Appunti di patologia generale

Patologia generale

“Patologia” è un termine utilizzato ormai comunemente per indicare uno stato di malattia, ma in realtà è lo studio della sofferenza, che valuta le cause, cioè l'eziologia, che determinano l’insorgenza della malattia in un organismo e i meccanismi con cui gli agenti eziologici agiscono, modificando in un soggetto lo stato di salute. All’inizio si pensava che la malattia avesse origine a partire dalle modificazioni degli organi o dei tessuti, ma Virchow, padre della patologia, affermò che la cellula è la struttura più piccola della materia in cui la malattia si può manifestare, quindi tutte le malattie hanno origine tutte a livello cellulare.

Con il progredire delle conoscenze scientifiche, abbiamo scoperto che le malattie agiscono anche sulle macromolecole, sugli organuli o sulle vie metaboliche essenziale per il corretto funzionamento del metabolismo cellulare. Per questo, alcune malattie sono dette malattie molecolari, come l’anemia causata da un’alterazione dell’emoglobina. La patologia generale studia le caratteristiche generali comuni a tutte le malattie, mentre la patologia sistemica studia le caratteristiche che si esplicano a livello dei singoli organi o tessuti.

Definizione di malattia

In patologia, per “malattia” si intende un’alterazione strutturale o funzionale tale da produrre segni, cioè eventi correlati alla malattia evidenti all’osservazione esterna, e i sintomi, cioè le manifestazioni soggettive del soggetto. La definizione scientifica di stato di salute venne fatta per la prima volta da Bernard, che sostenne che l’organismo vive perché dentro di sé ha meccanismi che mantengono costanti il suo ambiente interno. Ogni organismo riesce a sopportare le variazioni ambientali in un range molto stretto, quindi mette in atto aggiustamenti che gli permettono di mantenere costanti i suoi parametri vitali.

Questo rispecchia il moderno concetto di omeostasi, cioè il mantenimento dell’equilibrio interno in relazione agli stimoli per mantenere l’integrità biochimica, strutturale e funzionale, come temperatura, equilibrio acido-base ed equilibrio elettrolitico degli ioni. Una cellula o un organismo in salute è in grado di soddisfare le richieste fisiologiche a cui viene sottoposta e mantenere la propria omeostasi interna. La cellula non sempre però è in grado di rispondere agli stimoli, e la sua capacità di farlo è in stretta relazione con lo stato metabolico della cellula stessa, la propria specializzazione, la possibilità di accesso e i contatti con le altre cellule e con l’ambiente extracellulare.

Per salute si intende la costanza dei parametri vitale e il mantenimento degli equilibri tramite continui aggiustamenti, quindi l’integrità delle funzioni omeostatiche e di adattamento. Si può reagire agli stimoli esterni perché le nostre cellule non lavorano al massimo delle proprie possibilità, ma lavorano in una situazione fisiologica di normalità secondo le richieste che vengono effettuate. Quando le richieste si modificano per azioni eziologiche, l’organismo risponde fino al raggiungimento dell’omeostasi massima, detto riserva funzionale, raggiungibile tramite il compenso e che non danneggia l’organismo.

Il compenso pone l’organismo a un limite più ampio di quello dello stato di normalità. Quando viene superato, dal compenso si passa all’insufficienza, cioè quando non è più possibile rispondere in modo adeguato alle sollecitazioni a cui l’organismo è sottoposto, e inizia dapprima la sofferenza, per poi sfociare nella malattia. Essa è quindi una condizione evolutiva che si manifesta con delle alterazioni anatomiche e/o funzionali di uno o più organi che turba la condizione omeostatica e rappresenta l’indice di uno stato di reattività dell’intero organismo.

Tipologie di malattie

La malattia si verifica perché l’organismo non è in grado di adattarsi alle modificazioni ambientali a cui è sottoposto e le manifestazioni patologiche sono di tipo diverso, e allabase ci sono delle manifestazioni di minore intensità. Il fenomeno morboso è un’alterazione estremamente lieve, come il pallore, un eritema o un’abrasione, privo di una sintomatologia nel paziente. Il processo morboso è l’insieme di più fenomeni morbosi, che compaiono di seguito l’uno a l’altro e sono caratteristici di un evento patologico in atto, come l’infiammazione o la febbre. Lo stato morboso è una situazione di equilibrio tra evento patologico che si crea e la reattività dell’organismo.

