Muerte Celular y Necrosis

1 1 _____ SECCION PATOLOGIA - FACULTAD DE MEDICINA - UNIVERSIDAD DE CONCEPCION Muerte Celular y Necrosis Dr. Rodrigo Klaassen Cada c lula es un verdadero universo, en este caso un microcosmo, en constante actividad, que se modifica en su estructura y funci n seg n sea la necesidad, para mantener un equilibrio o hemostasis. Si los requerimientos patol gicos son mayores que la normalidad, la c lula sufre una adaptaci n, que puede consistir en atrofia, hiperplasia o hipertrofia. Si la c lula no puede responder a la injuria o stress mediante la adaptaci n se produce un da o o alteraci n Celular , la cual puede ser reversible o irreversible. Un buen ejemplo de lo anterior es lo que ocurre con el coraz n; cuando ste est sometido a un stress como es la hipertensi n arterial, se adapta, es decir se hipertrofia.

2 Por otro lado, si se produce una hipoxia parcial por una oclusi n coronaria incompleta y transitoria, la c lula presentar alteraciones reversibles; o bien, si la oclusi n es total y prolongada, la c lula tendr un da o irreversible. Las causas que producen una injuria Celular son variadas, siendo las m s frecuentes e importantes la hipoxia, los agentes qu micos, f sicos y microbiol gicos, las drogas, las reacciones inmunol gicas, los defectos gen ticos y las alteraciones nutricionales. I. ALTERACIONES CELULARES REVERSIBLES O SUBLETALES Se refieren a lesiones celulares que no significan un riesgo vital para la c lula, pero que implican alteraciones funcionales, metab licas y morfol gicas importantes.

3 La alteraci n m s com n es el aumento de volumen Celular o tumefacci n Celular , que se puede dividir, seg n la extensi n o grado de lesiones y seg n sea el compartimento citoplasm tico u organelo comprometido en tumefacci n turbia, degeneraci n microvacuolar, degeneraci n hidr pica vacuolar y degeneraci n hidr pica vesicular 1. Tumefacci n turbia: Fue descrita por primera vez por Rudolph Virchow, para indicar que algunos rganos como el h gado y el ri n estaban levemente aumentados de volumen (tumefactos) y opacos (turbios), especialmente en los pacientes fallecidos por enfermedades infecciosas graves (ver imagen N 1). 1 La tumefacci n turbia se produce por una injuria que altera la regulaci n del volumen Celular , es decir del mecanismo que controla la concentraci n de iones en el citoplasma.

4 Esta regulaci n, particularmente del sodio, se produce en tres niveles: 2 _____ SECCION PATOLOGIA - FACULTAD DE MEDICINA - UNIVERSIDAD DE CONCEPCION (1) la membrana citoplasm tica, (2) la bomba de sodio de la membrana citoplasm tica y (3) aporte de adenosin trifosfato (ATP). La membrana citoplasm tica impide la entrada del sodio y el escape del potasio. Esta barrera es imperfecta, y esta debilidad relativa al ion sodio permite la entrada pasiva de ste a la c lula. Para compensar esto, la bomba de la membrana citoplasm tica expele el sodio fuera de la c lula, y su funcionamiento requiere de la energ a de ATP. Diversas noxas pueden alterar este delicado equilibrio, (1) aumentando la permeabilidad de la membrana citoplasm tica al sodio, excediendo la capacidad de la bomba para expeler el sodio; (2) da ando la bomba directamente; o (3) interfiriendo con la s ntesis de ATP.

5 As , la acumulaci n del sodio dentro de la c lula lleva a un aumento del contenido de agua intracelular para mantener el equilibrio osm tico, con lo cual la c lula se pone tumefacta, se hincha, sufriendo lo que se conoce como oncosis. La acumulaci n de agua, en la tumefacci n turbia, se produce a nivel de las mitocondrias (ver imagen N 2). 2 Microsc picamente se observa oncosis, es decir aumento del volumen Celular o tumefacci n, (ver imagen N 3) y opacidad o turbidez del citoplasma por la presencia de gr nulos en el citoplasma, que corresponden a las mitocondrias afectadas (ver imagen N 4). 3 4 2. Degeneraci n microvacuolar: la persistencia de la causas de la tumefacci n turbia lleva a da os m s graves en la c lula, pero a n reversibles, como la degeneraci n microvacuolar, en 3 _____ SECCION PATOLOGIA - FACULTAD DE MEDICINA - UNIVERSIDAD DE CONCEPCION que la acumulaci n de agua mitocondrial produce la rotura de las crestas mitocondriales o cristolisis, con aumento del tama o mitocondrial de hasta cinco veces el tama o normal.

