Adaptaciones celulares a la enfermedad

Vista previa del material en texto

7
LAS CÉLULAS COMO UNIDADES 
ADAPTABLES
 Las células están expuestas constantemente 
a cambios en su ambiente
Las células de manera constante están expuestas a cambios 
en su ambiente local como resultado de procesos fi siológicos 
normales, así como por las condiciones anormales encon-
tradas en una enfermedad. Si las células fueran sistemas estáti-
cos y rígidos, esos cambios en el ambiente celular afectarían 
de sobre manera la función de los tejidos; pero hay meca-
nismos homeostáticos que permiten a las células y tejidos 
enfrentarse a tales estímulos fi siológicos. Un hecho impor-
tante es que estos mecanismos entran en acción no sólo en 
situaciones fi siológicas, sino también para limitar el daño 
en respuesta a procesos de la enfermedad. Cuando los cambios 
ambientales salen de los límites normales, pueden denomi-
narse estímulos patológicos. Las causas principales de enfer-
medad que conducen a cambios en el ambiente de las células 
se presentan en la fi gura 2-1. 
Este capítulo ilustra la forma en la cual las células pueden 
modifi carse como respuestas de adaptación en la enferme-
dad. Cuando las células no pueden adaptarse, se lesionan y 
mueren, tema que se trata en el capítulo 3.
 Las células se adaptan a cambios aceptables 
en su ambiente, modifi cando su perfi l 
metabólico y su crecimiento
Para mantener su función normal, las células tienen la capa-
cidad fi siológica para adaptarse a cambios ambientales acep-
tables. Muchas de estas modifi caciones son adaptaciones 
metabólicas fi siológicas, y representan una regulación leve 
de la función metabólica. que no se refl eja en cambios fáciles de 
detectarles respecto a la estructura. Por ejemplo:
• Durante periodos de abstinencia los ácidos grasos se 
mueven del tejido adiposo para compensar la energía.
• Durante periodos de carencia relativa de calcio, el 
calcio de la matriz ósea se desplaza mediante la 
actividad de los osteoclastos, bajo la infl uencia de la 
hormona paratiroidea.
• Después de la administración de ciertos fármacos (p. 
ej., rifampicina, un antimicrobiano), se inducen en las 
células enzimas microsómicas hepáticas, que facilitan el 
metabolismo del medicamento.
Otras adaptaciones celulares a los cambios ambientales 
son adaptaciones estructurales fi siológicas causadas por 
un cambio en el patrón normal del crecimiento, acompa-
ñado por modifi caciones estructurales detectables. Estos 
cambios estructurales normales de adaptación pueden divi-
dirse en tres tipos amplios:
• El aumento de la actividad celular (incremento en el 
tamaño o número de células) suele ser el resultado de 
mayores demandas funcionales sobre un tejido, o por 
un aumento en la estimulación hormonal.
• La disminución de la actividad celular (reducción en 
el tamaño o número de células) suele ser causada por 
una menor estimulación hormonal de un tejido, o por 
una disminución en las demandas funcionales.
• La alteración de la morfología celular (cambio en la 
diferenciación de la célula) tiene lugar cuando los cambios 
en el ambiente celular modifi can la estructura de la célula.
Estos cambios de adaptación en el crecimiento celular son 
parte de un proceso denominado modelación tisular, el cual 
es un concepto importante en la comprensión de los cambios 
signifi cativos en los órganos y tejidos, e implica tanto a las 
células como a la matriz en la cual éstas se asientan.
Adaptaciones celulares 
a la enfermedad 2
Figura 2.1 Causas de estímulos patológicos
Tipo Ejemplos
Genético Defectos genéticos, defectos de 
cromosomas
Nutricional Defi ciencia o exceso de sustancias dietéticas 
(p. ej., hierro, vitaminas)
Inmunitario Daño causado por el sistema inmunitario 
(p. ej., autoinmunidad)
Endocrino Actividad hormonal defi ciente o excesiva
Agentes físicos Traumatismos mecánicos, daño térmico, 
radiación
Agentes 
químicos
Toxicidad debida a muchos agentes 
(p. ej., metales pesados, solventes, fármacos)
Infecciosos Infección por virus, bacterias, parásitos, 
hongos y otros microorganismos
Anoxia Suele ser causada por función respiratoria o 
circulatoria anormal
2 PATOLOGÍAPatología clínica
8
 RESPUESTA DEL ESTRÉS CELULAR 
A LA LESIÓN
 Las células lesionadas producen proteínas 
que protegen contra un daño adicional
En respuesta a ciertos estímulos patológicos, las células tie-
nen una serie de cambios metabólicos conocidos como res-
puesta del estrés celular a la lesión, el cual es un importante 
mecanismo celular básico que permite que las células sobre-
vivan a agresiones ambientales. El estrés o tensión de las 
células reduce los genes que codifi can las proteínas estruc-
turales normales (genes constitutivos o del inglés house-
keeping), y muestran niveles altos de expresión genética que 
codifi can a un conjunto de proteínas que tienen funciones 
protectoras y organizadoras de células (genes del estrés 
celular). Muchas de las proteínas del estrés celular se descri-
bieron originalmente como respuestas al choque calórico 
experimental, por lo cual un grupo mayor de ellas se conoce 
como proteínas de choque térmico (HSP). Los términos 
‘proteína de choque calórico’ y ‘proteína del estrés celular’ 
son sinónimos.
 Las proteínas del estrés celular son vitales 
para la viabilidad de la célula
Las proteínas del estrés celular se expresan en bajos niveles 
en las células normales, donde desempeñan papeles impor-
tantes, pero sus concentraciones aumentan después de la 
exposición a estímulos nocivos. En forma experimental, puede 
inducirse una respuesta del estrés celular en respuesta a 
estímulos tan diversos como el calor, hipoxia, metales pesa-
dos, radiación e infección viral. Una indicación de la impor-
tancia biológica fundamental de esta respuesta celular es que 
las proteínas del estrés tienen un grado muy alto de con-
servación entre las especies, y muchas de ellas se encuentran 
entre los productos de genes más conservados en evolu-
ción. Esta conservación evolutiva sugiere que las proteínas 
del estrés son esenciales para la supervivencia celular, y su 
producción creciente en una respuesta de estrés celular pro-
porciona las proteínas del estrés adicionales necesarias en 
estados patológicos.
