Patologia Generale

Patologia generale

Introduzione

La patologia generale studia l'eziologia e la patogenesi che causano la comparsa delle manifestazioni patologiche. Per eziologia si intende la conoscenza delle cause che determinano, appunto, una patologia. Le cause si dividono in:

• Esogene, se sono presenti nell'ambiente;
• Endogene, se hanno origine nell'organismo;
• Coadiuvanti, quando facilitano l'azione di altre cause;
• Determinanti, quando sono responsabili della comparsa delle manifestazioni patologiche;

Per patogenesi si intende i meccanismi con cui gli agenti eziologici modificano lo stato di salute. L'organismo ha la capacità di rispondere con modificazioni rapide ed appropriate ai cambiamenti fisiologici a cui è sottoposto in modo da garantire la funzionalità cellulare. Questo concetto prende il nome di omeostasi. Nell'ambito sportivo è più corretto parlare di adattamento poiché l'esercizio altera i parametri dell'organismo determinando la comparsa di una nuova condizione di equilibrio diversa da quella originaria.

Le manifestazioni patologiche non sono tutte della stessa entità e si dividono in:

• Fenomeno morboso, rappresenta la deviazione di un carattere morfologico, biochimico o funzionale di un tessuto/organo senza provocare la comparsa di una sintomatologia di rilievo (es: abrasione, ipertrofia rigenerativa);
• Processo morboso, risulta dall'associazione di più fenomeni morbosi che determinano una sintomatologia più grave (es: febbre e infezione);
• Stato morboso, rappresenta una manifestazione patologica nella quale possono subentrare fenomeni di adattamento (es: mancanza di un rene);
• Malattia, si manifesta con l'alterazione anatomica/funzionale di uno o più organi. Essa può evolvere in guarigione, cronicizzazione e morte;

Patologia ambientale

La patologia ambientale studia le condizioni morbose causate da agenti patogeni estrinseci all'organismo. Queste cause sono fisiche, chimiche e biologiche.

Causa fisiche

Le cause fisiche comprendono: le radiazioni, l'elettricità, temperatura, pressione atmosferica e magnetismo.

