Meccanismi Molecolari degli Stati Patologici - Appunti

Manifestazioni patologiche

Le manifestazioni patologiche (morbose) sono intese come deviazioni dello stato di salute, la cui gravità è variabile e con essa anche la terminologia:

Fenomeno morboso

È la più semplice delle manifestazioni morbose, in cui si possono avere delle alterazioni di carattere morfologico, biochimico, funzionale di un tessuto o organo, senza che siano necessariamente presenti sintomi di rilievo. Sono esempi:

• Abrasione - Perdita strati superficiali epidermide, provocato da lievissimo trauma, senza aver lesionato vasi sanguigni presenti nel derma.
• Ipertrofia rigenerativa dell'epitelio - Subentra all'abrasione per sostituire cellule epidermiche distrutte.
• Arrossamento o pallore della cute

Processo morboso

Associazione di più fenomeni morbosi. Esempio:

• Infiammazione - Alla cui realizzazione concorrono più fenomeni morbosi: vasodilatazione, iperemia, diapedesi dei leucociti, leucocitosi, febbre.

Stato morboso

Ben definita manifestazione patologica stazionaria, spesso priva di alcuna influenza sull'interno dell'organismo, il quale però può mettere in atto fenomeni di adattamento ed essere più suscettibile ad altre manifestazioni patologiche. Esempi: mancanza congenita rene, miopia, presbiopia, mancanza arto, cicatrici.

Malattia

Apice della piramide delle manifestazioni patologiche. Condizione dinamica, evolutiva che si manifesta con l'alterazione anatomica-funzionale di uno o più organi, turbando la condizione omeostatica originaria ed inducendo uno stato di reattività dell'intero organismo. La malattie si evolve attraverso tre eventi:

• Guarigione - Eliminazione causa malattia e ritorno alla normalità.
• Cronicizzazione - La causa non è eliminata (o lo è solo parzialmente), comportando l'instaurarsi di un diverso rapporto tra capacità reattiva organismo e aggressività agente patogeno.
• Morte - Reazione dell'organismo insufficiente a contrastare gli effetti dannosi provocati dall'agente eziologico.

Etiologia e patogenesi

Etiologia

Si suddividono in cause esogene (presenti nell'ambiente) e cause endogene (hanno origine nell'organismo). Per quanto riguarda gli effetti da esse indotti, le cause possono essere:

• Determinanti - Direttamente responsabili della comparsa delle manifestazioni patologiche.
• Coadiuvanti - Facilitano l'azione di altre cause, pur essendo isolatamente incapaci di provocare effetto patologico.

La presenza di una determinata causa costituisce una condizione necessaria, ma non sufficiente, a provocare la comparsa della malattia che deriva dall'azione lesiva dell'agente eziologico e dalla reattività dell'organismo verso gli agenti patogeni. A tal proposito l'organismo può essere:

• Recettivo - Subisce conseguenze.
• Refrattario - Non subisce conseguenze, in quanto geneticamente incapace di contrarre una certa malattia.
• Resistente - Potenzialmente recettivo, ma possiede poteri di difesa, capaci di bloccare gli agenti patogeni sin dall'inizio.
• Reattivo - Grande efficienza dei meccanismi di difesa.

Patogenesi

Meccanismi responsabili della comparsa di malattie, innescati da agenti eziologici. Un agente eziologico ha la possibilità di poter innescare una cascata sequenziale di eventi patogenetici, perciò i meccanismi patogenetici sono molto numerosi. La conoscenza dei meccanismi patogenetici, innescati da un determinato agente eziologico, è molto importante, in quanto, se ci si trova nell'impossibilità di intervenire direttamente sull'agente eziologico, rimane la possibilità di poter interferire sul meccanismo patogenetico. Sul processo patogenetico si può interferire attraverso la profilassi e terapia.

Patologia ambientale

Patologie trasferimento energia meccanica (trauma)

Una zona dell'organismo è colpita da un corpo avente energia cinetica, oppure è l'organismo stesso, dotato di energia cinetica, ad impattare contro un corpo statico. I traumi possono essere superficiali o profondi, a seconda che vi sia interessamento di solo il rivestimento cutaneo o organi interni. Quando il trauma è molto intenso si producono effetti generalizzati (shock traumatico), con coinvolgimento principalmente del SNC e apparato cardiocircolatorio, che si manifesta con perdita di coscienza e caduta pressione sanguigna. In entrambi i casi si ha fuoriuscita di sangue dai vasi lesionati.

