UNEFM, Medicina, Morfofisiología I, Introducción al estudio de la enfermedad, Lesión celular

1. Lesión Celular
Dr. Francisco Calderón
MFP I

2. Alteraciones de la Fisiología Celular
- Adaptación
- Lesión
Ambiente hostil
Célula: unidad morfológica y funcional

3. Lesión celular
Etiología
Fisiopatología
Disfunción
Adaptación celular
Atrofia
Hipertrofia
Hiperplasia
Metaplasia
Bases biológicas de la enfermedad
Muerte celular Necrosis y Apoptosis

4. Definición:
Acontecimiento en el cual se supera el limite
de respuesta adaptativa de la célula a un
estímulo, provoca una lesión celular.
• Lesión celular Reversible.
<<punto de no retorno>>
• Lesión celular Irreversible.
• Muerte celular.

5. Procesos Patológicos.
• Etiología
Factores : 1) Intrínsecos o genéticos
2) Adquiridos (infecciosos, nutricionales, químicos,
físicos, Privación de Oxigeno, etc.)
• Patogenia
Inicio-Ultima expresión de la enfermedad
• Cambios Morfológicos
Alteraciones estructurales en células y tejidos (características de la
enfermedad).
• Trastornos Funcionales
Manifestaciones clínicas (síntomas y signos), la evolución y
pronóstico de la enfermedad.
Significado clínico

6. Causas de Lesión Celular
• Privación de Oxigeno.
Hipoxia respiración oxidativa
Isquemia sustratos metabólicos
• Agentes Físicos.
Traumatismos, temperatura, Presión
Atmosférica, Radiación y Shock
Eléctrico.

7. Causas de Lesión Celular
• Agentes Químicos y Fármacos.
Glucosa y/o Sal condiciones
hipertónicas o por homeostasis
electrolítica, venenos, asbestos, CO,
alcohol y drogas.
• Agentes Infecciosos “ Agentes biológicos”.
Rickettsias, bacterias, hongos,
parásitos.

8. Causas de Lesión Celular
• Reacción Inmunológica.
Reacción: anafiláctica, auto-antígenos
endógenos.
• Trastornos Genéticos.
malformaciones, sustitución de
aminoácidos, anomalías enzimáticas,
alteraciones del ADN.
• Desequilibrios Nutricionales.

9. Causas de Lesión Celular
• Desequilibrios Nutricionales.
Déficit: calórico proteico, vitaminas.
Exceso: Nutricional de lípidos.

10. Hipoxia: disminución de O2
El O2 no llega o no se aprovecha
Falta o ↓ de sangre: ISQUEMIA
Tromboembolismo
Aumento de resistencia arteriolar
Alteraciones de microcirculación
Disminución de la presión de perfusión
Menor contenido de O2:
Atmósfera pobre en O2
Anemia
Intoxicación por monóxido de carbono (CO)
No captación celular de O2: Venenos

11. Hipoxia
Disminuye ATP
Altera membranas
Disfunción
celular
Consecuencias de la hipoxia a nivel celular

12. Agentes químicos y fármacos
• Venenos: Bloquean las cadenas respiratorias
– arsénico, mercurio, etc.
• Contaminantes ambientales
– insecticidas, herbicidas, desechos industriales,
etc.
• Estímulos sociales:
– alcohol, tabaco, drogas de abuso.
• Riesgos ocupacionales:
– Sílice, asbesto, carbón, etc.
• Fármacos: Automedicación e Iatrogenia.

