Adattamento cellulare

ADATTAMENTO CELLULARE

Per sopravvivere le cellule devono essere in grado di adattarsi a condizioni ambientali ostili, tra cui un ridotto apporto di O₂, elevazione della temperatura, presenza di sostanze tossiche. Per adattamento si intende la capacità delle cellule di modulare alcune funzioni in caso di perturbazioni ambientali. Può trattarsi di ADATTATIVOMETABOLICO, che comportano regolazioni a livello biochimico (es. nel digiuno quando gli acidi grassi vengono mobilizzati dal T. adiposo esseno utilizzati a fini energetici). ADATTAMENTO STRUTTURALE invece, richiede la messa in atto di strategie che alteranola morfologia del tessuto in modo diverso in base al tipo di cellula interessata,all'entità e al tipo di stimolo: atrofia, iperplasia, iperplasia e metaplasia.

ATROFIA:

Riduzione delle dimensioni della cellula. Si tratta di una risposta adattiva che consente alla cellula di sopravvivere in condizioni avverse, riducendo i suoi bisogni metabolici e strutturali. Vengono degradate proteine strutturali e vengono già digeriti tramite "ex" autofagia, coinvolgendo nel sistema lisosomiale. L'atrofia può essere fisiologica o patologica. Sono fisiologiche l'involuzione del timo durante l'adolescenza, la riduzione della massa muscolare con l'invecchiamento e l'involuzione dell'utero dopo il parto. L'atrofia patologica è indotta da:

• Disuso: dopo l'immobilizzazione di un arto in un ingessatura e dopo prolungato degenze a letto, le cellule muscolari scheletriche si adattano a diminuire il carico di sostegno a potere delle proteine contrattili. La dimensione del muscolo e la forza muscolare si riducono. No processo è reversibile.
• Carenza di innervazione: Un danno degli assoni che innervano il muscolo causa un'atrofia della muscolatura scheletrica. È quanto si osserva nelle poliosi.
• Ischemia inadeguata: Se alcuni o talmi stimolazioni insufficienti diminuiscono l'apporto energetico e la cellula si adattano andando incontro ad atrofia. In questo caso l'atrofia interessa principalmente il tessuto non essenziali (es. t. adiposo)

IPERTROFIA:

Aumento delle dimensioni della cellula dovuto a un aumentata sintesi di proteine e alla produzione di più organelli con il fine di aumentare le capacità funzionali. In genere l'ipertrofia è un adattamento che segue a un aumentata richiesta funzionale tessutale ed è caratteristica delle cellule chenon sono in grado di proliferare (es. cellule muscolari e cardiomiociti). Si tratta di un fenomeno potenzionalmente reversibile. Si può verificare in condizioni fisiologiche o patologiche. Fisiologica:

• Ipertrofia dei muscoli scheletrici in risposta al carico di lavoro
• "Il cuore dell'atleta": In Il muscolatura ipertrofica ha bisogno di un apparato enzimatico adeguato soprattutto durante uno sforzo fisico. I cardiomiociti divettano ipertrofici a aumentato di capacità funzionale della pompa cardiaca.

Adattamento Cellulare

Per sopravvivere le cellule devono essere in grado di adattarsi a condizioni ambientali ostili, tra cui un ridotto apporto di O₂, elevazione della temperatura, presenza di sostanze tossiche. Per adattamento si intende la capacità delle cellule di modulare alcune funzioni in caso di perturbazione ambientale. Può tradursi in

Metabolico

che comportano modificazioni a livello biochimico (es. nel digiuno quando gli acidi grassi vengono mobilizzati dal t. adiposo a essere utilizzati a fini energetici).

L’adattamento strutturale invece, prevede la messa in atto di strategie che alterano la morfologia del tessuto in modo diverso in base al tipo di cellula interessata, all’entità e al tipo di stimolo: atrofia, ipertrofia, iperplasia e metaplasia.