Patologie trasferimento energia termica (ustioni o scottature)

Si verifica quando la temperatura dell'area colpita supera i 40°-45°C. La gravità dipende dall'estensione, profondità della lesione, e da altri fattori: quantità calore trasferito, livello temperatura raggiunto dai tessuti, durata contatto con sorgente di calore, modalità trasferimento calore (calore umido risulta più dannoso di quello secco a causa mancata evaporazione, che è termo dispersiva), natura tessuti (epitelio abbondante strato corneo è più resistente di quello con scarso o assente epitelio, es. mucose).

Patologie da elevate temperature

La permanenza di un individuo in un ambiente a temperature elevate, può causare manifestazioni patologiche molto gravi:

• Colpo di sole (insolazione) - Esposizione a raggi solari a capo scoperto. Sintomi: cefalea, alterazioni psichiche, a volte esito mortale. Patogenesi non conosciuta.
• Colpo di calore tropicale - Soggetto che si reca in regione tropicale, dove l'ambiente può offrire temperature > 40° associata a umidità. In queste condizioni, la comparsa del colpo di calore è favorita dagli sforzi muscolari (incremento produzione endogena calore). Sintomi: innalzamento temperatura corporea > 44°C, convulsioni, perdita coscienza, coma. Patogenesi: grave alterazione equilibrio idro-salino, in seguito a profusa sudorazione, l'organismo non riesce ad eliminare calore a causa dell'impossibilità di evaporazione del sudore, provocata dall'elevata concentrazione ambientale di vapore acqueo. La perdita di acqua e sali con sudore produce ipovolemia, con conseguente diminuzione pressione sanguigna e aumento viscosità ematica. L'ipovolemia si aggrava progressivamente perché NaCl si concentra nel compartimento extracellulare, richiamando ulteriore acqua dal sangue e cellule.
• Prevenzione - Acclimatamento, forma di risposta omeostatica dell'organismo, con il rene che mette in atto ritenzione NaCl, senso sete, con conseguente aumento introduzione acqua e quindi aumento disponibilità di acqua e sali per l'organismo.
• Colpo di calore comune - Molto meno gravi dei precedenti, avviene in luoghi chiusi poco ventilati, ad elevata concentrazione vapore acqueo.

Azione locale delle basse temperature

Le alterazioni che conseguono alle basse temperature vengono indicate come congelamento (varie gravità), interessano prevalentemente estremità del corpo (mani, piedi, naso, orecchie):

• Congelamento I° - La cute della regione colpita, dapprima impallidisce per vasocostrizione riflessa, poi arrossa in seguito a vasoparalisi, inducendo stasi sanguigna (iperemia passiva), formazione di edema che infine si colora di rosso-bluastro (cianosi, in seguito a difetto di ossigenazione).
• Congelamento II° - Se persiste esposizione al freddo si ha aumento edema con formazione bolle (flittene).
• Congelamento III° - Necrosi tissutale.

Assideramento - Esposizione di lunga durata alle basse temperature, ciò si verifica in quanto nell'organismo diventano insufficienti sia i meccanismi preposti produzione calore (termogenesi) sia quelli preposti al trattenimento calore (termo dispersione) con la conseguenza che la temperatura corporea si abbassa progressivamente (ipotermia), fino a soppressione tutte attività metaboliche e funzionalità cardiocircolatoria. Morte interviene quando temperatura corporea < 25°C. Il riscaldamento dell'individuo deve avvenire molto lentamente, altrimenti si può avere vasodilatazione generale con comparsa ipotensione e shock.

Patologie trasferimento energia radiante

Radiazione: emissione o propagazione di energia da un punto all'altro della materia. Quando radiazioni colpiscono le cellule, trasferiscono l'energia agli atomi delle molecole in esse presenti, che le assorbono, con conseguenze che variano a seconda della quantità di energia assorbita. Si suddividono in:

• Naturali - Radiazioni emesse dall'atomo in conseguenze delle variazioni energia che spontaneamente occorrono in esso, a causa delle sua naturale instabilità.
• Artificiali - Prodotte artificialmente dall'uomo.

Sulla base della velocità della loro propagazione, e se hanno o meno massa, le radiazioni si suddividono:

• Radiazioni elettromagnetiche - Hanno energia sotto forma di fotoni (quanti) (la massa = 0), si propagano con velocità eguale a quelle della luce.
• Radiazioni corpuscolate - Energia sotto forma di massa di entità varia, velocità < quella della luce. Costituiti da atomi ed ai loro nuclei.

