LESIÓN CELULAR

La célula está expuesta y no se encuentra exenta de las agresiones a las que el organismo se enfrenta, ya sea los rayos UV, sustancias químicas, estrés físico, entre otros. Cuando hablamos de lesión nos referimos a situaciones en que la célula se expone a situaciones que puedan afectar su estructura y funcionamiento normal, estos actos de agresión pueden ser tan fatales que la célula pierde la batalla y termina muriendo, o puede ser hasta cierto punto no mortal y la célula utiliza mecanismos con los cuales busca sobrevivir. El agente agresor tiene ciertas características como lo son: el tipo, la intensidad y la duración, de esto dependerá de que grave y a que magnitud llegue la lesión.

Las causas de lesión celular pueden ser:

·         Hipoxia: reduce la respiración oxidativa de las células.

·   Agentes físicos: traumatismos mecánicos, temperaturas extremas, cambios súbitos de presión, radiación y coques eléctricos.

·         Agentes químicos y fármacos

·         Agentes infecciosos

·  Reacciones inmunológicas: reacciones que causan daño frente a auto antígenos endógenos

·  Alteraciones genéticas: deficiencia de proteínas estructurales, defectos enzimáticos, acumulación de ADN lesionado, o problemas en el plegamiento de las proteínas.

·         Desequilibrio nutricional: deficiencia proteico-calórica.

Las lesiones pueden ser de dos tipos:

1.  Lesión reversible: fases precoces o formas leves de lesión, los cambios funcionales y morfológicos son reversibles, siempre y cuando se elimine el estímulo lesivo.

2. Lesión irreversible: el agente lesivo es tan fuerte y agresivo que la célula y sus mecanismos de defensa y de sobrevivencia no logran controlar o adaptarse a la situación, terminando entonces en MUERTE CELULAR.

Como se había comentado anteriormente la célula responde a la agresión y sufre una serie de cambios, entre los que tenemos los mecanismos bioquímicos:

1.    DEPLECIÓN DE ATP: se asocia con frecuencia a hipoxia y a la lesión química (tóxicos). El ATP se sintetiza de dos formas:

a.    Principalmente se consigue ATP gracias a la fosforilacion oxidativa del ADP. Pero este proceso es dependiente de oxígeno.

b.    La vía glucolitica, que puede generar ATP en ausencia de oxígeno.

Existen tejidos que pueden sobrevivir un mayor tiempo sin recibir aporte de oxigeno como el encéfalo, porque tienen una mayor capacidad glucolitica. La depleción de ATP hasta el 5 – 10 % de las concentraciones celulares normales puede generar:

·         La bomba Na-K que es dependiente de ATP frenaría su función causando la acumulación de Na dentro de la célula, atrayendo agua desde el exterior provocando edema.

·         A diferencia de ATP los procesos metabólicos para la producción de energía fallan, la célula en busca de sobrevivir realiza glucolisis anaerobia que da como resultado ácido láctico, con esto disminuye el PH intracelular desactivando muchas de las enzimas.

·         El fracaso de la bomba de Ca genera el acumulo de calcio dentro de la célula, lesionando entonces numerosos componentes (provoca la lesión de la mitocondria)

·         En último término se producen lesiones irreversibles en la membrana mitocondrial y lisosomicas, llevando a la muerte celular.

2.  ESTRÉS OXIDATIVO: acumulación de radicales libres derivados del oxígeno (grupos ERO). Estos se forman a partir de la respiración mitocondrial y producción de energía. Cuando se chocan con partículas orgánicas (lípidos, proteínas, hidratos de carbono y ácidos nucleicos) genera daño a la célula por ser estos componentes fundamentales para esta. Los radicales libres inician reacciones auto-catalíticas que convierten moléculas en otros radicales. Para contrarrestar esto, la célula utiliza un mecanismo de defensa para acabar con estos radicales libres. Cuando el desequilibrio entre la producción de radicales libres  su eliminación se pierde, se produce una condición conocida como ESTRÉS OXIDATIVO.

3.    LESIÓN MITOCONDRIAL (SOLO OCURRE CUANDO EL DAÑO ES IRREVERSIBLE): las mitocondrias son sensibles a casi todos los estímulos nocivos como: el aumento en la concentración de Ca citosolico, especies reactivas del oxígeno, hipoxia y toxinas. Las lesiones mitocondriales se asocian a dos consecuencias fundamentales:

·         Cuando la mitocondria se lesiona se produce la apertura del poro de transición de la permeabilidad mitocondrial, generando el bloqueo de la fosforilacion oxidativa del ATP.

·         Las mitocondrias secuestran varias proteínas entre su membrana interna y externa dentro de las cuales se encuentra la Citocromo c, que activa de manera indirecta la apoptosis estimulando a las Caspasas (responsables directas). Una lesión mitocondrial permitiría que estas enzimas escaparan y la célula muera entonces por apoptosis.

4.    ENTRADA DE Ca Y PERDIDA DE LA HOMEOSTASIS: el Ca se encuentra en pequeñas concentración en el medio intracelular en comparación con el medio extracelular. La isquemia y algunas toxinas aumentan la concentración intracelular generando entonces:

·         Apertura del poro de transición de la permeabilidad mitocondrial

·         Activa a fosfolipasas, endonucleasas, ATPasas y caspasas.

5.    DEFECTOS EN LA PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA: se debe al agotamiento del ATP, acumulo de Ca intracelular secundario a isquemia, especies reactivas del oxígeno, reducción de la síntesis de fosfolípidos.

HIPOXIA E ISQUEMIA

Durante la hipoxia, la célula mantiene la producción de energía por medio de la glucolisis anaerobia; por el contrario en la isquemia al haber reducción de flujo sanguíneo y por ende de nutrientes, no van a haber sustratos para la obtención de energía por medios alternos (diferentes a la glucolisis)

La isquemia puede provocar lesión más rápidas y graves que la hipoxia asociada a isquemia. El musculo cardiaco deja de contraerse a los 60 segundos de la oclusión coronaria. Pero está perdida de contractibilidad no implica muerte celular.

Lesión por isquemia – reperfusión: cuando se recupera el flujo sanguíneo hacia las células que han sufrido hipoxia pero que no han muerto, se produce algo que aunque paradójico es real, y es que los tejidos reperfundidos pueden sufrir una perdida adicional de células además de las que sufrieron lesiones irreversibles al final de la isquemia.

Lesión por sustancias químicas (toxicas): inducen daño celular por uno de los dos mecanismos:

·         Directo: las sustancias químicas reemplazan componentes moleculares esenciales. Por ejemplo: el cloruro de mercurio se une al grupo sulfidrhilo de las proteínas de la membrana celular, favoreciendo la perdida de la permeabilidad. Se ven afectados más que todo, las células del riñón y el intestino.

·         Indirecto: sustancias que luego de ingresar al organismo tienen que ser transformadas para tener un efecto toxico. Por ejemplo: el acetaminofén es transformado en un producto toxico durante la destoxificacion en el hígado produciendo daño celular.

La apoptosis y la necrosis pueden coexistir y la apoptosis inducida por estímulos patológicos puede evolucionar a necrosis.

En la apoptosis la membrana plasmática varia en su composición para así ser reconocida por los fagocitos y ser finalmente eliminada. Este cambio se debe a una transferencia de fosfatidilserina desde la hoja interna de la membrana hacia la externa. La autofagia es un mecanismo de supervivencia en el que la célula se come su propio contenido a falta de nutrientes.