Patologia generale

Elementi di patologia generale

Definizione di patologia

Cominciamo dalla definizione: che cos'è la patologia? Ebbene, allude a qualcosa che non sia nella norma. È una deviazione della norma. Come posso derivare dalla norma i parametri? Nella patologia non c'è nulla di nuovo, ma qualcosa che funziona di più o di meno. È qualcosa di deficitario o di esagerato, che implica una deviazione dalla norma. Dire che manca del tutto è impossibile, poiché non sarebbe compatibile con la vita. L'esagerazione o il deficitario è riferito alle normali funzioni biologiche.

Si mettono in gioco dei meccanismi biochimici per far sì che la cellula viva. La patologia è quindi un adattamento a delle nuove condizioni per fare in modo che la cellula possa sopravvivere o da agenti deleteri esterni (radiazioni), ma anche interni (tumori e non solo).

Patologia generale ed eziologia

Dobbiamo prendere esame la patologia generale che deve studiare le cause di malattie. Cos'è che determina quella malattia? Questa disciplina, che studia le cause di malattia, assume il nome di eziologia.

Una volta che le cause hanno agito in un determinato processo biologico, che cosa succede? C'è dunque una sequela di eventi che portano a morte la cellula o ad una, come vedremo, degenerazione grassa. Riassumendo è tutto quello che porta alla patogenesi. La causa che determina una perturbazione, come reagisce l'organello (o la cellula o l'organismo). Per arrivare poi al danno finale, ovvero alla malattia conclamata.

Diagnosi e metodi di studio

Posso avere un tumore conclamato, oppure un mal di denti conclamato. Ma che cos'è che ha portato al gonfiore nel secondo caso? Devo capire che cosa può essere stato ed eseguire una diagnosi. Ma attraverso quali metodi?

Il metodo di gran lunga più vecchio (quando ancora non c'erano sofisticate risorse) erano gli studi epidemiologici. Per esempio, si era visto che i minatori erano soggetti a malattie polmonari, oppure nell'800 in Inghilterra, si cominciava a fare gli spazzacamini da bambini e avevano il compito di pulire i camini dalla fuliggine. Il tumore andava incontro a tumore dopo 15-20 anni. Hanno così scoperto gli idrocarburi policiclici come causa di malattia e questi studi danno assolutamente molte informazioni.

Ma oggi, nell'età moderna, ci troviamo immersi nei campi elettromagnetici. Fanno bene o fanno male? Visto che l'età media della speranza di vita si è alzata tutti quanti dicono che facciano bene, anche se coloro che compiono lavori completamente immersi in questi campi elettromagnetici (radaristi, lavoratori delle centrali elettriche) hanno un aumento dell'incidenza di tumori.

In vitro, o in vivo o anche adoperando cavie, non riesco ad ottenere gli stessi risultati che ottengo con studi epidemiologici. Infatti, negli ultimi 50 anni si sono sviluppati degli strumenti innovativi. Fino al 1950 ce ne hanno messo di tempo per capire che gli idrocarburi potevano generare un tumore. Questo si è visto con l'approccio della patologia sperimentale. La patologia generale è una modalità (una disciplina) che si prefigge lo scopo di trovare cause e patogenesi. Si può dimostrare che in effetti un agente determina una malattia se usandolo in vivo, vitro o su un organismo, genera effettivamente delle alterazioni alle normali funzioni.

Ruolo del biologo e studio della flogosi

Il biologo può svolgere un ruolo molto importante, non solo per trovare le cause di malattia, ma per trovare le sequele di danni, usando anche degli organismi interi. La flogosi (che è un sinonimo di infiammazione) del sistema immunitario in vitro non riesco ad ottenerla.

Ma cos'è un'infiammazione? È un complesso dei processi locali con i quali l'organismo reagisce all'azione di molti agenti nocivi per i tessuti. Potrei anche riuscire ad ottenerla (seppur sia molto e molto improbabile), ma certamente avrei tantissime informazioni da accaparrarmi. Posso anche studiare la patologia su degli organelli isolati, come la patologia mitocondriale e misuro sui mitocondri in vitro i fenomeni biochimici che ci sono in caso di tumori o morte cellulare.