Sulla base dell'energia di cui sono fornite, le radiazioni si suddividono:

• Eccitanti - A livello atomico, l'energia trasferita è sufficiente a indurre lo spostamento di un elettrone in un'orbita diversa senza riuscire ad espellerlo. In seguito allo spostamento l'atomo entra in uno stato eccitato, che scompare con la dissipazione dell'energia trasferita. L'energia radiazione eccitanti è sempre inversamente proporzionale alla loro lunghezza d'onda, ecco perché le radiazioni infrarosse e luminose sono meno attive di quelle ultraviolette:
• Radiazioni infrarosse - Provocano effetto termico sui tessuti e in caso di esagerate esposizione si possono avere ustioni.
• Microonde - Effetti simili a infrarossi.
• Radiazioni spettro visibile - Radiazioni luminose forte intensità provocano lesioni irreversibili che colpiscono retina.
• Radiazioni ultraviolette - Più penetranti di quelle della luce visibile. L'esposizione del corpo ad esse produce lesioni limitate ai tessuti superficiali, andando incontro a reazione infiammatoria. Se l'esposizione è ripetuta nel tempo si ha un'abbronzatura persistente in quanto viene stimolata nei melanociti la melanina. La melanina esercita un effetto protettivo perché assorbe le radiazioni UV e l'abbronzatura è da considerare una forma di adattamento a determinate condizioni ambientali. L'esposizioni a raggi UV con lunghezza d'onda compresa tra 250-300 nm sono preferenzialmente assorbite dagli acidi nucleici e proteine. Le alterazioni indotte sul DNA (formazioni di dimeri di basi azotate), sono responsabili della comparsa di mutazioni. L'organismo dispone di meccanismi di difesa contro alterazioni, ma quando l'esposizione è di lunga durata giornaliera e persistente negli anni, non sempre i meccanismi riparatori del DNA riescono ad eliminare tutti i danni, che di conseguenza si accumulano nella cellula, trasformandola in neoplastica.
• Ionizzanti - Quando la materia viene colpita, queste radiazioni provocano l'espulsione degli elettroni colpiti che scavalcano tutte le orbite e vengono espulsi dagli atomi, che diventano molto reattivi, trasformandosi in ioni positivi (ionizzazione primaria). Se l'elettrone fuoriuscito dall'atomo ha assorbito una quantità di energia superiore a quella sufficiente per l'espulsione, esso durante il suo percorso lo cede ad uno o ad altri atomi (ionizzazione secondaria). Oltre a questa azione diretta ne provoca una indiretta andando a cedere energia all'acqua (costituente maggiore cell.), la quale subisce fenomeni di ionizzazione. Dall'acqua ionizzata si formano radicali liberi. Bersaglio preferenziale delle radiazioni ionizzanti sono i costituenti cellulari con maggior peso molecolare: DNA, può andare incontro a rottura di uno o tutti e due i filamenti; proteine, subiscono alterazione nella loro struttura primaria, secondaria, terziaria, con conseguente perdita funzione. All'azione radicali liberi sono suscettibili tutte le molecole che possono subire fenomeni di ossidoriduzione, soprattutto lipidi che attuano un fenomeno di amplificazione di sintesi radicali liberi, producendone altri. È possibile prevenire azione diretta radiazioni ionizzanti solo attraverso schermatura con piombo, che assorbe radiazioni. Oppure in maniera indiretta, attraverso sostanze antiossidanti (es. vitamine A, C, E ecc.).

Effetti patologici radiazioni ionizzanti

Sono molteplici e sono sempre per gravità, correlati alla dose di radiazione assorbita. Nessun costituente cellulare è esente da danno. I tessuti e gli organi del corpo umano sono costituiti da cellule che hanno un differente grado di radiosensibilità. Radiosensibilità molto spiccata nelle cellule ad alta attività replicativa, es. cellule emopoietiche, cellule apparato respiratorio, ecc. Gli effetti somatici dell'irradiazione sono:

• Effetti somatici precoci - Si manifestano quando l'organismo è sottoposto ad alte dosi. La gravità e la tempestività degli effetti sono tanto maggiori quanto maggiore è il quantitativo di radiazioni assorbite.
• Effetti somatici tardivi - Conseguono all'esposizione ripetuta di basse dosi di radiazioni ionizzanti e variano a seconda della dose ricevuta. In ogni caso è sempre presente il rischio di comparsa delle neoplasie (prevalenza tumori epiteliali e leucemie).