 Las proteínas del estrés son citoprotectoras
Los miembros del grupo HSP de proteínas del estrés celu-
lar se denominan de acuerdo al tamaño. 
• Las proteínas del choque calórico pequeñas actúan como 
acompañantes, asociándose transitoriamente con proteínas 
normales, o dañadas, para protegerlas contra el daño.
• La ubiquitina es una proteína abundante en células 
normales, y su función es eliminar proteínas viejas o 
deterioradas, actuando como un cofactor para la 
proteólisis. Un vez que son ubiquitinadas, estas 
proteínas dañadas son reconocidas y degradadas por 
una proteasa compleja llamada proteasoma (fi gura 2-2).
En ciertas células que se someten a un estrés crónico, 
agregados permanentes de elementos celulares constitutivos 
y ubiquitina forman masas visibles, conocidas como cuerpos
de inclusión dentro del citoplasma. Un ejemplo de este 
fenómeno se observa cuando células hepáticas se exponen 
de manera crónica a alcohol, y forman masas de fi lamento 
intermedio de citoqueratina y ubiquitina, visibles como 
cuerpos de inclusión teñidos de rosa, los que se denominan 
epónimamente hialino de Mallory. Otro ejemplo es el del 
cuerpo de Lewy en las células nerviosas (págs. 472 y 474). 
Se cree que la formación de un cuerpo de inclusión es una 
respuesta citoprotectora, y se ha denominado respuesta
agresomal.
La producción de las proteínas del estrés celular, después 
de la exposición a un estímulo lesivo, es una respuesta rápida 
que minimiza la lesión celular y asegura la viabilidad de la célula. 
Las proteínas del estrés celular sólo pueden proteger contra 
ciertos niveles de daño, y los estímulos más intensos con-
ducen a degeneración o muerte celular (capítulo 3).
activación de la ubiquitina 
enlazando enzimas ubiquitina libre
la ubiquitina 
es reciclada
ubiquitina
activada
proteasa
la ubiquitinaactivada 
se enlaza a la proteína dañada
proteína ubiquitinada 
reconocida ahora por 
proteasa (proteosoma)
la proteína 
anormal 
se destruyeproteína 
dañada
proteína ubiquitinada
aminoácidos
Figura 2.2 Función de la ubiquitina en el estrés celular. Las proteínas lesionadas son reconocidas por una serie de enzimas que enlazan 
covalentemente la proteína lesionada con la ubiquitina, formando una proteína ubiquitinada. La ubiquitinación marca la proteína para su 
degradación a péptidos pequeños, o aminoácidos, mediante una proteasa citosólica llamada proteasoma.
2
9
 RESPUESTA DE ADAPTACIÓN 
EN LA ENFERMEDAD
 Las células responden a los estímulos lesivos 
extendiendo los procesos de adaptación
Además de montar una respuesta de estrés celular inmediata, 
las células pueden adaptarse a estímulos lesivos, modifi cán-
dose para alcanzar un nuevo estado regular de metabolismo 
y estructura, que las prepara para la supervivencia en el ambiente 
anormal. Las células pueden adaptarse a un estímulo pato-
lógico (enfermedad), extendiendo las tres respuestas fi sioló-
gicas normales de adaptación:
• Aumento de la actividad celular.
• Disminución de la actividad celular.
• Alteración de la morfología celular.
La incapacidad para adaptarse con éxito a un cambio 
ambiental, conduce a una insufi ciencia celular, y puede dar 
lugar a un daño subletal o muerte celular, como se expone 
en el capítulo 3. Esto puede deberse a que la célula impli-
cada sea susceptible al estímulo patológico, o a que el estímulo 
sea tan intenso que agobie la respuesta del estrés celular y 
otras reacciones de adaptación. 
Diferentes tipos de células muestran distintos grados de 
susceptibilidad a los cambios ambientales. Algunas, como 
las neuronas cerebrales, son muy sensibles a los cambios en 
su ambiente y mueren con rapidez cuando las condiciones 
están fuera de la norma fi siológica. Otras, como los fi bro-
blastos, son extremadamente resistentes al daño, y pueden 
sobrevivir a cambios metabólicos intensos, por ejemplo, la 
privación completa de oxígeno durante periodos prolonga-
dos, sin perjuicio aparente.
 El cambio en el patrón de crecimiento celular es 
una respuesta de adaptación en la enfermedad
Las células pueden adaptarse a ciertos estímulos patológi-
cos alterando su crecimiento, lo cual se puede refl ejar en el 
tamaño, número o diferenciación de células en el tejido 
afectado. Los términos usados para describir tales cambios 
se señalan en la fi gura 2-3. 
 El aumento en la demanda funcional de un 
tejido puede cubrirse incrementando el 
número de células (hiperplasia) o el tamaño 
celular (hipertrofi a)
Ciertos órganos o tejidos pueden adaptarse a un proceso pato-
lógico al aumentar la masa celular funcional, cuyo efecto con-
siste en incrementar la capacidad funcional del órgano. Hay 
dos mecanismos que conducen a un aumento en la masa 
celular (fi gura 2-4).
Hiperplasia, que es un aumento en el número de células 
en un tejido, causado por un incremento de la división 
celular. Como ese tipo de cambio sólo puede ocurrir en 
tejidos que tengan la capacidad de presentar división celu-
lar, la hiperplasia no es una respuesta de adaptación obser-
vable en el músculo esquelético, músculo cardiaco o célula 
nerviosa, que son poblaciones que carecen de división celular. 
La infl uencia hormonal es importante en este tipo de res-
puesta al crecimiento. 
Hipertrofi a, que es un aumento en el tamaño de las células 
existentes, el cual se acompaña de un incremento de su capa-
cidad funcional. El crecimiento celular se debe a un aumento 
en la síntesis de componentes estructurales, asociado con acti-
vidad acelerada del metabolismo celular y mayores los niveles 
de RNA y organelos requeridos para la síntesis proteínica. La 
hipertrofi a es en particular una respuesta al aumento en la 
demanda en tejidos compuestos, o células que son incapaces 
de dividirse (músculos esquelético y cardiaco).