Cause endogene/esogene di malattia

Posso studiare anche queste. Le cause endogene possono essere:

• Congenite: manifesto alla nascita, come nel caso della manifestazione linfocomelica, una condizione che viene portata dietro per tutta la vita. Oppure anche il labbro leporino. Seppur molte di queste malattie si pensa abbiano una base genetica, ancora non si è sicuri che sia davvero così! Anche il nascere con delle dita in più rappresenta una malattia congenita.
• Genetiche: Anche se non conosco il gene responsabile che porta il feto ad avere un dito in più. Le malattie di questo tipo hanno anche a che fare con le mamme fumatrici, che concepiscono bambini che sottoporranno a danni respiratori e a iper-smaltimento di scorie dannose. Anche nel caso delle donne sifilitiche o con sindrome d'immunodeficienza acquisita. Si dice che i bambini nascono non malati, ma con delle stigme.

Per cause genetiche, un bimbo eredita una malattia e la manifestazione che c'è alla nascita è completamente diversa da quella che ci può essere quando ha più anni. Pensiamo alla malattia di Huntington, il soggetto nasce normale e poi a 40 anni (quando potrebbe avere già figli) sta bene. Passano altri 10 anni (50) e comincia avere delle turbe psichiche, neurologiche e neuro-vegetative, per perdita progressiva dell'encefalo. Ci sono degli agenti fisici (polveri-radiazioni), agenti chimici (50.000 sia di origine sintetica che naturale, che sono dannosi) e anche l'alimentazione ha effetti che possono causare malattia. Da ricordare anche gli agenti viventi.

Non si dimentichino, tuttavia, i meccanismi generali d'azione dei prodotti dei microrganismi, che liberano anche quando muoiono (come per esempio anche le tossine). È importante come reagisce a questi agenti. Come si adatta, come si adattano poi le singole cellule ai fenomeni patologici che alterano il metabolismo cellulare.

Meccanismi di difesa

In seguito alle varie noxe, ci sono dei meccanismi di difesa, che seppur elementari (nell'amoeba) consentono all'organismo di difendersi dalle condizioni minaccianti esterne. L'amoeba cerca di difendersi da tutto ciò che proviene dall'esterno ed è nocivo, producendo antibiotici per difendersi dagli eventuali competitori, dai virus, ecc. I protozoi inglobano materiale dall'esterno e devono avere dei modi per circoscrivere, annullare il potere tossico delle sostanze tossiche e buttarle fuori; tutte cose apprese durante la filogenesi e l'ontogenesi (complesso dei processi di sviluppo dell'individuo, dall'uovo fecondato fino allo stadio adulto).

Il processo fisiologico è direttamente collegato a questi processi di difesa e che va di pari passo con il sistema immunocompetente. Quando la noxa ha determinato la morte degli uccelli, il sistema flogistico e l'immunocompetenza eliminano tutto ciò che non c'è di buono per annullare la tossicità e eliminare i microrganismi o altrimenti si avrebbe un danno cellulare. Eliminano quindi la patogenicità di ciò che ci ha invaso. Il sistema flogistico deve riparare il danno in sintesi: la zona con le cellule morte. Ovviamente, prima viene ripulita l'area necrotica, e poi ritenta una ricostruzione.

Morte cellulare e invecchiamento

Ci possono essere errori nel normale processo di moltiplicazione della cellula morte, morte o invecchiamento cellulare. Partiamo dal presupposto che nulla è eterno e c'è un tempo di vita medio prestabilito e fisso per ogni specie animale, oltre il quale esso non può portarsi. Se prendessi delle cellule e le mettessi in vitro, non sarebbero per nulla eterne. Però, ci sono dei geni che, naturalmente tenderebbero a spegnersi, che per una serie di deleterie circostanze, sono riattivati e possono fare in modo che le cellule si mantengano in vita a lungo. Questo può portare ai tumori e vado quindi nella patologia tumorale, dove sono venuti meno i sistemi di controllo e differenziazione (mancato controllo a livello genomico).

Vedremo come l'ambiente interno ed esterno intervengono per fare tutto ciò che di fisiologico la cellula dovrebbe fare. L'accensione dei geni per l'invecchiamento e la morte si spengono e la cellula si replica in modo incontrollato e costantemente.

Biocompatibilità

Biocompatibilità è un concetto molto recente e più si va avanti più le molecole biologiche modificate cominciano ad essere usate per fare dei materiali da biocompatibilità e possiamo inserirle in organi artificiali come pelle, cuore, pancreas.

Esistono due tipologie di molecole complesse:

• Molecole complesse di sintesi
• Molecole complesse biologiche modificate

Ma c'è un altro settore dove il biologico è importante: usare delle proteine, lipidi complessi, DNA per fare delle sorte di sensori. È un trucco per sfruttare le proprietà chimico-fisiche di queste macromolecole. Il DNA, per esempio, si replica, e possono essere rinnovati con dei sistemi ben precisi. Se ci metto delle basi azotate, la polimerasi, un primer ecc, la replicazione può anche avvenire. Il DNA viene usato poiché si può rigenerare e anche correggere da solo (con le endonucleasi o esunucleasi).

