmente voluntarias, se producen tanto en la industria, como en los trabajadores agrícolas o en el hogar. Otro tipo de sustancia que en la vida moderna ocupa un importantelugar como causa de intoxicación química son los agentes adictivos dentro de los cuales citamos el acohol, tabaco y drogas. Los cosméticos: a pesar de que su presencia en el hogar es comparable a la de los productos de limpieza, los casos de intoxicación son menos frecuentes. En los tóxicos de origen animal, se destacan las producidas por mordeduras de víboras y serpientes, además de las picaduras de insectos como abejas y arañas que le inoculan toxinas, estas pueden tener acción directa sobre los tejidos y/o efectos indirectos como la activación del complemento, liberación de sustancias endógenas o infecciones secundarias. Los mecanismos de acción general de los tóxicos son provocando daño sobre la estructura celular, función y reproducción celular. Las sustancias adictivas pueden ser de origen natural como el tabaco, la marihuana y el alcohol y sintéticas como las drogas diseñadas, ejemplos son el éxtasis, la heroína y la cocaína, ver galería de imágenes/imágenes de patología /método y muestra /lesiones por agentes fís-quim Procesos patológicos causados por alteraciones hemodinámicas locales y generales. Los trastornos en el flujo sanguíneo normal son fuente importante de morbilidad y mortalidad en el hombre. Provocan enfermedades como infarto del miocardio, embolismo pulmonar y trombosis cerebral, que constituyen causa importante de muerte en países industrializados. El mecanismo hemodinámico que con más frecuencia produce procesos patológicos es la hipoxia-isquemia. Las lesiones por hipoxia- isquemia son aquellas que se generan por privación de oxígeno, como ocurre en la oclusión de una de las ramas terminales de la arteria coronaria. Trastornos inmunitarios. La respuesta inmune a diferentes antígenos, no es siempre protectora, en ocasiones los efectores desencadenan daño hístico desde formas leves hasta muy graves que pueden Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 18 ocasionar la muerte3. Esta respuesta puede involucrar efectores humorales y celulares. Están presentes en la fase eferente de la respuesta inmune, sólo después de su estimulación y activación por antígenos provenientes del medio ambiente o del mismo organismo. Este origen define en gran medida la naturaleza de la enfermedad. Como ejemplo de ello podemos citar: La reacción anafiláctica ante una proteína extraña o un fármaco, y las reacciones ante autoantígenos endógenos son responsables de enfermedades inmunológicas. Desequilibrios nutricionales. Los desequilibrios nutricionales siguen siendo causa importante de lesión celular. Las deficiencias proteico-calóricas producen un número alarmante de muertes, fundamentalmente en las poblaciones menos privilegiadas. Las deficiencias de vitaminas específicas se encuentran en todo el mundo. Los problemas nutricionales pueden ser autoimpuestos como en la anorexia nerviosa, o en la inanición autoinducida. Los excesos nutricionales son causa importante de lesión celular, ejemplo de ello: los lípidos en exceso predisponen a la aterosclerosis y obesidad. Envejecimiento celular. Con la edad hay alteraciones fisiológicas y estructurales en casi todos los órganos y sistemas. El envejecimiento en los individuos está condicionado en gran medida por factores genéticos, la dieta, condiciones sociales y la aparición de enfermedades relacionadas con la edad como la aterosclerosis, la diabetes y la artritis. El envejecimiento celular es el resultado de la declinación progresiva en la capacidad proliferativa, la duración de la vida de la célula y de los efectos de la exposición continuada a influencias exógenas que dan lugar a la acumulación progresiva de daño celular y molecular. Existe evidencia de daño oxidativo cada vez mayor, productos terminales de la glucosilación avanzada (como ocurre en la diabetes mellitus) y acumulación de proteínas anormalmente plegadas4. Los cambios estructurales y bioquímicos del envejecimiento celular consisten fundamentalmente en que las células senescentes tienen una capacidad disminuida para captar nutrientes y reparar el daño cromosómico. Las alteraciones morfológicas en las células envejecidas incluyen núcleos irregulares y anormalmente lobulados, mitocondrias Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 19 pleomórficas vacuolazas, retículo endoplásmico disminuido y aparato de Golgi distorsionado. Agentes biológicos. Nuestras vidas se encuentran estrechamente relacionadas con los agentes biológicos por el beneficio o el daño que nos proporcionan. La complejidad de estos agentes depende de su organización celular, entre las funciones que realizan están: metabolismo, excreción, movimiento, crecimiento, reproducción, diferenciación y adaptación. El conocimiento sobre sus características nos permite aprovechar sus beneficios y buscar las vías para defendernos ante su agresión. El ordenamiento taxonómico de los microorganismos implica dificultades, en ocasiones se utilizan clasificaciones arbitrarias para facilitar su estudio. Las categorías de los agentes infecciosos son: virus, clamidias, rickettsias, micoplasmas, bacterias, hongos, protozoos y helmintos4. Los priones están aparentemente compuestos de formas anormales de una proteína del hospedero denominada proteína priónica; esta puede producir alteraciones en el organismo, por ejemplo las encefalopatías espongiformes transmisibles; en los bovinos producen la enfermedad comúnmente conocida como las “vacas locas”, una encefalopatía espongiforme. Los fenómenos de la infección son continuos, de una u otra manera están ligados unos tras otros hasta formar todo un proceso definido como cadena. En la dinámica de las enfermedades infecciosas y parasitarias, la serie de pasos unidos o eslabonados secuenciados se conoce como modelo epidemiológico, representado habitualmente en forma de cadena epidemiológica o de transmisión. En ella se resumen las etapas del proceso infeccioso: reservorio, puerta de salida, vía de transmisión, puerta de entrada, hospedero susceptible y el organismo vivo infectante denominado agente5. Los agentes biológicos tienen la capacidad de infectar y lesionar al hospedero, esto se denomina patogenicidad; un agente patógeno es aquel que se relaciona estrechamente con el hombre, lo infecta y le produce daño. Según las categorías de los agentes infecciosos antes mencionadas, estos pertenecen a un amplio rango de clases y varían de Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 20 tamaño, desde los priones sin ácido nucleico hasta los parásitos de gran tamaño. A pesar de las diferencias en tamaño, metabolismo, mecanismo