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LESIONES CELULARES:

• ALTERACIONES DEL

INTERCAMBIO HÍDRICO

• DEPÓSITOS PATOLÓGICOS

INTRACELULARES

DRA. CARMEN CERDA-AGUILAR

¿ CÓMO FUNCIONA LA CÉLULA?

■ Organelos : son estructuras que llevan a cabo diferentes funciones dentro de la célula, y son análogos a los órganos del cuerpo. Están suspendidos en un fluido a base de agua llamado citosol. ■ Núcleo : guarda toda la información genética (cromosomas) de una célula eucariota.

• El núcleo es esférico , está rodeado por dos membranas, y es el "cerebro" de la célula. ■ Mitocondria : sirve como fuente de energía para la célula.
• La mitocondria convierte biomoléculas (como grasas y azúcar) en energía.
• Los subproductos de la producción de energía ( Radicales libres) en la mitocondria pueden dañar al ADN y causar mutaciones. ■ Ribosomas : están hechos de 2 complejos grandes de ARN y proteína.
• Los ribosomas se encuentran en el citosol. Su función es leer el ARN y producir proteínas. A este proceso se le llama traducción. ■ Citoesqueleto : es una red extensa de proteínas que entrecruzan el citoplasma de una célula.
• La actina y la tubulina son las proteínas que forman las fibras del citoesqueleto (microfilamentos y microtúbulos, respectivamente).
• El citoesqueleto tiene varias funciones clave: ■ Da estructura/ movilidad a la célula y un lugar donde anclar a los organelos ■ Control de la división celular durante la mitosis.

¿ QUÉ NOXAS PUEDEN PRODUCIR UNA LESIÓN CELULAR? CAUSAS EXÓGENAS Y ENDÓGENAS

• Estímulos normales pero excesivos o prolongados. - Toxinas u otros factores adversos que pueden inhibir las funciones vitales de la célula (p. ej., fosforilación oxidativa o síntesis de proteínas).
• Falta de oxígeno y/o nutrientes y metabolitos esenciales. CAUSAS EXÓGENAS
• Factores físicos, químicos y biológicos, como el calor y el frío, toxinas, fármacos, microorganismos. CAUSAS ENDÓGENAS
• Defectos genéticos,
• Metabolitos
• Hormonas
• Citocinas
• Otras sustancias «bioactivas».

¿ CÓMO SE PUEDE DEFINIR LA LESIÓN CELULAR? ■ Las células normales se encuentran en una situación de homeostasis (es decir, equilibrio con su entorno). ■ Las lesiones celulares se definen como un conjunto de cambios bioquímicos y/o morfológicos que se producen cuando la homeostasis se altera por factores causantes de daño o noxas. ■ Las lesiones celulares pueden ser reversibles o irreversibles. ■ Las diferencias son fundamentalmente cuantitativas. ■ Las lesiones reversibles suelen ser leves y, tras la desaparición de la NOXA, la célula recupera su estado de equilibrio normal. ■ Cuando la célula no consigue recuperarse, se dice que la lesión es irreversible.

¿ POR QUÉ LA HIPOXIA PRODUCE LESIONES

CELULARES?

■ El oxígeno resulta esencial para la respiración aerobia. ■ La hipoxia impide la fosforilación oxidativa normal, disminuyendo la capacidad de las mitocondrias de generar ATP. ■ Si la célula carece de ATP, no consigue mantener sus funciones vitales. ■ Las células hipóxicas se hinchan, cambio que se denomina degeneración hidrópica o vacuolar y que suele ser reversible.

¿ POR QUÉ LA FALTA DE ATP PRODUCE

EDEMA CELULAR?

■ El volumen celular depende de un funcionamiento correcto de

la membrana plasmática, que sólo es semipermeable cuando

recibe un aporte adecuado de energía en forma de ATP.

■ La bomba Na+/K+ mantiene una alta concentración de Na+

en el líquido extracelular y de K dentro de la célula.

■ Si la ATPasa funciona mal , entrará agua y Na+

descontroladamente a la célula desde el espacio extracelular.

Esto provoca un aumento neto del contenido de líquido en el

citoplasma, lo que explica el edema celular.

¿CÓMO SE CONVIERTE UNA LESIÓN

CELULAR REVERSIBLE EN IRREVERSIBLE?

■ La transición de una lesión celular reversible a otra irreversible es gradual y se produce tras agotarse los mecanismos de adaptación. ■ No se puede definir un punto teórico de «no retorno» para distinguir las lesiones reversibles de las irreversibles, ni siquiera bajo unas condiciones experimentales muy controladas. ■ En principio, las diferencias entre las lesiones celulares reversibles e irreversibles son meramente cuantitativas. Por ejemplo, las vacuolas hipóxicas serán más numerosas y de mayor tamaño. ■ Las mitocondrias estarán edematosas y muchas llegarán incluso a romperse. Sin embargo, muchos de estos cambios seguirán siendo reversibles y sólo se puede estar seguro de que la lesión es ya irreversible y la célula ha muerto cuando se produce la rotura de la membrana plasmática con los consiguientes cambios nucleares

¿QUÉ CAMBIOS MITOCONDRIALES SON

IRREVERSIBLES?

