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0.1.1 Mutazioni cellulari ♨

Lista dei files vedi → Patologia & Terapia

La versione precedente si trova sotto → Mutazioni cellulari

Autrice: Bianca Buser	Relatori, Dispense: Dott.essa C. Gutti e Dr. A Bernasconi
Illustrazioni, collegamenti: P.Forster	Categoria: CSA, Patologia, PatGen, Cellula

Mutazioni cellulari: indice (sopprimi) 1. Introduzione 2. Danni cellulari reversibili 2.1 Ipertrofia e iperplasia 2.2 Metaplasia 2.3 Deposito cellulare 3. Danni cellulari irreversibili 3.1 Necrosi 3.2 Tipi di necrosi 3.3 Apoptosi (suicidio cellulare) 3.4 Autrofia e Atrofia 3.5 Importanza dei radicali liberi 4.           Allegati           4.1 Bibliografia 4.2 Pagine correlate, Sitografia 4.3 Commenti, links 4.4 Indice PT Patologia e Terapie 4.5 Motori di ricerca 4.6 Commentbox 4.7 Domini di MedPop

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Danni cellulari

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1.  Introduzione

Il danno cellulare puÚ essere:

• reversibile
• irreversibile e condurre a morte cellulare principalmente per necrosi o apoptosi

Le principali cause di danno cellulare sono:

• mancanza di ossigeno:
  • Ipossia: blocca la respirazione aerobica; la glicosi puÚ funzionare e conservare la produzione di energia

• Ischemia: perdita dell'apporto di sangue arterioso o ostacolo al deflusso venoso in un tessuto. Viene meno l'apporto di substrati metabolici trasportati col sangue (glucosio!!). Danno tissutale pi˘ rapido!

• agenti fisici. traumi meccanici, variazioni di temperatura, ecc.
• agenti chimici-farmaci
• agenti infettivi
• reazioni immunologiche
• alterazioni genetiche (soprattutto enzimatiche)
• squilibri nutrizionali

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2.  Danni cellulari reversibili

Se la cellula fosse un sistema statico e rigido, i cambiamenti ambientali (stress) avrebbero un profondo effetto sulla funzione dei tessuti;È bene ricordare invece che esistono meccanismi omeostatici tali da consentire alle cellule (organismo vivente capace di adattarsi ai cambiamenti) di superare questi stress. La risposta cellulare a stimoli dannosi dipende dal tipo di danno, dalla durata e dalla gravit‡. Ricordiamo che i sistemi pi˘ vulnerabili intracellulari sono:

• integrit‡ della membrana;
• respirazione aerobica;
• sintesi proteica;
• mantenimento integrit‡ genetica.

La cellula ha una capacit‡ accettabile di adattamento a cambiamenti ambientali.

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2.1  Ipertrofia e iperplasia

Importante:
Un aumento della richiesta funzionale di un tessuto puÚ essere soddisfatto da un aumento del numero (iperplasia) o da un aumento del volume (ipertrofia) delle cellule.

Ipertrofia

(reversibile)

L'ipertrofia Ë un aumento di dimensione (volume) delle cellule esistenti, con conseguente aumento delle loro capatic‡ funzionali.

Iperplasia

(reversibile)
L'iperplasia Ë un aumento del numero delle cellule di un tessuto determinato da un aumento delle divisioni cellulari. Questo fenomeno puÚ verificarsi unicamente nei tessuti che contengono cellule capaci di proliferare, quindi NON nel tessuto muscolare scheletrico o cardiaco nË nelle cellule nervose. Le influenze ormonali sono spesso importanti nel condizionare questo tipo di crescita.

L'ingrandimento delle cellule Ë attribuibile ad un aumento della sintesi di componenti strutturali, e si associa ad un'accelerazione del metabolismo cellulare, ad un aumento dei livelli di RNA e degli organelli responsabili delle sintesi proteiche.

