Riassunti Patologia e Terminologia Medica con domande precedenti appelli risposte

Patologia generale

Prima lezione: Obiettivi

Prof. Pizzala Roberto

• Fornire gli strumenti per l'acquisizione dei meccanismi causali e di quelli patogenetici delle malattie dell'uomo.
• Seguire un percorso dall'aspetto molecolare e cellulare a quello clinico.
• Associare le cognizioni sulla denominazione delle malattie umane e sulla terminologia medica.

La patologia è lo studio delle malattie, cioè dei processi in cui particolari insiemi di attività fisiologiche hanno subito alterazioni e danno manifestazioni clinicamente rilevabili. Le malattie, indipendentemente dal livello a cui si manifestano (l'intero organismo, un determinato organo, uno specifico tessuto), originano nelle cellule e colpiscono le cellule. La patologia cellulare diventa così la base naturale della medicina e si evolve nella patologia molecolare.

Il termine patologia deriva dal greco pathos (sofferenza, malattia) e -logia (studio). Secondo l'OMS (Organizzazione Mondiale Sanità), la malattia è "un'anormalità morfologica e funzionale e/o psichica che pone in sofferenza l'individuo".

Concetto di malattia

La malattia è una perturbazione di uno stato in cui si trova l'organismo e i suoi vari sistemi. Una persona si ammala quando uno o più sistemi che compongono l'organismo non si trovano più a funzionare secondo le specifiche di progetto. Un progetto che esiste e che si è evoluto dinamicamente attraverso l'evoluzione con il quale siamo programmati a vivere in condizioni di equilibrio omeostatico dinamico, perché può subire delle oscillazioni all'interno di un determinato range; che se viene alterato, si ha manifestazione clinica della malattia. Il superamento delle condizioni di progetto può essere dovuto ad alterazioni che provengono dall'esterno, nel caso di agenti esogeni di malattia, o da alterazioni che provengono dall'interno, nel caso delle malattie genetiche.

La malattia è un fenomeno naturale che insorge in un sistema vivente e che consiste in un'alterazione strutturale e funzionale di una cellula, di un tessuto o di un organo, capace di ripercuotersi sull'economia generale (sul buon funzionamento) dell'organismo.

La patologia generale

In questa figura la patologia generale viene indicata come il tronco dell'albero della medicina. Un albero che trae la sua conoscenza dalle radici (chimica, fisica, istologia, embriologia, anatomia, fisiologia, genetica, biologia cellulare e molecolare) e consolidandola a livello del tronco per poi essere studiata e praticata dalla clinica specialistica (geriatria, pediatria, odontoiatria, ginecologia, ecc.). Quindi non si possono applicare i criteri della clinica medica (individuazione e cura delle malattie) senza avere conoscenze base.

Etimologia e patogenesi

Etiologia: studio delle cause di malattie da agenti estrinseci (patologia ambientale e patologia infettiva) e da agenti intrinseci (patologia genetica).

Patogenesi: studio dei meccanismi molecolari e biochimici dei processi morbosi (patologia cellulare, patologia molecolare e patologia sperimentale). La patologia sperimentale studia attraverso l'uso di modelli di complessità crescente: partendo dal modello di tipo chimico in provetta per poi riportarlo a livello dello studio su cellule per poi passare al modello sperimentale sull'animale.

La patologia può essere studiata a diversi livelli:

• Epidemiologia: popolazione
• Medicina interna: individuo singolo
• Fisiopatologia: organi
• Istologia: tessuti
• Citologia: cellule
• Patologia subcellulare: organuli cellulari
• Biofisica e biochimica: molecole
• Biologia molecolare: geni

Abbiamo detto che esiste una componente estrinseca di tipo ambientale e una componente intrinseca di tipo genetico come causa di malattia. È una situazione che ha delle continue intersezioni progressive per quanto riguarda la causa della malattia in un uomo. Come si vede dalla figura, escluse le malattie infettive acute (dovute quasi al 100% dai fattori ambientali) e la malattia da gene singolo (dovuta quasi al 100% dai fattori ereditari), le varie malattie sono un continuo alternarsi tra le due componenti causanti la malattia.

Seconda lezione: Cause fisiche estrinseche di malattia

Tra le cause fisiche estrinseche di malattia abbiamo quelle legate alle variazioni di temperatura (calore, raffreddamento), radiazioni (eccitanti e ionizzanti), traumi meccanici, pressione atmosferica, corrente elettrica, campi gravitazionali e ultrasuoni.