Omeostasi

Parliamo ora di omeostasi. Che cos'è? È un termine generico che sta per equilibrio. È un equilibrio dinamico e non statico e ogni funzione biochimica avviene con la sua omeostasi e in condizioni ottimali.

Pensiamo per esempio alle concentrazioni saline. Devono mantenersi il più possibili ottimali, la variazione di pH, i rapporti enzimi-substrati nelle opportune condizioni ecc. Si deve quindi rimanere entro determinati parametri, come se fossimo su una bilancia.

Che cosa s'intende per omeostasi di popolazione? È diciamo innanzitutto un equilibrio instabile; le immigrazioni instabili che da Africa ed Asia portano delle persone in Europa. Pensiamo a quelle instabili che cavallo tra '800 e '900 interessarono le immigrazioni da Europa ad Americhe. Ora le immigrazioni-emigrazioni in, da là si sono equilibrate. L'omeostasi c'è quando c'è un equilibrio.

Le migrazioni degli Stati Uniti hanno un equilibrio non come quello che si verificò a cavallo tra i due secoli, ma è un equilibrio ora stabile e dinamico (ovviamente), c'è gente che va e che arriva continuamente. Pensiamo ai batteri sulla nostra pelle (popolazione batterica) cercano di difendere il loro territorio da eventuali batteri competitori esterni che li minaccino.

Se andassi in Cina, le mie condizioni della pelle cambiano, poiché ho nuovi tipi di batteri, più forti dei nostri che riescono ad occupare il posto occupato dagli Stafilococco Aureus autoctoni Europei. Noi stiamo bene quando tutti i nostri sistemi stanno bene e funzionano in armonia tra di loro. Pensiamo al calore prodotto; è uguale a quello disperso in condizioni salutari e di benessere e la temperatura è mantenuta.

Stato di salute

Se sento freddo, cerco di produrre più calore, mediante i brividi (contrazioni spastiche dei muscoli periferici); per aumentare la produzione di calore; fin quando la dispersione è compensata. Ad un certo punto non sarà più possibile e il cuore, polmoni ecc. ne risentiranno, poi i danni si ripercuotono sulle cellule fino ad arrivare al danno della singola reazione biochimica. Se dessi alle cellule del cianuro, la citocromo ossidasi non funzionerebbe più e la respirazione cellulare verrebbe inibita. (Respirazione mediata dai mitocondri)

Ma parliamo un po' di salute: Lo stato di salute può essere oggettivo o soggettivo. Non c'è solo da dirlo che sto male. Magari se mi confronto a qualcuno vedo che è un malessere comune e generale della comunità. Piuttosto bisogna non dare tanta importanza alla soggettività, quanto all'oggettività mediante strumenti di controllo, diagnostici ecc. Bisogna oggettivare se lo stato di salute è in realtà compromesso, e lo oggettivo adoperando dei metodi sperimentali.

Metodologia di studio

Metodologia di studio è qualcosa di molto importante. Lo abbiamo capito dalle righe precedenti. Molto importante per fortuna i sistemi enzimatici, che non esistono in copia unica, ma ci sono dei cosiddetti isoenzimi (molecole ovviamente proteiche e simili agli enzimi presi in considerazione); alle volte derivati dallo stesso gene che codifica per l'enzima considerato, ma che, per splicing alternativo, e per filogenesi si sono modificati. La funzione svolta è la stessa, ma magari lavorano in concentrazioni diverse di substrato, ioni, di pH, e condizioni diverse in generale.

Se quella prevalente che lavora in condizioni ottimali subisce un danno, gli enzimi simili possono supplire al danno ed è compensato il danno a livello genetico. Abbiamo dei geni che codificano per delle proteine simili o con funzioni simili (più o meno sovrapponibili) vicarianti l'una con l'altra. Quando si parla di tessuti, abbiamo che più tessuti devono lavorare assieme per mantenere le condizioni di omeostasi. Ci sono cellule diverse che devono adattarsi l'una all'altra per poter convivere, anche alle sfide date dal tempo.

Adattamento cellulare

Le cellule non sono eterne, ma c'è un continuo divenire, dato da delle reazioni metaboliche irreversibili. Quando una cellula nasce, possiede due destini possibili:

• Cellula quiescente: come le cellule germinali, o le cellule staminali. Non si sa se restano ferme in uno stadio primordiale dopo la nascita.