• Radiazioni: flusso di energia nello spazio sotto forma di onde o sotto forma di particelle dotate di energia cinetica. Le radiazioni possono essere distinte in: artificiali, quando prodotte tecnologicamente dall'uomo, e naturali, quando vengono emesse dall'atomo in conseguenza delle variazioni energetiche che si verificano in esso. Sulla base di alcune loro caratteristiche, quali la velocità di propagazione e la presenza/assenza di massa, le radiazioni vengono distinte in elettromagnetiche e corpuscolate. Le radiazioni elettromagnetiche sono conosciute anche come onde elettromagnetiche, ovvero una struttura periodica che si ripete, nel tempo e nello spazio. La loro velocità di propagazione nello spazio è pari a quella della luce. Le radiazioni corpuscolate sono così definite poiché sono dotate di massa e costituenti degli atomi. L'energia delle radiazioni elettromagnetiche e corpuscolate si misura in elettronvolt. Le radiazioni elettromagnetiche/corpuscolate con energia superiore a 10 eV prendono il nome di ionizzanti. Si tratta di radiazioni capaci di rompere i legami atomici della materia con cui collidono, determinando la formazione di una coppia di ioni: uno è l'elettrone espulso (e-) e l'altro è l'atomo privo di un elettrone, determinando quella che viene definita ionizzazione primaria. Se l'elettrone espulso acquisisce energia superiore a quella sufficiente per la sua espulsione, esso durante il suo percorso extraorbitario la cede ad altri atomi determinando la ionizzazione secondaria. La ionizzazione consiste nella produzione di ioni durante l'attraversamento della materia; è considerata un'azione sia diretta, perché consegue all'immediato trasferimento di energia sugli atomi da esse bersagliati, che indiretta, innescata dalla cessione dell'energia all'acqua determinando la formazione di radicali liberi. I radicali liberi sono atomi o molecole privati di un elettrone nell'orbita più esterna. I radicali liberi non arrecano danno all'organismo poiché questo è dotato di meccanismi per neutralizzarli, ma può anche esercitare un effetto benefico nelle reazioni di difesa verso i microrganismi. Bersaglio delle radiazioni ionizzanti è il DNA. Le radiazioni non ionizzanti comprendono quelle radiazioni fornite di energia inferiore a 10 eV, come le onde radio, microonde, radiazioni infrarosse, luminose e ultraviolette. L'unità di misura delle radiazioni ionizzanti è il Gray, ovvero la dose assorbita da 1 kg di tessuto. Per un corretto utilizzo di sostanze radioattive è fondamentale la conoscenza del tipo di radiazione emessa, dell'attività (cioè del numero di nuclei che ogni secondo si disintegrano) e del tempo di dimezzamento (cioè del tempo in cui il numero di nuclei radioattivi contenuti in una sorgente si dimezza).
• Elettricità: è una proprietà fisica della materia che si manifesta con fenomeni di attrazione e di repulsione. Per corrente elettrica si intende il flusso ordinato di cariche elettriche attraverso la materia: un corpo che ne permette il passaggio è detto conduttore, mentre quello che impedisce il passaggio di essa isolante. La corrente elettrica ha un verso, che può essere unidirezionale o unidirezionale. La corrente elettrica può essere:
  • Continua, verso unidirezionale e intensità costante, generalmente bassa;
  • Alternata, verso non unidirezionale e intensità che varia nel tempo. La sua pericolosità è data dall'intensità e dalla frequenza. Quella più grave è la corrente alternata a bassa frequenza poiché influenza la permeabilità della membrana;
  • Indotta, che è ottenibile con apparecchi di induzione ed è caratterizzata da variazioni di polarità discontinue e da bassa intensità;
  I parametri della corrente elettrica sono l'intensità e la tensione. Per intensità si intende la quantità di corrente elettrica che nell'unità di tempo attraversa un conduttore, mentre per tensione il prodotto dell'intensità per la resistenza. La resistenza è caratteristica del singolo individuo, dipende dal sesso, dall'età e dalle condizioni fisiologiche. Gli effetti lesivi della corrente elettrica sono di tre tipi: biologico, termico e elettrochimico. L'effetto biologico consiste nella stimolazione di funzioni fisiologiche, quali la contrazione della muscolatura striata. L'effetto termico indica che la quantità di calore prodotto è direttamente proporzionale alla resistenza, al quadrato dell'intensità ed alla durata del contatto. L'effetto elettrochimico si determina con la corrente continua perché il corpo si comporta da conduttore elettrolitico per la presenza in esso di acqua ed elettroliti. In corrispondenza dell'anodo sono richiamati gli anioni, che reagendo con l'acqua formano acido cloridrico ed acido solforico. In corrispondenza del catodo sono richiamati i cationi, che reagendo con l'acqua formano idrossido di sodio e idrossido di potassio.
• Temperatura: il calore è una forma di energia che può essere ceduta o assorbita dal sistema determinando una variazione della temperatura. L'energia termica è trasferita da un sistema ad un altro in modo unidirezionale, cioè dal sistema a temperatura maggiore a quello con temperatura minore. Il trasferimento di calore da un corpo all'altro avviene con tre modalità:
  • Irraggiamento, senza contatto fra i due corpi;
  • Conduzione, trasferimento di energia tra molecole adiacenti;
  • Convezione, movimento di particelle in un fluido liquido o gassoso;
  Le lesioni provocate dalle alte temperature prendono il nome di ustioni. Esse si verificano quando la temperatura del tessuto bersaglio è compresa fra i 40-45°C; la loro gravità dipende anche dal tessuto bersaglio e dal tempo di esposizione. La gravità delle ustioni è classificata in quattro gradi: vasodilatazione che causa eritema, infiammazione che determina la comparsa di bolle contenenti essudato, necrosi che causa escara, carbonizzazione. La permanenza dell'organismo per un periodo di tempo prolungato ad una temperatura ambientale elevata causa la comparsa di manifestazioni patologiche:
