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Cel Injury

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La Biblioteca Nacional de Medicina El Centro Lester Hill para Comunicaciones Biomédicas La Especialidad Educacional Tecnológica y La Especialidad del Programa de Desarrollo Audiovisual Presentan: Clases de Patología Médica Básica Clase Nº 2: Expresiones Morfológicas de Lesion Celular Este programa examina algunas de las expresiones morfológicas de lesiones celulares. Las células y los tejidos pueden responder a los cambios del ambiente, utilizando diversos mecanismos de adaptación, tales como la atrofia, hipertrofia, hiperplasia y metaplasia. Sin embargo, la célula tiene límites para adaptarse a la tensión del ambiente. Cuando estos límites se sobrepasan, la célula ya no puede adaptarse y muestra indicios de lesión. Casi nunca se menciona que el umbral para provocar lesión, a través de cualquier tensión difiere en cada célula. Aquí se demuestra que una célula lesionada aún podría volver a la normalidad, debido a que la tensión no fue demasiada y la restauración de un ambiente normal comienza dentro de un período limitado de tiempo. Existen diversas substancias y fuerzas en el ambiente, causantes de lesiones celulares. Muchos de los cambios en el ambiente activan las reacciones adaptativas en las células. De todos modos, la lesión resulta de una tensión demasiado fuerte o duradera. Existe una variabilidad considerable entre las células y su sensibilidad a los cambios en el ambiente. Por ejemplo, unos pocos minutos con hipoxia, son suficientes para lesionar a las neuronas. Por otra parte, los fibrocitos podrían soportar la hipoxia por largos períodos, sin sufrir lesión. La base para esta diferencia se da en la actividad metabolica de la célula. En los factores ambientales causantes de lesión, se incluyen diversos fenómenos como: fuerza mecánica excesiva, temperaturas extremas, electricidad, radiación ionizante, agentes químicos y biológicos y la interacción de anticuerpos con varios antígenos. Hay que recordar que al referirnos al ambiente, nos referimos al externo del mismo modo que al interno. Si bien, hay muchas y diversas variaciones ambientales que causan lesiones celulares, las células y tejidos solo pueden reaccionar de forma limitada. La mayoria de las lesiones interfieren en funciones membranales, de producción de energía y/o de sistemas enzimáticos. Despues de ocurrida una lesión, debe transcurrir un período de tiempo para poder detectar los cambios morfológicos consecuentes. Los indicios morfológicos, en algunos tipos de lesión, pueden detectarse dentro de pocos minutos gracias a la microscopía de electrones, ya que con un microscopio de luz toma más tiempo para que los cambios sean visibles. ¿Cómo se detectan las lesiones celulares? Entre las expresiones comunes de las lesiones celulares encontramos descubrimientos como la dilatación del retículo endoplasmático y de las mitocondrias, pérdida de ribosomas, disminuci�n del glic�geno intracelular y aumento del calcio. Tambi�n podemos encontrar cambios en el n�cleo, como la condensaci�n de la cromatina y de la membrana nuclear. Estos cambios se dan, en primera instancia, por la p�rdida de las funciones membranales y por la interferencia en el metabolismo de energ�a de la c�lula. Cualquier interferencia en la producci�n de energ�a da como resultado una disminuci�n en las concentraciones de ATP, lo que hace fallar el bombeo de sodio. Luego, hay filtraci�n en la membrana celular, permitiendo el influjo de sodio, calcio y agua, y la salida del potasio y otros componentes celulares, incluyendo enzimas. Un influjo de agua provoca la dilataci�n de los org�nulos subcelulares. Esto puede demostrarse utilizando la microscop�a de electrones, tal como se muestra en el esquema. La salida de las enzimas hacia el l�quido intersticial puede ser de importancia cl�nica, ya que la detecci�n de niveles elevados de ciertas enzimas en el suero indicar�a la lesi�n celular. Ahora examinaremos unas micrograf�as de electrones para ilustrar el uso de la microscop�a de electrones en la detecci�n de lesiones celulares. La primera micrograf�a muestra una c�lula normal de un h�gado de rat�n. Esta gran estructura oval al borde de la imagen, es el n�cleo con un patr�n normal de cromatina. Estas