Un aumento della massa delle cellule funzionanti per ipertrofia o iperplasia puÚ essere una conseguenza di stimoli fisiologici:

((inserire tabella pag. 6))

L'iperplasia non sempre si presenta in modo uniforme; a volte si manifesta sotto forma di noduli. In questo caso tra aree di tessuto normale possiamo riscontrare noduli di crescita eccessiva (noduli iperplasici) che danno origine ad una iperplasia nodulare (p. es. prostata - tiroide - mammella - surrene).

Nell'iperplasia e ipertrofia l'alterazione della crescita cessa dopo la rimozione dello stimolo ambientale causale, e il tessuto ritorna alle condizioni normali (p. es. gravidanza).

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2.2  Metaplasia

(reversibile)

La metaplasia Ë un adattamento a stimoli ambientali che porta a cambiamenti di differenziazione nella cellula. Alcuni stimoli ambientali di lunga durata possono rendere l'ambiente inadatto ad alcuni tipi di cellule specializzate. In risposta, le cellule proliferanti si adattano cambiando il loro tipo di differenziazione orientandolo verso un nuovo tipo di cellula pi˘ adatto a sopportare il nuovo stimolo ambientale.
La metaplasia si riscontra soprattutto nei tessuti epiteliali.

Alcuni esempi tra i pi˘ frequenti (p. 16): commento:

• Nei bronchi, per effetto dell'irritazione cronica prodotta dal fumo di sigarette, il normale epitelio cilindrico ciliato mucosecernente Ë sostituito da epitelio squamoso (metaplasia squamosa).
• Nella vescica urinaria, in seguito ad un'irritazione cronica dovuta a calcoli vescicali o ad infezioni, il normale epitelio di transizone puÚ essere sostituito da epitelio squamoso.
• L'epitelio squamoso dell'esofago, in caso di reflusso esogageo e in risposta all'esposizione ad acido gastrico, puÚ essere sostituito da epitelio cilindrico.

La metaplasia si riscontra il pi˘ sovente nei tessuti epiteliali, ma puÚ essere osservata anche altrove.
Per esempio aree di tessuto fibroso sottoposto cronicacamente a traumi possono formare osso (metaplasia ossea).

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2.3  Deposito cellulare

Quando si verifica un accumulo di materiale all'interno della cellula si parla di deposito cellulare. Normalmente i materiali che si depositano all'interno della cellula possono essere distinti in 3 categorie:

• componenti normali della cellula si accumulano in eccesso come lipidi, proteine, carboidrati (p.es. glicogeno in caso di diabete)
• sostanze anomale che possono
• pigmenti cioË sostanze colorate o particelle come carbone, metalli (p.es. inalati in certe professioni, il silicio).

Gli accumuli possono localizzarsi all'interno del nucleo o nel citoplasma (nei lisosomi). L'accumulo puÚ essere "reversibile" (vedi glicogeno nel diabete) o "irreversibile" (vedi carbone nelle cellule polmonari).

Le cause possono essere:

1. eccessivo ingresso
2. alterata capacit‡ di mebabolizzazione (deg. grassa)
3. insufficiente capacit‡ di eliminazione

Citiamo alcuni esempi:

Modificazioni lipidiche

Piccole gocce di grasso (lipidi) si riscontrano in molte cellule normali, ma quando un accumulo di grassi diventa visibile al microscopio a luce, allora si parla di "degenerazione grassa o steatosi". Di solito la steatosi Ë osservabile nel fegato come conseguenza di un danno da:

Ipossia

(poco ossigeno), alcool e da un' ampia variet‡ di aggressioni tossiche o chimiche: essa puÚ essere osservata nel miocardio o nell'epitelio del tubulo renale in caso di ipossia.

L'accumulo di lipidi e la sua disposizione all'interno della cellula puÚ essere cosÏ caratteristico da suggerire o addirittura "determinare la diagnosi de una malattia".
(Pag. 28 fig. 3.7, libro di riferimento: Alan Stevens, James Lowe, Patologia, Casa Editrice Amobrosiana).