Atrofia

Riduzione della dimensione della cellula. Si tratta di una risposta adattiva che consente alla cellula di sopravvivere in condizioni avverse, riducendo i suoi bisogni metabolici e strutturali. Vengono degradate proteine strutturali e enzimi con digerenti tendenziosi (es. mitocondri) e autofagia, coinvolgendo nel sistema lisosomiale. L’atrofia può essere fisiologica o patologica. Sono fisiologiche l’involuzione del timo durante l’adolescenza, la riduzione della massa muscolare con l’immobilizzazione e l’involuzione dell’utero dopo il parto. L’atrofia patologica è indotta da:

• Disuso: dopo l’immobilizzazione di un arto in un’ingessatura e dopo lunghi degenze a letto, le cellule muscolari scheletriche si adattano a diminuire catabolismo di sintesi.
• Carenza di innervazione: Un danno degli esami che innervano il muscolo causa un’atrofia della muscolatura scheletrica. È quanto si osserva nelle poliosi.
• Ischemia insufficienza: Se alcuni o siti di funzioni insufficienti diminuiscono l'apporto energetico e le cellule si adattano andando incontro ad atrofia. In questi casi l’atrofia interessa principalmente i tessuti non essenziali (es. t. adiposo).

Ipertrofia

Aumento delle dimensioni della cellula dovuto a un’aumentata sintesi di proteine e alla produzione di più organelli con il fine di aumentare le capacità funzionali. In genere l’ipertrofia è un adattamento che segue a un’aumentata richiesta funzionale tessutale ed è caratterizzato dalle cellule che non sono in grado di proliferare (es. cellule muscolari e cardiomiociti). Si tratta di un fenomeno potenzialmente reversibile. Si può verificare in condizioni fisiologiche o patologiche.

• Ipertrofia del muscoli scheletrici in risposta al carico di lavoro
• “Il cuore degli atleti”: in t. muscolare ipertrofico ha bisogno di un apparato sintetico adeguato soprattutto durante uno sforzo fisico. I cardiomiociti diventano ipertrofici a aumentata di capacità funzionale della pompa cardiaca.

Iperplasia delle fibre e della ginnastica sportiva durante la gravidanza

Sono osservazioni ormonali, le cellule muscolari base del parto si adattano a leve richieste di maggiori resistenza strutturale aumentando le loro dimensioni. Analogamente le cellule secernenti della ghiandola mammaria si ingrossano aumentando la loro capacita di produrre latte.

Patologiche:

• Per un aumento di richiesta funzionale: Esempio è quello cardiaco di esercizio ripetitivo. Godiamo con alcune modifiche valorici, o negli sportivi che sviluppano un ricambio e uno sbalocco di ibizia.
• A riparato di un ripensamento di un organismo cavo: Esempio nelle occlusioni intestinali, la muscolatura liscia aumenta ipetrofica e aumento la peristalsi nel tentativo di superare le occlusione.

Iperplasia:

Aumento del numero delle cellule di un tessuto. Questo tipo di risposta evolve in escusivo delle cellule che mantengono, dopo la nascita, la capacita’ di proliferare di iperplasia. Si può verificare in condizioni fisiologiche.

• Per stimolazione ormonale: Durante il ciclo mestruale le ghiandole dell'endometrio aumentano di endometrio e produzione delle cellule.
• Come risposta compensatoria: Un seguito a un epatectoma parziale, ep capacita' proliferano e ricostruire un parte di seguito aspettativa.

Condizioni patologiche:

• Per rinnovare stimolo ormonale: Un eccessiva e/o prolungata stimolazione estrogenica può indurre una proliferazione abnorme dell'endometrio interno e predisporre all'insorgenza di neoplasie.
• Per compressazione: Un seguito alla perdita di funzione di un rene si assiste all'iperplasia del rene controlaterale.

Iperplasia e iperplasia possono essere independenti o essere presenta contemporaneamente

Metaplasia:

Modificare rersedibile in cui cellule differenziante di un altro tipo, ma con la stessa origine embodiologica. Sono le cellule staminali “residenti nel tessuto che vengono “riprogramnmate” e danno origine alla metaplasia con il fine di migliorare la resistenza tessutale a uno stimolo patologico.

Es.: “Metaplasia squamosa dell’epitelio bronchiale nei fumatori.”