Aunque la hipertrofi a y la hiperplasia pueden ocurrir de 
forma independiente, con frecuencia se presentan juntas en un 
órgano o tejido (hipertrofi a e hiperplasia combinadas).
Un órgano o tejido que ha experimentado hipertrofi a o 
hiperplasia, se asocia con un aumento de tamaño y peso, lo 
cual puede detectarse en algunos órganos al observase un 
incremento físico en tamaño, ya sea en durante la explora-
ción física o en una imagen.
 El aumento en la masa celular en un tejido 
puede obedecer a estímulos fi siológicos
Es posible que un incremento en la masa celular funcional, 
a causa de hipertrofi a o hiperplasia, sea fi siológico. 
• La glándula tiroides aumenta durante la gravidez 
debido a los altos niveles de la hormona estimulante 
del tiroides (TSH), asociada con el embarazo, sobre las 
células epiteliales (hiperplasia).
• En los atletas, las fi bras del músculo esquelético aumentan 
de tamaño (hipertrofi a) en respuesta al ejercicio y 
demandas metabólicas aumentadas (fi gura 2-5).
• Bajo la infl uencia de la estimulación endocrina, durante 
el embarazo, las células epiteliales mamarias y las células 
del músculo liso endometrial aumentan en tamaño y 
número (hipertrofi a e hiperplasia) (fi gura 2-6).
• Bajo la infl uencia de la estimulación endocrina ovárica 
durante el ciclo menstrual, las glándulas endometriales 
aumentan de tamaño como resultado de la 
proliferación de células (hiperplasia) (fi gura 2-7).
Figura 2.3 Cambios en el patrón de crecimiento de las células
Cambio en el tamaño de células
Atrofi a 
Hipertrofi a
Reducción en el tamaño de las células
Aumento en el tamaño de las células
Cambio en el número de células
Involución
Hiperplasia
Disminución en el número de las células
Aumento en el número de las células
Cambio en la diferenciación de células
Metaplasia Cambio estable a otro tipo celular
Respuesta de adaptación en la enfermedad
2 PATOLOGÍAPatología clínica
10
El aumento de la masa celular en un tejido puede ser el 
resultado de estímulos patológicos. También puede produ-
cirse un incremento de masa celular como una respuesta a 
ciertos estados patológicos.
• Cuando el calcio del suero es demasiado bajo, la 
glándulas paratiroides aumentan el número de células 
secretoras de hormona paratiroidea (hiperplasia).
• Si el fl ujo de salida de la válvula aórtica está muy 
estenosado por enfermedad (págs. 183 y 186), el 
músculo del ventrículo izquierdo responde con un 
aumento en el tamaño de las células del músculo 
cardiaco (hipertrofi a), para superar la resistencia al 
fl ujo y asegurar una presión arterial adecuada (fi gura 2-8). 
Esto se ve también en el músculo del miocardio, 
cuando la hipertensión sistémica causa un aumento en 
la demanda de función cardiaca (págs. 10 y 11), por lo 
cual la hipertrofi a ventricular izquierda es una 
característica de la hipertensión.
• La obstrucción del colon por un tumor causa un 
aumento en el tamaño (hipertrofi a) de las células del 
músculo liso de la pared intestinal, proximal a la 
obstrucción.
• El estrógeno producido por ciertos tumores ováricos 
origina proliferación anormal del endometrio 
(hiperplasia), la cual aumenta en volumen y produce 
una hemorragia menstrual anormal.
• Si un riñón se extirpa, o deja de funcionar, el riñón 
sano restante aumenta de tamaño y peso para 
compensar la pérdida. El proceso de hiperplasia 
conduce al incremento de tamaño de estructuras, 
como los glomérulos, y con frecuencia se denomina 
hiperplasia compensadora.
tejido estable estímulos anormales respuesta de adaptación tejido estable fin de la anormalidad
tejido normal
reducción de tamaño 
y número celulares
eliminación
de la causa
hipertrofia
hiperplasia
hipertrofia 
e hiperplasia
aumento de 
tamaño celular
aumento del 
número celular
aumento de tamaño 
y número celulares
aumento de la 
demanda funcional
aumento de la 
demanda de trabajo
demanda metabólica
exceso de 
estimulación endocrina
lesión tisular persistente
a b
Figura 2.4 Respuestas de adaptación que dan lugar a un aumento de la masa celular. El aumentoen la demanda funcional o la 
estimulación endocrina, suelen causar hipertrofi a e hiperplasia. Estos nuevos tipos de crecimiento son estables mientras persista el 
estímulo causal, pero una vez que se retira, el tejido vuelve a su crecimiento normal.
Figura 2.5 Hipertrofi a del músculo esquelético en respuesta al ejercicio. La hipertrofi a en ausencia de hiperplasia se observa de modo 
típico en el músculo, cuando el estímulo se debe a un aumento en la demanda de trabajo. Tomada con la misma amplifi cación, la 
ilustración (a) muestra fi bras musculares en corte transversal del músculo sóleo en un varón normal de 50 años de edad, y la ilustración (b) 
muestra fi bras del mismo músculo en un corredor veterano de maratón. Nótese el mayor aumento en el tamaño de las fi bras, en respuesta 
a las demandas de la carrera de maratón.
2
11
a b
a b c
L
T
Figura 2.6 Hiperplasia e hipertrofi a del 
miometrio en caso de embarazo. A la 
izquierda, se observa un útero normal que 
muestra una masa normal de músculo liso en su 
pared. A la derecha, se aprecia un útero con 
gestación temprana, en el cual es evidente el 
notable aumento en la masa de músculo liso. A 
nivel celular, esto se debe tanto a hiperplasia 
como a hipertrofi a del músculo liso uterino.
Figura 2.7 Hiperplasia endometrial en respuesta a estrógeno. (a) Endometrio 
proliferativo temprano. (b) Endometrio en fase secretora. La microfotografía 
(a) muestra glándulas endometriales después de la fase menstrual. La microfotografía 
(b) muestra que, en respuesta al estrógeno secretado como parte del ciclo menstrual 
normal, se ha producido un aumento en el número de células en cada glándula, 
dando como resultado una fracción de volumen glandular mucho mayor en relación al 
estroma. Éste es un ejemplo de hiperplasia fi siológica. 