13. Bacterias
liberan toxinas al morir
producen y liberan antígenos
secretan toxinas
Agentes biológicos: Bacterias - Virus

14. síntesis proteica
Virus
alteran
ADN y ARN
neoplasia
división
celular
parásitos intracelulares
Agentes biológicos: Bacterias - Virus

15. Lesión
celular
Alteraciones al microscopio óptico
Alteraciones ultraestructurales

16. Alteraciones
ultraestructurales
• Alteración de membranas
• Cambios mitocondriales
• Alteraciones en el retículo endoplásmico
• Daños cromosómicos
Lesión celular

17. Alteraciones
al
microscopio
óptico
Edema celular
Degeneración grasa
Aumento de eosinofilia
Disminución de glucógeno
Cambios nucleares
Autólisis
Calcificación celular
Lesión celular

18. Lesión Celular Reversible, Irreversible y Muerte
Celular
Principios Relevantes
• Respuesta celular frente a estímulos nocivos
(tipo de lesión, duración y gravedad)
• Consecuencias de la lesión celular (tipo,
estado y capacidad de adaptación de la
célula lesionada)

19. Lesión Celular Reversible, Irreversible y Muerte
Celular
Principios Relevantes
• Sistemas intracelulares vulnerables:
1) Membrana celular
2) Respiración Aerobia
3) Síntesis de Proteínas
4) Aparato genético de la célula.

20. Lesión Celular Reversible, Irreversible y Muerte
Celular
Principios Relevantes
• Interrelación de los Elementos Estructurales
y Bioquímicos de la célula.
• Cambios Morfológicos de la lesión celular
(sistemas bioquímicos)

21. Mecanismos Bioquímicos Generales
(Lesión celular y necrosis):
1) Agotamiento del ATP (fosforilación oxidativa
del ADP, vía glucolítica)
2) Oxígeno y Radicales Libres derivados del
Oxígeno “especies reactivas del oxígeno”.
Estrés oxidativo

22. Mecanismos Bioquímicos Generales
(Lesión celular y la Muerte celular por necrosis):
3)  Ca2+ intracelular y pérdida de la
homeostasis del  Ca2+.
Fosfolipasas.
Proteasas.
ATPasas.
Endonucleasa.

23. Mecanismos Bioquímicos Generales
4) Defectos en la permeabilidad de la
membrana
(agotamiento del ATP y la activación de la
Fosfolipasas).

24. Mecanismos Bioquímicos Generales
5) Lesión Mitocondrial irreversible
(Incremento del Ca2+ citosólico).
• “Transición de permeabilidad mitocondrial
(canal elevada conductancia) irreversible
representa un golpe mortal para la célula”
• Salida de Citocromo c (Soluble/Transporte
electrónico) «Apoptosis»

27. Lesión Celular durante la Isquemia/Hipoxia
Lesión Celular Reversible
• Respiración aeróbica (perdida de la
fosforilación oxidativa y disminución en la
producción de ATP)
• Reducción de la bomba de sodio dependiente
de energía y localizada en la membrana
plasmática; ↑ Na+ intracelular y salida de K+

28. Lesión Celular durante la Isquemia/Hipoxia
Lesión Celular Reversible
• Se altera el metabolismo energético celular.
Glucólisis anaerobia → energía → ATP →
agotamiento de glucógeno →  ácido láctico y
fosfato inorgánico → ↓ pH intracelular.
• Desprendimiento de los Ribosomas del
Retículo endoplasmásmico granular y la
disociación de los polisomas en monosomas →
↓ síntesis de proteínas.

29. Lesión Celular durante la Isquemia/Hipoxia
Lesión Celular Reversible
Consecuencias funcionales
NO significa muerte celular.
Si se restablece el aporte de oxígeno todos
los trastornos son reversibles.

30. Lesión Celular durante la Isquemia/Hipoxia
Lesión Celular Irreversible
Isquemia persistente → lesión celular irreversible
• Tumefacción de las mitocondrias.
• Lesión extensa de las membranas plasmáticas.
• Hinchazón de los lisosomas.
• Afluencia masiva del Ca2+ al interior de la célula.

31. Lesión Celular durante la Isquemia/Hipoxia
Lesión Celular Irreversible
• Perdida de: proteínas, enzimas, coenzimas y
ácidos ribonucleicos a través de las membranas
hiperpermeables.
• Escape de metabólitos importantes para la
reconstitución del ATP con agotamiento de los
fosfatos de alta energía intracelulares.