dos estructuras ovoides son mitocondrias. N�tense las membranas intracelulares normales o crestas. Estos grupos de membranas paralelas son los ret�culos endoplasm�ticos rugosos La matriz citopl�smica puede apreciarse entre estos org�nulos subcelulares. Estos peque�os c�mulos obscuros son dep�sitos normales de glic�geno. Ahora mostramos una micrograf�a de electrones de un h�gado de rat�n envenado experimentalmente con metilmercurio. Esta imagen se tom� cuatro horas despu�s de la exposici�n al veneno. Ahora se puede detectar el edema celular. Esta l�nea vertical representa el borde entre dos hepatocitos y aqu� tenemos un canal�culo biliar entre las c�lulas hep�ticas. Ac� est� el n�cleo de una de las c�lulas. N�tese que la matriz de las c�lulas est� p�lida, lo que demuestra un aumento del contenido de agua. N�tense las mitocondrias, est�n dilatadas debido al influjo del agua; est�n p�lidas y tan dilatadas que las crestas est�n demasiado separadas y comprimidas hacia la periferia. Para notar la diferencia, he aqu� esta mitocondria normal. Para comparar entre las micrograf�as de hepatocitos normales y lesionados de rat�n, a la izquierda de esta imagen se muestra una c�lula normal y, a la derecha, otra envenenada con metilmercurio. Las dos siguientes ilustraciones presentan micrograf�as de neuronas de rat�n que demuestran cambios tempranos en las lesiones celulares. Esta es una micrograf�a de electrones de una neurona normal de rat�n. Esta estructura redonda es el n�cleo. �stos, son nucleolos. Afuera del n�cleo, aqu�, tenemos la matriz celular y org�nulos subcelulares. Ac� se aprecian las mitocondrias. Estas l�neas paralelas, son parte del sistema de la membrana citoplasm�tica. Las siguientes tres im�genes muestran c�lulas lesionadas por una neurotoxina llamada trimetilamina. Esta c�lula hinchada muestra cambios a 48 horas despu�s de la exposici�n al agente t�xico. Este es el n�cleo y el �rea obscura es el nucleolo. El n�cleo est� rodeado por membranas del ret�culo endoplasm�tico, los que est�n dilatados debido al influjo de agua. Para comparar, n�tense que las dos micrograf�as anteriores est�n juntas, las que muestran una neurona normal de rat�n, a la izquierda, y otra lesionada con el ret�culo endoplasm�tico dilatado, a la derecha. Por �ltimo, esta neurona de rat�n muestra un estado m�s avanzado de edema celular, 72 horas despu�s de la exposici�n a la trimetilamina. Aqu� se encuentra el n�cleo, el que fue distorsionado por la acumulaci�n de agua al interior de la c�lula. Esta �rea oscura es el nucleolo, mientras que los grandes espacios claros representan agua acumulada por el ret�culo endoplasm�tico. Muchas de las membranas se unieron, formando otra m�s grande. Esas estructuras cubiertas por capas densas, son axones. Ahora, volviendo a las observaciones realizadas con el microscopio �ptico; aqu� tenemos una representaci�n del resultado de la imbibici�n celular debido al exceso de agua. Las c�lulas se agrandan y toman una apariencia levemente opaca. Este fen�meno se denomina tumefacci�n turbia o edema celular. No solo las c�lulas individuales se extienden, tambi�n el �rgano completo debido al incremento de agua. Se debe recordar que esto es un reflejo de la acumulaci�n de fluido o edema. y no debe confundirse con hipertrofia o hiperplasia. Los �rganos que contienen una gran poblaci�n de c�lulas epiteliales, como el h�gado o el ri��n, por lo general se utilizan para demostrar lesiones celulares. Los indicios de lesiones son m�s f�ciles de detectar en �stos �rganos. Sin embargo, tales manifestaciones de lesiones celulares ocurren en todas las c�lulas y �rganos. Los cambios en las c�lulas lesionadas tambi�n pueden observarse con un microscopio �ptico. Como, por ejemplo, en c�lulas epiteliales tubulares renales lesionadas por hipoxia, en hepatocitos expuestos con anterioridad a alg�n virus hepatot�xico, en c�lulas hep�ticas lesionadas con alcohol et�lico y en el miocardio lesionado por fosfatos met�licos. Esta imagen muestra, a la izquierda, c�lulas epiteliales normales que se forman aparte del t�bulo contorneado proximal. Note el citoplasma normal te�ido de rosa y el n�cleo azul. A la derecha, hay c�lulas de un ri��n lesionado por hipoxia. La estructura en la punta del marcador es una secci�n de un t�bulo proximal. Las c�lulas