Figura 2.8 Hipertrofi a del músculo cardiaco en respuesta a una valvulopatía. (a) Cortes transversales de un corazón normal y un 
corazón con hipertrofi a del ventrículo izquierdo. (b) Histología del músculo cardiaco de un corazón normal. (c) Histología del 
músculo cardiaco de un corazón hipertrófi co. La imagen superior (a) es una muestra macroscópica en la que se observa el espesor 
normal de la pared del ventrículo izquierdo (L), en comparación con la pared considerablemente engrosada (T) que se ve en la imagen 
inferior, tomada de un corazón en el cual un estrechamiento intenso de la válvula aórtica ocasionó resistencia al vaciamiento sistólico 
ventricular. La masa aumentada del ventrículo izquierdo se debe al crecimiento del músculo cardiaco a causa de hipertrofi a, lo que puede 
verse comparando el diámetro de las fi bras del corazón normal (b) con las del corazón enfermo (c). Nótese que el tamaño de los núcleos 
en el músculo cardiaco hipertrofi ado también está aumentado; se ha encontrado que estos núcleos con mucha frecuencia son poliploides 
(es decir, contienen varias veces la cantidad normal de DNA).
Respuesta de adaptación en la enfermedad
2 PATOLOGÍAPatología clínica
12
 Es posible que la hiperplasia no sea uniforme 
y a veces ocurre como nódulos
Es posible que la hiperplasia no se produzca de manera uni-
forme en todo el tejido, y en vez de esto se desarrollen nódulos 
de crecimiento celular excesivo (nódulos hiperplásicos) entre 
áreas de tejido normal, dado lugar al término de hiperplasia 
nodular. La mayor parte de los ejemplos de hiperplasia 
nodular se presenta en tejidos en los cuales las células están 
respondiendo a una hormona trófi ca. Es probable que la 
hiperplasia que se observa en estas condiciones, sea el resul-
tado en una alteración en la capacidad de respuesta de la 
hormona del tejido blanco. La hiperplasia nodular es más 
común en las glándulas prostática (fi gura 2-9), tiroidea, 
suprarrenal y de mama.
 La hiperplasia y la hipertrofi a pueden revertir 
al crecimiento normal
Una característica clave de la hiperplasia es que el patrón 
de crecimiento alterado cesa, después de retirarse el estímulo 
causal, y el tejido revierte a su estado normal. Por ejemplo, si 
una persona deja de hacer ejercicio, su masa muscular retorna 
a la normalidad. Si se sustituye una válvula cardiaca, un 
ventrículo hipertrofi ado puede volver a un tamaño más nor-
mal. Esta característica distingue a la hiperplasia de la neoplasia 
(la formación de tumores, como el cáncer, que se expone en 
el capítulo 6), en la cual hay un crecimiento celular excesivo 
que no regresa al desaparecer el estímulo causal.
 La demanda funcional reducida conduce a la 
disminución del número o tamaño de las células
Cuando se reduce la masa de células funcionales en un 
tejido, se dice que este último ha sufrido atrofi a. Hay dos 
mecanismos de reducción (fi gura 2-10):
• Una reducción en el tamaño y volumen de células 
individuales, asociada con disminución del 
metabolismo celular y síntesis reducida de proteínas 
estructurales. La reducción física en el tamaño de 
células establecidas se realiza por medio de un 
a
b
U
U
N
tejido estable estímulos anormales tejido estable fin de la anormalidad
tejido normal
crecimiento nuevo restauración del estímulo
atrofia celular
involución
atrofia celular 
e involución
respuesta de adaptación
reducción del 
tamaño celular
reducción del 
número celular
reducción de la 
demanda funcional
desuso
nutrientes inadecuados
falta de estimulación 
endocrina
riego sanguíneo 
deficiente
desnervación
envejecimiento
reducción del tamaño 
y número celulares
Figura 2.9 Hiperplasia nodular de la 
glándula prostática. (a) Glándula prostática 
normal. (b) Hiperplasia nodular de la 
glándula prostática. Estas muestras 
macroscópicas son cortes transversales de la 
próstata. Nótense los nódulos (N) en (b), que 
son el resultado de hiperplasia nodular. Éste es 
un trastorno muy común en los varones de 
edad avanzada, el cual comprime la uretra 
prostática (U) y difi culta la micción.
Figura 2.10 Respuestas de adaptación que dan lugar a reducción de la masa celular. La demanda funcional reducida, la disminución 
en los estímulos trófi cos y en los nutrientes, son los estímulos usuales que causan involución o atrofi a celular. Los tejidos atrófi cos o en 
involución son patrones estables de crecimiento que persisten mientras permanece la falta de estimulación o demanda que son factores 
causales. Sin embargo, una vez que retornan la estimulación o demanda apropiadas, el tejido revierte a su modelo normal de crecimiento.
2
13
aumento del catabolismo de las proteínas estructurales 
citosólicas, por el sistema ubiquitina-proteosoma, y la 
eliminación de organelos por autofagia (fi gura 2-11).
• La muerte de células establecidas en un órgano o tejido 
origina una reducción en el número de células funcionales. 
Esto es determinado por la activación de sistemas 
específi cos de células que actúan realizando disolución 
celular y eliminación de tejidos, llamada a veces 
muerte celular programada. El ejemplo mejor estudiado 
de este tipo de muerte celular se llama apoptosis
(fi gura 3-12 y págs. 28-34). La involución es una 
forma de atrofi a fi siológica que implica apoptosis celular.
En muchos tejidos que han sufrido atrofi a celular se 
acumula un pigmento pardo llamado lipofucsina dentro 
de células contraídas. Este pigmento, compuesto por material 
lípido degenerado en lisosomas secundarios, es producido 
por el desdoblamiento de membranas celulares y organelos por 
medio de autofagia (fi gura 2-1). La lipofucsina se acrecienta, 
sobre todo en las fi bras miocárdicas atrófi cas de persona de 
edad avanzada, originando un coloración parda evidente 
del miocardio (atrofi a parda).
