REACTII CELULARE LA AGRESIUNI

REACTII CELULARE LA AGRESIUNI

Pe tot parcursul existentei lor, celulele organismului uman trebuie sa faca fata solicitarilor functionale precum si eventualelor agresiuni care, in anumite conditii patologice, actioneaza asupra lor. Celulele pot reactiona la aceste agresiuni in trei moduri diferite:

A.     Se pot adapta la aceste conditii deosebite

B.     Pot dezvolta leziuni (alterari) mai mult sau mai putin reversibile

C.     Pot fi sediul unor modificari ireversibile, care culmineaza cu moartea celulara.

Cei mai importanti factori agresivi care actioneaza la nivel celular sunt:

- Hipoxia si anoxia (reducerea sau sistarea oxigenarii tisulare) sunt generate de diminuarea pana la incetare a aportului sanguin la nivelul unui tesut sau organ (ischemie).

- Agentii chimici: substante chimice poluante, droguri, alcool, componente ale fumului de tigara, medicamente utilizate necorespunzator etc.

- Agentii fizici, reprezentati de traume mecanice, temperaturi extreme, radiatii ionizante, curent electric etc.

- Agentii infectiosi (agenti biologici): virusuri, microbi, paraziti.

Mecanismele prin care agentii nocivi determina lezarea celulelor sunt variate si complexe. Intensitatea si tipul leziunilor aparute depind de o serie de factori, cum ar fi: tipul, intensitatea si durata de actiune al agentului nociv, precum si tipul celulei agresate, starea sa de activitate si potentialul adaptativ al acesteia

A. Modificari adaptative celulare Acestea apar ca urmare a unui stres functional sau ca un efect a unor agenti putin nocivi dar care actioneaza un timp suficient de indelungat. Celulele isi pastreaza viabilitatea dar sufera unele modificari structurale si functionale care ii permit sa faca fata cu bine solicitarilor. Cele mai importante modificari adaptative celulare sunt:

Hipertrofia, definita ca fiind cresterea in volum si greutate a unui tesut sau organ datorita cresterii in volum al celulelor componente. Hipertrofia poate fi fiziologica (hipertrofia musculaturii striate la sportivi) sau patologica (hipertrofia unui organ pereche ca urmare a extirparii celuilalt).

Hiperplazia consta in cresterea in volum si greutate al tesuturilor sau organelor ca urmare a cresterii numarului celulelor componente. Si hiperplazia poate fi fiziologica (miometru in sarcina) sau patologica (endometru in hiperestrogeniemie).

Atrofia, sau involutia, este definita ca fiind reducerea in volum a unui tesut sau organ anterior dezvoltat normal. Cel mai frecvent, atrofia se realizeaza prin scaderea volumului celulelor componente la care se poate asocia uneori scaderea numarului celulelor specializate. Dintre atrofiile fiziologice putem aminti atrofia timusului la pubertate iar dintre cele patologice atrofia musculara la persoanele paralizate.

Metaplazia reprezinta transformarea unui tesut specializat in alt tesut specializat dar mai rezistent la actiune unor agenti nocivi. Cel mai cunoscut exemplu este inlocuirea epiteliul cilindric ciliat bronhic cu un epiteliu pavimentos stratificat, ca urmare a actiunii fumului de tigara (metaplazie pavimentoasa).

Displazia apare ca urmare a actiunii unor agenti extrem de nocivi si este mai mult o reactie degenerativa decat una adaptativa. Presupune aparitia unor modificari ale arhitecturii epiteliale precum si aparitia de atipii citologice. Este considerata o stare precanceroasa.

B. Leziuni (alterari) celulare. Daca limitele raspunsului adaptativ este depasit, sau in circumstante in care adaptarea nu este posibila, pot aparea diverse tipuri de alterari celulare. Cele mai importante dintre acestea poarta denumirea de distrofii (procese degenerative sau acumulari). In acest caz, agentii nocivi determina aparitia unor modificari metabolice sau enzimatice, perceptibile morfologic prin acumularea la nivel intracelular sau intercelular (interstitial) a unor substante chimice de natura endo- sau exogena cu potential citotoxic. In evolutia proceselor degenerative, celulele sau tesuturile isi pot pastra suficiente resurse functionale si structurale (stadiul reversibil). In cazul unor agresiuni prelungite si severe insa, modificarile devin ireversibile, evoluand spre moarte celulara.