de daño que provocan y en general en toda su biología, tienen en común la capacidad de infectar y lesionar. Los agentes biológicos establecen la infección y el daño tisular de tres maneras: • Pueden contactar y penetrar en las células del hospedero y causar directamente la muerte celular. • Pueden liberar toxinas que destruyen a las células a distancia, liberar enzimas que degradan los componentes tisulares, o dañar los vasos sanguíneos y producir necrosis isquémica. • Pueden inducir respuestas celulares en el hospedero que, aunque dirigidas contra el invasor, producen daño tisular adicional, habitualmente por mecanismos mediados inmunológicamente. Existen otros aspectos que debes conocer, los agentes biológicos que tienen la probabilidad mayor de causar enfermedad cuando se introducen en el hospedero en cantidades pequeñas son considerados virulentos, aquellos que solamente inducen enfermedad cuando los mecanismos de defensa están comprometidos o debilitados se consideran oportunistas. El patógeno más exitoso no es aquel que pueda ocasionar un daño extenso o la muerte del hospedero, sino el que puede establecer un estado de patogenicidad balanceada5.Con el propósito de establecer certeramente un diagnóstico oportuno, se utilizan una gran gama de métodos analíticos en el campo de la microbiología, laboratorio clínico, genética, inmunología, imagenología, anatomía patológica y otras. Esta variedad de exámenes se realizan en los centros diagnósticos. El objetivo fundamental de estas instituciones es procesar los diferentes tipos de muestras biológicas para comprobar o rechazar una hipótesis diagnóstica. En la calidad de los métodos diagnósticos juegan un papel decisivo los cuidados o condiciones a tener en cuenta para la obtención de las muestras, de esto dependerá la calidad de los resultados. Ningún resultado puede ser mejor que la muestra de la cual se obtuvo. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 21 MUESTRA BIOLÓGICA Se define como muestra biológica, la porción proveniente de tejidos o fluidos (sangre, orina, heces fecales, líquido cefalorraquídeo, semen, saliva, sudor, líquido amniótico y otros) obtenida para su análisis y diagnóstico. Los tipos de muestra y su forma de utilizarse varían en relación al laboratorio que la procesará, así tenemos que: El laboratorio de microbiología trabaja fundamentalmente con fluidos y secreciones en busca de microorganismos patógenos, los laboratorios clínicos y de Inmunología, que en la mayoría de los casos funcionan como una misma entidad trabajan con todos los fluidos biológicos, los laboratorios de genética utilizan como muestras además de fluídos, elementos celulares mientras que anatomía patológica utiliza en mayor cuantía muestras de tejidos y células. Por su parte Imagenología no utiliza per se muestra biológica, sino que su accionar es en busca de imágenes de los diferentes procesos patológicos mediante equipamiento tecnológico. A continuación detallaremos como se lleva a cabo este proceso en los diferentes laboratorios. Los propósitos fundamentales del laboratorio de microbiología médica son: el aislamiento e identificación de los microorganismos que causan enfermedad en el hombre y la determinación de la susceptibilidad “in vitro” a los agentes antimicrobianos. La fuente de los especímenes y sus tipos son diversos, por tanto es importante tener en consideración una adecuada recolección y transporte de las muestras.5 En correspondencia con las categorías de los agentes infecciosos las muestras más útiles son: • En las infecciones bacterianas se recolectan una amplia gama de muestras en dependencia de la naturaleza del problema diagnóstico y de la enfermedad en cuestión, las más frecuentes son: la sangre, la orina, el esputo, la materia fecal, el líquido cefalorraquídeo (LCR), las secreciones vaginales, uretrales, conjuntivales, óticas, entre otras. Ver galería de imágenes/imágenes de agentes biológicos/bacterias Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 22 • En las afecciones micóticas dependen de los tipos de micosis, de la región afectada, del agente que se sospeche y su localización, por ejemplo: partes del cuero cabelludo, piel, uñas y tejidos, ver galería de imágenes/imágenes de agentes biológicos/hongos • En las infecciones virales al igual que en las bacterianas la toma de muestras depende de la naturaleza del problema diagnóstico, de la enfermedad en cuestión y la localización del agente, entre las más frecuentes encontramos: la sangre, el LCR y los tejidos, ver galería de imágenes/imágenes de agentes biológicos/virus • Para la obtención de las muestras en las infecciones parasitarias, además de los aspectos abordados en párrafos anteriores, debemos tener cuenta el estadio de desarrollo del agente; las más frecuentes son: materia fecal fresca y conservada, muestra de la región perianal, el contenido duodenal y biliar, las secreciones vaginal, uretral, prostática, la orina y la sangre. En la adecuada recolección y transporte de las muestras es indispensable garantizar la calidad y las condiciones en que se reciben, estas limitan el resultado que brinda el laboratorio. Las muestras se deben obtener de forma tal que reduzcan al mínimo la posibilidad de introducir agentes infecciosos contaminantes, que no intervienen en el proceso infeccioso. Una recolección apropiada se debe realizar durante la fase temprana de un proceso patológico o dentro de los dos a tres días siguientes, como en las infecciones virales. Los requisitos indispensables para la toma de las muestras son: • Tener un criterio razonable del agente infeccioso que se desea buscar. • La representatividad de la muestra. • La región anatómica en que se sospecha la presencia del agente infeccioso. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 23 • La obtención de la muestra, siempre que sea posible, antes del inicio de la terapia antimicrobiana. • Instruir claramente a los pacientes. • Enviar las muestras rápidamente, garantizando la conservación y transporte adecuados. • Suministrar suficiente información al laboratorio. Para los laboratorios clínicos, de genética y de inmunología, los requisitos generales de la toma de muestra son: La indicación de los estudios diagnósticos serán los necesarios y correspondientes al pensamiento clínico según la situación de salud del paciente. La solicitud de los estudios no debe ser una lista de exámenes, sino todos aquellos que sean necesarios para confirmar o descartar un diagnóstico presuntivo. Dicha solicitud debe llenarse con los datos de identificación del paciente y la información necesaria para el laboratorio6. Existen factores que dependen del paciente y factores que dependen del personal de salud en los centros diagnósticos para que el resultado diagnóstico de la indicación médica sea de utilidad clínica. Existen factores que pueden ser modificables o no por el propio paciente. Los no susceptibles de modificación son: la edad, el sexo y la raza del paciente, pero que sí pueden influir de manera importante en la interpretación de los resultados obtenidos, por ejemplo: los niveles de hemoglobina (Hb), hierro sérico y algunas hormonas difieren en el hombre y la mujer; la anemia por eritrocitos falciforme se observa en individuos de ascendencia negra, mientras que determinados procesos patológicos metabólicos son más frecuentes en los de ascendencia hebrea. Los factores que son susceptibles de modificar están comprendidos por el ejercicio físico, la tensión mental o stress, por ejemplo: en un paciente al que le fue muy difícil trasladarse hasta el centro diagnóstico, se modifican los valores de potasio, glucosa, proteínas, lípidos y la fórmula leucocitaria. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 24 Un aspecto importante que se debe tener en cuenta para la realización de estudios de laboratorio es el ayuno. Las muestras de sangre deben ser tomadas temprano en la mañana después de un rango de ayuno entre 8 a 12 horas. La determinación de los niveles de glucosa se afecta de manera significativa con la ingestión reciente de alimentos o con el ayuno prolongado (mayor de 12 horas). La ingestión de medicamentos por el paciente influye en los resultados de muchas de las investigaciones de laboratorio, por sus efectos en la regulación metabólica y por las posibles interferencias en los métodos de análisis. En ocasiones no es posible interrumpir el tratamiento para realizar los estudios, pero puede suceder que no exista otra alternativa y es el médico quien toma la decisión, por ello es tan importante el interrogatorio al paciente pues él mismo puede estarse automedicando, ejemplo: drogas antinflamatorias no esteroideas, o anticonceptivos orales o tratamiento indicado por otro médico. Para los Laboratorios Clínicos, de Genética y de Inmunología, los requisitos generales de la toma de muestra son: • Laindicación de los estudios diagnósticos deben ser los necesarios y correspondientes al pensamiento clínico según la situación de salud del paciente. • La solicitud de los estudios no debe ser una lista de exámenes, sino todos aquellos que sean necesarios para confirmar o descartar un diagnóstico presuntivo. Debe contemplar los datos necesarios de identificación del paciente, de localización y la información necesaria para el laboratorio.7 Para que el resultado diagnóstico de la indicación médica sea de utilidad clínica hay que tener en cuenta los factores (modificables o no )que dependen del paciente y factores que dependen del personal de salud en los centros diagnósticos. Los no susceptibles de modificación son la edad, sexo y raza del paciente, pero que sí pueden influir de manera importante en la interpretación de los resultados obtenidos, por ejemplo: los niveles de hemoglobina (Hb), hierro sérico y algunas hormonas difieren en el hombre y la mujer; la anemia por eritrocitos falciforme se observa en individuos de ascendencia negra, mientras que determinados procesos patológicos metabólicos son más frecuentes en los de ascendencia hebrea. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 25 Los factores que son susceptibles de modificar están comprendidos por el ejercicio físico, la tensión mental o stress, por ejemplo: en un paciente al que le fue muy difícil trasladarse hasta el centro diagnóstico, se modifican los valores de potasio, glucosa, proteínas, lípidos y la fórmula leucocitaria. Un aspecto importante que se debe tener en cuenta para la realización de estudios de laboratorio es el ayuno. Las muestras de sangre deben ser tomadas temprano en la mañana después de un rango de ayuno entre 8 a 12 horas. La determinación de los niveles de glucosa se afecta de manera significativa con la ingestión reciente de alimentos o con el ayuno prolongado (mayor de 12 horas). La ingestión de medicamentos por el paciente, influye en los resultados de muchas de las investigaciones de laboratorio, por sus efectos en la regulación metabólica y por las posibles interferencias en los métodos de análisis. En ocasiones no es posible interrumpir el tratamiento para realizar los estudios, pero puede suceder que no exista otra alternativa y es el médico quien toma la decisión, por ello es tan importante el interrogatorio al paciente pues él mismo puede estarse automedicando, ejemplo: drogas antinflamatorias no esteroideas, o anticonceptivos orales o tratamiento indicado por otro médico. En Laboratorio de Anatomía Patológica se caracteriza por procesar muestras provenientes de tejidos, lo cual hace que la extracción de la misma sea por personal entrenado. Las muestras de tejidos se obtienen a través de una biopsia o mediante la necropsia. Es imprescindible que el médico integral comunitario conozca los riesgos laborales a que se somete cuando recolecciona y transporta una muestra potencialmente infecciosa. Para mantener la integridad de su salud, es necesario tener presente la contingencia o proximidad de un daño. Durante la realización de estos procederes, se somete a riesgos biológicos infecciosos debido al continuo contacto con los pacientes y a la necesidad de manejar objetos y productos sépticos8. La toma de las muestras, cada uno de los métodos de estudio, los beneficios y riesgos, sus contraindicaciones, las posibles complicaciones, los posibles resultados incluyendo el de muestra no útil, deben ser explicados detalladamente al paciente y a sus familiares. Estos no deben ser realizados sin tener el consentimiento informado del paciente o sus familiares en caso de discapacidad mental. Los resultados de los exámenes son Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 26 confidenciales. Para el cumplimiento de los principios éticos se deben considerar los aspectos morales de la sociedad. MÉTODOS DIAGNÓSTICOS Los métodos analíticos de Laboratorio Clínico se clasifican de acuerdo al tipo de muestra biológica y al procedimiento analítico. Se refieren a los exámenes de laboratorio para la química sanguínea, hematología básica y especializada, estudios de la hemostasia, exámenes químico y citológico de la orina, líquido amniótico, cefalorraquídeo, exudados y trasudados además los de biología molecular y estudios inmunológicos. Los exámenes de la química sanguínea son los estudios analíticos que se encargan de evidenciar las alteraciones del metabolismo de carbohidratos, proteínas, lípidos, agua y electrolitos, equilibrio ácido-base, enzimas séricas, oligoelementos, hormonas, niveles de medicamentos y otros que