■ El edema mitocondrial se considera un cambio reversible. ■ Los cambios irreversibles son los siguientes:

• Rotura de la doble membrana.
• Fragmentación.
• Figuras de mielina (disposición en capas concéntricas circulares de las membranas lesionadas).
• Calcificación. Las mitocondrias lesionadas son captadas por los autofagosomas y digeridas.

¿QUÉ SON LOS RADICALES LIBRES?

■ Son átomos o moléculas inestables y muy reactivos, que tienen un electrón impar en su órbita externa. Tras formarse, tienden a autopropagarse, en una secuencia de reacciones autocatalíticas. Los radicales libres mejor conocidos son los derivados del oxígeno, entre ELLOS:

• Superóxido (O2-)
• Peróxido de hidrógeno (H2O2).
• Radical hidroxilo (OH1). ■ Los radicales de oxígeno se forman en pequeñas cantidades durante la respiración celular normal, se neutralizan por antioxidantes naturales y se degradan por las enzimas protectoras. También pueden provenir de fuentes externas a las células ■ Si estos mecanismos defensivos normales no funcionan, se acumulan radicales libres en cantidades tóxicas.

¿QUÉ SON LOS RADICALES LIBRES?

■ Los radicales libres dañan las células mediante diversos mecanismos, Ej:

• Peroxidación lipídica: determina una lesión de la membrana.
• Formación de enlaces cruzados en las proteínas: de este modo se inactivan las enzimas.
• Roturas del ADN: esta lesión puede bloquear la transcripción del ADN y provocar mutaciones

. ¿QUÉ ES LA NECROSIS?

■ La necrosis (del griego necros, «muerto») es la muerte localizada de células, tejidos, órganos o partes del cuerpo de un organismo vivo. ■ Los signos histológicos de necrosis son los mismos que se describen para las lesiones celulares irreversibles, es decir, rotura de la membrana celular y cambios nucleares, como picnosis, cariólisis y cariorrexis. ■ Las principales formas de necrosis son:

• Necrosis coagulativa.
• Necrosis por licuefacción.
• Necrosis caseosa.
• Necrosis grasa.
• Necrosis fibrinoide. ■ La necrosis puede adoptar varias formas reconocibles mediante el estudio macroscópico o microscópico del tejido. ■ La forma más frecuente de necrosis es la coagulativa. Suele producirse en los infartos

CAMBIOS CELULARES REVERSIBLES

■ Tumefacción turbia : aparece en células que son incapaces de mantener una homeostasis de iones y fluidos. Se manifiesta por aumento en el tamaño de las células, presencia de pequeñas vacuolas en el interior del citoplasma. ■ Cambios grasos : se producen en lesiones hipóxicas, tóxicas o metabólicas, produciendo degeneración grasa o infiltración grasa, se manifiesta por la presencia de vacuolas ópticamente vacías en el citoplasma celular o en el intersticio, en coloraciones con H-E.

TUMEFACCIÓN TURBIA EN CÉLULAS DEL

EPITELIO TUBULAR RENAL

■ Nótese la disminución de calibre del lumen y el aspecto granular del citoplasma* ■ La patogenia de la tumefacción turbia por hipoxia-anoxia se inicia a nivel mitocondrial con disminución de la producción de energía (ATP,) lo que modifica el transporte activo de iones de la membrana celular y de la bomba de sodio- potasio, especialmente del sodio y agua intracelular. ■ La liberación de ion calcio y su aumento intra mitocondrial inhibe aún más la fosforilación oxidativa, aumenta así la glicólisis anaeróbica y con ello la acumulación de ácido láctico en el citoplasma, el pH desciende, lo que conduce a un mayor daño de membranas y aumento de la

*^ permeabilidad celular.

TUMEFACCIÓN TURBIA: UN EXPERIMENTO CLÁSICO ■ Hepatocito + sustancia tóxica como el tetracloruro de carbono (CCl4): el CCl sufre una biotransformación a un radical activo, el tricloruro de carbono (CCl3), el que reacciona con ácidos grasos no saturados de lípidos de membranas desencadenando una peroxidación lipídica. ■ En el retículo endoplásmico liso de la célula hepática, se produce primero tumefacción con formación de vacuolas y cisternas; tumefacción de mitocondrias por inhibición de la fosforilación oxidativa con insuficiencia de ATP y daño de la membrana plasmática.