  • Insolazione, esposizione prolungata ai raggi solari a capo scoperto;
  • Colpo di calore tropicale, così definito poiché è tipico delle regioni tropicali. Si ha una profusa sudorazione che comporta perdita di acqua e cloruro di sodio. Di conseguenza cambierà anche il valore dell'osmolarità dei liquidi corporei;
  • Colpo di calore comune, si verifica in seguito a permanenza in locali riscaldati chiusi o poco ventilati ad elevata concentrazione di vapore acqueo;
  L'esposizione del corpo alle basse temperature prende il nome di congelamento. La cute delle regioni colpite dapprima impallidisce per vasocostrizione riflessa, poi si arrossa per la sopravvenuta vasoparalisi, che induce stasi sanguigna e formazione di edema, ed infine si colora in rosso-bluastro per difetto di ossigenazione dei tessuti (congelamento 1°). Se l'esposizione al freddo persiste, si ha aumento dell'edema con formazione di bolle e perdita della sensibilità cutanea (congelamento 2°) ed infine si ha necrosi tissutale (congelamento 3°).
• Pressione atmosferica: risulta dalla somma delle pressioni parziali dei singoli gas che la costituiscono. Ha un valore di 760 mm Hg a livello del mare e diminuisce progressivamente con l'aumento dell'altitudine. Quando l'uomo raggiunge rapidamente elevate altitudini, a livello alveolare si ha una riduzione delle pressioni parziali dei gas presenti nell'aria inspirata (ipobaropatie). La diminuzione della PO2 fa sì che si riducano la percentuale di saturazione dell'emoglobina, ovvero verrà trasportato meno O2 ai tessuti ed andranno in ipossia ipossica. Si ha dapprima aumento della frequenza cardiaca e della profondità degli atti respiratori e successivamente un aumento della frequenza cardiaca con la duplice conseguenza che una maggiore quantità di aria viene inspirata nell'unità di tempo e che i globuli rossi ripassano più frequentemente a livello dei capillari polmonari facilitando in tal modo l'ossigenazione dell'emoglobina. Questa forma di compenso è contrastata dal fatto che con l'iperventilazione polmonare viene eliminato un eccesso di CO2, che provoca alcalosi respiratoria. Questa persiste fino a quando non interviene il rene che elimina il bicarbonato in eccesso presente nel sangue. Gli effetti dannosi della respirazione prolungata ad elevata pressione (iperbaropatie) sono provocati dai gas. L'uomo si trova esposto ad una aumentata pressione atmosferica quando si immerge in profondità nelle acque del mare o di laghi. La legge di Henry stabilisce che la solubilità dei gas è direttamente proporzionale alla pressione. In apnea, a causa di iperventilazione volontaria, si verifica un aumento della pressione barometrica e compressione polmonare. Ne consegue un aumento di PO2 alveolare e il passaggio di O2 nel sangue. Se l'apnea è prolungata diminuisce la PO2 nel sangue con accumulo di CO2 nei polmoni e aumenta la PCO2 che può passare nel sangue. Con l'emersione aumenta la PCO2 e la PO2 alveolare, con la diminuzione della pressione barometrica e di conseguenza i polmoni si espandono. Ne consegue rapida cessione di CO2 dal sangue agli alveoli. La cessione di O2 dagli alveoli al sangue può arrestarsi se la PO2 del sangue è uguale a quella alveolare (evento che potrebbe determinare la morte del soggetto). Gli effetti delle pressioni elevate sono soprattutto in rapporto con la solubilità nel sangue e negli altri fluidi biologici dell'azoto. L'N2 è un gas inerte, quindi sprovvisto di effetti tossici diretti eccetto in condizioni di narcosi d'azoto. L'azoto è un gas inerte perché non partecipa agli scambi alveolari e rappresenta il 78% dell'aria che si respira. All'aumentare della pressione esterna la pressione parziale dell'azoto disciolto nel sangue si innalza, aumentando la possibilità di legarsi all'O2, formando ossido di azoto, che provoca un effetto tossico nell'organismo, noto appunto col nome di narcosi d'azoto. Gli effetti si hanno a seguito di decompressione rapide. La rapida decompressione libera il gas disciolto nel sangue sotto forma di bolle; queste tendono a salire e circolare nel sangue (embolia gassosa) invadendo il circolo arterioso e venoso. La parte più importante degli effetti dell'embolia gassosa è determinata da quanto avviene nel distretto venoso; si verifica un accumulo di notevole quantità di N2 nella porzione destra del cuore. La bolla di gas, comprimibile con la sistole, ritorna al suo volume originario con la diastole, determinando scarsa progressione del sangue verso il polmone.
• Magnetismo: fenomeno mediante il quale alcuni materiali sono in grado di attrarre il ferro nonché trasmettere tale capacità ad altri materiali. In natura esistono tre categorie di sostanze:
  • Ferromagnetiche e paramagnetiche, attratte dal campo magnetico;
  • Diamagnetiche, respinte dal campo magnetico;
  Una sostanza è Ferromagnetica quando, attratta dal campo mostra una intensità di magnetizzazione dipendente dalla forza del campo magnetico e dalla temperatura. Una sostanza è Paramagnetica se l'intensità di magnetizzazione indotta su un soggetto è maggiore di quella che lo stesso campo induce nel vuoto. Una sostanza è Diamagnetica se l'intensità di magnetizzazione indotta su un soggetto è minore di quella che lo stesso campo induce nel vuoto; ne consegue repulsione. Le sostanze dia- e paramagnetiche del nostro organismo sono anisotrope, cioè con momenti di suscettibilità magnetica diversi nelle diverse parti del corpo. Quindi, una valutazione totale degli effetti dei campi magnetici è molto difficile ed è sommatoria di effetti parziali. I campi magnetici deboli sono responsabili della modifica delle velocità di reazioni chimiche e degli effetti sensoriali; quelli forti hanno effetti sul patrimonio genetico.