La atrofi a suele asociarse con una reducción en el tamaño 
y peso de un órgano o tejido. En algunos casos, la masa de 
células perdida por medio de la atrofi a o involución celular, 
es sustituida por tejido adiposo o fi broso. Este tejido de 
reemplazo aparece con frecuencia como un material bri-
llante eosinófi lo llamado hialino. Como consecuencia de 
este reemplazo por tejidos desoporte, el tamaño macros-
cópico de un órgano o tejido puede preservarse, a pesar de 
la pérdida de células parenquimatosas especializadas y, por 
tanto, de función especializada.
Autofagia y atrofi a celular
Figura 2.11 Autofagia y atrofi a celular. En la atrofi a celular se destruyen proteínas estructurales y organelos de células, con una 
reducción paralela en tamaño y capacidad funcional de la célula. Ésta es una respuesta de adaptación, pues permite que la célula 
sobreviva en condiciones adversas, reduciendo sus cargas metabólicas. Los elementos constitutivos de la célula se eliminan por un 
proceso de autofagia: los organelos celulares no deseados son envueltos en membranas derivadas del retículo endoplásmico (RE), 
formando un cuerpo autofágico (b) que después se fusiona con vesículas que contienen hidrolasas de ácido lisosómico (c). La acción de 
las hidrolasas produce degradación de los organelos. Puede verse estructuralmente que las células que son activadas en el curso del 
proceso de atrofi a, contienen múltiples vacuolas autofágicas. Estos cuerpos se vuelven electrodensos, pero tienen perfi les tubulares o 
vesiculares internos (derivados de eventos de fusión de membrana), que reciben el nombre alternativo de cuerpos tubulovesiculares 
(d). Los cuerpos autofágicos tardíos (e) se vuelven más electrodensos y pueden formar cuerpos residuales (f ), que contienen material 
laminar, rico en lípidos, no digeridas, llamado lipofucsina (ver fi gura 2-13).
membrana 
derivada 
del RE
cuerpo 
autofágico
temprano
hidrolasa
lisosómica cuerpo 
tubulovesicular
cuerpo 
residual
cuerpo 
autofágico tardío
a b c d e f
Organelo
No Funcional
L
L
Figura 2.12 Lipofucsina en atrofi a celular en el músculo 
cardiaco de una paciente de edad avanzada. La atrofi a celular se 
asocia con autofagia de elementos celulares estructurales y una 
reducción consecuente en el tamaño de la célula. Un efecto de 
esta situación es que el material no digerible, en particular 
fosfolípidos, se acumula en los cuerpos lisosómicos derivados. Este 
material puede observase mediante microscopia de luz como 
gránulos amarillo-pardos (L) llamados lipofucsina, que se aprecian 
en esta imagen en el miocardio de una mujer de 90 años de edad. 
El estudio ultraestructural de la lipofucsina revela que hay material 
electrodenso, dentro de gránulos limitados por una membrana, de 
tamaño variable, que a menudo tienen fi guras similares a mielina. 
La lipofucsina suele observarse junto con la atrofi a celular que 
ocurre en muchos tejidos con el envejecimiento, y se llama 
pigmento de desgaste.
Respuesta de adaptación en la enfermedad
2 PATOLOGÍAPatología clínica
14
 La reducción de la masa celular puede ser 
fi siológica
Muchos procesos fi siológicos requieren que se desactive 
una respuesta celular, como parte de una reducción en 
demanda funcional. En particular, esto se observa cuando 
la masa de un órgano blanco se mantiene por estimulación 
endocrina que se reduce, por ejemplo, cuando la glándula 
tiroides retorna a su tamaño normal después de la hiper-
plasia fi siológica inducida por la pubertad o el embarazo. 
En la vejez, una combinación de factores, como una acti-
vidad física reducida y cambios en el tipo de secreción 
endocrina, conduce a la reducción en el tamaño (atrofi a) 
de muchos órganos y tejidos. Ejemplos de atrofi a o invo-
lución fi siológica son:
• El timo involuciona después de la infancia (fi gura 2-13).
• El endometrio involuciona después del parto.
• Con la actividad reducida en la vejez, las fi bras del 
músculo esquelético disminuyen de tamaño (atrofi a 
por envejecimiento).
• En la glándula paratiroides envejecida, las células 
secretoras de hormona disminuyen en número y son 
reemplazadas por células adiposas. 
• Los testículos sufren atrofi a como resultado de la 
reducción gonadotrópica en la vejez.
 En algunos estados patológicos se reduce la 
masa celular 
Muchos procesos patológicos conducen a una disminución 
en la demanda funcional, estimulación hormonal o nerviosa, 
o nutrición de tejidos; la atrofi a o la involución ocurren 
como una respuesta de adaptación.
• Las fi bras del músculo esquelético en la pierna sufren 
atrofi a celular si la pierna es inmovilizada, por ejemplo, 
cuando se usa un entablillado en el tratamiento de una 
fractura (atrofi a por desuso).
• La reducción gradual del riego sanguíneo a un tejido 
da lugar a la pérdida de células funcionales por 
involución, así como por medio de atrofi a celular 
(atrofi a isquémica).
• El daño a los cilindroejes que inervan al músculo causa 
atrofi a de las fi bras musculares afectadas (atrofi a por 
desnervación) (fi gura 2-14).
• Después de un traumatismo en la médula espinal, las 
fi bras de músculo esquelético inervadas por las raíces 
del nervio raquídeo afectado, sufren atrofi a (atrofi a 
por desnervación).
• Después de la ablación de la hipófi sis por cirugía, 
las células de la corteza suprarrenal disminuyen de 
tamaño y número, por falta de estimulación con 
ACTH (fi gura 2-15).
 LAS REDUCCIONES EN LA MASA CELULAR 
POR CAUSAS DEL DESARROLLO 
EMBRIONARIO, SE DENOMINAN ‘AGENESIA’, 
‘APLASIA’ E ‘HIPOPLASIA’
Ciertos defectos del desarrollo embrionario originan órganos 
anormalmente pequeños, o defi ciencia completa en el desa-
rrollo de órganos o tejidos. Estos ejemplos deben distinguirse 
de la atrofi a y la involución, en las cuales el tejido u órgano 
se había desarrollado en forma normal (fi gura 2-16).