La malattia, invece, può essere acuta, se ha un decorso rapido, della durata di giorni o settimane, o cronica, se il decorso si prolunga, anche per anni, con possibili alternanza di fasi di quiescenza e fasi acute. Il passaggio da una forma all’altra è molto frequente. Una malattia è recidiva quando si ha un nuovo episodio della stessa malattia dopo molto tempo dalla guarigione, mentre si ha una ricaduta se la malattia si ripresenta immediatamente dopo la guarigione.

Categorie di malattie

• Funzionali, dove si considera la funzione che viene compromessa.
• Topografiche, dove si considera il luogo in cui si sviluppa.
• Anatomiche, dove si considera l’organo colpito.
• Epidemiologiche, dove si considera l’agente che l’ha causata, usata molto soprattutto in ambito professionale.

Criteri della patologia

• Criterio eziologico, quello che valuta l’agente causale, cioè l’agente che ha causato la malattia.
• Criterio genetico, che studia i meccanismi con cui la malattia si esplica ed evolve, che possono essere congenite, ereditarie, infiammatorie, degenerative e neoplastiche.

La malattia congenita è una malattia che è presente al momento della nascita del soggetto, e l’origine può essere di varia natura, sia ereditaria che per un evento in fase prenatale, in cui si ha un danno a carico del DNA. La malattia ereditaria invece è una malattia che ha origine sempre per un danno a carico del DNA, che viene trasmessa dai genitori ai figli e può essere congenita, poiché la malattia si può manifestare alla nascita, ma può manifestarsi anche a distanza di tempo più o meno lungo.

La malattia può evolvere verso la guarigione, quando l’agente patogeno che l’ha generata viene debellato, con o senza restitutio ad integrum, ovvero il ritorno alla normalità, cronicizzare, se si ha una modificazione dell’equilibrio tra organismo e agente patogeno ma quest’ultimo non viene debellato, o portare alla morte, dell’organismo interno o di una o più cellule, quando esse non sono in grado di raggiungere un equilibrio o di guarire e non si riesce a contrastare il patogeno.

L’eziologia studia i motivi che portano l’insorgenza di una malattia, che possono essere esogeni, cioè ambientali, chimiche, fisiche e biologiche, o endogeni, cioè per eventi interni all’organismo, come le malattie ereditarie o quelle a carico del sistema immunitario (autoimmuni, allergie o immunodeficienze). Gli effetti che ha una malattia sull’organismo possono determinanti, cioè da soli producono una malattia, o coadiuvanti o concause, ovvero eventi che facilitano l’azione di altri agenti patogeni. L’azione di un agente eziologico è comunque influenzata anche dalla condizione dell’organismo.

Patogenesi e adattamento

La patogenesi è la frequenza di eventi che si verificano come risposta cellulare all’azione di un agente eziologico. È fondamentale conoscere il meccanismo con cui un agente eziologico agisce, perché così si può contrastare l’azione dello stesso, e con il significato clinico di tutte le alterazione si arriva a una diagnosi per la corretta cura. Il mantenimento dello stato di salute prevede non solo l’integrità delle funzioni omeostatiche di adattamento, ma anche l’acquisizione di un nuovo equilibrio alterato per permettere una risposta alle esigenze che si sono effettuate, mediante l’adattamento.

L’adattamento si verifica quando la cellula subisce uno stress di intensità tale da non causare la morte ma comunque comporta modificazioni sulla richiesta di lavoro sulla cellula. I processi di adattamento più frequenti sono quelli in cui si ha una modificazione del numero, della morfologia e del volume delle cellule di un tessuto. L’adattamento è un fenomeno reversibile, cioè le cellule possono tornare allo stato originario se cessa lo stimolo. In condizioni normali, quando avviene l’organogenesi, l’organo raggiunge le dimensioni e rimane costante per gran parte della vita del soggetto.

All’interno della popolazione cellulare, questo equilibrio è mantenuto da processi come proliferazione cellulare, quando possibile, dalla morte di cellule inutili e processi di differenziamento. Nel fenomeno di adattamento, processo dinamico, ci sono risposte a una richiesta funzionale diversa dal normale.