Cele mai importante distrofii sunt:

Distrofiile hidroproteice apar atunci cand celulele nu mai sunt capabile sa isi mentina homeostazia hidro-electrolitica. Din punct de vedere patogenic este vorba despre o absorbtie celulara crescuta de apa si sodiu concomitent cu pierdere de potasiu, ceea ce duce la tumefierea (intumescenta) celulelor. Sunt leziunile incipiente care apare in majoritatea agresiunile celulare, indiferent de natura agentul nociv (hipoxie, agenti fizici, chimici, biologici), si sunt de cele mai multe ori reversibile. Pot fi descrise doua tipuri de intumescenta: tulbure (citoplasma este fin granulara) si clara (denumita si edem celular.

Distrofiile nucleoproteice se caracterizeaza prin depozitarea in tesuturi a uratilor, de origine endo- sau exogena.

Cea mai importanta complicatiei a hiperuricemiei este guta. Guta acuta se manifesta ca o artrita, cu toate semnele unei inflamatii acute articulare. In guta cronica, prin depozitarea cristalelor de acid uric in tesuturi, se formeaza asa numitii tofi gutosi. Microscopic acestia sunt constituiti din cristale inconjurate de celule gigante multinucleate si tesut de granulatie. Acesti pot produce importante leziuni la nivelul articulatiilor si tesutului periarticular.

Distrofiile cromoproteice; Cromoproteinele sau pigmentii sunt substante colorate, unii dintre ei fiind constituenti normali ai celulelor, altii acumulandu-se intracelular doar in unele circumstante patologice. Pigmentii pot fi exogeni sau endogeni, cei mai implicati in procese distrofice fiind melanina si bilirubina.

Melanina este un pigment endogen de culoare brun-negricioasa sintetizat in principal la nivelul melanocitelor epidermale, si care are afinitate pentru coloratia Fontana.

Acumularea crescuta de pigment melanic (pigmentatiile melanice) pot aparea in conditii fiziologice sau patologice. Astfel in sarcina apare asa numita cloasma gravidica caracterizata prin hiperpigmentarea organelor genitale externe, areolelor sanilor si a liniei albe abdominale. O hiperpigmentare patologica este intalnita in boala Addison (afectarei cortico-suprarenala

Trebuie amintite aici si depigmentarile melanice. Acestea pot fi localizate (vitiligo) sau generalizate, cu absenta totala a pigmentului melanic, cum se intampla in albinism. In aceasta afectiune tegumentele sunt palide, fotosensibile, parul este blond deschis si irisul depigmentat.

Bilirubina este un pigment de culoare galben-verzuie care nu contine fier, provenit din degradarea hemoglobinei in splina, ficat sau maduva osoasa, rezultand in prima etapa bilirubina neconjugata sau indirecta. Aceasta ajunge la nivel hepatic unde este conjugata cu acid glucuronic, rezultand bilirubina conjugata (directa) care este excretata in bila. La nivel intestinal este degradata in stercobilinogen iar o mica cantitate se elimina prin urina sub forma de urobilinogen.

Cresterea productiei sau/si scaderea eliminarii de bilirubina determina acumularea acesteia in tesuturi, rezultand o entitate clinco-biochimica denumita icter. Se caracterizeaza printr-o coloratie galben-verzuie a pielii, mucoaselor, scleroticii, si organelor interne. Cel mai frecvent icterul apare ca urmare a distrugerii masive de hematii (sindroame hemolitice), dupa hepatitele virale sau ca urmare a obstructiei cailor biliare (icter mecanic).

Distrofiile lipidice mai frecvent intalnite, sunt cele legate de metabolismul trigliceridelor si colesterolului.

Trigliceridele Acumularea de astfel de lipide in alte celule decat cele ale tesutului adipos poarta denumirea de steatoza sau incarcare (degenerare) grasa. Apare intr-o serie circumstante patologice cum ar fi alcoolismul cronic, stari hipoxice, diabetul zaharat, malnutritie, obezitate, diferite intoxicatii. Este in sine un proces reversibil daca este inlaturat agentul declansator.

Steatoza se caracterizeaza microscopic prin prezenta in citoplasma celulara a unor vacuole optic goale de marimi diferite. Uneori aceste vacuole pot conflua dand nastere la depozite largi care imping nucleul la periferie. Datorita presiunii crescute uneori membranele celulare cedeaza, cu eliberarea grasimilor in spatiul interstitial si formarea asa numitelor chisturi grasoase.

Acest fenomen este de regula intalnit in ficat, deoarece acesta este organul cel mai implicat in metabolismul lipidic, dar poate aparea si in cord, rinichi etc. Steatoza hepatica se manifesta printr-un ficat marit in volum si greutate, galbui, friabil, cu marginile rotunjite si capsula sub tensiune. Din punct de vedere topografic, initial, depozitele lipidice afecteaza cel mai frecvent celulele din zona centroloblara hepatica.