Agenti chimici

Gli agenti chimici possono essere causa per l'organismo sia penetrando in esso per ingestione, inalazione o iniezione, sia venendo a contatto con i tessuti di rivestimento; in ogni caso il danno dipende dalla dose e dalla durata del contatto. Il danno da essi provocato può essere diffuso o selettivo. Il danno di tipo diffuso si verifica in conseguenza di proprietà comuni a molti composti chimici quali quelle di provocare: variazioni del pH, denaturazione delle proteine e solubilizzazione di costituenti cellulari. Il danno di tipo selettivo si verifica quando gli agenti chimici alterano uno specifico costituente cellulare inducendone riduzione o perdita della funzione. Gli agenti chimici responsabili di tale tipo di danno sono detti veleni.

Morte cellulare

La morte patologica della cellula è dovuta ad un danno cellulare irreversibile, che causa disfunzioni che superano i limiti delle capacità adattive. La risposta cellulare dipende dalla natura e dal danno, dalla durata e dalla sua gravità. La conseguenza del danno dipende dal tipo di cellula danneggiata, dal suo stato e dalle capacità di adattamento. Il danno cellulare è il risultato di vari meccanismi biochimici che agiscono sulle componenti cellulari: mitocondri, membrane, DNA, RER, REL, sintesi proteica. Esistono tre modalità attraverso cui una o più cellule possono morire: necrosi, apoptosi e autofagia.

• Necrosi: morte accidentale della cellula che interessa gruppi di cellule. È dovuta a trauma, veleno e anassia. La lisi causa fenomeni di infiammazione e di autoimmunità. Nelle cellule che muoiono per necrosi si riscontra: rigonfiamento, vescicolazione, rottura della membrana plasmatica, fuoriuscita dei costituenti cellulari e richiamo dei fagociti PMF. La necrosi può essere:
  • Coagulativa: è causata dalla denaturazione delle proteine cellulari ed i nuclei sono danneggiati;
  • Colliquativa: si ha la dissociazione cellulare per cui l'area colpita si presenta amorfa e acidofila infiltrata da cellule infiammatorie;
  • Caseosa: causa zone amorfe e acidofile;
  • Steatonecrosi: subentra alla distruzione del tessuto adiposo e pancreatico. La dissoluzione cellulare è causata dalla liberazione di enzimi lipolitici;
  • Fibrinoide: coinvolge la tonaca media delle arteriole che si presenta acidofila per l'accumulo di proteine liberate dalle cellule;
• Apoptosi: morte programmata della cellula. Coinvolge non solo le cellule che hanno subito un danno, ma anche quelle sane. Non si associa alla reazione infiammatoria, ma porta a manifestazioni patologiche. Le cellule che ne sono preda non sono raggruppate, ma isolate e non sono avviluppate da cellule infiammatorie. Nelle cellule che muoiono per apoptosi si riscontra: coartazione, rimpicciolimento, formazione di corpi apoptonici, fagocitosi e richiamo dei macrofagi. I principali protagonisti sono: i recettori, gli enzimi proteolitici (caspasi), molecole liberate dai mitocondri, geni che codificano per proteine proapoptoniche ed antipoptoniche che modulano l'intero processo. La sequenza di eventi che culminano nella formazione e liberazione dei corpi apoptonici si svolge attraverso tre fasi: induzione, esecuzione e disgregazione.

Fase di Induzione: le protagoniste della via estrinseca (cause esterne) sono le citochinine proapoptoniche, espresse sulla superficie dei macrofagi/linfociti, che interagiscono con i recettori di morte DR presenti sulle cellule bersaglio. L'interazione tra i ligandi e i recettori di morte stimola il reclutamento delle proteine adattatrici, che a loro volta, reclutano la procaspasi 8. N.B: le procaspasi sono i precursori inattivi delle caspasi, le quali sono numerate in base alla loro scoperta e si dividono in iniziatrici (attivano altre caspasi) ed effettrici (determinano l'apoptosi).