Iperplasia, ipertrofia e atrofia

I fenomeni più comuni sono l’aumento di volume di un organo, che prende il nome di iperplasia se aumenta il numero di cellule o ipertrofia se aumenta il volume delle cellule, la diminuzione del volume di un organo, che prende il nome di atrofia se diminuisce il volume delle cellule, o la sostituzione di un tipo cellulare con un altro, che prende il nome di metaplasia. Ipertrofia e atrofia sono meccanismi che vengono influenzati da fattori esterni che si legano ai recettori, che possono essere chimici e meccanici, e che innescano meccanismi tali da far attivare dei geni che normalmente non sono attivi.

L’ipertrofia si verifica quando sull’organo si ha una maggior richiesta funzionale, dovuta per esempio una pressione sanguigna elevata. Molte iperplasia sono dovute a stimoli endocrini, quindi aumento di fattori trofici, ma anche alterazioni per agenti farmacologici. L’aumento e la sostituzione cellulare dipende dal tipo di cellule che costituisce il tessuto, poiché quelli che vanno incontro a rigenerazione quotidiana sono costituiti da cellule labili, come le cellule dell’epidermide, quelli che si rigenerano solo se stimolate in modo specifico sono costituiti da cellule stabili, come gli epatociti, e quelli che non vanno mai incontro a rigenerazione sono costituiti da cellule perenni, come le cellule del sistema nervoso.

L’ipertrofia può essere fisiologica, se causata per lo sforzo o per cause ormonali e naturali, come gli atleti e le donne incinte, o per cause patologiche, per un’eccessiva stimolazione ormonale o per lo stress. L’ipertrofia è una risposta che si attua perché l’organo deve lavorare di più. Per esempio, un soggetto in cui uno dei due reni non funziona, quello funzionante deve lavorare di più e quindi aumenta di dimensioni. L’ipertrofia più frequente si verifica a livello muscolare, sia striata, scheletrica e cardiaca.

L’ipertrofia cardiaca sedimentaria è la più pericolosa quando si verifica per motivi compensatori, ovvero quando si ha una stenosi di una valvola cardiaca, ovvero un restringimento. Ciò si verifica anche nella muscolatura liscia, quando c’è una stenosi a livello di un viscere. Nell’ipertrofia, dal punto di vista morfologico, aumenta il volume della cellula, ma dal punto di vista biochimico, aumenta la sintesi proteica e quindi aumentano i ribosomi e RER. Le cellule avranno bisogno di maggior energia, quindi aumentano i processi metabolici ossidativi, come la fosforilazione, con conseguente aumento di volume dei mitocondri, aumento dei processi anabolici e diminuzione dei processi catabolici.

L’ipertrofia ha dei limiti funzionali, che possono essere fisici, perché c’è un limite del rapporto volume/superficie per l’apporto di nutrienti, quindi va incontro a maggior rischio di morte cellulare e quindi necrosi. L’iperplasia può essere fisiologica, se influenzata da cause ormonali naturali, come una gravidanza, compensatoria, o patologica, quando si verifica come conseguenza a una risposta di tipo patologico, come l’iperplasia prostatica.

L’atrofia è la riduzione di volume di un organo o di un tessuto sia per diminuzione di numero di cellule che per la diminuzione del volume delle stesse. Questo perché il termine ipoplasia indica una situazione congenita in cui un tessuto o un organo, a livello embrionale, non si è sviluppato in modo adeguato, mentre il termine aplasia indica un organo non sviluppato con riduzione fisiologica del volume dell’organo.

Le cause di atrofia possono essere la funzione ridotta, come per esempio quando si frattura un arto e viene ingessato, che rappresenta comunque un evento reversibile, mancate stimolazioni trofiche, che possono avere origini patologiche o fisiologiche, una malnutrizione, una ridotta irrorazione, invecchiamento, pressione locale o occlusione dei dotti escretori, ma a livello patologico anche malattie che possono colpire il sistema nervoso, come il morbo di Alzheimer.

