14.1: Adaptación

Esta sección analiza los efectos celulares, pero los efectos celulares y químicos no se pueden separar convenientemente porque las células están construidas de una variedad de productos químicos de diversos tipos. Los cambios químicos intracelulares específicos pueden ocurrir como cambios en la célula y pueden afectar su apariencia o función. Los mecanismos reales que conducen al daño celular suelen ser de naturaleza bioquímica.

Adaptación Explicada

Para mantener la homeostasis, células y tejidos:

• “Hacer frente” a las nuevas demandas que se les imponen adaptándose constantemente a los cambios en el entorno tisular.
• Suelen ser capaces de un increíble grado de adaptabilidad celular.
• Adaptarse de una manera que pueda ser beneficiosa en la naturaleza (fisiológica) o perjudicial (patológica).

Ejemplos de adaptación fisiológica son:

• Un incremento en las células del músculo esquelético en atletas debido al ejercicio y al aumento de la demanda metabólica.
• El incremento en el número y tamaño de las células epiteliales en los senos de las mujeres resultante de la estimulación endocrina durante el embarazo.

Cuando estas células o tejidos se dañan, el cuerpo intenta adaptarse y reparar o limitar los efectos nocivos. A menudo los cambios adaptativos dan como resultado células u órganos que no pueden funcionar normalmente. Esta adaptación imperfecta es un cambio patológico.
Ejemplos de adaptaciones patológicas son:

• Cambios celulares en personas que fuman cigarrillos: El epitelio columnar ciliado cambia a epitelio escamoso no ciliado en la tráquea y bronquios de fumadores de cigarrillos. El reemplazo del epitelio escamoso puede resistir mejor la irritación del humo del cigarrillo. Sin embargo, la pérdida de cilios y secreciones mucosas del epitelio columnar disminuyen los mecanismos de defensa traqueobronquial.
• Sustitución de células hepáticas normales por células fibróticas en alcohólicos crónicos (conocida como cirrosis hepática): Un hígado gravemente cirrótico es incapaz de metabolismo normal, mantenimiento de la nutrición y desintoxicación de xenobióticos.

Si el cambio es menor, puede resultar una adaptación celular y las células vuelven a la normalidad. Cuando el daño es muy grave, el resultado puede ser muerte celular o incapacidad funcional permanente.
La adaptación celular a agentes tóxicos incluye tres tipos básicos:

1. Incremento en la actividad celular.
2. Disminución de la actividad celular.
3. Alteración en la morfología celular (estructura y apariencia) o función celular.

Tipos específicos de adaptaciones celulares

Atrofia
La atrofia es una disminución en el tamaño de las células. Si hay un número suficiente de células involucradas, el tejido u órgano también puede disminuir de tamaño. Cuando las células se atrofian, tienen:

• Necesidades reducidas de oxígeno.
• Reducción de la síntesis proteica.
• Disminución del número y tamaño de los orgánulos.

Las causas más comunes de atrofia son la reducción del uso de las células, la falta de estimulación hormonal o nerviosa, la disminución de la nutrición, la disminución del flujo sanguíneo al tejido y el envejecimiento natural.

• Un ejemplo de atrofia es la disminución en el tamaño de los músculos y las células musculares en personas cuyas piernas están paralizadas, en un yeso, o se usan con poca frecuencia como cuando un paciente está en reposo en cama.

Hipertrofia

La hipertrofia es un aumento en el tamaño de las células individuales. Esto frecuentemente resulta en un aumento en el tamaño de un tejido u órgano. Cuando las células se hipertrofia, los componentes de la célula aumentan en número con una mayor capacidad funcional para satisfacer las mayores necesidades celulares. La hipertrofia generalmente ocurre en situaciones en las que el órgano o tejido no puede adaptarse a una mayor demanda por la formación de más células. Esto se ve comúnmente en las células del músculo cardíaco y esquelético, que no se dividen para formar más células. Las causas comunes de hipertrofia son el aumento del trabajo o el estrés que se ejerce sobre un órgano o la estimulación hormonal.

• Un ejemplo de hipertrofia es el aumento compensatorio en el tamaño de las células en un riñón después de que el otro riñón ha sido extirpado o está en estado enfermo.

Hiperplasia

La hiperplasia es un aumento en el número de células en un tejido. Esto generalmente resulta en un agrandamiento de la masa tisular y el tamaño de los órganos. Ocurre solo en tejidos capaces de mitosis como el epitelio de piel, intestino y glándulas. Algunas células no se dividen y por lo tanto no pueden sufrir hiperplasia, por ejemplo, las células nerviosas y musculares. La hiperplasia suele ser una medida compensatoria para satisfacer un aumento en las demandas corporales. La hiperplasia es una respuesta frecuente a agentes tóxicos y daños a tejidos como heridas o traumatismos. En la cicatrización de heridas, la hiperplasia del tejido conectivo (por ejemplo, fibroblastos y vasos sanguíneos) contribuye a la reparación de la herida. En muchos casos, cuando se elimina el estrés tóxico, el tejido vuelve a la normalidad. La hiperplasia puede resultar de estimulación hormonal, por ejemplo, agrandamiento mamario y uterino debido al aumento de la producción de estrógenos durante el embarazo.