6 Esta lesi n mitocondrial solo se puede observar con el microscopio electr nico; es una lesi n m s grave pero a n reversible (ver imagen N 5). 3. Degeneraci n hidr pica vacuolar: Corresponde a una acumulaci n de agua en el ret culo endopl smico, la que se observa al microscopio de luz en forma de peque as, medianas o grandes vacuolas. En esta etapa el da o es avanzado pero a n reversible (ver imagen N 6). 5 6 4. Degeneraci n hidr pica vesicular: cuando la noxa persiste y el da o Celular es mayor, la lesi n se hace irreversible, con roturas de las membranas de organelos como mitocondrias y del ret culo endopl smico, lo que se observa al microscopio de luz como un gran espacio vac o, es la degeneraci n hidr pica vesicular, en que todo el citoplasma es una sola ves cula de agua.

7 El n cleo puede presentar alteraciones importantes y habitualmente hay signos de Necrosis . En esta etapa el da o es irreversible (ver imagen N 7). 7 II. ALTERACIONES CELULARES IRREVERSIBLES: Muerte Celular . 1. APOPTOSIS La apoptosis es la Muerte Celular programada, controlada gen ticamente, que ocurre en un organismo vivo, y que controla numerosos mecanismos fisiol gicos, adaptativos y patol gicos. Tambi n se le ha denominado como Muerte Celular por suicidio y fue descrita por Kerr en 1972. Esta forma de Muerte Celular produce la destrucci n de c lulas durante la embriog nesis permitiendo el desarrollo y la maduraci n normal de los tejidos que se est n formando.

8 Tambi n controla delicados mecanismos en el adulto, tales como la descamaci n del endometrio durante 4 _____ SECCION PATOLOGIA - FACULTAD DE MEDICINA - UNIVERSIDAD DE CONCEPCION el ciclo menstrual y la involuci n mamaria post lactancia. Es el mecanismo que controla el activo recambio Celular de la mucosa del tubo digestivo, la Necrosis de leucocitos durante una inflamaci n y la Muerte Celular en las neoplasias, entre otros. La apoptosis est gen ticamente determinada y tiene gran importancia biol gica. Es un proceso activo en la regulaci n del tama o y modelaci n de los rganos durante la morfog nesis y en la remoci n de c lulas infectadas o gen ticamente da adas, cuya presencia pondr a en peligro al organismo.

9 La Necrosis , por el contrario, es un proceso accidental que resulta en la destrucci n de c lulas y/o tejidos despu s de un da o irreversible producido por isquemia, traumatismo y otras causas. Por su naturaleza la Necrosis no tiene un rol en la fisiolog a y desarrollo Celular normal. Las manifestaciones microsc picas de la apoptosis son mejor apreciadas con el microscopio electr nico. Lo primero que se observa es la condensaci n de la cromatina con formaci n de masas circunscritas y densas en forma de semilunas pegadas a la carioteca (ver imagen N 8). 8 Simult neamente con los cambios nucleares, la c lula apopt tica se desprende de las c lulas vecinas normales, los desmosomas se rompen y desaparecen estructuras de superficie especializadas, como las microvellosidades.

10 Disminuye el volumen Celular , aumenta la densidad Celular , se compactan los organelos y las c lulas se retuercen deformando su forma original, se produce la rotura y fragmentaci n del n cleo, con sus semilunas de cromatina. Las alteraciones citoplasm ticas dependen del tipo de c lula afectada; es posible observar ac mulos de filamentos del citoesqueleto, de ribosomas y formaci n de anillos conc ntricos por el ret culo endopl smico rugoso. Ocasionalmente se pueden observar vacuolas en el ret culo endopl smico liso. En la superficie Celular se producen ves culas y protuberancias las que se rompen y separan del cuerpo Celular para formar cuerpos apopt ticos de diverso tama o, formados por trozos del cuerpo Celular con fragmentos del n cleo, membrana citoplasm tica y citoplasma con organelos intactos.