• La falla total en la producción de la masa celular 
embrionaria para formar un órgano, se llama agenesia.
• La defi ciencia para producir una masa celular 
embrionaria, formada de manera correcta para 
diferenciar a un órgano desarrollado, se llama aplasia.
• Si se forman de modo correcto estructuras específi cas a 
un órgano, pero son anormalmente pequeñas, el 
órgano se denomina hipoplásico.
• Cuando se forman correctamente estructuras 
específi cas a un órgano, pero, desde el punto de vista 
histológico y anatómico, tienen confi guración anormal, 
el órgano se conoce como disgenético.
C
A
S
C
M
M
S
C
M
a b
Figura 2.13 Involución del timo. (a) Timo en un niño. (b) Timo en un adulto. La microfotografía (a) muestra la celularidad densa del 
timo de un niño, poblada densamente por células linfoides formando la corteza (C) y la médula (M) tímicas, con tabiques divisorios (S). En 
contraste, en el adulto (b), la glándula sufre involución asociada con una reducción importante en tamaño y, como en muchos ejemplos de 
involución, se reemplaza con tejido adiposo (A).
2
15
 Los tejidos pueden adaptarse a estímulos 
ambientales, mediante un cambio en la 
diferenciación celular llamado ‘metaplasia’
Ciertos estímulos ambientales de duración prolongada hacen
que el ambiente sea inadecuado para cierto tipo de células 
especializadas y, como una respuesta de adaptación, las 
células proliferantes cambian su tipo de diferenciación. 
Estas células pueden adaptarse a un cambio en ambiente, 
diferenciándose a un tipo de célula nuevo, maduro, estable, que 
las prepara mejor para tolerar un estrés ambiental. Este 
proceso se llama metaplasia, y se resumen ejemplos en la 
fi gura 2-17.
• En los bronquios, bajo la infl uencia de la irritación crónica 
por el humo de cigarrillos, el epitelio respiratorio cilíndrico 
ciliar, secretor de moco, es reemplazado por epitelio 
escamoso (metaplasia escamosa).
• En el cuello uterino, el epitelio cilíndrico normal del 
conducto endocervical inferior cambia a epitelio 
escamoso como respuesta a su exposición al ambiente 
vaginal ácido (metaplasia escamosa).
• En la vejiga urinaria, el epitelio transicional normal 
puede ser reemplazado por epitelio escamoso, en 
respuesta a la irritación crónica por cálculos vesicales o 
infección (metaplasia escamosa) (fi gura 2-18).
• El epitelio escamoso esofágico es sustituido por epitelio 
cilíndrico, como respuesta a la exposición al ácido 
gástrico en casos de refl ujo gástrico (pág. 248).
a b
A
a b CM
C
M
órganonormal
crecimiento de órgano 
a tamaño completo
organización
estructural de tejidos 
a órganos
diferenciación a 
tejidos específicos 
a órgano
agenesia
formación de masa 
celular embrionaria 
(esbozo)
falla
aplasia
falla
disgenesia
falla
hipoplasia
falla
Figura 2.14 Atrofi a de músculo esquelético desnervación. (a) Músculo normal. (b) Músculo desnervado. La microfotografía (a) 
muestra fi bras normales de músculo esquelético. En la microfotografía (b), el daño a muchos colindroejes en el nervio principal que inerva 
los músculos, ha causado atrofi a de fi bras (A) que habían sido inervadas por cilindroejes ahora dañados. Las fi bras son pequeñas y 
anguladas. Con el tiempo, los cilindroejes que brotan pueden reconectar algunas fi bras, que luego vuelven a adquirir un tamaño normal.
Figura 2.15 Atrofi a de la glándula 
suprarrenal. (a) Suprarrenal normal. (b) 
Suprarrenal atrófi ca. La muestra (a) es un 
corte de glándula normal en el cual puede 
distinguirse la corteza amarilla (C) de la pequeña 
cantidad de médula gris (M); la muestra (b) 
corresponde a un paciente que tuvo ablación 
quirúrgica de la hipófi sis, lo cual condujo a la 
defi ciencia de ACTH que causó una reducción 
en el tamaño de la glándula suprarrenal, 
afectando específi camente la corteza.
Figura 2.16 Causas de reducción de la masa celular. 
Las reducciones en la masa celular por causas del desarrollo embrionario...
2 PATOLOGÍAPatología clínica
16
La metaplasia se observa más en tejidos epiteliales, pero 
también puede manifestarse en otras partes. Por ejemplo, 
áreas de tejido fi broso expuestas a traumatismos crónicos 
pueden formar hueso (metaplasia ósea). En muchas situa-
ciones, la metaplasia coexiste con hiperplasia; por ejemplo, 
el epitelio escamoso que surge por metaplasia, como res-
puesta a cálculos en la vejiga urinaria, también puede ser 
hiperplásico.
 Las respuestas de adaptación en las 
enfermedades ocurren sólo con cambios 
ambientales tolerables
Las respuestas de adaptación de hiperplasia, hipertrofi a, 
atrofi a, involución y metaplasia sólo ocurren si el estímulo 
perjudicial es tolerable por las células afectadas. La falla en 
la adaptación conduce a daño celular, y si el estímulo es 
intenso o prolongado, puede dar por resultado muerte 
celular. Las relaciones entre estos resultados se resumen en 
la fi gura 2-19.
 BIOLOGÍA CELULAR DE ADAPTACIÓN 
AL CRECIMIENTO
 La adaptación celular es infl uenciada por 
factores de crecimiento, acompañados 
por alteración en la expresión de genes
Las señales moleculares que intervienen en las respuestas de 
adaptación de hiperplasia, hipertrofi a y metaplasia, se van 
entendiendo poco a poco, pero hasta el momento esta com-
prensión es incompleta. Hay un reconocimiento, cada vez 
mayor, de que el crecimiento celular está bajo control de 
varios factores de crecimiento que actúan sobre receptores 
de superfi cie celular específi cos, y que luego se enlazan con 
señales internas celulares.