Colesterolul Cea mai cunoscuta manifestare distrofica legata de metabolismul colesterolului este arteroscleroza. Leziunea esentiala, caracteristica acestei afectiuni este placa de aterom. Aceasta apare prin acumulare de lipide si in special colesterol, in celulele musculare netede si macrofagele din stratul intimal al arterelor mari.

Xantomatoza. este o alta afectiune specifica hiper- colesterolemiei, caracterizata prin acumularea de colesterol in tesutul conjunctiv subepitelial al pielii si tendoanelor, rezultand mase pseudotumorale care poarta denumirea de xantoame.

Distrofiile glucidice Din acest grup, cea mai importanta afectiune este diabetul zaharat. Este o perturbare metabolica care se caracterizeaza in principal prin hiperglicemie, rezultata dintr-un deficit relativ sau absolut de insulina pancreatica metabolic activa. Etiologia acestei afectiuni nu este complet elucidata. Exista doua tipuri de diabet: insulino-dependent (juvenil) si ne-insulino-dependent.

Din punct de vedere morfologic diabetul zaharat se caracterizeaza printr-o serie de leziuni care, in formele avansate de boala, au un caracter sistemic:

- afectari renale: glomeruloscleroza nodulara, care consta in depunerea de hialin in glomeruli sub forma unor noduli lamelari.

- afectari pancreatice: sunt reprezentate in principal de reducerea numarului si hialinizarea insulelor Langerhans.

- afectari retiniene: microanevrisme, edem, hemoragii alcatuind asa numita retinopatie diabetica care frecvent duce la orbire.

- afectari neurologice cum ar fi neuropatia periferica, care afecteaza in special terminatiile nervoase senzitive si motorii ale membrelor inferioare.

afectari vasculare: arterioloscleroza, care consta in hialinizarea peretilor arteriolelor si capilarelor, asociat cu modificari degenerative endoteliale (microangiopatia diabetica).

Distrofiile minerale; Dintre acestea, cele mai frecvent intalnite sunt cele legate de tulburari in metabolismul calciului. Depunerea anormala de saruri de calciu in tesuturi poarta denumirea de calcificare patologica. Exista doua tipuri de calcificari: distrofice si metastatice.

- Calcificarile distrofice apar la nivelul unor tesuturi alterate, neviabile si se produc fara a exista o tulburare a metabolismului calcic cu hipercalcemie anterioara. Oriunde ar fi localizate, depozitele calcice apar macroscopic ca si granule fine sau mase de dimensiuni mai mari de culoare albicioasa. Microscopic, in coloratiile uzuale, calcificarile apar ca si mase amorfe, bazofile, uneori cu zone de osificare

- Calcificarile metastatice apar la nivelul tesuturilor viabile si reflecta aproape intotdeauna o tulburare a metabolismului calcic cu hipercalcemie. Depozitele pot aparea oriunde dar sunt mai frecvent localizate in interstitiul vaselor de sange, rinichilor si mucoasei gastrice. Histologic, calcificarile metastatic au aspect similar cu a celor distrofice

Distrofia hialina; Hialinul este o substanta cu structura variabila, incomplet studiata, dar care in esenta este constituita din proteine sau glicoproteine. Histologic se coloreaza cu eozina, are structura acelulara omogena, aspect sticlos si se poate depune extracelular si mai rar intracelular.

Depunerea extracelulara de hialin poate avea loc atat in conditii fiziologice (in cicatricele vechi) cat si patologic (la nivelul seroaselor dupa inflamatii cronice). De asemenea, in hipertensiunea avansata si diabetul zaharat, se poate produce hialinizarea peretilor arteriolari.

Hialinoza intracelulara poate aparea la nivelul hepatocitelor in hepatitele virale si alcoolismul cronic.

Distrofia amiloida; Amiloidul este o substanta proteica patologica care se depoziteaza interstitial in diverse tesuturi si organe, determinand atrofia acestora si aparitia de manifestari clinice variate. Patogenia amiloidozei nu este suficient elucidata pana in prezent.

Pe preparate colorate cu Hematoxilin - Eozina, amiloidul apare ca o substanta amorfa, eozinofila, acelulara. Coloratia de electie pentru amiloid este coloratia cu Rosu de Congo, care confera acestuia o tinctorialitate roz-rosietica

In functie de extinderea acumularilor, pot fi descrise amiloidoze generalizate (sistemice) si localizate la nivelul unor ogane. De asemenea, este descrisa o amiloidoza primara (idiopatica) si amiloidoze secundare unor boli degenerative sau unei inflamatii cronice.

Organele afectate prezinta urmatoarele caracteristici:

- Splina este marita in volum, palida, elastica. Pe sectiune se observa depozite amiloidiene translucide cu distributie nodulara sau difuza.