epiteliales est�n tan hinchadas que el lumen tubular se encuentra obliterado. Si examina con atenci�n el citoplasma, deber�a observar peque�as vacuolas n�tidas, las que son org�nulos subcelulares distendidos por el agua. Ahora se pueden observar las mismas alteraciones en mejor resoluci�n. Aqu� hay otro ejemplo que demuestra el edema celular m�s distendido. Note las vacuolas prominentes de agua. Cuando el edema celular alcanza este punto, esta condici�n se denomina degeneraci�n vacuolar o hidr�pica. Tambi�n vale la pena examinar los cambios nucleares que resultaron de la lesi�n celular. A la izquierda de esta imagen, se muestran los n�cleos normales de c�lulas epiteliales tubulares normales. El material de la cromatina tiene un patr�n reticular difuso y un nucleolo prominente. A la derecha puede notarse el espacio en el centro del n�cleo y la condensaci�n del material de la cromatina, que por lo com�n ocurre en el edema celular. Estos cambios se derivan de la acumulaci�n de agua y las alteraciones en el pH intracelular. Todos los cambios demostrados son expresiones morfol�gicas de lesi�n celular reversible. De haberse restaurado el ambiente dentro de un per�odo limitado de tiempo, estas c�lulas habr�an podido restablecer una homeostasis normal. La hinchaz�n tambi�n puede demostrarse en las c�lulas hep�ticas. En este caso, el motivo de la lesi�n fue un virus. Al costado izquierdo de esta imagen, tenemos hepatocitos normales con citoplasma rosa y n�cleos n�tidos. A la derecha, tenemos un grupo de hepatocitos lesionados, los que posteriormente embebieron agua. N�tese tambi�n la leve dilataci�n del citoplasma. Un acercamiento al mismo tejido puede hacer m�s visibles los cambios. La c�lula al final del puntero no muestra signos de da�o irreversible. De seguir viva esta c�lula, habr�a tenido el potencial para recobrar las funciones normales. Otras c�lulas vecinas muestran cambios que reflejan lesiones irreversibles y ahora est�n muertas. Esas descripciones ser�n analizadas cuando consideremos la muerte celular. La aparici�n de grasa dentro de la c�lula es otra manifestaci�n com�n de lesi�n celular. Ciertas c�lulas, como los lipoc�tos, c�lulas corticales adrenales y c�lulas del corpo l�teo, por lo general contienen l�pidos visibles por microscopio �ptico. Sin embargo, la mayor�a de las c�lulas no contienen la suficiente cantidad de l�pido para ser visibles ante el microscopio �ptico. Por lo tanto, la aparici�n de grasa en algunas c�lulas puede ser una se�al de lesi�n. Con frecuencia, las c�lulas hep�ticas lesionadas acumulan grasa. Este diagrama muestra algunos aspectos del metabolismo de los l�pidos en las c�lulas hep�ticas. Los l�pidos llegan al h�gado en forma de quilomicrones, a trav�s de la vena porta. Los triglic�ridos y los quilomicrones se dispersan en el glicerol y liberan �cidos grasos a trav�s de los hepatocitos. Estos productos de la degradaci�n enzim�tica vuelven a unirse, formando triglic�ridos y se unen a prote�nas que son sintetizadas por el hepatocito. Estas prote�nas se unen a l�pidos denominados lipoprote�nas, luego se segregan hacia las sinusoides hep�ticas y abandonan el h�gado a trav�s de las venas hep�ticas. Los agentes comunes que da�an a los hepatocitos son el alcohol et�lico, que por lo general se ingiere por v�a oral; y los hidrocarburos clorh�dricos, por inhalaci�n. Estas sustancias interfieren en el metabolismo de los hepatocitos y afectan las reacciones enzim�ticas relacionadas con la s�ntesis de lipoprote�nas. El hepatocito no puede secretar los triglic�ridos hasta que se unan con las prote�nas; por lo tanto, al interrumpir la s�ntesis de lipoprote�nas, los triglic�ridos se acumulan en el hepatocito. Si la concentraci�n intracelular es bastante alta, los triglic�ridos forman gotas visibles Despu�s de la lesi�n las c�lulas del miocardio, por lo general, acumulan grasa. El m�sculo, incluyendo el tejido cardiaco, utiliza los �cidos grasos como substrato primario en la producci�n de ATP y est� activamente relacionado al metabolismo del l�pido. Por esto, la lesi�n puede resultar en la acumulaci�n de grasa intracelular en el musculo y en el h�gado. Si bien, puede ocurrir una acumulaci�n anormal de grasa, pr�cticamente, en cualquier c�lula que participe en el metabolismo de l�pidos, hist�ricamente, el h�gado y