Los receptores de los factores de crecimiento, muchos 
de los cuales desencadenan sistemas de mensajeros secun-
darios mediante la actividad de la cinasa de tirosina, modu-
lan la regulación de transcripción y, así, afectan de modo 
directo el proceso de regulación de genes. Las alteraciones 
en las concentraciones relativas de los factores de creci-
Figura 2.17 Ejemplos de metaplasia
Tejido original Estímulo Tejido metaplásico
Epitelio cilíndrico ciliado del árbol bronquial Humo de cigarrillo Epitelio escamoso
Epitelio transicional de la vejiga urinaria Traumatismo por cálculo vesical Epitelio escamoso
Epitelio cilíndrico en conductos glandulares Traumatismo por cálculo Epitelio escamoso
Tejido fi brocolágeno Traumatismo crónico Tejido de hueso 
Epitelio escamoso esofágico Ácido gástrico Epitelio cilíndrico
Epitelio cilíndrico glandular Defi ciencia de vitamina A Epitelio escamoso
T
S
Puntos clave 
en la adaptación celular
• Las células son adaptables dentro de sus límites 
fi siológicos.
• Las células pueden responder a la lesión, al producir 
proteínas de estrés celular, que la protegen contra el 
daño y ayudan a su recuperación.
• En aumento en las demandas se denomina hipertrofi a 
e hiperplasia.
• La disminución en la demanda se denomina atrofi a 
• La pérdida celular de los tejidos puede realizarse por 
muerte celular programada (apoptosis).
• Los tejidos pueden adaptarse a la demanda por un 
cambio en la diferenciación conocido como metaplasia.
Figura 2.18 Metaplasia escamosa en la vejiga urinaria. El 
epitelio transicional de la vejiga urinaria presenta grave 
traumatismocausado por una piedra vesical (cálculo), no vista en 
esta microfotografía. En respuesta, se ha producido metaplasia 
escamosa, con reemplazo de epitelio transicional (T) normal por 
epitelio escamoso (S). La metaplasia escamosa también ocurre en 
la vejiga urinaria, cuando hay una irritación crónica a causa de una 
infección por esquistosomiasis. En estos casos, el epitelio 
escamoso es más adecuado para sostener el nuevo ambiente que 
el epitelio transicional normal.
2
17
miento, en la expresión de los receptores del factor de 
crecimiento, en la actividad de las señales celulares, o siste-
mas reguladores de transcripción, pueden causar una alte-
ración en el crecimiento. 
Por ejemplo, la hiperplasia puede ser causada por un 
incremento local en la concentración de un factor de cre-
cimiento, o por un aumento en la expresión del factor de 
crecimiento en las células, o por una regulación ascendente 
de todo el sistema de señalamiento. Es claro que estos fac-
tores tienen acciones sinérgicas en la promoción o regula-
ción del crecimiento. También se han reconocido factores 
que inhiben el crecimiento celular en modelos animales, 
pero están menos caracterizados en seres humanos.
Cada vez más, estos factores de crecimiento se producen 
mediante técnicas genéticas recombinantes, y están reali-
zándose intentos para su administración terapéutica. El 
dato de que el factor de crecimiento neurotrópico ciliar 
puede prevenir la muerte de células nerviosas, en modelos 
animales con enfermedad neurodegenerativa, resulta pro-
metedor para prevenir ciertas enfermedades neurodegene-
rativas en el hombre. Cuando se ha suprimido la médula 
ósea, o privado de niveles normales de factor de crecimiento, 
el uso de eritropoyetina recombinante para inducir hiperplasia 
del compartimiento de eritrocitos en la médula ósea, ha 
alcanzado resultados alentadores; entre ellos, prevenir la 
anemia en la insufi ciencia renal crónica.
Los factores estimulantes de colonias que intervienen en 
el control del crecimiento celular de los eritrocitos, se uti-
lizan para ayudar a la recuperación de la función de la 
médula ósea en pacientes que han recibido quimioterapia.
Importantes efectos adversos de la administración sisté-
mica de algunos factores de crecimiento son fi ebre, pérdida 
de peso, falta de apetito, e hipotensión, los cuales son un 
refl ejo de los diversos efectos que no están limitados a la 
regulación del crecimiento. Es probable que tales efectos 
adversos sistémicos limitarán muchas de las aplicaciones 
terapéuticas esperadas de estos factores.
El resultado de la activación celular por estos factores es 
la alteración de la expresión de genes en las células. Muchos 
de los genes que participan en el control del crecimiento 
celular, y activados en cambios celulares de adaptación, 
también son protooncogenes, e intervienen en la desorga-
nización del crecimiento celular, que es la característica 
fundamental de las neoplasias (desarrollo de cáncer) expuesta 
en el capítulo 6.
 Las células madre están probablemente 
implicadas en la metaplasia
Es posible que un tipo celular diferenciado se convierta de 
manera directa en otro tipo maduro de célula, conduciendo 
a metaplasia, proceso llamado transdiferenciación. Aunque 
hay algunos argumentos que respaldan la idea de transdi-
ferenciación, tiene más soporte la idea de que células madre 
locales que suelen formarun tipo celular, sean estimuladas 
para formar otro tipo de células.
Ya sea que la metaplasia se desarrolle por transdiferencia-
ción o mediante células madre, deben activarse sistemas 
moleculares que den por resultado un cambio en el destino 
celular.
disminución de 
la actividad celular
declinación metabólica
disminución del tamaño celular
disminución en el número celular
cambio de tipo celular
cambio de metaplasia 
de diferenciación
aumento de 
la actividad celular
inducción metabólica
aumento del tamaño celular
aumento en el número celular
lesión o muerte 
celular
ambiente hostildemanda funcional reducida 
o deterioro de nutrición
aumento de 
demanda funcional
falta de 
adaptación
el estímulo persistepersiste el estímulo el estímulo persiste
el estimulo desaparece
la célula
sobrevive
respuesta al 
estrés celular
estímulo patológico
TEJIDO NORMAL
estímulo intenso 
o célula sensible el estímulo persiste
Figura 2-19. Resumen de la respuesta tisular al cambio ambiental. Las respuestas de adaptación permiten que las células sobrevivan 
en presencia de un cambio en el ambiente celular. La falla en la adaptación se asocia con daño o muerte celular.