“Metaplasia dell’epitelio squamoso dell’esofago.”

Danno e morte cellulare

Le risposte adattative possono svilupparsi solo se lo stimolo lesivo può essere tollerato dalle cellule colpite. Quando lo stimolo lesivo oblitera i processi cellulari fondamentali causando alterazioni che superano i limiti della capacità adattativa, la cellula va incontro a morte. Vi è necrosi. Un'altra modalità di morte più programmata e strettamente controllata è apoptosi, attraverso cui l'organismo è in grado di mantenere costante il numero delle sue cellule.

Necrosi

È la morte cellulare accidentale, conseguente a stimoli patologici intensi di varia natura (es. traumi, alte temperature, veleni, tossine, ischemia...). Si interessa gruppi più o meno estesi di cellule.

Radicali liberi e ipossia hanno un ruolo importante nella necrosi.

Radicali liberi

Reagiscono all'interno della cellula ossidando molecole complesse quindi: fosfolipidi di membrana, acidi nucleici e proteine. I radicali sono continuamente prodotti durante le reazioni ossidative del metabolismo cellulare. Le cellule sono in grado di neutralizzarli grazie alla presenza di sostanze antiossidanti come la vitamina E. Il danno cellulare si verifica quando i radicali sono prodotti in eccesso o quando si verificano difetti nei meccanismi enzimatici di eliminazione. I radicali possono essere prodotti anche da metabolismo intermedio di alcune sostanze tossiche e da farmaci, o dai leucociti nel corso della risposta infiammatoria.

Ipossia

Riduzione della quantità di O2 disponibile per le cellule, determina una ridotta produzione di ATP che non consente alle cellule di sostenere i processi metabolici che ne dipendono (es. Na potassio, Ca, sofferenza e, dopo un periodo transitorio di sofferenza, determina la morte per necrosi).

Causa frequente di ipossia è l'ischemia.

Riduzione dell'apporto ematico ad un T.

Effetti

• Rapidi di insorgenza: se l'ostruzione è lenta c'è il tempo perché si formino una rete di vasi collaterali che in parte sopperisce al deficit circolatorio
• Se cellule del tessuto interessato
• Se tipo di circolazione dell'organo colpito
• Da sensibilità del T. all'ipossia

Caratteristiche nella cellula necrotica

Un esempio che ben illustra i meccanismi alla base della necrosi viene dalle cellule sottoposte a ischemia. A causa dell'ipossia i mitocondri non producono ATP in quantità adeguata. Ciò comporta elaborazioni del trasporto ionico attraverso la membrana con aumento del sodio intracellulare e conseguente rigonfiamento.

Entro certi limiti il danno può essere reversibile e si assiste a modificazioni morfologiche riconoscibili, ma più progrediscono fino all'irreversibilità. Con il persistere dello stimolo patologico, si accentua lo squilibrio ionico e aumenta la edema intracellulare.

Quest' ultimo attiva molti enzimi, tra cui le proteasi che disgregazione il citoscheletro, e le fosfolipasi che danneggiano tutte le membrane. I caspasi riescono poi ad attaccare i loro enzimi capaci di degradare tutte le strutture cellulari. Il DNA genomico viene degradato in frammenti di lunghezza variabile dalle nucleasi. L' autofagia è da perdita degli integrità strutturale della cellula.

I detriti cellulari e gli enzimi iniziano il processo infiammatorio finalizzato a combattere e rimuovere gli stimoli patologici.

Tipi di necrosi:

• Necrosi coagulativa: Tipica delle patologie ischemiche, la degradazione, ipossia e il mantenimento del piano cellulare rappresentano le caratteristiche fondamentali. È derivativa del t. e vulnerabile staccabile continuamente.
• Necrosi caseosa: "Ig t. pancakes il branching è morbido con aspetto di formaggio modro.
• Necrosi colliquativa: Tipica delle infezioni batteriche, determinata dalla massiccia presenza di enzimi disomogenei o di fattori solubili citotossici che porta a liquefazione del t.
• Gangrena secca: Necrosi coagulativa nella quale il t. assume aspetto necrotico e muffiformato. È assenza di infezioni in atto, è caratteristiche di piede diabetico.
• Gangrena umida: Associalo a necrosi colliquativa ed è caratterizzata da compressione infettiva che determinano la liquefazione del t.
• Gangrena gassosa: Complicanza infettiva di materiale accidenti: si estende generalmente in seguito a ferite e okazoni, dove batteri anerobici colonizzarono e il t. risultano con produzione di gas.

