Daño Celular: Mecanismos y Tipos

Radicales Libres (RL)

Las especies reactivas de oxígeno (ERO) son un tipo de RL. En condiciones normales, las ERO se producen en la célula durante la respiración mitocondrial y la producción de energía, pero son degradadas y eliminadas por los sistemas defensivos celulares. Cuando la producción de ERO aumenta o los sistemas de limpieza son ineficaces, se produce un exceso de RL (estrés oxidativo).

Generación de RL:

Reacciones de óxido-reducción que ocurren en los procesos metabólicos normales.
Absorción de energía radiante.
Durante la inflamación.
Metabolismo enzimático de sustancias químicas o fármacos exógenos.
Metales de transición.
Óxido nítrico (ON).

Eliminación de RL:

Antioxidantes.
El hierro y cobre.
Enzimas: catalasa, superóxido dismutasa (SOD) y glutatión peroxidasa.

Efectos Patológicos de los RL:

Peroxidación lipídica en las membranas.
Modificación oxidativa de las proteínas.
Lesiones del ADN.

Necrosis

Cambios celulares que ocurren después de la muerte celular en un tejido vivo.

Clases:

Coagulativa: Se da por falta de flujo sanguíneo y/o disminución de oxígeno. Forma de necrosis en la que se conserva la arquitectura de los tejidos muertos al menos durante unos días. Ejemplo: infarto.
Licuefactiva: Es producida por actividad enzimática. Los tejidos pierden su arquitectura. Ejemplo: absceso.
Caseosa: Focos de infección tuberculosa. Ejemplo: granuloma.
Fibrinoide: Reacciones inmunitarias que involucran los vasos sanguíneos. Ejemplo: vasculitis.
Grasa: Pancreatitis, por aumento de la lipasa pancreática.
Gangrenosa: Por falta de irrigación que afecta planos tisulares.

Isquemia por Reperfusión

Los tejidos reperfundidos pueden sufrir una pérdida adicional de células, además de las que sufrieron lesiones irreversibles. Esto se debe a varios mecanismos:

Pueden iniciarse lesiones nuevas durante la reoxigenación por el aumento en la producción de especies reactivas del oxígeno y nitrógeno en las células parenquimatosas y endoteliales, y los leucocitos que infiltran la zona.
La inflamación provoca daños tisulares adicionales.
La activación del sistema del complemento puede contribuir también a la isquemia.

Degeneración Hidrópica

Acumulación de agua dentro de las células. La tumefacción se acompaña de la aparición de vacuolas pequeñas intracitoplasmáticas que probablemente corresponden a segmentos distendidos, separados o secuestrados del retículo endoplásmico. Este cuadro de lesión no letal a veces se denomina degeneración hidrópica y se observa más frecuentemente en las células epiteliales de los túbulos contorneados proximales del riñón, en el hígado o en el corazón, luego de envenenamiento con cloroformo, lo mismo que en algunas infecciones, fiebre alta e hipopotasemia.

Apoptosis

Vía intrínseca (mitocondrial): Es el principal mecanismo de la apoptosis en todas las células de los mamíferos. Esto es consecuencia del aumento de la permeabilidad mitocondrial con liberación de moléculas proapoptóticas en el citoplasma. La liberación de proteínas mitocondriales se controla mediante un equilibrio finamente regulado entre los miembros pro y antiapoptóticos de la familia de proteínas Bcl.

Vía extrínseca (iniciada por receptores de muerte): Se inicia por la unión de receptores de muerte en la membrana plasmática de diversas células. Los receptores de muerte son miembros de la familia de receptores del TNF que contienen un dominio citoplasmático implicado en las interacciones entre las proteínas y que se denomina dominio de muerte porque es esencial para la transmisión de señales apoptóticas. Los receptores de muerte son el receptor de TNF de tipo 1 y una proteína relacionada que se llama Fas. La formación de los cuerpos apoptóticos condiciona que las células queden convertidas en fragmentos “comestibles”, que los fagocitos pueden engullir.

Hígado Graso

Se produce por acumulación de un constituyente normal (triglicéridos), conllevando a un aumento de los lípidos intracelulares. El cambio graso en el hígado es reversible, pero en exceso puede dar lugar a una cirrosis. Entre las causas tenemos:

Alcohol
Diabetes
Obesidad
Anorexia
Malnutrición de proteínas (producen cambio graso mediante la reducción de la síntesis de apoproteínas).
Hipoxia (inhibe la oxidación de ácidos grasos).
Ayuno (aumenta la movilización de los ácidos grasos de las reservas periféricas).
Toxinas (alteran la función mitocondrial y microsomal, aumentando la síntesis y reduciendo la degradación de los lípidos).
Anoxia (disminución oxidativa de ácidos grasos).

Otros mecanismos son:

Entrada excesiva de ácidos grasos libres (ej: inanición, tratamiento con corticoides).
Aumento de síntesis de ácidos grasos.
Aumento de esterificación de ácidos grasos por triglicéridos (debido a un aumento de α-glicerofosfato).
Disminución de la síntesis de apoproteínas (por intoxicación por tetracloruro de carbono).
Trastorno de la secreción de lipoproteínas (alcohol).

Mecanismos de Acumulación Intracelular:

Una sustancia endógena normal se produce a una velocidad normal o aumentada, pero la velocidad de metabolismo es inadecuada para su eliminación.
Una sustancia endógena anormal, típicamente el producto de un gen mutado, se acumula por defectos en el plegamiento o transporte y una degradación inadecuada.
Una sustancia endógena normal se acumula por defectos, generalmente hereditarios, en las enzimas necesarias para el metabolismo de la sustancia.
Se deposita una sustancia exógena anormal y se acumula porque la célula no dispone de maquinaria enzimática para degradar la sustancia ni tiene la capacidad para transportarla a otros sitios.