Anatomia patologica - il danno ischemico e ipossico

DANNO ISCHEMICO ED IPOSSICO

È il tipo più comune di danno cellulare in clinica. A differenza dell'ipossia, durante la quale la produzione di energia per via gli colitica può continuare, l'ischemia compromette l'arrivo di substrati per la glicolisi. Quindi nei tessuti ischemici, la produzione di energia per via aerobia si ferma dopo che i substrati per la glicolisi sono terminati e dopo che la funzione gli colitica è inibita dall'accumulo di metaboliti che in condizioni normali vengono rimossi dal flusso sanguigno.

L'ischemia quindi porta a danno tessutale più velocemente dell'ipossia. Il danno ischemico è l'espressione clinica più comune del danno cellulare dovuto a mancanza di ossigeno. Durante l'ischemia si verificano modificazioni patologiche complesse in diversi sistemi cellulari. Col tempo, queste alterazioni si aggravano, compromettendo infine strutture vitali e componenti biochimiche.

provocando la mortecellulare. Comunque, fino a un certo punto, per un periodo di tempo variabile da un tipo cellulare ad un altro, il danno è in grado di essere riparato e le cellule colpite possono tornare ad uno stato di normalità se i substrati metabolici sono nuovamente resi disponibili dal ripristino della circolazione sanguigna. Le modificazioni patologiche caratteristiche delle cellule ischemiche che cono in grado di ripristinare una condizione normale, se gliene venga data l'opportunità, prendono il nome di danno ischemico reversibile. Con il prolungarsi dell'ischemia, le strutture cellulari continuano a deteriorarsi, per l'inesorabile progressione dei meccanismi di danno. Con il tempo, l'apparato energetico della cellula (catena mitocondriale e via glicolitica) si danneggia irreparabilmente. A questo punto tutto il danno ischemico può essere ricondotto alla deplezione cellulare di ATP e all'incapacità di generare composti ad

alta energia tanto da essere considerato un punto di non ritorno, a cui una volta giunti la riperfusione non permette il recupero. Anche se l'apparato energetico fosse rimasto intatto, il danno irreparabile al genoma o alle membrane cellulari assicurerebbe una evoluzione letale indipendentemente dalla riperfusione. Questo è il danno ischemico irreversibile. In particolari circostanze, quando viene ripristinato il flusso di sangue in cellule che erano andate incontro ad ischemia senza morire, il danno è spesso esacerbato e procede ad un ritmo accelerato. Di conseguenza, i tessuti vanno incontro a perdita di cellule in aggiunta a quelle già irreversibilmente danneggiate alla fine dell'ischemia. Questo danno da ischemia/riperfusione è significativo poiché un appropriato trattamento permette di diminuire la frazione di cellule che sarebbero destinate a morire nell'area a rischio.

Danno cellulare reversibile - il primo punto di attacco

La causa dell'ipossia è la respirazione cellulare aerobica, cioè la fosforilazione ossidativa mitocondriale. Visto che la tensione di O2 della cellula diminuisce, c'è perdita della fosforilazione ossidativa e ridotta produzione di ATP. La riduzione di ATP ha ampi effetti su molti sistemi all'interno della cellula:

1. L'attività della pompa sodica di membrana ATP-dipendente si riduce. La mancanza di questo sistema di trasporto attivo, dovuta a una diminuzione della concentrazione di ATP e all'aumento dell'attività ATPasica, causa accumulo di sodio intracellulare con diffusione del potassio al di fuori della cellula. L'entrata netta di soluti è accompagnata da acquisto di acqua per osmosi, rigonfiamento cellulare e dilatazione del reticolo endoplasmatico.
2. Un secondo meccanismo che causa rigonfiamento è l'aumento della pressione osmotica intracellulare dovuta all'accumulo di cataboliti, come fosfati inorganici, lattato e nucleosidi.

Il metabolismo cellulare energetico è alterato. Quando il livello di O2 si abbassa, la fosforilazione ossidativa cessa e la cellula si affida alla glicolisi per la produzione energetica. La diminuzione di ATP nella cellula e l'aumento associato a AMP stimolano la fosfofruttochinasi e l'attività delle fosforilasi. Questo determina un aumento della glicolisi anaerobia al fine di mantenere la produzione di energia cellulare, ottenendo ATP attraverso il metabolismo di glucosio derivato dal glicogeno. Di conseguenza, i depositi di glicogeno vengono rapidamente esauriti. La glicolisi determina accumulo di acido lattico e fosfati inorganici che derivano dall'idrolisi degli esteri del fosfato. Questo porta a riduzione del pH intracellulare. 3. Il fenomeno che si verifica successivamente è la distruzione strutturale dell'apparato di sintesi delle proteine che si manifesta sotto forma di distacco dei ribosomi dal Reticolo Endoplasmatico Rugoso e nella dissociazione.

di polisomi a monosomi, con conseguente riduzione della sintesi proteica.

4. Nel danno cellulare reversibile possono verificarsi conseguenze funzionali. Il muscolo cardiaco cessa di contrarsi entro 60 secondi dalla occlusione coronarica. Se l'ipossia prosegue, l'aggravarsi della deplezione di ATP causa ulteriori danni morfologici. Il citoscheletro si disgrega, con perdita di strutture cellulari fini come i microvilli e con la formazione di protuberanze (blebs). All'interno del citoplasma o a livello extracellulare si possono osservare "figure mieliniche", che derivano dalla membrana plasmatica cellulare o degli organuli. Si ritiene che si formino in seguito alla dissociazione di lipoproteine con smascheramento dei gruppi fosfati, che promuovono la captazione e l'inserimento di molecole di acqua tra gli strati lamellari delle membrane. In questa fase i mitocondri sono solitamente rigonfi, per l'incapacità di controllare il loro volume. Il RE è

Il tessuto è notevolmente dilatato e la cellula intera è rigonfia, con aumento della concentrazione di acqua, sodio e cloruro e diminuita concentrazione di potassio. Se si ripristina l'afflusso di ossigeno, tutte queste alterazioni sono reversibili.