Concetti Chiave
- L'autofagia consente alle cellule di riciclare componenti danneggiati attraverso i lisosomi, ripristinando gli organelli compromessi.
- La risposta al ripiegamento delle proteine (UPR) affronta l'accumulo di proteine alterate nel reticolo endoplasmico, prevenendo la necrosi.
- Le proteine dello shock termico aiutano a degradare proteine danneggiate, facilitando il recupero delle componenti amminoacidiche.
- L'integrità del genoma è protetta da meccanismi cellulari che rilevano e riparano danni al DNA causati da stress ossidativo.
- Le modificazioni cellulari includono l'ipertrofia, un adattamento fisiologico che può diventare patologico se eccessivo, come nell'ipertrofia cardiaca.
Fenomeni di adattamento cellulare
Le cellule vanno incontro a diversi meccanismi di recupero/adattamento per cercare di evitare la necrosi:1. autofagia: capacità di auto-ingerire componenti cellulari danneggiati attraverso i lisosomi,
così da recuperare materiale e ricostituire l’organello danneggiato;
2. Unfolded Protein Response (UPR): accumulo nel reticolo endoplasmico di proteine alterate;
3. Heat Shock Protein: risposta permessa da proteine dello shock termico, le quali permettono di degradare proteine alterate, così che poi sia possibile le loro componenti amminoacidiche;
4. sorveglianza integrità del genoma: il danno ischemico può incrementare la produzione di ROS, i quali determinano danno del DNA. Per questo motivo la cellula ha sviluppato dei meccanismi che individuano e correggono eventuali danni al DNA;
5. regolazione del metabolismo:
6. modificazioni nel numero di cellule: aplasia (perdita di cellule con possibile scomparsa dell’organo), ipoplasia (diminuzione del numero cellule), iperplasia (aumento del numero di cellule);
7. modificazioni delle dimensioni delle cellule: atrofia, ipotrofia e ipertrofia. Spesso l’ipertrofia si accompagna ad un fenomeno noto come poliploidia: le cellule hanno un numero di cromosomi multiplo intero del corredo aploide perché il DNA si moltiplica, ma la cellula non riesce a dividersi. Questo fenomeno si può riscontrare in tessuti sani e, se in casi isolati, non è indice di un particolare stato patologico. Si consideri a questo proposito il seguente esempio: nei grandi sportivi si riscontra ipertrofia cardiaca, che è una reazione parafisiologica di adattamento. A causa dell’ipertrofia cardiaca il battito rallenta, per compensare l’aumento di forza della pompa cardiaca. Entro certi limiti essa rimane una condizione non pericolosa, ma oltre una certa soglia può portare a danno ischemico, perché aumentano sia il volume delle cellule, sia l’interstizio (eccesso di stroma attorno alla cellulalimita gli scambi). Si tenga presente che se si dovesse risolvere la condizione, la poliploidia rimarrebbe.
Ne sono degli esempi:
• l’ipertrofia cardiaca ventricolare, in cui si va incontro a ipertrofia del ventricolo sinistro per compensare la stenosi a livello aortico e quindi per aumentare la pressione necessaria a garantire un flusso adeguato;
• l’iperplasia dell’endometrio: è fisiologico in età fertile in quanto caratterizza il ciclo mestruale, mentre è patologico durante la menopausa.
Di particolare interesse a questo proposito è anche l’apoptosi: l’apoptosi, assieme alla proliferazione cellulare, provvede al mantenimento dell’omeostasi dell’organismo, permette infatti si evitino grandi variazioni del numero di cellule presenti all’interno del nostro organismo. Quando c’è un’alterazione di questo meccanismo omeostatico si va incontro a patologie da accumulo cellulare (es. neoplasie) oppure di perdita cellulare (es. Alzheimer e perdita di neuroni).
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali meccanismi di adattamento cellulare per evitare la necrosi?
- Come si manifesta l'ipertrofia cardiaca nei grandi sportivi e quali sono i suoi effetti?
- Qual è il ruolo dell'apoptosi nel mantenimento dell'omeostasi dell'organismo?
- Quali sono le differenze tra iperplasia fisiologica e patologica dell'endometrio?
I principali meccanismi includono l'autofagia, la risposta delle proteine non ripiegate (UPR), le proteine dello shock termico, la sorveglianza dell'integrità del genoma, la regolazione del metabolismo, e le modificazioni nel numero e nelle dimensioni delle cellule.
Nei grandi sportivi, l'ipertrofia cardiaca è una reazione parafisiologica di adattamento che rallenta il battito cardiaco per compensare l'aumento di forza della pompa cardiaca. Entro certi limiti, non è pericolosa, ma oltre una certa soglia può portare a danno ischemico.
L'apoptosi, insieme alla proliferazione cellulare, mantiene l'omeostasi dell'organismo evitando grandi variazioni nel numero di cellule, prevenendo patologie da accumulo cellulare o perdita cellulare.
L'iperplasia dell'endometrio è fisiologica in età fertile, caratterizzando il ciclo mestruale, mentre è patologica durante la menopausa.