ocurren en los diferentes procesos patológicos. Los estudios hematológicos básicos determinan hemoglobina, hematocrito, recuento de células sanguíneas, índices hematológicos o constantes corpusculares, extensiones de sangre periférica coloreada, velocidad de sedimentación globular. Los estudios hematológicos especiales se encargan del estudio de anemias hemolíticas y nutricionales, extensiones coloreadas de médula ósea (medulograma), coloraciones citoquímicas y algunos estudios realizados con microscopía electrónica. Correspondiente a los estudios de la hemostasia se agrupan todas las pruebas que estudian los mecanismos de la coagulación sanguínea, la fibrinolisis y la actividad plaquetaria. En el examen químico y citológico de la orina se obtienen evidencias de la composición de la misma y el funcionamiento renal en los diferentes procesos patológicos. De igual manera ocurre para los líquidos biológicos, exudados y trasudados. Con la introducción en los últimos años de la biología molecular para el estudio de los procesos patológicos infecciosos, genéticos y neoplásicos, sustituyendo cada vez más los métodos clásicos de estudio del sistema inmunológico, se utiliza el empleo de la sonda de ADN para amplificar el ADN disponible de una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) brindando diagnósticos a nivel molecular más rápidos y específicos en la génesis de los procesos patológicos. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 27 Métodos Inmunológicos: Los métodos de estudios inmunológicos los clasificamos en métodos de evidencia primaria, secundaria y celulares atendiendo a la forma de evidenciarse la interacción antígeno-anticuerpo (Ag-Ac) que por su alta especificidad puede ser utilizada para demostrar la presencia de antígenos y de anticuerpos, en las muestras biológicas como expresión diagnóstica en los procesos patológicos, además de poder utilizarse como reactivos. Los de evidencia primaria son aquellos en la reacción Ag-Ac se evidencia directamente. Entre ellos se encuentran los siguientes: • Precipitación (inmunodifusión doble, inmunodifusión radial, inmunoelectroforesis y contrainmunoelectroforesis) • Aglutinación • Neutralización Los de evidencia secundaria son aquellos en que la interacción Ag-Ac para poder evidenciarse necesita de otra reacción inmune o sustancia mediadora. • Fijación de complemento • Ensayo inmunoabsorbente unido a enzima (ELISA) • Inmunofluorescencia • Radioinmunoensayo (RIA) Los métodos celulares son aquellos que evalúan la respuesta inmune celular, donde las células efectoras son los linfocitos tanto B como T. • Intradermorreacción o prueba cutánea demorada • Cuantificación de estirpes celulares • Transformación blástica Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 28 Métodos microbiológicos La microbiología utiliza diferentes métodos para identificar los agentes biológicos provenientes de diversas muestras. Para la mejor comprensión de los esquemas de identificación de los diferentes agentes biológicos, lo abordaremos didácticamente según las principales categorías en que se agrupan los agentes infecciosos.El empleo de los métodos moleculares para la identificación y caracterización microbiana y los métodos de inmunoserodiagnóstico son comunes para el diagnóstico de todos los agentes: Parásitos • Examen de sangre. • Métodos coproparasitoscópicos (coproparasitológico) • Exámenes de muestras urogenitales, esputos, aspirados y biopsias. • Técnicas de cultivo parasitario. • Métodos de diagnóstico molecular. • Métodos de control de la calidad. Hongos • Examen directo de muestras. • Aislamiento de hongos en cultivo. • Técnicas para el estudio morfológico de aislamientos fúngicos. • Test de sensibilidad de aislamientos fúngicos. El diagnóstico de las infecciones micóticas es cada vez más importante, porque los hongos son causas comunes de infección, sobre todo, en los pacientes inmunodeprimidos. Para el aislamiento de los hongos tiene importancia fundamental la recolección adecuada de las muestras, a menudo las infecciones que tienen un foco primario en los pulmones, tienen secreciones del tracto respiratorio para la toma de muestra, hay que tener en cuenta la diseminación a sitios remotos del organismo y los hongos que con frecuencia se pueden obtener de sitios extra respiratorios. Los medios de cultivos recomendados son: • Medios enriquecidos con sangre o sin ella. • Medios con el agregado de cicloheximida o sin ella. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 29 • Medios que contengan agentes antibacterianos o sin ellos • Placas o tubos de agar • Examen microscópico directo de las muestras clínicas • Métodos de detección molecular. Bacterias • Métodos de detección directa. • Técnicas de cultivo. • Pruebas bioquímicas. • Pruebas de sensibilidad “in vitro”. • Test para la identificación de micobacterias. • Pruebas cutáneas. El diagnóstico bacteriológico debe identificar la cepa en los cultivos o en los frotis de la muestra y complementarse de forma indirecta con la respuesta inmune, a través de la titulación de anticuerpos en el suero del paciente. En los casos agudos, en los que se necesita una orientación rápida para iniciar el tratamiento de la urgencia, se realiza el estudio bacterioscópico con la tinción de Gram. En casos muy específicos el estudio bacterioscópico no se tiñe con el Gram sino, con otra tinción apropiada a la sospecha clínica, como la de Ziehl-Neelsen, Giemsa, Marchiavello, Wright, Hematoxilina-eosina, entre otras, siendo el resultado positivo o negativo. Los anticuerpos monoclonales fluorescentes se emplean para investigar agentes específicos, cuyos antígenos reaccionan en el frotis con los anticuerpos y hacen punto fluorescentes al observarlos con luz ultravioleta. Se puede realizar en pocos minutos u horas por lo que es muy ventajoso el diagnóstico rápido del agente infeccioso. El diagnóstico serológico de las infecciones bacterianas se realiza con los métodos inmunoquímicos adaptados para el serodiagnóstico indirecto, realizado por la investigación y cuantificación de la respuesta humoral y tiene valor en las enfermedades de larga duración. La respuesta celular también es de utilidad, pero solo indica que el paciente ha estado en contacto con el inmunógeno, por sí sola no diagnostica la enfermedad actual del hospedero. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 30 Virus • Métodos de detección directa (citología e histología) • Cultivo celulares para la identificación del efecto citopático. Las muestras más frecuentes para diagnosticar una virosis a través de la microscopía electrónica son: la sangre, LCR, el material fecal, las lágrimas, la orina y otras secreciones. Una técnica disponible con amplitud para detección de virus es el examen citológico o histológico para detectar la presencia de cuerpos de inclusión virales característicos. El método de inmunomicroscopia electrónica, se utiliza cuando la carga viral de la muestra es baja, aplicando anticuerpos específicos contra el virus, que los agrupa y facilita su identificación. Los cultivos de virus sólo se hacen en tejidos vivos, como los embriones de pollo, pato y cerebro de ratón lactante. Estos se utilizan para la reproducción de los virus, su identificación y diagnóstico con las técnicas de la interferencia heteróloga, la hemadsorción y la hemaglutinación. Los métodos inmunológicos se desarrollan para demostrar la presencia de antígenos y/o anticuerpos virales con las técnicas siguientes: • Inmunofluorescencia • Fijación del complemento • Radioinmunoensayo (RIA) • Hemaglutinación • Inhibición de la hemaglutinación • Neutralización • Aglutinación • Inmunoabsorción ligado a la enzima (ELISA) • Western Blot Métodos de estudio de las patologías genética, se emplean teniendo en cuenta el tipo de enfermedad que se sospeche. • Citogenéticos 1. Cariotipo Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 31 2. Cromatina Sexual 3. Estudio cromosómico molecular (FISH) • Bioquímicos 1 Enzimáticos 2 No enzimáticos • Moleculares 1. ADN (directos e indirectos) 2. ARN 3. Proteínas Los citogenéticos se emplean para diagnosticar los trastornos cromosómicos, dentro de ellos, citarás los siguientes: 1. Cariotipo humano. El ordenamiento de los cromosomas según su forma y la posición del centrómero, en grupos de letras desde la A a la G y en pares del 1 hasta el 22 se define como cariotipo. También este término puede referirse al conjunto de cromosomas de un individuo o especie. Los estudios del cariotipo deben realizarse en pacientes con riesgo o antecedentes de patologías cromosómicas. Las muestras que se emplean son células de diferentes tipos como: amnióticas, biopsias de vellosidades coriónicas, sangre periférica o del cordón umbilical, médula ósea, entre otras, ver galería de imágenes/genética / 2 cariotipo normal 2. Estudio de la cromatina sexual. Constituye una técnica sencilla, económica y rápida para identificar la presencia del cromosoma X y algunas patologías relacionadas con el, la muestra citológica se obtiene mediante raspado de la mucosa oral. ver galería de imágenes/genética /1 corpusculo de barr 3. Las técnicas moleculares de estudio cromosómico son estudios que se realizan utilizando anticuerpos anti ADN ó anti ARN marcados con sustancias fluorescentes detectables microscópicamente, esta técnica se conoce con el nombre de hibridación in situ fluorescente (FISH), ver galería de imágenes/genética /3FISH cuando se marca con sustancias radioactivas se Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 32 conoce con el nombre hibridación in situ radioactiva (RICH), ver galería de imágenes/genética/4RICH Los bioquímicos, se emplean específicamente en el diagnóstico de las enfermedades de origen metabólico, por ejemplo, los errores congénitos del metabolismo y las hemoglobinopatías. Los moleculares permiten identificar mutaciones a nivel del ADN y ofrecer el diagnóstico génico de varias enfermedades mendelianas. Estos métodos, pueden ser directos, si se conoce y está caracterizada la mutación e indirectos cuando no se conoce la localización del gen mutado, en este caso se emplean las técnicas por ligamiento utilizando los polimorfismos del ADN. Los métodos de análisis molecular difieren de acuerdo con el tipo de molécula al cual se aplican, ADN, ARN o proteínas. Cada uno de estos métodos y técnicas diagnósticas serán abordados con profundidad en próximos temas por lo que sólo mencionarás los mismos y para que tipo de diagnostico patológico se emplean. Métodos imagenológicos. Los métodos imagenológicos para su estudio se clasifican de acuerdo al mecanismo de producción de la imagen. El primer mecanismo que debes conocer son los Rx (radiología), que utiliza las radiaciones ionizantes, este descubrimientodata de 1895 y fue realizado por un físico alemán llamado William Conrad Röengten; se le nombró Rx, la R por el apellido del descubridor y la x por lo desconocido de las radiaciones. Es importante conocer que la producción de una radiación necesita de un tubo de Rx que contiene lo siguiente: Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 33 Como observaste en el esquema anterior, el frenado de electrones en el ánodo positivo, produce el 99 % de calor y el 1% de energía (radiación). Puedes utilizar como ejemplo la barbarie mundial cometida por los norteamericanos en la segunda guerra mundial, al explotar bombas atómicas sobre ciudades como Hiroshima y Nagassaki, estas produjeron 100 000 muertos como consecuencia del 99% de calor y el 1 % de energía es el responsable actualmente de los alumbramientos con lesiones genéticas en los descendientes de esta catástrofe. Debes enfatizar para la mejor comprensión de este proceso en algunas de las propiedades de los Rx: • Físicas: Viajan en línea recta y atraviesan las estructuras. • Químicas: Ennegrecen las emulsiones que contienen plata (placas radiográficas) • Biológicas: Producen cambios en el metabolismo celular. Provocan neoplasias malignas, aplasia medular y leucemias. Ver: galería de imágenes/Imagenología/imágenes normales/3 rx, 4 rx, 5 rx,, 6 rx,, 7 rx galería de imágenes/Imagenología/imágenes de enfermedades /abdomen/3 tac suprarrenal feocromocitoma, 7 tac renal hipernefroma, 5 tac abdomen seudoquiste pancreas El segundo mecanismo de producción que debes conocer es el empleo del sonido, el cual al chocar con un objeto provoca un eco, cuya imagen es llevado a una pantalla recibiendo el nombre de ecografía o ultrasonido diagnóstico. Esto se basó en estudios en Cátodo - aceleración de electrones e- Ánodo + frenado de electrones Energía 1% (radiación) Calor 99% Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 34 animales tales como el murciélago y un pájaro venezolano denominado Guácharo, que tiene la propiedad de viajar en la oscuridad a altas velocidades empleando el mecanismo sonido-eco sin sufrir traumas. Puedes argumentar con los ejemplos siguientes los tipos de ecografía que se indican según la patología que presente el paciente: • Ejemplo 1: paciente con litiasis vesicular. Se le debe indicar una ecografía del hemiabdomen superior (HAS). • Ejemplo 2: paciente portadora de una metrorragia. Debes indicarle una ecografía de hemiabdomen inferior (HAI) Ver: galería de imágenes/Imagenología/imágenes normales/ 9us, 10us, 11us galería de imágenes/Imagenología/imágenes de enfermedades /abdomen/9 ecografia hepatica, 10 ecografia hepatica, 11 ecografia hepatica El tercer mecanismo de producción