La maggior parte delle cellule, comunque, dopo essere nate, si moltiplicano in continuazione e i geni delle cellule vengono letti in una precisa sequenza, alcuni poi vengono silenziati e altri accesi tardivamente. Il processo quindi è irreversibile fisiologicamente. Il processo detto (irreversibile) è l'irreversibilità del differenziamento cellulare completo, che consiste nella specializzazione fine della cellula. La cellula muscolare si contrae, è specializzata alla contrazione, così come il neurone è specializzato all'eccitabilità (captare e inviare stimoli), così come le cellule pacemaker del cuore. Una volta raggiunta la specializzazione, la cellula può raggiungere dei tempi più o meno lunghi e poi va incontro a invecchiamento e morte.

Ci sono delle cellule che vivono per pochissimo tempo (polimorfonucleati - PMN -), deputati alla fagocitosi, maturano nel midollo osseo e poi sono immessi in circolo e stanno lì per due - tre giorni, dopodiché vengono distrutti. Il tempo di vita comunque è tipico di ogni cellula. Le cellule epatiche, come le cellule nervose, sono vitali per molto tempo. L'invecchiamento, in questi termini, è un normale processo fisiologico, certamente irreversibile e poiché tutte le cellule hanno un tempo di invecchiamento diverso, si hanno dei rinnovi della vita e delle funzioni delle altre cellule dell'organo.

Perché questo adattamento? La questione è semplice: poiché tutte le cellule devono funzionare in base ai propri vicini di casa e si devono adattare alla diversa vita delle cellule contigue. È un adattamento.

Esempi di adattamento

Facciamo un esempio: le emazie vivono 3-4 mesi, ma se c'è un'emorragia, il midollo osseo deve essere in grado di immettere delle emazie immature, poiché la richiesta d'ossigeno dalla periferia è alta e il midollo non li butta fuori solo maturi, ma anche immaturi. Più il sistema è complesso più il sistema di adattamento è difficile. Nell'arteriosclerosi c'è un restringimento del lume vascolare e passa meno ossigeno nell'unità di tempo e i tessuti si adattano alle condizioni. Però più il sistema è complesso, meno risente alla carente quantità di ossigeno. Il rene e il cuore hanno sempre bisogno di ossigeno è diverso nel caso della muscolatura scheletrica. L'aterosclerosi può portare facilmente a morte per infarto del miocardio. Il fegato diventa piccolo; i muscoli periferici diventano piccoli, il cervello può avere un ictus.

Gli adattamenti quindi sono notevoli. Uno stadio morboso è la perdita di un arto e la condizione è certo, non normale, ma è uno stato patologico (sono eventi che cominciano, hanno la loro evoluzione e poi la fine). La fine è stereotipata, si ha la guarigione o la morte. Magari il soggetto va in depressione, non fa più certe cose ecc.

Se perdo una gamba, la colonna vertebrale subisce delle modificazioni e rimaneggiamenti ossei, ma la diartrosi (che ha a che fare con le modificazioni ossee dannose) è un fenomeno patologico. Alla patologia non interessano guarigione e/o morte non ci interessano. Le cause sono tantissime. Ma ho anche le concause che, alle volte, possono avere un'importanza molto grande e per la malattia finale essere quasi più importanti. La tubercolosi è data dal batterio (Mycobacterium Tubercolosis -causa-); però di micobatteri ce ne sono tanti in giro e posso respirando, mandare giù dei micobatteri e non prendiamo la TBC, perché siamo ben nutriti. Era pericolosa a cavallo tra il '700 e l'800, ma per quelli con regime dietetico insufficiente e privo di vitamine e di nutrienti nobili (come le proteine).

Alimentazione e concause di malattia

Con la scoperta dell'America, nel 1492 sono giunte in Europa mais, patate e pomodori e i primi due sono molto coltivabili qui e sono ricchi di amido e mi posso riempire la pancia, seppur io sia iponutrito. Chi fuma, per esempio, introduce tante sostanze tossiche (caso di malattia), ma c'è anche la bronchite cronica (data dall'effetto del fumo), più introduciamo pure delle sostanze chimiche particolari e ho delle concause di malattie e che cooperano con le cause di malattie in modo più o meno cospicuo. Anche nelle differenze tra maschio e femmina.

Nel caso del maschio, l'uretra è molto allungata (grazie all'origine embrionale di questi organi copulatori) e i batteri difficilmente riescono a risalire lungo tutto il dotto e portarsi fino ai distretti subaddominali.

Concause di malattia