32. Lesión Celular durante la Isquemia/Hipoxia
Fenómenos que caracterizan la
irreversibilidad:
1. Incapacidad para revertir la disfunción
mitocondrial que conduce a una depleción
del ATP.
2. Trastornos profundos en la función de la
membrana.
La lesión de la membrana celular, es un factor
central en la patogenia de la lesión celular
irreversible.

34. Lesión Celular Reversible Lesión Celular Irreversible
↓ Fosforilación
oxidativa
↓ ATP
↓ Bomba Na
↑ Glucólisis ↓ pH
↓ Glucógeno
↑ Entrada
de Ca, H2O
y Na
Salida de K
Desprendimiento
de los ribosomas
↓ Síntesis
de proteínas
Deposito
de lípidos
Condensación
de la cromatina
Tumefacción
o hinchazón celular
Perdida de microvellosidades
Vesículas
Hinchazón de RE
Figuras de Mielina
Otros
efectos
Lesión de
Membrana
Liberación
intracelular
y activación
de enzimas
lisosomales
Perdida de
fosfolípidos
Alteración del
Citoesqueleto
Radicales libres
Fragmentación
de lípidos
Salida de
enzimas
(CK, LDH)
Entrada
de Ca
↑ Ca en las
mitocondrias
↓ Basofilia
Alteraciones Nucleares
Digestión de Proteínas
Isquemia

35. Lesión Celular por
Isquemia/Reperfusión
1. Compromiso Bioquímico Celular
(perdida de la integridad celular
durante la reperfusión)
2. Inicio de nuevos procesos lesivos
durante la reperfusión.

36. Lesión Celular por Isquemia/Reperfusión
Mecanismos:
•  radicales libres del O2
– Células Parenquimatosas
– Células Endoteliales
– Leucocitos infiltrantes
Reducción incompleta del oxigeno por parte de
las mitocondrias y/o oxidasas procedentes
de los leu/Cel Par/Cel End.
Mecanismos de defensa antioxidantes
comprometidos por la isquemia.

37. Lesión Celular por Isquemia/Reperfusión
Mecanismos:
• Especies reactivas del O2 Incrementan la
Transición de permeabilidad Mitocondrial,
impide la generación de energía por parte
de la mitocondria y ↓ATP muerte Cél.

38. Lesión Celular por Isquemia/Reperfusión
Mecanismos:
Producción de citocinas y  de la expresión de
moléculas de adhesión
(células parenquimatosas y endoteliales hipóxicas)
Reclutamiento de Leu. PMN tejido reperfundido
Lesión Tisular adicional(Inflamación)

39. Lesión Celular inducida por Radicales Libres
• Absorción de la energía radiante.
• Metabolismo enzimático de productos químicos o
fármacos.
• Reacción reducción-oxidación (procesos metabólicos
normales).
• Metales de transición “hierro y cobre”.
Hierro + superóxido → lesión celular oxidativa
• El Oxido Nítrico (NO) puede actuar como radical libre.

40. Lesión Celular inducida por Radicales Libres
Reacciones relevantes para la lesión celular:
• Peroxidación de los lípidos de las membranas.
• Modificación oxidativa de las proteínas.
• Lesión del ADN (Timina).

41. ↓O2
↑Ca Citosolico
↓ATP
Endotelio Leucocitos
Células
Parenquimatosas
Radicales libres
Lesión del
Citoesqueleto
Pérdida de
Aminoácidos
intracelulares
Productos de
fragmentación
de los Lípidos
Pérdida de
fosfolipidoípidos
Lesión de la Membrana
Peroxidación de los Lípidos
Isquemia
Reperfusión
Activación
de las proteasas
Activación de
las fosfolipasas
↑ Degradación de
síntesis fosfolípidos
↓ Reacilación/síntesis
de Fosfolípidos

42. Sistemas Enzimáticos y no enzimáticos que contribuyen
a la inactivación de los Radicales Libres
1) Antioxidantes:
• Vitaminas Liposolubles
• Vitaminas Hidrosolubles
• Glutatión Citosol.
2) Transferrina, Ferritina, Lactoferrina, Ceruloplasmina.
3) Enzimas:
Catalasas, Superoxido dismutasas, Glutatión
Peroxidasa.