I meccanismi con cui si verifica l’atrofia sono la diminuzione di cellule grazie al fenomeno dell’apoptosi e con la riduzione del volume delle cellule, con processi di autofagocitosi e con ingestione di proteasi con origine non lisosomiale, questo perché nei processi di atrofia prevalgono i processi catabolici sui sistemi anabolici. Il processo di autofagocitosi attraverso cui si ha una diminuzione del volume delle cellule è una modalità con cui la cellula ricicla i suoi materiali, con formazione di vacuoli autofagici che vengono degradati grazie ai lisosomi. Nel processo di atrofia, i segnali sono negativi, per cui si ha una riduzione di sintesi proteica e metabolismo cellulare impostato al minimo.

Metaplasia e displasia

Altra forma di adattamento importante è la metaplasia, situazione reversibile ma da tenere sotto controllo perché estremamente delicata, poiché si ha la sostituzione di un tessuto differenziato con un altro che ha la stessa origine embrionale. La più frequente che si verifica nei soggetti fumatori, per esempio, è la modificazione dell’epitelio cilindrico dell’apparato respiratorio con un epitelio squamoso. Le metaplasie del connettivo si verificano nelle patologie in cui si ha deposizione di cartilagine, tessuti adiposi o ossei in tessuti che non li contengono.

Nella metaplasia si ipotizza che avvenga una riprogrammazione delle cellule staminali che sono residenti nell’organo attraverso segnali chimici, per esempio con le citochine, piccole proteine, ma anche fattori di crescita. Pur essendo reversibile, questa modalità di riprogrammazione può evolvere in lesioni precancerose, che non è detto che possano trasformarsi in tumori ma creano comunque situazioni di rischio. Altro rischio di lesioni precancerose è determinato dalla displasia, un disturbo della crescita cellulare, che per azione di stimoli di natura varia, si ha una irregolarità nella disposizione, nella forma e nelle dimensioni delle cellule in un tessuto e delle alterazioni a livello nucleare, indicatori di una diversa attività metabolica.

Danno e morte cellulare

Quando i limiti della capacità di adattamento vengono superati, da situazioni reversibili si comincia ad andare verso situazioni irreversibili, in cui si verifica un danno cellulare, che può essere reversibile se lo stimolo o la successione di stimoli che si verificano sono subletali, o irreversibile, se viene superato il punto di non ritorno e non può essere riparato, che non è fisso ma dipende da numerosi fattori.

La morte cellulare è un evento che può essere anche fisiologico, per la perdita cellulare, come accade nell’epitelio, per la necrosi o per l’apoptosi. Il danno cellulare può avvenire per assenza di ossigeno, per agenti fisici, per agenti infettivi e per agenti chimici, come i farmaci. Da un punto di vista medico, una delle situazioni più frequenti per il danno cellulare è l’ipossia, cioè la carenza di ossigeno, ma che prevede comunque una minima produzione di energia, diversa dall’ischemia, cioè la mancanza di apporto di sangue per un blocco di varia origine, con produzione di un danno più grave e più rapido, per l’accumulo di cataboliti che si accumulano all’interno della cellula.

Le forme di ipossia più frequenti sono l’ipossia ipossica, in cui si ha un basso livello di ossigeno nell’aria, quindi si ha poco ossigeno nel sangue che ha comunque normali livelli di emoglobina, ipossia anemica, che si verifica quando si ha un’alterazione della molecola dell’emoglobina, quindi per motivi compensatori si verifica una maggior produzione di globuli rossi, in particolare reticolociti, forma precedente ai globuli rossi maturi, e ipossia istotossica, dove le cellule subiscono danni da parte di varie sostanze tossiche e non sono più in grado di assorbire l’ossigeno e di utilizzarlo.

Se lo stimolo non è letale, la cellula risponde con una modificazione del proprio equilibrio omeostatico e trovandone uno nuovo, diverso, che le permette di rispondere alle nuove esigenze, sebbene talvolta possa portare a situazioni precancerose. Quando l’agente aumenta il tempo di stimolazione o quando aumenta la propria intensità o se fin da subito ha un’intensità forte, superando la capacità adattativa della cellula, si crea il danno cellulare, che può comunque, in alcuni casi, per esempio se lo stimolo è subletale, essere reversibile, con la possibilità di riparare il danno. Se si raggiunge o si supera il punto di non ritorno, non identificabile, o l’agente è intenso fin dall’inizio, si ha un danno irreversibile e la cellula ha un unico destino, cioè la morte.

Gli agenti che causano danno hanno varia natura, esogena e endogena, chimica, fisica e biologica.