Fallout radioattivo - Deposito sulla superficie terrestre di contaminanti radioattivi che possono derivare sia da radiazioni cosmiche (fallout naturale) che da quelle emanate nel corso di esplosioni ordigni nucleare, reattori nucleari, ecc. (fallout accidentale). Dei vari isotopi che costituiscono il fallout radioattivo accidentale, i più pericolosi sono quelli a lento decadimento (cesio, iodio, plutonio, stronzio), che si depositano su ogni superficie. Dal suolo vengono assorbiti dalle piante, tra le quali ci sono quelle che costituiscono una fonte alimentare per l'uomo.

Patologie da corrente elettrica

Nei metalli la corrente elettrica è trasportata dagli elettroni, mentre negli elettroliti dagli ioni. Il corpo umano si comporta da buon conduttore elettrolitico. A livello cellulare e di organi, la resistenza del corpo umano al passaggio corrente non è omogenea. Nelle cellule la maggiore resistenza è offerta dalle membrane cellulari (ricche di lipidi) e dalla cute. Sono buoni conduttori invece la muscolatura striata, cardiaca, e vasi sanguigni (in seguito all'elevata quantità di acqua). In generale, a livello degli organi la resistenza è tanto maggiore quanto minore è la vascolarizzazione dell'organo.

Non è tanto il voltaggio che induce danno, ma l'amperaggio (correnti di basso voltaggio possono essere molto pericolose, quando la resistenza del corpo è molto bassa). Gli effetti lesivi della corrente elettrica sono di tre tipi:

• Termici
• Elettrochimici - Si determina con la corrente continua, perché il corpo si comporta come un conduttore elettrochimico. In corrispondenza del polo positivo (anodo) sono richiamati anioni (Cl^-, SO₄^2-) che reagiscono con l'acqua formando rispettivamente HCl e H₂SO₄, che provocano lesioni da acido (necrosi secca o coagulativa). In corrispondenza del polo negativo (catodo) sono invece richiamati cationi (Na⁺, K⁺) che reagendo con l'acqua formano idrossido di sodio (NaOH) e idrossido di potassio (KOH), responsabili della comparsa necrosi umida (colliquativa).
• Biologici - Stimolazione, sia pur esasperante, di funzioni fisiologiche: contrazione muscolare, che può culminare in tetania; contrazione muscolo cardiaco, può andare incontro a fibrillazione ventricolare.

Lesioni prodotte da corrente continua sono di minore gravità rispetto a quelli prodotte da corrente alternata, perché l'intensità di questa forma di corrente è generalmente bassa. Oltre a provocare lesioni per effetto elettrochimico, provocano a livello cellulare, una modifica flusso ionico e polarizzazione membrane.

Lesioni prodotte da corrente alternata - Oltre ad avere un'intensità maggiore rispetto alla continua, altro aspetto della pericolosità dipende dalla frequenza: basse frequenze sono molto più pericolose delle medie - alte, in quanto quest'ultime, avendo un rapidissimo alternarsi della polarità, non inducono effetti elettrochimici-biologici apprezzabili. Per ottenere effetti lesivi con corrente elettrica ad alta frequenza, la tensione deve essere molto alta. Quando il corpo è attraversato da corrente elettrica a bassa frequenza, si verificano a livello cellulare fenomeni di polarizzazione-depolarizzazione membrane, particolarmente evidenti nella muscolatura striata e cardiaca. Nel primo caso causa contrazione tetanica, nel secondo, fibrillazione ventricolare.

Patologie da variazione pressione atmosferica

La pressione atmosferica (760 mmHg livello mare) diminuisce con l'aumentare dell'altitudine. Elevate variazioni di pressione inducono comparsa di gravi manifestazioni patologiche.

Ipobaropatie

(Leggere pag. 51)

Iperbaropatie

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Cinetosi (malattie da movimento)

Causate dall'azione esercitata sull'organismo da brusche accelerazioni positive o negative, lineari o angolari, che si verificano durante il movimento su mezzi di trasporto (mal di auto, mal di nave, ecc). Sintomatologia: nausea, seguita da vomito e vertigini. Si ritiene che questa condizione insorga in seguito ad invio al SNC, soprattutto da parte dei recettori vestibolari, di segnali innescati da accelerazioni e decelerazioni brusche con varia direzione e ravvicinate nel tempo.