de imágenes diagnósticas es el que ofrece el campo magnético. La carga celular del cuerpo humano frente a la creación de un campo magnético produce imágenes reales anatómicas, lo que se conoce como resonancia magnética nuclear (RMN). Entre sus indicaciones más frecuentes está la realizada ante la sospecha de tumor cerebral. Ver: galería de imágenes/Imagenología/imágenes normales/ 1 rmn, 2 rmn El cuarto mecanismo de producción que debes manejar es el uso de los radioisótopos, este consiste en la inyección endovenosa de Yodo 131 (I 131) para leer la captación celular del mismo, a lo que denominamos ganmagrafía. Entre sus indicaciones más frecuentes está la realizada ante la sospecha de la enfermedad de Perthes en la cadera del niño (ganmagrafía ósea). Existe otro mecanismo de producción de imágenes que comienza a generalizarse en el mundo, nos referimos a la tomografía por la emisión de positrones conocida hoy en día como PET, la cual consiste en una combinación de TAC con la ganmagrafía a diferencia de la TAC es funcional y no estructural. Entre sus indicaciones más frecuentes está la realizada ante portadores de esclerosis en placa y esquizofrenia (PET de cráneo). Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 35 Orientación de la utilización de los exámenes imagenológicos para el diagnóstico de los diferentes procesos patológicos Examen Orden de prioridad No indicar I II III CRÁNEO Tumor Rayos X T.A.C R.M.N Absceso Rayos X T.A.C R.M.N Hematoma subdural T.A.C Enfermedades degenerativas R.M.N T.A.C P.E.T Lesión del macizo facial Rayos X T.A.C Mastoides Rayos X T.A.C Lesión Ocular Ecografía Rayos X T.A.C ABDOMEN Trauma Ecografía Rayos X T.A.C R.M.N Hígado y vías biliares Ecografía T.A.C R.M.N Renal y suprarrenal Ecografía T.A.C Rayos X Bazo Ecografía Ütero y anexos Ecografía T.A.C R.M.N Vejiga y próstata Ecografía T.A.C R.M.N OTROS Articular Rayos X Ecografía R.M.N Pulmón Rayos X Ecografía T.A.C R.M.N Pequeñas partes Ecografía R.M.N Vascular Ecografía doppler Angio- T.A.C R.M.N contrastada Como verás hoy en día los mecanismos de producción de imágenes no deben utilizarse indiscriminadamente ya que el diagnóstico de cada proceso patológico lleva la precisión de mecanismo de producción de imágenes. A continuación verás algunos ejemplos: Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 36 A: Paciente con tumor hepático. La ecografía es capaz de definir la naturaleza del mismo, si es benigno, maligno o metastático, la T.A.C sólo revela la existencia lesional. B: Paciente portador de neoplasia prostática: La ecografía transrectal el examen de excelencia en el diagnóstico y guía de biopsia. La T.A.C solo debe ser utilizada para estadiar el paciente. C: Paciente con trauma abdominal cerrado: La ecografía es el examen de excelencia para determinar la hemorragia intrabdominal y el órgano dañado. Ver: galería de imágenes/Imagenología/imágenes de enfermedades /craneo CONSIDERACIONES PARA LA VALORACIÓN DE UN INFORME IMAGENOLÓGICO. Te expondré ejemplos con informes de exámenes imagenológicos para que realices tu valoración y actualización profesional: Ejemplo 1: Ecografía abdominal inferior: Paciente femenina. Informe: Imagen anaecoica, redondeada que mide 20 x 30 mm del anexo derecho. No líquido libre. Reforzamiento posterior de la imagen. Útero de tamaño normal en anteroversoflexión, no mioma, no DIU, endometrio 3 mm. anexo izquierdo sin alteraciones. Vejiga normal. Valoración positiva: Quiste de ovario derecho Anexo izquierdo normal Útero normal Ejemplo 2: T.A.C de columna lumbar: Informe: Imagen hiperdensa de una densidad de 78 UH, derecha, L4-L5 que mide 0.5 cm. Canal 1.2 cm. Valoración positiva: Hernia discar derecha L4-L5 Ejemplo: 3 R.M.N de cráneo. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 37 Informe: Imagen de mayor intensidad en lóbulo temporal derecho, redondeada, que mide 30 x 40 mm. Desplazamiento ventricular. Zona de baja intensidad perilesional. Valoración positiva: tumor temporal con zonas de edema cerebral. La nomenclatura diagnóstica de los mecanismos de producción de imágenes es: Ecografía Correspondencia Imagen anaecoica Líquido, vasos sanguíneos, quistes, derrame pleural y ascitis Imagen hipoecoica Tumor, adenopatía Imagen ecogénica o hiperecoica Litiasis renal, litiasis vesicular Imagen mixta o compleja Abscesos, tumor necrosado T.A.C Densidad 40 UH Tumor Densidad 70 UH Disco intervertebral Densidad de 60 UH Hematoma cerebral Densidad de 8-15 UH Microadenoma de la hipófisis anterior Densidad -5 UH Aire Densidad 50 UH Líquido R.M.N Intensidad aumentada Tumor cerebral Intensidad disminuída o pobre Líquido o edema Para conocer los términos de información en la producción de imágenes es necesario y obligatorio dominarla clínica de los diversos procesos patológicos. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 38 Métodos de estudios de anatomía patológica. Los métodos de estudio anatomopatológicos se basan en el estudio de las alteraciones estructurales o morfológicas, de células, tejidos y órganos producidas en el transcurso de los procesos patológicos. La biopsia, del griego bios (vida) y opsia (observar), es el procedimiento por medio del cual se obtiene un fragmento de tejido de un ser vivo, con el objetivo de someterlo a un estudio microscópico y establecer un diagnóstico. Es un método riguroso y confiable sobre el cual se basa la terapéutica a aplicar en un paciente, la evaluación de su resultado y la posibilidad de emitir un pronóstico. Los tipos de biopsias: • Incisional: extirpación de un fragmento de la lesión a estudiar. Es útil en lesiones de gran tamaño y en las que por su localización sea imposible la resección completa. Ejemplo: paciente portador de un leiomiosarcoma de muslo derecho, se toma fragmento de biopsia para estudio histológico sin resecar la lesión entera. • Excisional: extirpación de toda la lesión junto con un margen adecuado de tejidos periféricos sanos. Se indica en lesiones pequeñas y accesibles, las cuales pueden ser estudiadas íntegramente. Ejemplo: Paciente portador de verruga plantar a la cual se hace excéresis total incluyendo tejido sano. • Aspiración o por trocar: obtención de un cilindro de tejido por medio de un trocar. Incluye la aspiración por aguja fina, llamada indistintamente biopsia, punción o citología por aguja fina (BAAF, PAAF, CAAF), consiste en la extracción de células y diminutos fragmentos de tejidos obtenidos mediante la punción y movimientos de una aguja fina hipodérmica seguidos de succión con una jeringuilla. Constituye una combinación de estudios citológico e histológico. Ejemplo: paciente portador de tumor pulmonar, se le realiza citología aspirativa con trócar fino y auxilio del ultrasonido diagnóstico. • Transoperatoria o por congelación: biopsia que se le realiza a un paciente en el transcurso de un acto quirúrgico para un diagnóstico orientador que se debe brindar en breve tiempo al cirujano (no mayor de 15 - 20 minutos), para tomar una decisión en el tratamiento a seguir. Ejemplo: durante una intervención de nódulo de mama, se utiliza esta variante para determinar la actitud quirúrgica a seguir por el cirujano. