1 ADAPTACIÓN CELULAR Es el acoplamiento a estímulos o agresiones más intensas de lo cual resulta un equilibro nuevo aunque alterado. Si se sobrepasan los límites de la capacidad de adaptación o si ésta no es posible, se sigue una serie de sucesos que dan lugar a la lesión celular que puede variar desde leve hasta mortal AUTOFAGIA: en algunos casos organelas celulares individuales tales como mitocondrias o retículo endoplásmico sufren injuria local y deben ser digeridos para preservar la función normal de la célula. Los lisosomas involucrados en esa auto digestión se denominan auto lisosomas y el proceso se denomina autofagia. Este proceso es particularmente notable en el desarrollo de la atrofia. Las enzimas lisosómicas degradan la mayoría de carbohidratos y proteínas pero algunos lípidos no son degradados. Los lisosomas con restos sin digerir pueden persistir dentro de las células como cuerpos residuales o pueden ser expulsados. Secuestración es el mecanismo por virtud del cual un daño focal en la célula es aislado de las organelas no perjudicadas. El foco de lesión es rodeado por unas membranas provenientes del retículo endoplásmico. La estructura resultante limitada por membrana que posee organelas dañadas se llama vacuola citoplasmática o citosegresomas. Los organelos citoplasmáticos pegados a la membrana que contienen diversas enzimas hidrolíticas que son sintetizadas por el retículo endoplásmico rugoso y se almacenan en las vesículas del aparato de Golgi se denominan lisosomas primarios. Las vacuolas pegadas a la membrana que contienen material a digerir se denominan fagosomas, cuando los lisosomas primarios se adhieren a ellos forman los lisosomas secundarios o fagolisosomas que digieren las estructuras celulares lesionadas. Algunos de los restos celulares contenidos en la vacuola autofágica resisten la digestión o se digieren incompletamente y persisten en forma de cuerpos residuales ligados a la membrana. La degradación focal de organelas o componentes intracelulares posiblemente es un fenómeno biológico corriente y la secuestración de esta clase de daño representa una reacción adaptativa por la cual las células protegen zonas no atacadas. En cuanto a la persistencia o no de la vacuola autofágica pueden ocurrir tres cosas: 1º en las células limítrofes con una luz o conducto hay datos de que las vacuolas autofágicas o cuerpos residuales pueden ser expulsados mediante un fenómeno que guarda relación con fagocitosis invertida. Esto se ha observado en hepatocitos y células epiteliales que revisten túbulos renales. 2º puede lograrse digestión catalítica completa con desaparición de la vacuola autofágica y 3º en algunos casos persisten cuerpos residuales dentro de un sarcófago en el citoplasma. Los gránulos de lipofucsina que se observan como un pigmento amarillo pardo con el microscopio de luz son cuerpos residuales que probablemente provengan de membranas polimerizadas y parcialmente degradadas de organelas. La lipofucsina es llamada “pigmento de desgaste”. Se observa principalmente en los hepatocitos y fibras musculares cardiacas en individuos seniles. A veces se relaciona con atrofia de la célula y órgano afectado. Si alcanza concentración suficiente puede producir coloración parda del tejido estado llamado atrofia parda. Otras adaptaciones a variaciones ambientales son las estructurales fisiológicas debidas a una alteración del patrón normal de crecimiento. Estos cambios pueden dividirse en tres amplios grupos: 2 1º Aumento de la actividad celular (incremento de tamaño o número de células) generalmente por aumento de las demandas funcionales sobre un tejido o por mayor estímulo hormonal. 2º Disminución de la actividad celular: reducción del tamaño o número de células, generalmente por menor estímulo hormonal de un tejido o por disminución de la demanda funcional. 3º Alteración de la morfología celular (cambio de la diferenciación celular) se produce cuando las modificaciones del ambiente que rodea la célula provocan una variación de la estructura de ésta. Las células pueden adaptarse a un estímulo patológico (enfermedad) ampliando las tres respuestas de adaptación fisiológica anteriores. Asi, pueden alterar su patrón de crecimiento, lo cual se refleja en cambios de tamaño de la célula: atrofia o hipertrofia.Cambios en el número de las células: involución o hiperplasia. Cambios de la diferenciación celular: metaplasia. Ciertos órganos o tejidos pueden adaptarse a un proceso patológico aumentando la masa de células funcionales, esto puede lograrse por dos mecanismos: hiperplasia e hipertrofia. ATROFIA: Es la disminución del tamaño celular por pérdida de la sustancia celular. Cuando participan de este fenómeno un número suficiente de células el tejido u órgano considerado globalmente disminuye de tamaño, es decir se torna atrófico. Este fenómeno puede afectar muchos