Variazioni di temperatura

L'aumento di temperatura ambientale, al di fuori delle specifiche di progetto, può avere delle ripercussioni sullo stato di salute se l'organismo ne è esposto, sotto forma di colpo di calore, colpo di sole, colpo di calore tropicale. Le nostre specifiche di progetto prevedono un'omeostasi a temperatura variabile non superiore a 30°C ed un'umidità relativa al di sotto del 90%. Questo perché le nostre funzioni fisiologiche di dispersione del calore devono essere in equilibrio con le condizioni ambientali e quindi dobbiamo avere la possibilità di disperdere il calore prodotto dal nostro organismo attraverso il metabolismo.

Tra i meccanismi di risposta di compensazione fisiologici all'esposizione a temperature ambientali elevate e a condizioni di umidità relativa maggiori rispetto al livello standard abbiamo vasodilatazione, perché aumentando il calibro dei vasi (in particolare quelli arteriosi) si ottiene una maggior dispersione di calore, e la sudorazione. La sudorazione deve essere "recuperata" bevendo liquidi per evitare la disidratazione che può provocare danni indiretti (a livello della funzionalità renale) mentre la vasodilatazione provoca un abbassamento della pressione arteriosa che a sua volta, per compensare lo squilibrio, presenta minor resistenza idrostatica al passaggio del flusso sanguigno nei vasi e provoca un aumento della gittata cardiaca, quindi aumento del battito cardiaco perché vengano adeguatamente perfusi tutti i tessuti e organi, in particolar modo quelli sensibili all'apporto di ossigeno.

Superato il limite di resistenza fisica alla temperatura elevata, si verifica la condizione di malattia, dovuta a un'ipoperfusione di sangue arterioso agli organi sensibili che porta inevitabilmente a shock. Shock: condizione in cui l'abbassamento della pressione arteriosa e la diminuzione di liquidi e, quindi, di volume di sangue circolante, provocano un danno a livello del SNC portando l'organismo a "cascare a terra".

L'elevata temperatura può avere delle ripercussioni generali sull'intero organismo, come abbiamo visto, ma può anche avere delle ripercussioni a livello locale: ustioni. Le ustioni, dovute all'aumento localizzato della temperatura principalmente a livello cutaneo (tessuto che fa tra interfaccia tra il nostro interno e l'ambiente), possono avere diversi aspetti a seconda dell'entità della lesione e della causa che l'ha provocata. Esiste una classificazione che riguarda le ustioni che le divide in ustioni superficiali e ustioni profonde a seconda della profondità del tessuto cutaneo interessato dalla lesione. A loro volta si dividono ancora in ustioni di primo, secondo e terzo grado che possono essere accomunate dall'insorgenza di una reazione di tipo infiammatoria.

Nelle ustioni di primo grado gli aspetti caratteristici della lesione sono quelli della morte cellulare e successiva necrosi solo a livello dell'epidermide (sono indenni il derma e gli annessi cutanei) e vasodilatazione come risposta di carattere difensivo di cui abbiamo parlato prima (sistema di raffreddamento) con arrossamento cutaneo locale dovuto all'azione dei mediatori chimici dell'infiammazione che producono, appunto, un aumento del calibro dei vasi sanguigni.

Nelle ustioni di secondo grado la necrosi si estende alla parte superficiale del derma insieme agli annessi cutanei superficiali mentre è possibile che restino indenni gli annessi cutanei del derma profondo.

Nelle ustioni di terzo grado la necrosi si estende sino al derma profondo con annessi cutanei profondi. Un parametro fondamentale per capire effettivamente quanto è grave un'ustione è l'estensione percentuale di superficie cutanea coinvolta. Un'ustione di terzo grado ridotta al solo 5% della superficie corporea ha sicuramente un'evoluzione a medio-lungo termine rispetto ad un'ustione che colpisce una % di superficie cutanea maggiore. In pratica ciò che conta veramente è il numero di cellule che sono morte perché ciò può avere delle ripercussioni a livello sistemico anche se la causa è stata di tipo locale: maggiore è l'estensione percentuale di superficie cutanea colpita dalla lesione, maggiore sarà il numero delle cellule morte (andando incontro a frammentazione con formazione di detriti cellulari).