43. Lesión Química
Sustancias Químicas, Fármacos y Toxinas.
Mecanismos Generales:
• Actúan directamente combinándose con
componentes Moleculares Críticos u organelas
Celulares.
• La mayor parte de sustancias químicas no son
biológicamente activas → metabolitos tóxicos
reactivos.

44. La Muerte Celular representa el
resultado final de la lesión celular, la
cual puede afectar a cualquier tipo de
célula y es la principal consecuencia
de la isquemia, infección, toxinas y
reacciones inmunitarias.

45. Muerte celular
Elemento crucial:
• Embriogénesis normal.
• Desarrollo del tejido linfoide.
• La involución inducida por mecanismos
hormonales.
• Radioterapia y quimioterapia del cáncer.

46. muerte
celular
Necrosis
Apoptosis
Patrones de muerte celular:

47. célula
normal
equilibrio
homeostático
situaciones
fisiológicas
estímulos o
agresiones
lesión
reversible
irreversible
adaptación
necrosis
apoptosis

48. muerte
celular
Necrosis patológica
con inflamación
injuria
Apoptosis fisiológica o
patológica sin inflamación
injuria
estímulo

50. 1) Necrosis:
Manifestaciones:
• Hinchazón celular o fragmentación celular.
• Desnaturalización y coagulación de las proteínas
citoplásmicas.
• Fragmentación de las organelas celulares.
Cambio morfológico que sigue de la muerte celular
en un tejido vivo.
Mas frecuente (necrosis por coagulación).

51. Necrosis Morfología:
Digestión enzimática de la célula/desnaturalización de las
proteínas: Autolisis y Heterolisis.
M.O:
• Aumento de la eosinofilia.
• Células de Aspecto Esmerilado.

52. Necrosis Morfología:
M.E:
• Discontinuidad de las membranas plasmáticas
y de las organelas.
• Dilatación de las mitocondrias con aparición
de densidades amorfas grandes.
• Figuras de mielina intracitoplasmaticas.
• Detritos eosinofilos amorfos y agregados de
material Velloso “posibles proteínas
desnaturalizadas”.

53. Necrosis Morfología:
A nivel nuclear:
1. Cariólisis: La basofilia de la cromatina
puede desvanecerse.
2. Picnosis: Constricción nuclear y aumento
de la basofilia. El ADN se condensa en una
masa basofilia encogida y sólida.
3. Cariorrexis: El núcleo total o parcialmente
picnótico se fragmenta, en 1 ó 2 días el núcleo
desaparece totalmente.

54. Patrones morfológicos:
Necrosis Coagulativa o por Coagulación:
• Etiología: isquemia y lesión química.
• Desnaturalización y coagulación de las
proteínas del citoplasma/D. de enzimas.
• Perfil básico de la célula preservado por lo
menos durante un día/días.
• Hinchazón intensa o fragmentación celular
intensa.
• Acidosis intranuclear.
• Tejido de consistencia firme.
• IM

55. Patrones morfológicos:
Necrosis Licuefactiva:
• Digestión enzimática (lesiones bacterianas, hongos)
• Acumulación de células inflamatorias
• Masa Liquida viscosa
• Inflamación aguda → Pus «Amarillo o Cremosos»
• Hipoxia → Necrosis licuefactiva
• SNC, Procesos infecciosos.