el coraz�n, en especial el h�gado, se usan como referencia para considerar la acumulaci�n anormal de grasa. Esta secci�n se tom� de un h�gado normal de humano. Note las uniones de los hepatocitos con el citoplasma eosinof�lico. Ahora puede observar el mismo tejido, con mayor amplitud. Note que los n�cleos de las c�lulas son, en su mayor�a, redondos y est�n situados cerca del centro de los hepatocitos. Al examinar los hepatocitos lesionados, observe este n�cleo deforme y desalojado hacia la periferia de la c�lula. Esta vacuola grande y n�tida, representa un gl�bulo de l�pido. Todos los componentes hidr�filos de la c�lula fueron desalojados hac�a la membrana celular, ya que el l�pido es hidr�fobo. Para diferenciar las c�lulas hep�ticas lesionadas y normales, esta imagen muestra c�lulas normales, a la izquierda, y c�lulas con l�pido en su interior, a la derecha. Los nucl�olos a la izquierda son redondos y est�n centrados. A la derecha, est�n dispersos hacia la periferia, debido a los grandes gl�bulos de grasa. No es dif�cil imaginar que una c�lula como �sta, pueda tener problemas para realizar las funciones normales. De hecho, si esa acumulaci�n severa de grasa afectara grandes cantidades de c�lulas, se presentar�an signos cl�nicos de mal funcionamiento hep�tico. En c�lulas como esta, se ven muchas vacuolas peque�as y n�tidas El n�cleo del hepatocito sigue redondo y a�n no se aplana contra la membrana celular. Esto representa una etapa temprana del cambio adiposo. Las gotas peque�as forman gl�bulos cada vez m�s grandes, debido a la acumulaci�n progresiva de la grasa; comprimiendo el contenido intracelular contra la pared celular. Ahora comparemos la secci�n de un h�gado normal, a la izquierda, con la secci�n de la derecha, en donde los peque�os gl�bulos de grasa se encuentran en el hepatocito. Primero, el l�pido se acumula como liposomas los que son peque�as estructuras unidas a las membranas probablemente derivadas del ret�culo endoplasm�tico. Luego, los liposomas se transforman en gotas de grasa neutral, las que forman gl�bulos de l�pido m�s y m�s grandes Si examinamos una micrograf�a de electrones de una c�lula hep�tica de rat�n, tendremos una mejor idea de este fen�meno. Aqu� hay un canal�culo biliar entre dos hepatocitos. Ac�, tenemos el extremo de un n�cleo. Estas son algunas mitocondrias y aquellas estructuras son membranas del ret�culo endoplasm�tico rugoso. N�tese, en especial, las peque�as estructuras delimitadas por membranas que contienen gotas densas de electr�n. Aqu� hay liposomas y las gotas oscuras son lipoprote�nas. Esto representa el comienzo de la acumulaci�n anormal de l�pidos en las c�lulas lesionadas con metilmercurio. Esta micrograf�a representa una etapa avanzada de la acumulaci�n de l�pidos. Ac� est� el n�cleo. Aquellas estructuras son l�pidos neutrales, los que no est�n ligados a la membrana. Esas gotas de l�pido se formaron con la uni�n de liposomas y la p�rdida de las membranas. Estas gotas contin�an uni�ndose hasta formar esos espacios claros que se ven en la microscop�a. Las secciones H y E de los h�gados adiposos observados, se procesaron de modo rutinario, lo que involucra la exposici�n a varios solventes de grasa. Durante la rutina de procesamiento de tejido, el l�pido fue extra�do �ste, dejando el espacio o vacuolas en donde �ste se encontraba antes de ser disuelto. Esta imagen muestra una secci�n de h�gado preparada por la t�cnica de congelamiento de secci�n. para evitar el contacto con los solventes de grasa. Un te�ido rojizo denominado ROJO se utiliz� para te�ir selectivamente la grasa. Ac� se observa el l�pido te�ido de un rojo m�s claro, en los hepatocitos Bajo mejor resoluci�n, el l�pido rojo sobresale m�s. �sta es una secci�n de miocardio de un hombre joven envenenado accidentalmente por un fosfato met�lico. Este tejido se ti�� con sudan black, otro te�ido que selectivamente se une al l�pido. Las zonas negras son colecciones de grasa dentro de las c�lulas mioc�rdicas. En mayor resoluci�n, quiz�s se pueda apreciar mejor la presencia de l�pido intracelular.

Video Details

Duration: 20 minutes and 56 seconds
Country: Chile
Language: English
Views: 150
Posted by: nmercam on Jul 8, 2010

asic Pathology: Morphlogical expressions of cell injury

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