Considerando che naturalmente nel nostro organismo ogni tanto muoiono delle cellule è chiaro che esiste un sistema di controllo come ad esempio i fagociti residenti nel reticolo endoteliale (cellule che hanno una capacità di ingerire qualunque cosa che deve essere eliminata, sia che sia esogena, come i microrganismi patogeni, che endogena, come i detriti cellulari) che sono cellule normalmente quiescenti ed ubiquitarie che si attivano, aumentando di dimensioni per favorire la fagocitosi.

Nel caso di ustioni con elevato numero di cellule morte, vengono saturate le capacità dei macrofagi residenti di fagocitare i detriti cellulari e quindi i detriti cominciano a circolare nel sangue fino a raggiungere il filtro presente a livello del glomerulo renale dove i detriti cellulari possono rimanere incastrati, intasandolo, portando a insufficienza renale acuta che non sempre si riesce a rimediare. Quindi le ustioni con ampia estensione superficiale potrebbero provocare danni irreversibili (letali) anche a distanza di tempo.

Basse temperature: Congelamento e assideramento

Al contrario, per quanto riguarda l'esposizione locale (congelamento) o sistemica (assideramento) alle basse temperature, come risposta difensiva dell'organismo si ha vasocostrizione per diminuire la dispersione di calore anche se ciò risulta un ostacolo nel regolare circolo di sangue portando a rischi di ipoperfusione di ossigeno e nutrimento agli organi sensibili. Nel congelamento una buona parte dei costituenti acquosi dei tessuti a livello interstiziale può trasformarsi in ghiaccio (volume di ghiaccio > volume di acqua allo stato liquido) provocando danno tissutale per espansione di volume. L'assideramento è dovuto alla vasocostrizione di vasi sanguigni critici per la perfusione di organi critici.

Pressione atmosferica

L'aumento della pressione atmosferica è un fenomeno che si può ottenere artificialmente in determinate condizioni ("malattia dei cassoni"). Le nostre specifiche di progetto stabiliscono che noi siamo in grado di compiere l'atto respiratorio alla pressione atmosferica = 760 mmHg. Le persone che praticano sub con l'autorespiratore ad aria, hanno il problema di dover riuscire a compiere l'atto respiratorio con una pressione esterna che aumenta di 760 mmHg ogni 10 m di profondità (al di sopra di una determinata pressione non si riesce più a respirare) ed è per questo che sfruttano l'autorespiratore che funge da regolatore adeguando la pressione dell'aria compressa inspirata in proporzione alla pressione esterna. Se si respira aria compressa però la concentrazione parziale di gas disciolti nel sangue aumenta in proporzione. Per cui se si è inspirata aria compressa a 5 bar e si risale immediatamente in superficie, succede che i gas disciolti nel sangue (in particolar modo l'azoto) tendono a formare delle bolle che possono influenzare il normale circolo di sangue e si parla infatti di embolia gassosa.

Iperbaropatie: aumento della pressione atmosferica

Ipobaropatie: diminuzione della pressione atmosferica

Radiazioni

Le radiazioni rappresentano una modalità di propagazione dell'energia da un punto all'altro dello spazio che hanno, a seconda della loro lunghezza d'onda, un'energia associata che può venir trasferita ad un substrato biologico. Possono essere elettromagnetiche, senza trasporto di quantità di materia, o corpuscolate, con trasporto di quantità atomiche o subatomiche di materia. Se costruiamo lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche vediamo che radiazioni a lunghezza d'onda lunga hanno un'energia associata molto bassa (es: onde elettriche con λ = che possono indurre fibrillazione ventricolare cardiaca solo in caso di contatto diretto).

Terza lezione: Effetti delle onde radio e microonde

Le onde radio possono avere principalmente un effetto termico, come le microonde, inducendo dei moti vibrazionali a livello di molecole, in particolare d'acqua, di cui tutti i tessuti sono composti. Non a caso esistono anche delle strategie terapeutiche di tipo fisioterapico che utilizzano basse energie di microonde (magnetoterapia) per produrre un riscaldamento dei tessuti e quindi una iperemia attiva prodotta dall'irraggiamento per aumentare la quantità di sangue a livello dei tessuti che sono esposti alla radiazione. Se non si adottano le opportune precauzioni e per esposizione diretta del tessuto bersaglio alla radiazione, sia le onde radio di lunghezza d'onda sia le microonde, possono provocare degli effetti indesiderati soprattutto a livello oculare (cataratta, opacità del cristallino).