órganos, pero ocurre principalmente en músculo estriado, órganos sexuales secundarios y encéfalo. Existen dos mecanismos: a. Disminución del tamaño y el volumen de células individuales asociados a reducción del metabolismo y una menor síntesis de proteínas estructurales. La reducción del tamaño de ciertas células se logra mediante un aumento del catabolismo de las proteínas estructurales por autofagia b. muerte de células propias de un órgano o tejido con reducción del número de células funcionales, en este caso se activan genes específicos que desencadenan la disolución celular. Una de las manifestaciones de este tipo de muerte celular se denomina apoptosis. La involución es una forma de atrofia fisiológica de los órganos que implica apoptosis celular 3 HIPERTROFIA: en la adaptación de una célula a un cambio ambiental pueden participar las dimensiones celulares. Este cambio denota aumento del tamaño de las células y por ello mismo aumento de volumen del órgano. El órgano hipertrófico no posee nuevas células. El crecimiento celular depende de síntesis de mayor cantidad de componentes ultra estructurales y no solo de mayor captación de agua. Las células musculares estriadas son las que tienen mayor capacidad de hipertrofiarse quizá porque no se adaptan a la mayor demanda metabólica por división mitótica y por formación de más células para compartir el trabajo. La alteración principal en la célula muscular estriada es el aumento del número de miofilamentos, pero además se produce mayor número de mitocondrias lo mismo que de retículo endoplásmico. El crecimiento nuclear es pequeño y no es proporcional al aumento de volumen de la célula. El cambio ambiental que produce hipertrofia del tejido muscular estriado es principalmente aumento de la carga de trabajo que significa mayor actividad metabólica. La adaptación incluye síntesis de más membranas, enzimas, ATP, mayor nivel de respiración aerobia y más mío filamentos capaces de equilibrar la demanda y la capacidad funcional de la célula. El aumento de la carga de trabajo compartido por mayor número de mío filamentos logra un nivel de actividad metabólica por unidad de volumen celular que no difiere significativamente del que soporta el mío filamento normal. Tipos: compensatoria y hormonal. La hipertrofia puede ser causada por un aumento en la demanda funcional o por un estímulo hormonal específico y puede ocurrir en circunstancias fisiológicas y patológicas. El crecimiento del útero durante la preñez implica hipertrofia e hiperplasia. La hipertrofia celular es estimulada por los estrógenos. Las hormonas causan la hipertrofia al aumentar el metabolismo de las células que exhiben en su superficie los receptores hormonales apropiados. HIPERPLASIA: también es una respuesta a una mayor demanda funcional. Las células que tienen capacidad de división mitótica pueden hacerlo cuando se someten a estados de alarma o se estimulan para tener mayor actividad. Asi la carga es compartida entre un mayor número. Se define como el aumento en el número de células en un órgano o tejido que suele presentar aumento de volumen. La hipertrofia y la hiperplasia están muy relacionadas y a menudo coexisten. Ocurre hiperplasia si las células tienen capacidad de sintetizar DNA, La hiperplasia puede ser una respuesta fisiológica. Se observa óptimamente en el epitelio glandular de la mama femenina en preñez y 4 pubertad, también en el útero grávido acompañado de marcada hipertrofia de las células ya existente de músculo liso. El crecimiento de un riñón cuando el otro se destruye o extirpa se denomina hiperplasia compensatoria, pero realmente este fenómeno implica hipertrofia de nefronas individuales producida por hiperplasia de células epiteliales tubulares. Por lo tanto es un término desorientador. No se sabe exactamente como se controla el fenómeno de la hiperplasia. Se teoriza que cuando el número de células es adecuado para efectuar el trabajo se desencadena un mecanismo de corte o cierre, o que hay un nivel umbral para el estímulo de estado de alarma de las células individuales. La hiperplasia puede no ser uniforme en todo el tejido, en ese caso aparecen nódulos de crecimiento celular excesivo: nódulos hiperplásicos, entre áreas de tejido normal, lo cual se denomina hiperplasia nodular, la mayoría de los ejemplos de ella se dan en tejidos cuyas células responden a una hormona trófica. Es frecuente sobre todo en la próstata, la tiroides, la adrenal y la glándula mamaria. METAPLASIA: es un cambio reversible en el cual una célula de tipo adulto (epitelial o mesenquimatosa) es sustituida por otra célula de tipo adulto. También puede representar una adaptación a un estado de alarma de células muy sensibles a dicho estado por células más resistentes, más capaces de resistir el medio adverso. Ciertos estímulos ambientales de larga duración hacen el ambiente