Apoptosi

Modalità di morte cellulare programmata e controllata.

Nell' adulto il numero delle cellule rimane costante grazie all' equilibrio tra le cellule che proliferano e quelle che hanno esaurito il loro compito e stanno incontro ad apoptosi.

Le staminali presenti nel t. hanno il compito di generare nuova cellule.

Esempi di apoptosi fisiologici:

• Regressione dei vasi sanguigni dei posto prenatale o dei dotti da Muller/Wolff nello determinazione del sesso durante l' embriogenesi.
• Sostituzione delle cellule epiteliali dei villi intestinale.
• Involuzione del timo nell'adulto.
• Morte cellulare indotta dai linfociti T citotossici nelle cellule tonsseologie.

L' apoptosi può anche essere indotta da stimoli patologici.

I radiogenii, somnici, tossine e radicali liberi possono provocare danni al DNA delle cellule che, se non riparati, innestano il apoptosi.

Caratteristiche della cellula apoptotica

La cromatina si addensa sotto la membrana nucleare e viene degradato in frammenti da endonucleasi specifiche. La membrana plasmatica presenta delle invaginazioni che accusano a formarsi, suddividendo il citoplasma in vescicole chiamate corpi apoptotici, senza ^rilascio^ di materiale cellulare nell'ambiente extracellulare. I corpi apoptotici sono ^^ fagocitati dai macrofagi ed eliminati dall'ambiente fagocitato.

L'intero processo avviene senza perdita dell'integrità delle membrane e quindi senza induzione di fenomeni infiammatori.

Vie di attivazione dell'apoptosi

Può essere attivata attraverso una via estrinseca, recettoriale, o una via intrinseca mitocondriale.

Da via estrinseca prevede l'intervento di mediatori solubili che attivano i recettori specifici sulla superficie cellulare e innescano la traduzione del segnale di morte. Questa via di attivazione è utilizzata dalle cellule del sistema immunitario mentre svolgono il compito di immunosorveglianza.

L'attivazione della via causata da radicali liberi, come avviene in caso di radioterapia, o da farmaci antitumorali, è in grado di indurre il'apoptosi attraverso la via intrinseca alterando il giu no crossofressista PS3 che funziona da guardiano dell'integrità del gamoma, in un primo momento o attiva i meccanismi di riparazione del DNA, se la riparazione non ha successo, PS3 modula la trascrizione di fattori che soluzioni all'apoptosi, avviando così il processo di suicido cellulare con il fine di evitare la conservazione di una mutazione potenzialmente dannosa x l'organismo.

Lo stimolo apoptotico aumenta la permeabilità della membrana mitocondriale con conseguente rilascio nel citoplasma di citocromo C che attiva le caspasi estrinseca. L'indice è a livello della membrana mitocondriale che sono regolazate le proteine pro-e anti-apoptotiche: bcl-2 inibisce e l'apoptosi indolo da numerosi stimoli; bax e bad invece promuovono l'apoptosi.

La carenza di fattori di crescita o di ormoni agisse direttamente sui mitocondri alterando l'equilibrio fra proteine pro- e anti-apoptotiche.

Sia la via estrinseca che quella intrinseca convergono nell'attivazione a cascata di una serie di zenzini, le CASPASI, esecutori finali dell'apoptosi. Possono essere attivate anche direttamente quando i linfociti T citotossici inoculano nelle cellule bersaglio proteine come il granzyme B. Gli asomi caspasi inizianti e efettivi.

Paradosso del paradosso del vaccinnista apoptotico

Ci sono casi in cui la regolazione dell'apoptosi è alterata con conseguente insorgere di anomalie, Un eccesso di apoptosi si verifica.