- Rinichii sunt hipertrofiati, palid-albiciosi. Depozitele sunt localizate in glomeruli, si membrana bazala tubulara. In formele avansate, glomerulii sunt inlocuiti complet, tubii sunt atrofiati si interstitiul este hiperplazic.

Ficatul este marit in volum, cu consistenta ferma, cu suprafata neteda, palida si aspect pestrit pe sectiune. Acumularile initiale sunt in zona medio-lobulara de unde se extind, ducand la atrofia marcata a hepatocitelor.

Distrofia fibrinoida; Fibrinoidul este o substanta eozinofila, omogena sau fin granulara care prezinta afinitati tinctoriale asemanatoare cu fibrina. Alterarea fibrinoida a fost descrisa ca o leziune semnificativa, dar nu patognomonica intr-un grup de afectiuni care poarta denumirea de boli de colagen (colagenoze). Mai poate fi intalnita si in alte circumstante patologice: in placenta suferinda, in vasele de la baza ulcerelor septice si din hipertensiunea maligna.

C. Moartea celulara este un eveniment crucial in morfopatologie, reprezentand etapa cea mai severa, finala, a leziunilor celulare. Este bine de stiut ca acest eveniment poate aparea si in afara unor conditii patologice (ex: involutia timusului la pubertate), sau poate fi indusa in scop terapeutic (ex: radio si chimioterapia). Din punct de vedere morfologic, exista doua tipuri de moarte celulara: necroza si apoptoza.

Necroza

Prin necroza se intelege intreg ansamblul de transformari morfologice intracelulare aparute dupa moartea celulelor intr-un organism viu.

Dupa moartea celulelor sunt necesare cateva ore pentru ca modificarile morfologice specifice necrozei sa apara. In prima faza apar urmatoarele modificari:

- citoplasma isi intensifica eozinofilia si eventual poate prezenta vacuole care sa-i confere un aspect "mancat de molii".

- modificari nucleare:: picnoza (micsorarea volumului), leziuni de cariorexis (fragmentarea cromatinei in granule mici grupate in jurul nucleolemei) si de carioliza (distrugerea cromatinei cu scaderea pana la disparitie a tinctorialitatii nucleare).

Odata aparute aceste modificari precoce, masa de celule necrotice va suferi in continuare transformari specifice, permitand diferentierea mai multor tipuri de necroza. Cele mai importante dintre acestea sunt: necroza de coagulare, necroza de lichefactie, necroza cazeoasa, necroza gangrenoasa si necroza grasa.

Necroza de coagulare este tipul cel mai intalnit de necroza, cauzata in principal de intreruperea brutala a aportului sanguin intr-un teritoriu tisular (infarct).

Tesuturile necrozate au un aspect opac, uscat, cenusiu-albicios, de consistenta usor crescuta. Microscopic se observa modificarile nespecifice descrise anterior. Caracteristic este faptul ca in focarul de necroza mai pot fi recunoscute siluetele structurilor histologice anterioare, necroza de coagulare fiind astfel o necroza structurata.

Necroza de lichefactie este intalnita de obicei in infarctele cerebrale (ramolisment) si in zonele de necroza din infectiile bacteriene supurative. Zona afectata este moale, lichefiata, de aspectul terciului. Este o necroza astructurata.

Necroza de cazeificare reprezinta o varietate de necroza de coagulare caracteristica infectiei tuberculoase. Cazeumul are un aspect macroscopic asemanator cu branza proaspata sau cazeina..

Necroza grasa este frecvent intalnita in pancreatita acuta cand, printr-un proces local de saponificare, la nivelul structurilor grase intraabdominale, vor aparea mici noduli sau placi opace de culoare albicios-galbuie, de consistenta ferma si bine conturate, constituind asa zisele "pete de spermantet".

Necroza gangrenoasa este o necroza peste care se suprapune un proces de putrefactie. Este produsa de bacterii care produc degradarea structurilor locale cu degajarea de gaze care dau un miros fetid si o consistenta emfizematoasa tesuturilor afectate. Culoarea variaza de la brun-rosiatic la brun negricios (datorita formarii locale de sulfit de fier din hemoglobina degradata). Exista o cangrena secundara si una primara (gazoasa).

Apoptoza

Este un termen introdus relativ recent (1972) si desemneaza moartea unor celule solitare, inconjurate de celule normale, viabile. Poate aparea in circumstante fiziologice dar si patologice. Apoptoza este un proces caracteristic mortii celulare programate din cursul organogenezei, precum si involutiei celulelor hormono-dependente care survine la adult (ex. endometrul in cursul menstruatiei). Este intalnita si in unele infectii virale, sau dupa actiunea unor agenti nocivi (radiatii, substante toxice) in doze reduse.

Este de semnalat faptul ca, spre deosebire de necroza, apoptoza nu induce o reactie inflamatorie.