inadecuado para algunos tipos celulares especializados y como respuesta adaptativa, las células que proliferan modifican su patrón de crecimiento y diferenciación. La adaptación de estas células a un cambio de su entorno es mediante su diferenciación hacia un nuevo tipo de célula madura y estable mejor adaptada para resistir el estrés ambiental, esto se denomina metaplasia. La forma más óptima de este fenómeno la encontramos en la metaplasia escamosa, se ve en el aparato respiratorio como una respuesta a la inflamación o la irritación crónica. Los cálculos biliares, de glándulas salivales o de páncreas pueden producir metaplasia del epitelio cilíndrico secretor a epitelio estratificado no funcional. La deficiencia de vitamina A también produce metaplasia escamosa del epitelio respiratorio. En todos estos casos el epitelio escamoso más resistente puede sobrevivir en circunstancias en que el epitelio especializado más frágil con toda probabilidad hubiera sucumbido. En la metaplasia cabe suponer que células de reserva menos diferenciadas sean condicionadas por mecanismos desconocidos para diferenciarse siguiendo lineas divergentes. Aunque las células metaplásicas en el aparato respiratorio por ejemplo tienen capacidad de sobrevivir se pierde un mecanismo protector importante, la secreción de moco. Por lo tanto la metaplasia es una espada de dos filos y en muchos casos es un cambio indeseable, además cuando persisten los factores causales de ella se puede producir transformación cancerosa del epitelio metaplásico. En la metaplasia de células mesenquimatosas es menos patente su carácter de respuesta de adaptación. Los fibroblastos a veces se transforman en osteoblastos o en un condroblasto, produciendo hueso o cartílago en sitios donde normalmente no se hallan estos tejidos. 5 PUNTOS CLAVE Adaptación celular Las células son adaptables dentro de límites fisiológicos. Las células pueden responder a la lesión produciendo proteínas de estrés celular, que las protegen y favorecen su recuperación. El aumento de las demandas se cubre mediante hipertrofia e hiperplasia. La disminución de la demanda provoca atrofia. Los tejidos pueden perder células a través de la apoptosis. Los tejidos pueden adaptarse a las demandas con un cambio de diferenciación conocido como metaplasia. DISPLASIA: es la alteración de las células adultas que se caracteriza por variación en el tamaño, forma y organización. Significa trastorno del desarrollo, se aplica a células epiteliales o mesenquimatosas principalmente las primeras que han experimentado cambios proliferativos algo irregulares y atípicos como respuesta a irritación e inflamación crónica. No es un fenómeno de adaptación, pero se considera aquí por guardar mucha relación con la metaplasia, a veces se llama metaplasia atípica. La displasia epitelial se presenta como pérdida de la orientación normal de una célula epitelial con la otra, acompañada de alteración en su tamaño y forma celulares, volumen y forma del núcleo y caracteres de tinción. Es frecuente en el cuello uterino después de cervicitis crónica muy duradera. El epitelio displásico es engrosado por hiperplasia de células basales lo cual se acompaña de maduración desordenada de las células al continuar hacia las capas superficiales. En el epitelio normal solo se ven figuras mitóticas en la basal, pero en el epitelio displásico puede verse a niveles medios o incluso cerca de la superficie. Parece ser que en el cuello uterino y en el aparato respiratorio, esta clase de displasia participa en la etiología del cáncer, pero no progresa obligatoriamente a neoplasia. Los cambios son reversibles y al eliminar la causa desencadenante el epitelio puede recuperar el aspecto normal. Puede presentarse durante el desarrollo fetal, neonatal o en tejidos adultos que son reemplazados continuamente. MICRO: orientación celular alterada, pleomorfismo (diferente forma y tamaño), hipercromasia nuclear, incremento de la relación núcleo citoplasma, mayor actividad mitótica. Causa: probablemente irritación crónica La disminución de la masa celular por trastornos del desarrollo se denomina: hipoplasia o agenesia 6 Esquemas de las fases de la metaplasia escamosa del epitelio cilíndrico simple del cuello uterino. A) Epitelio cilíndrico normal B) Hiperplasia de células subcilíndricas C) Metaplasia escamosa inmadura D) Metaplasia escamosa madura Tomado de: Kumar,V., Cotran, R.S y Robbins,S.L. Patología Humana. 6ª.ed. Ed McGraw-Hill. Interamericana. 1997. Cheville, Norman. Introducción a la Patología General Veterinaria. Ed. Acribia. Stevens, A., Lowe, J. Anatomía Patológica. 1996 Smith, Jones & Hunt. Patología Veterinaria 1972. 4º Ed. https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:OaFJHqBMz3QJ:aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/m oodle/mod/resource/view.php%3Finpopup%3Dtrue%26id%3D46626+ 7