Nel caso delle radiazioni infrarosse, che hanno un basso potere di penetrazione, questo fenomeno può avvenire solo per i tessuti superficiali (l'esposizione diretta può portare a danni oculari cataratta). Anche le radiazioni luminose, ad esempio fissando a lungo una sorgente luminosa, come il sole, possono provocare lesioni alla retina.

Prendendo in esame le onde UV alla quale involontariamente, dall'esposizione al sole, o volontariamente siamo esposti, possono provocare perfino lesioni cutanee con due fenomeni possibili:

• Lesione reversibile nel caso di eritema solare
• Lesione irreversibile con formazione di alterazioni neoplastiche, tumori

A maggior ragione, per finire, questo è valido se veniamo esposti ai raggi X e raggi che possono dare sia danni acuti sia danni tardivi (anche dopo anni).

Effetti delle radiazioni

Dal punto di vista chimico-fisico l'esposizione alle radiazioni agisce tramite un meccanismo a catena distribuito in una scala di tempi in cui si possono individuare 4 fasi:

1. Fase fisica: si instaura in un arco di tempo brevissimo, puramente correlata al trasferimento energetico dalla radiazione al substrato (ionizzazione ed eccitazione di molecole biologiche).
2. Fase chimica: si instaura in un arco di tempo che va dai ai sec, in cui cominciano a vedersi gli effetti indiretti dell'esposizione alle radiazioni eccitanti (molecole eccitate, formazione di radicali liberi).
3. Fase biomolecolare: si instaura in un tempo che va dai secondi alle ore, dove le molecole di interesse biologico che ci interessano e che sono quelle maggiormente colpite sono proteine ed acidi nucleici; anche se non bisogna sottovalutare l'effetto che ricade sui lipidi di membrana (plasmatica o degli organelli cellulari) che possono subire alterazioni esclusivamente di tipo ossidativo, soprattutto quando il danno causato dalle radiazioni è un danno mediato dalla formazione di specie reattive dell'ossigeno in grado di innescare un meccanismo di risposta a cascata del danno ossidativo che abbia poi come bersaglio la catena acilica di una molecola della membrana come, appunto, i lipidi.
4. Fase biologica: con periodi di tempo decisamente più lunghi (ore-decenni) si possono avere gli effetti biologici clinicamente osservabili che possono provocare morte dell'individuo oppure alterazioni particolarmente insidiose (insorgenza di tumori e mutazione genetica).

Radiazioni eccitanti: IR, UV-A, UV-B, UV-C

Radiazioni ionizzanti: raggi X, raggi cosmici, raggi alfa, beta e gamma

Le lesioni da radiazioni sono da attribuirsi in particolare a radiazioni beta, gamma e gamma-beta; le radiazioni alfa non hanno capacità penetrativa per cui si fermano agli strati epidermici.

Meccanismi molecolari delle radiazioni ionizzanti

Le radiazioni eccitanti non hanno un'energia tale da poter compiere un effetto indiretto di questo tipo. L'esposizione alla radiazione ionizzante può avere due meccanismi d'azione diversi nei confronti della macromolecola bersaglio (molecola di DNA):

• Trasferimento diretto di energia dalla radiazione alle macromolecole
• Radiolisi dell'acqua, se la radiazione ionizzante ha un'energia sufficiente per spezzare il legame idrogeno-ossigeno, la quale produce delle specie reattive (idrossiradicale). L'idrossiradicale, in un contesto dove sono presenti altre molecole di ossigeno, può provocare un meccanismo articolato di produzione di specie reattive dell'ossigeno come ossigeno singoletto (allo stato fondamentale si trova allo stato ) che è una molecola reattiva nei confronti delle basi del DNA. La radiolisi dell'acqua può ancora produrre l'anione superossido oppure, attraverso i meccanismi enzimatici, perossido di idrogeno (con attività citotossica nota) all'interno della cellula con conseguenti effetti letali per la cellula stessa seguiti da necrosi cellulare.

Esiste una dipendenza tra dose somministrata e la preponderanza dell'effetto diretto o indiretto della radiazione ionizzante: Per dosi particolarmente elevate di radiazioni ionizzanti ( >2000 rad) prevale il meccanismo d'azione (a) che interessa tutte le cellule esposte che vanno inevitabilmente incontro a necrosi cellulare perché tale radiazioni hanno un'energia sufficiente per frantumare la molecola di DNA; possono essere anche coinvolti i lipidi di membrana che si degradano rapidamente portando uno squilibrio dinamico tra intra- ed extra.