Biología celular de adaptación al crecimiento
2 PATOLOGÍAPatología clínica
18
En el momento actual, los estudios realizados no han 
aclarado si la activación de genes, el silencio de genes, o la 
combinación de ambos, sean la causa de la metaplasia. 
Quienes estén interesados en esta área, deben consultar la 
literatura sobre una de las formas más estudiada de meta-
plasia: la formación de epitelio cilíndrico en el esófago, la 
enfermedad de Barrett. La comprensión de la forma en que 
las poblaciones celulares regulan la diferenciación, está adqui-
riendo importancia en varias enfermedades, en las cuales un 
linaje celular parece ‘parar’, conduciendo a la defi ciencia de 
un tipo de célula especializado dentro de un tejido; por 
ejemplo, parte de la conjuntiva del ojo puede volverse 
defi ciente en células secretoras de moco.
Hay interés en factores que regulan la metaplasia. El 
páncreas se ha estudiado en modelos animales a fi n 
de buscar tratamiento para la diabetes tipo I.
Se han caracterizado los modelos de 
transdiferenciación, y se han descubierto las vías de 
señalamiento. La dexametasona induce la 
diferenciación pancreática a hepatocitos; mientras 
que el factor de crecimiento epidérmico promueve la 
transdiferenciación exocrina-endocrina.
Metaplasia
Las enfermedades pulmonares obstructivas crónicas 
(EPOC) son un trastorno común, y en la gran parate de los 
casos están ligadas al tabaquismo (capítulo 11). 
Se ha sugerido que una combinación de agentes 
tóxicos en el humo de los cigarrillos, citocinas secretadas 
por células infl amatorias locales, y factores derivados de 
microrganismos infectantes locales (bacterias y virus), 
estimulan sistemas celulares de mensajero secundario, y 
conducen a proliferación de las células y a cambios en la 
diferenciación celular, dentro del epitelio que recubre las 
vías respiratorias.
En las vías respiratorias pulmonares, como en otros 
tejidos, las células epiteliales se pierden y reemplazan de 
manera constante. Nuevas células se derivan de células 
madre adultas locales, que son capaces de diferenciarse a 
tipos celulares adultos. Estas células madre adultas tienen 
un potencial restringido de diferenciación y no son 
multipotenciales. Se cree que el ambiente alterado 
causado por fumar cigarrillos, cambia el equilibrio entre la 
pérdida celular, la proliferación celular y la diferenciación 
celular, a nivel de las poblaciones de células madre locales 
en las vías respiratorias. Algunos factores también pueden 
causar cambios epigenéticos a las células madre, dando 
lugar a un daño irreversible a una línea nueva de 
diferenciación o modelo de crecimiento.
Los cambios estructurales que ocurren como resultado 
en las vías respiratorias y en la EPOC, incluyen hiperplasia 
epitelial generalizada, hiperplasia de las células secretoras 
de moco, y metaplasia escamosa del epitelio cilíndrico 
normal (fi gura 20-20).
• Un efecto clínico importante de estos cambios es la 
secreción excesiva de moco, que se asocia con la 
hiperplasia de las células secretoras de moco. El moco 
se retiene en las vías respiratorias, en parte, porque la 
proporción de células con cilios se reduce, y células del 
recubrimiento se vuelven ahora células escamosas 
metaplásicas. La secreción de moco origina la 
característica clínica de las EPOC, que incluye una tos 
productiva de moco, persistente, la mayor parte de los 
días del año.
• La retención y acumulación de moco, producido 
anormalmente, aumenta el riesgo de presentar 
infecciones secundarias bacterianas del pulmón, que es 
otra característica de los pacientes con EPOC.
• La reducción en el volumen efectivo por aumento del 
espesor de la pared de las vías respiratorias (hiperplasia 
epitelial) y el taponamiento de moco conducen a la 
obstrucción funcional de las vías respiratorias, la cual se 
puede medir por una reducción del fl ujo máximo, o 
relación FEV1/VC, en la espirometría.
Enfermedad pulmonar obstructiva crónica como un ejemplo clínico de hiperplasia y metaplasia
Figura 2-20. Patología de la EPOC. Las vías respiratorias 
normales se transforman en EPOC por una combinación de 
hiperplasia y metaplasia.
	PATOLOGÍA CLÍNICA
	2. ADAPTACIONES CELULARES A LA ENFERMEDAD
	Las células como unidades adaptables
	Las células están expuestas constantemente a cambios en su ambiente
	Las células se adaptan a cambios aceptables en su ambiente, modificando su (...)
	Respuesta del estrés celular a la lesión
	Las células lesionadas producen proteínas que protegen (...)
	Las proteínas del estrés celular son vitales para la viabilidad (...)
	Las proteínas del estrés son citoprotectoras
	Respuesta de adaptación en la enfermedad
	Las células responden a los estímulos lesivos extendiendo los procesos de adaptación
	El cambio en el patrón de crecimiento celular es una respuesta de (...)
	El aumento en la demanda funcional de un tejido puede cubrirse incrementando el (...)
	El aumento en la masa celular en un tejido puede obedecer a (...)
	Es posible que la hiperplasia no sea uniforme y a veces ocurre (...)
	La hiperplasia y la hipertrofia pueden revertir al crecimiento normal
	La demanda funcional reducida conduce a la disminución del número o (...)
	La reducción de la masa celular puede ser fisiológica
	En algunos estados patológicos se reduce la masa celular
	Las reducciones en la masa celular por causas del desarrollo embrionario, se (...)
	Los tejidos pueden adaptarse a estímulos ambientales, mediante un (...)
	Las respuestas de adaptación en las enfermedades ocurren sólo con (...)
	Biología celular de adaptación al crecimiento
	La adaptación celular es influenciada por factores de crecimiento, acompañados (...)
	Las células madre están probablemente implicadas en la metaplasia
	FIGURAS
	Figura 2.1
	Figura 2.2
	Figura 2.3
	Figura 2.4
	Figura 2.5
	Figura 2.6
	Figura 2.7
	Figura 2.8
	Figura 2.9
	Figura 2.10
	Figura 2.11
	Figura 2.12
	Figura 2.13
	Figura 2.14
	Figura 2.15
	Figura 2.16
	Figura 2.17
	Figura 2.18
	Figura 2-19
	Figura 2-20