Accumulo intracellulare di proteine

L'accumulo di depositi proteici Ë meno comune della degenerazione grassa.
Per esempio: se c'Ë una grave proteinuria (aumento di proteine nelle urine) si puÚ osservare accumulo proteico del tubulo prossimale renale (fig. 3.62 libro di riferimento).

Accumulo di glicogeno intracellulare

Il diabete mellito Ë il principale esempio di alterazione del glucosio e di conseguenza del glicogeno.
L'aumento di glucosio nel sangue, dovuto a una insufficiente quantit‡ di insulina, provoca in esso un forte aumento di glucosio e di conseguenza anche nelle urine (glicosuria). Il glucosio viene immagazzinato sotto forma di glicogeno in quantit‡ eccessive a livello del rene, del fegato, ecc. Il controllo dell'iperglicemia puÚ mobilizzare gli accumuli anormali di glicogeno nelle cellule.

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3.  Danni cellulari irreversibili

3.1  Necrosi

(irreversibile)
La risposta cellulare agli stimoli dannosi dipende dal tipo di danno, dalla durata dell'aggressione, dalla gravit‡.
Le conseguenze del danno dipendono dal tipo di cellula, dal suo stato e dalla capacit‡ di adattamento.

Le cellule necrotiche sono cellule morte, ma le cellule morte non sono necessariamente tutte necrotiche.

• La necrosi Ë la somma delle alterazioni morfologiche che si hanno in seguito alla morte cellulare nei tessuti viventi.
• » da tener presente che le cellule muoiono qualche tempo prima che il danno letale possa essere identificato.
• (Parecchi componenti cellulari interdipendenti sono bersagli primari di stimoli lesivi).

I sistemi cellulari pi˘ vulnerabili sono:

• membrane cellulari (mantenimento integrit‡)
• mitocondri (respsirazione aerobia)
• citoscheletro
• DNA cellulare

Data l'interdipendenza, il danno di un sistema provoca danno secondario agli altri e infine, quando si Ë superata una certa soglia di accumulo di danno, si puÚ riscontrare morte cellulare.
(vedi schema: Eventi cellulari nella necrosi)

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3.2  Tipi di necrosi

Esistono vari tipi di necrosi (necrosi coagulativa, necrosi caseosa, ecc.): la morte di una cellula non Ë sempre seguita dall' immediata dissoluzione della carcassa. Si possono riscontrare vie differenti a seconda del bilancio fra proteolisi o coagulazione delle proteine e calcificazione, dando come risultato la comparsa di vari tipi morfologici di necrosi.

N.B.

L'interesse per i vari tipi di necrosi sorge dal fatto che le caratteristiche istologiche danno talvolta indicazioni sulla causa del danno cellulare (per esempio la medicina legale si serve di queste indicazioni per la determinazione delle cause di morte).

Un altro importante interesse sorge dal fatto che quando le cellule muoiono alcune delle loro proteine e dei loro enzimi sono liberati e possono essere ricercati nel sangue. La loro determinazione puÚ essere utilizzata nella pratica clinica per stabilire se un tipo di tessuto È stato danneggiato oppure no.

E' il caso p.es. nella diagnosi di infarto del miocardio. La determinazione, in un prelievo del sangue venoso, di alcuni enzimi caratteristici del muscolo cardiaco Ë di grande importanza nella diagnosi di morte di cellule cardiache, quindi di infarto del miocardio e non di sola ischemia in un episodio di angina pectoris (vedi schema "Enzimi utili nella diagnosi di danno tissutale mediante esame del sangue").

N.B. Danno cellulare letale

Definizione: se il danno Ë massiccio la cellula Ë uccisa immediatamente, senza passare attraverso gli stadi della necrosi. Ci Ú? accade spesso con stimoli fisici o chimici, quali calore o acidi, che coagulano le proteine cellulari.

