Respuestas celulares al estrés y las agresiones tóxicas: adaptación, lesión y muerte.

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Hiperplasia fisiológica: La hiperplasia fisiológica debida a la acción de hormonas o factores de crecimiento se registra en diversas circunstancias: cuando existe necesidad de aumentar la capacidad funcional de órganos sensibles a hormonas, o bien cuando hay necesidad de un aumento compensatorio tras una lesión o una resección.

Hiperplasia patológica: La mayoría de las formas de hiperplasia patológica son causadas por acciones excesivas o inapropiadas de hormonas o factores de crecimiento que actúan sobre células diana.

Mecanismos de la hiperplasia: La hiperplasia es el resultado de una proliferación de células maduras inducida por factores de crecimiento y, en ciertos casos, debida al aumento del desarrollo de nuevas células a partir de células madre tisulares.

Atrofia

La atrofia se define como reducción del tamaño de un órgano o tejido por disminución de las dimensiones y el número de las células. Puede ser fisiológica o patológica. La atrofia fisiológica es habitual durante el desarrollo normal. La atrofia patológica obedece a diversas causas y puede ser local o generalizada. Entre las causas habituales cabe citar las siguientes:

• Falta de actividad (atrofia por desuso). Cuando un hueso fracturado se inmoviliza con una escayola o cuando un paciente queda postrado en cama, se produce una rápida atrofia del músculo esquelético.

• Pérdida de inervación (atrofia por desnervación). El metabolismo y la función normales del músculo esquelético dependen de su inervación.

• Disminución del riego sanguíneo. La reducción gradual del riego sanguíneo de un tejido (isquemia) como consecuencia del lento desarrollo de una enfermedad oclusiva arterial causa atrofia de dicho tejido.

• Nutrición inadecuada. La desnutrición proteínico-calórica pronunciada (marasmo) se asocia a uso de las proteínas del músculo esquelético como fuente de energía, una vez que se han agotado otras reservas, como las del tejido adiposo.

• Pérdida de estimulación endocrina. Muchos tejidos que responden a las hormonas, como las mamas o los órganos reproductores, dependen de la estimulación endocrina para que su metabolismo y su función sean normales.

• Presión. La compresión de los tejidos durante cualquier período de tiempo puede ser causa de atrofia.

Mecanismos de la atrofia

La atrofia es consecuencia de la disminución de la síntesis de proteínas y del aumento de su degradación en las células. En numerosas situaciones, la atrofia va acompañada de un incremento de la autofagia, caracterizado por aparición de un mayor número de vacuolas autofágicas.

Metaplasia

La metaplasia es un cambio reversible en el que un tipo celular diferenciado (epitelial o mesenquimatoso) es reemplazado por otro tipo de células. La metaplasia epitelial más frecuente es la sustitución de un epitelio cilindrico por otro escamoso, como sucede en las vías respiratorias como respuesta a la irritación crónica.

La metaplasia epitelial puede considerarse un arma de doble filo y, en la mayoría de los casos, implica cambios no deseables. Además, las influencias que predisponen a la metaplasia, si son persistentes, pueden originar una transformación maligna en el epitelio metaplásico.

Mecanismos de la metaplasia: La metaplasia no se debe a un cambio en el fenotipo de un tipo celular ya diferenciado, sino que es consecuencia de una reprogramación de células madre que se sabe que existen en los tejidos normales, o de células mesenquimatosas no diferenciadas presentes en el tejido conjuntivo.

Perspectiva general de la lesión y la muerte celulares

La lesión celular se produce cuando las células son sometidas a algún tipo de agresión o estrés de tal magnitud que no son capaces de adaptarse. La lesión puede evolucionar a lo largo de una fase reversible para culminar en la muerte celular.

• Lesión celular reversible. En las fases iniciales o en las formas leves de lesión, los cambios funcionales y morfológicos son reversibles cuando el estímulo perjudicial cesa.

• Muerte celular. Con el daño continuado, la lesión se convierte en irreversible, con lo que la célula no puede recuperarse y muere.

• La necrosis se considera una forma «accidental» y no regulada de muerte celular, causada por afectación de las membranas celulares y por pérdida de la homeostasia iónica. La necrosis es la forma de muerte celular propia de numerosas lesiones frecuentes, como las causadas por isquemia, exposición a toxinas, diversas infecciones y traumatismos.

• Muerte celular programada. A diferencia de lo que sucede en la necrosis, cuando el ADN o las proteínas de la célula resultan dañadas más allá del nivel de posible reparación, la propia célula se da muerte a sí misma mediante apoptosis, una forma de muerte celular que se caracteriza por disolución nuclear, fragmentación de la célula sin pérdida completa de la integridad de la membrana y eliminación rápida de los residuos celulares.

• La apoptosis interviene en múltiples funciones normales y no se asocia necesariamente a lesión celular. En algunos casos la necrosis, como la apoptosis, también es una forma de muerte celular programada.

Causas de lesión celular

Las causas de lesión celular pueden ir desde la agresión física violenta, causada por ejemplo por un accidente automovilístico, hasta sutiles anomalías celulares, como una mutación que produce una carencia de una enzima vital y que afecta a la función metabólica normal.

Restricción de oxígeno. La hipoxia es una carencia de oxígeno causante de lesión celular por respiración oxidativa aeróbica reducida.

Agentes físicos. Entre los agentes físicos potencialmente causantes de lesión celular se cuentan traumatismos mecánicos, temperaturas extremas (quemaduras y frío intenso), cambios repentinos de presión atmosférica, radiación y descargas eléctricas

Sustancias químicas y fármacos. Los compuestos químicos simples, como la glucosa o la sal en concentraciones hipertónicas, pueden producir lesión celular directamente o por alteración del equilibrio electrolítico de las células. Cantidades mínimas de sustancias venenosas, como arsénico, cianuro o sales de mercurio, pueden dañar un número suficiente de células