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 39 • Postoperatoria: el estudio de toda la pieza quirúrgica para su diagnóstico definitivo. Ejemplo: Paciente portador de tumor renal, se le hace excéresis de riñón derecho (nefrectomía derecha), se envía esta pieza para su procesamiento al Laboratorio de anatomía patológica. • Por curetaje o legrado: se realiza mediante el empleo de la cureta o cucharilla u otro instrumental apropiado, que permite extraer el tejido de revestimiento de una cavidad, conducto u orificio, como son el legrado endometrial de la cavidad uterina, el legrado de tejido óseo en una lesión tumoral de hueso y la extracción de múltiples fragmentos de tejido prostático en la resección transuretral de una hiperplasia fibroadenomatosa de la próstata. Ejemplo: paciente femenina de 63 años pstmenopáusica, que presenta sangramiento vaginal con endometrio mayor de 9 mm en el ultrasonido, se sospecha carcinoma de endometrio y se realiza legrado diagnóstico. • Por ponche: se realiza con los instrumentos específicos que permiten realizar un ponchaje o ponchamiento en múltiples localizaciones, como esófago, estómago o duodeno en la endoscopia digestiva superior o de colon o recto en la endoscopia digestiva inferior, en la broncoscopia, en la piel, en la colposcopia del cuello uterino. Ejemplo: paciente con tumor endobronquial, se le realiza broncoscopía donde se observa lesión tumoral del bronquio tronco derecho y se procede a tomar muestra por ponche. • Extendidos citológicos o citología superficial o exfoliativa, es una modalidad de biopsia, caracterizada por la obtención de células epiteliales que en condiciones normales y patológicas, se desprenden hacia la cavidad o conductos del organismo. Se diferencia de los otros tipos de biopsia en que lo que se observa no es un tejido estructurado, sino que son células aisladas o en grupos. El resultado de un diagnóstico citológico puede ser negativo, sospechoso o dudoso de malignidad, positivo o no útil. Ejemplo: citología vaginal que se realiza mediante raspado del cuello uterino con la espátula de Ayre. Se clasifican en: • orgánicas • vaginales • generales (comprenden todas las citologías exfoliativas de las restantes localizaciones de la economía). Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 40 • funcionales o ciclogramas • citogenéticos ( ya estudiados en los métodos genéticos) • improntas. La biopsia sirve para realizar el diagnóstico, para indicar un tratamiento, para definir el pronóstico, la evolución y la extensión de una lesión. Es fundamental que la boleta o solicitud que debe llenar el médico de asistencia, con las generales del paciente para ser enviada junto con la muestra de tejido, debe incluir además de los datos generales, un resumen de la sintomatología del paciente, el lugar anatómico de donde fue tomada la muestra, el tipo de biopsia realizada, los resultados de los exámenes físicos y complementarios además de la impresión diagnóstica9 10.11 En el procesamiento de las biopsias y citologías se ejecutan diferentes pasos que tienen como objetivo la preparación de los tejidos y células para su observación microscópica. Estas son las técnicas histopatológicas y citológicas que se realizan en el laboratorio de Anatomía Patológica, que comienzan con la toma de muestra que debe ser fijada en ese instante, o sea se somete el tejido o células obtenidas a la acción de las sustancias fijadoras garantizando la conservación de la misma en condiciones parecidas a la estructura viva. Existe una gran variedad de coloraciones para los diferentes tejidos y estructuras celulares que logran evidenciar las diferentes estructuras celulares por el contraste de color como ocurre en la coloración básica de hematoxilina-eosina donde las estructuras que contienen material nuclear se tiñen de azul oscuro con la hematoxilina y las que contienen material citoplasmático se tiñen de rosado con la eosina9, 10. Otras técnicas de coloración producen reacciones químicas por medio de reactivos, que en presencia de determinados componentes celulares o hísticos dan lugar a una reacción que evidencian los mismos, ejemplo: las técnicas de coloración histoquímicas. Sustancias fijadoras más utilizadas Utilidad Formol al 10% tamponado Universal (casi todos los tipos de biopsia) Cito-spray Citologías Alcohol absoluto Citologías Mezcla de diferentes reactivos químicos Biopsias de tejidos específicos Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 41 La necropsia, del griego nekros (cadáver) y opsis (visión u observación), es el estudio de un cadáver mediante la observación cuidadosa incluyendo la apertura de sus cavidades y el examen de sus órganos y tejidos con el objetivo de conocer las causas de muerte o enfermedades que afectaron al paciente. Debes diferenciar la necropsia clínica (muertes naturales) de la médico legal o forense (muertes violentas) y la importancia que tiene este método para conocer las verdaderas causas de muerte de la población, estudiar y relacionar la etiología, el desarrollo, los resultados terapéuticos y el final de determinada enfermedad, con lo cual se puede profundizar en el conocimiento científico y mejorar el nivel de asistencia hospitalaria y la calidad de vida poblacional. De esta forma constituye una fuente degarantía de salud para la población ya que partiendo de los conocimientos que nos brinda se pueden realizar acciones de promoción, de prevención y de curación de los diversos procesos patológicos y enfermedades. Existe la frase “La intervención quirúrgica salva la vida de un enfermo mientras la necropsia salva la vida de la humanidad”. 