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3.3  Apoptosi (suicidio cellulare)

L'apoptosi Ë un processo cellulare programmato, dipendente da energia, disegnato per spegnere la vita delle cellule e facilitarne l'eliminazione.
Questo meccanismo controllato di morte cellulare, detto morte cellulare programmata, Ë assai diverso da quello che segue l'applicazione di gravi stimoli lesivi di cui si Ë gi‡ parlato .

N.B. L'involuzione

Definizione: l'involuzione Ë una forma di atrofia fisiologica di un organo che coinvolge il processo di morte cellulare per apoptosi (vedi l'involuzione fisiologica del timo in et‡ adulta).

Fisiologicamente avviene in:

• sviluppo: embriogenesi; organogenesi;
• ciclo mestruale (mediata da ormoni)
• timo
• dopo un processo infiammatorio (morte dei neutrofili)

3.4  Autrofia e Atrofia

Nell'autrofia le proteine e gli ornaganuli delle cellule sono distrutti riducendosi parallelamente alla grandezza e alla capacit‡ della cellula (come gi‡ visto in "atrofia cellulare").
(vedi schema "autofagia e atrofia cellulare").

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3.5  Importanza dei radicali liberi

I radicali liberi (RL) sono atomi o gruppi di atomi che possono facilmente entrare in circolazione formando legame chimico con altri atomi o gruppi di atomi.

Nascono in maggior parte con il lavoro energetico delle cellule (ciclo di Krebs) nei mitocondri. La concentrazione maggiore si trova in organi ad alto consumo energetico,con la trasfomazione di glucosio C₆H₁₂O₆ e acidi grassi con ossigeno O₂ in anidride carbonica CO₂ e acqua H₂O.

Il processo di "respirazione cellulare" Ë maggiormente presente nellle cellule del fegato, dei muscoli e dei neuroni, perchÈ consumano molta energia.
Le cellule dispongono di raffinatissimi meccanismi per neutralizzare questi radicali. La loro durata di vita Ë di solito di pochi millesimi di secondo.-'

I radicali liberi provocano:

• perossidazione dei lipidi di membrana
• frammentazione delle proteine
• lesioni al DNS

I radicali liberi sono estremamene reattivi e di solito sono presenti in basse concentrazioni e per brevissimi tempi.

Esiste comunque un certo numero di sistemi cellulari di difesa (antiossidanti) ad opera della vitamina E e dell'acido ascorbico (vit C) che interrompono la propagazione della catena dei radicali liberi.
Il catrame del tabacco Ë uno dei pi˘ potenti antiossidanti che si conoscono.

Esempi:

• I radicali liberi hanno la capacit‡ di iniziare il processo di ossidazione dei lipidi della membrana. Questa reazione puÚ provocare un processo a cascata che porta al consumo dei lipidi della membrana cellulare ed alla sua morte.
• Invecchiamento e radicali liberi : questa teoria presuppone che l'invecchiamento sia dovuto a:
  1. un continuo aumento di radicali liberi causato da agenti ambientali quali ?
  2. una diminuita disponibilit‡, per ragioni sconosciute, di antiossidanti
  3. una perdita o una diminuzione di attivit‡ di alcuni enzimi quali ? e perchÈ ?

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4.            Allegati          

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4.1  Bibliografia

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4.2  Pagine correlate, Sitografia

• Cellule e malattie cellulari Indice MmP 6
• Infezioni cellulari Lucidi MmP 6.2
• Generalit‡ sulle malattie infettive (virus, clamidi) DispensaPT 1.1
• Traumi cutanei e soccorso Dispensa PT 2.1
• Trattamento delle cicatrici dispensa PT 2.1
• Atrofia it.Wikipedia
• Apoptosi it.Wikipedia
• Necrosi it.Wikipedia
• Iperplasia it.Wikipedia
• Radicali liberi it.Wikipedia

sul Web in Enciclopedia

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4.3  Commenti, links

alla pagina Dermatopatologia

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