57. Patrones morfológicos:
Necrosis Caseosa:
• Aspecto de Queso.
• Necrosis coagulativa presente en la TBC.
• Células coaguladas, fragmentadas, encerradas dentro
de un borde inflamatorio.
• Gránulos amorfos (Reacción Granulomatosa)
• Arquitectura tisular desaparece totalmente

58. Patrones morfológicos:
Necrosis Caseosa:

59. Necrosis Caseosa:

60. Patrones morfológicos:
Necrosis Grasa:
Macroscópicamente:
• Áreas Focales de destrucción Grasa área de color
blanco calcáreo «Combinación de ácidos grasos con
Calcio» (lipasa pancreática “saponificación de las
grasas”)
Microscópicamente:
• Células Grasa Necróticas (Focos de perfiles en sombra
de células grasas necróticas.
• Licuefacción de las membranas celulares de adipocitos.
• Depósitos de calcio basófilos rodeados por una reacción
inflamatoria.

62. 2) Apoptosis:
Muerte celular, cuyo objetivo es el de
eliminar las células del huésped que ya no son
necesarias, a través de la activación de una
serie coordinada y programada.

63. 2) Apoptosis:
Se Observa:
• Durante el desarrollo.
• Mecanismo homeostático para el mantenimiento
de las poblaciones celulares.
• Mecanismo de defensa en las reacciones
inmunitarias.
• Lesión Celular por enfermedad o por agentes
lesivos.
• Envejecimiento.

64. La apoptosis es responsable de respuestas
fisiológicas, adaptativas y patológicas
• Destrucción programada de las células durante la
embriogénesis.
• Involución dependiente de Hormonas en el adulto.
• Deleción Celular (células en proliferación).
• Muerte Celular en Tumores.
• Muerte de Neutrófilos (Inf. Aguda)
• Muerte de Células inmunitarias (Linf. T y B)

65. La apoptosis es responsable de respuestas
fisiológicas, adaptativas y patológicas
• Muerte Celular inducida por células T citotóxicas
(Rechazo inmunitario)
• Atrofia Patológica de los órganos parenquimatosos tras
la obstrucción de conductos (Páncreas, Parotida, y
Riñón)
• Lesión celular en enfermedades virales (Hep. Viral →
Cuerpos de Councilman)
• Muerte celular producida por diverso estímulos
nocivos.(hipoxia → estimulo lesivo leve → apoptosis)

66. Morfología:
• Constricción Celular.
• Condensación de la cromatina.
• Formación de vesículas citoplásmicas y
cuerpos apoptóticos.
• Fagocitosis de las células o cuerpos
apoptóticos.

67. Características Bioquímicas:
1. Fragmentación de Proteínas
Caspasas (proteasas de la Cisteína) →
Hidrólisis de Proteínas
Cisterna:
. Estructura Nuclear
. Proteínas del Citoesqueleto
2. Enlaces cruzados en las proteínas
Activación de la transglutamina
Proteínas del citoplasma → cuerpos apoptóticos

68. Características Bioquímicas:
3. Fragmentación del ADN
(Endonucleasas dependientes de Ca2+ y Mg2+)
Oligonucleosomas
4. Reconocimiento Fagocitario
Fosfatidilserina
Trombospondina

69. Mecanismo:
• Vía de la señalización (Señales transmembrana)
• Control e integración (Moléculas reguladoras
intracelulares).
• Fase de ejecución común.
• (Programa de muerte real → Caspasas).
• Eliminación de las células muertas (Fagocitosis).
Ejemplos:
1. Señalización por la familia de receptores del factor de
necrosis Tumoral.
2. Apoptosis estimulada por linfocitos T citotóxicos.
3. Apoptosis por privación de los factores de crecimiento.
4. Lesión del ADN mediada por apoptosis.

70. Disrregulación de la Apoptosis
• Inhibición de la apoptosis e incremento de la
supervivencia celular (Cáncer y trastornos
autoinmunitarios).
• Aumento de la apoptosis y mortalidad celular
excesiva. (Perdida de células normales
protectoras) Ej. Enf. Neurodegenerativas,
Depleción linfocitaria inducida por Virus.

71. ¡Gracias!