9,10,11 Existen otros métodos anatomopatológicos especiales o investigativos como la inmunohistoquímica, microscopía electrónica, microscopía fluorescente, historradiografía, cultivos de tejidos, citometría de flujo, biología molecular, estereología y morfometría entre otros. Ver galería de imágenes/Imágenes de patología/ Método y muestra/ métodos de anatomía patológica Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 42 Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 43 Atendiendo a la teoría celular de la enfermedad de Virchow, que establece que todo proceso patológico debe tener expresión a nivel celular, se hará un recuento de la estructura y ultraestructura de la célula, de sus organelas y de sus funciones esenciales, y como se afecta el sistema de membranas celulares, mitocondrias, ribosomas, lisosomas, matriz celular y el núcleo según las diversas causas de los procesos patológicos. La homeostasis es un estado de equilibrio dinámico fundamental para el funcionamiento del cuerpo humano. La célula normal está confinada a un rango muy estrecho de estructura y función por sus programas genéticos de metabolismo, diferenciación y especialización, por las restricciones de las células vecinas y por la disponibilidad de sustratos metabólicos. No obstante, es capaz de manejar las demandas fisiológicas normales. El estrés fisiológico intenso y algunos estímulos patológicos pueden dar lugar a adaptaciones celulares morfológicas y fisiológicas durante las cuales se alcanzan nuevos, pero alterados, estados estables, que preservan la viabilidad de la célula y modulan su función. Si se sobrepasan los límites de la respuesta adaptativa a un estímulo, se sucede una secuencia de acontecimientos que se denomina lesión celular, que es reversible hasta cierto punto, pero si el estímulo persiste o es lo bastante intenso desde el principio, la célula sufre lesión celular irreversible y finalmente muerte celular. La adaptación, la lesión reversible e irreversible y la muerte celular pueden considerarse estadios progresivos de deterioro de la estructura y la función de la célula. El siguiente esquema, que evidencia las transformaciones que puede sufrir la célula, morfológica y funcionalmente frente a diferentes estímulos, dependiendo de su intensidad y del tiempo de duración, estableciendo los estados de adaptación celular, daño celular reversible, daño celular irreversible, muerte celular (necrosis y apoptosis) y muerte total. Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 44 Como ves, la adaptación celular es un estado nuevo, alterado o reactivo, intermedio entre la célula normal y la sometida a un estado de alarma (esfuerzos fisiológicos más excesivos) o a algunos estados patológicos, en el que la célula preserva su viabilidad y modula su función en respuesta a tales estímulos. La respuesta adaptativa, responde a los incrementos de las demandas fisiológicas intensas y a algunos estímulos patológicos. Existen varias formas de adaptación celular. • Hiperplasia: Aumento del número de células en un órgano o tejido, dando lugar a un aumento del volumen del órgano o tejido. Ocurre en poblaciones celulares capaces de sintetizar ADN, permitiendo la división mitótica. Puede ser fisiológica o patológica. La fisiológica puede dividirse en hormonal que aumenta la capacidad funcional de un tejido cuando lo necesita (proliferación del epitelio glandular de la mama femenina en la pubertad y durante el embarazo y en el útero grávido) y la compensadora, que aumenta la masa tisular tras el daño o resección parcial (en el hígado, luego de una hepatectomía parcial). La patológica se produce por un estímulo hormonal excesivo o factores de crecimiento que actúan sobre células dianas (hiperplasia endometrial por disfunción estrogénica que provoca sangramiento menstrual anormal, hiperplasia prostática por disfunción androgénica, se ve como respuesta de las células del tejido conectivo en la curación de las heridas,). Lesión celular reversible Lesión celular irreversible Muerte celular Estímulos patológicos Estrés Incremento de la demanda Adaptación Incapacidad de adaptación Célula normal (homeostasis) Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 45 Las hiperplasias patológicas son procesos controlados, reversibles, que regresan si se elimina el estímulo hormonal, sin embargo, constituye un estado fértil en el cual puede surgir posteriormente la proliferación cancerosa, ver galería de imágenes/imágenes de patología /Adaptación, lesión y muerte celular/ adaptación celular • Hipertrofia: Aumento en el tamaño de las células individuales de un órgano dando lugar al aumento de tamaño del mismo. Se debe a la síntesis de más componentes estructurales o al aumento de su síntesis. Las células que no se dividen responden al estrés con hipertrofia (fibra miocárdica). Puede ser fisiológica (músculos esqueléticos por ejercitación) o patológica (fibra miocárdica en la hipertensión arterial y en disfunción valvular cardíaca por sobrecarga hemodinámica crónica) y se produce por un aumento de la demanda funcional o por estimulación hormonal específica. Es importante precisar que la hiperplasia y la hipertrofia a menudo son concomitantes, como en el crecimiento fisiológico masivo del útero durante el embarazo y el desarrollo mamario durante la lactancia. • Atrofia: Disminución en el tamaño de la célula por pérdida de sustancia celular. Representa una forma de respuesta adaptativa y puede culminar en la muerte celular. Es fisiológica (durante el desarrollo embrionario para la eliminación de algunas estructuras como la notocorda y el conducto tirogloso, la disminución del tamaño del útero después del parto) o patológica disminución de la carga de trabajo o atrofia por desuso como se produce en un miembro inmovilizado, pérdida de inervación como ocurre en los músculos esqueléticos en la poliomielitis, riego sanguíneo disminuido que se ve en la atrofia cerebral por aterosclerosis , nutrición inadecuada que produce caquexia, pérdida del estímulo endocrino como ocurre en la menopausia, envejecimiento o atrofia senil y compresión tisular por presión como la producida en los tejidos circundantes a un tumor benigno). • Metaplasia: Es la sustitución de una célula adulta por otra también adulta (epitelial o mesenquimatosa) pero más resistente a los estímulos. Es frecuente en el cuello uterino, en el tracto respiratorio, en los conductos excretores de las glándulas salivales, páncreas y conductos biliares donde el epitelio columnar (cilíndrico) es sustituido por un epitelio plano estratificado más resistente, pero no funcional. En la mayoría de los casos es un cambio Manual introductorio de Morfofisiopatología Humana I………………………………………….… 46 indeseable, si persisten las influencias que predisponen ellas, pueden inducir transformación neoplásica en el epitelio metaplásico. Tejido Original: Estímulo: Tejido Metaplásico: Epitelio cilíndrico ciliado en el árbol bronquial Humo cigarro Epitelio escamoso Epitelio Transicional de Vejiga Traumatismo por cálculos vesicales Epitelio escamoso Epitelio cilíndrico de los conductos glandulares Traumatismo por cálculos Epitelio escamoso Tejido fibrocolágeno Traumatismos crónicos Tejido óseo Epitelio escamoso esofágico Ácido gástrico Epitelio cilíndrico. Epitelio cilíndrico glandular Insuficiencia de vitamina A Epitelio escamoso
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