Metaplasia

La metaplasia es la conversión de un tipo de célula madura a otro tipo de célula madura. Se trata de un proceso de reemplazo celular. Una respuesta metaplásica a menudo ocurre con irritación e inflamación crónicas. Esto da como resultado un tejido más resistente al estrés externo ya que las células de reemplazo son capaces de sobrevivir en circunstancias en las que el tipo celular original no pudo sobrevivir. Sin embargo, los cambios celulares suelen dar como resultado una pérdida de función, la cual fue realizada por las células originales que se perdieron y reemplazaron.
Ejemplos de metaplasia son:

• El padecimiento común en el que una persona sufre de reflujo crónico de ácido desde el estómago hacia el esófago (Enfermedad por Reflujo Gastroesofágico). Las células esofágicas normales (epitelio escamoso) son sensibles al ácido a reflujo y mueren. Se reemplazan con las células columnares del estómago que son resistentes a la acidez del estómago. Esta condición patológica se conoce como “Esófago de Barrett”.
• El cambio en las células de la tráquea y bronquios de fumadores crónicos de cigarrillo de epitelio columnar ciliado a epitelio escamoso estratificado no ciliado. Los sitios de metaplasia frecuentemente son también sitios para transformaciones neoplásicas. Las células de reemplazo carecen del mecanismo de defensa realizado por los cilios en el movimiento de partículas hacia arriba y fuera de la tráquea.
• Con la cirrosis del hígado, que es una condición común de los alcohólicos crónicos, las células hepáticas funcionales normales son reemplazadas por tejido fibroso no funcional.

Displasia

La displasia es una condición de cambios celulares anormales o crecimiento celular trastornado en el que las células cambian estructuralmente en tamaño, forma y apariencia del tipo celular original. Los orgánulos celulares también se vuelven anormales. Una característica común de las células displásicas es que los núcleos son más grandes de lo normal y las células displásicas tienen una tasa mitótica mayor que las células normales predecesoras. Las causas de la displasia incluyen irritación crónica e infección. En muchos casos, la displasia se puede revertir si se elimina el estrés y las células normales regresan. En otros casos, la displasia puede ser permanente o representar un cambio precanceroso.

• Un ejemplo de displasia son las células cervicales atípicas que preceden al cáncer cervical. El examen de rutina de las células cervicales es una prueba de detección de rutina para detectar displasia y posible cáncer cervical en etapa temprana (prueba de Papanicolaou).
• El cáncer se presenta en el sitio del síndrome de Barrett y en los bronquios de fumadores crónicos (carcinoma broncogénico de células escamosas).

Anaplasia

La anaplasia se refiere a células que son indiferenciadas. Tienen núcleos irregulares y estructura celular con numerosas figuras mitóticas. La anaplasia se asocia frecuentemente con neoplasias malignas y sirve como un criterio para calificar la agresividad de un cáncer. Por ejemplo, un carcinoma anaplásico es aquel en el que la apariencia celular ha cambiado de la célula de origen altamente diferenciada a un tipo celular que carece de las características normales de la célula original. En general, las células anaplásicas han perdido los controles celulares normales, los cuales regulan la división y diferenciación.

Neoplasia

La neoplasia es un nuevo crecimiento de tejido y comúnmente se conoce como tumor. Existen dos tipos de neoplasia: benigna y maligna. Las neoplasias malignas son cánceres. Dado que el cáncer es un problema médico tan importante y complejo, se dedica una sección separada al cáncer.

Interacciones

Las interacciones entre dos o más agentes tóxicos pueden producir daño por interacciones químico-químicas, interacciones químico-receptor, o por modificación, por un primer agente, de la respuesta celular y tisular a un segundo agente. Las interacciones pueden ocurrir por exposición simultánea y si la exposición a los dos agentes se separa en el tiempo.

Las interacciones químico-químicas se han estudiado principalmente en la toxicología de los contaminantes del aire, donde se demostró que el efecto adverso de ciertos oxidantes puede ser potenciado en presencia de otros aerosoles.

Se han encontrado interacciones en el sitio receptor en experimentos aislados de pulmón perfundido. La tolerancia al oxígeno puede ser un ejemplo, cuando la preexposición a una concentración de oxígeno mitiga la exposición posterior al 100% de oxígeno modificando la composición celular y enzimática del pulmón.

El daño de la zona alveolar por el antioxidante hidroxitoleno butilado (BHT) en ratones puede mejorarse en gran medida por la posterior exposición a la concentración de oxígeno que, de lo contrario, tendría poco o ningún efecto demostrable.

La interacción sinérgica entre BHT y oxígeno en ratones resulta en fibrosis pulmonar intersticial. La enfermedad pulmonar aguda o crónica puede entonces ser causada no solo por un agente, sino también en muchos casos por la interacción de varios agentes.

 

Verificación de Conocimientos

1) Un aumento de las células del músculo esquelético en atletas debido al ejercicio y al aumento de la demanda metabólica es un ejemplo de:
a) Adaptación patológica
b) Adaptación fisiológica

Contestar

Adaptación fisiológica - Esta es la respuesta correcta.
El aumento de las células del músculo esquelético en los atletas debido al ejercicio y al aumento de la demanda metabólica es un ejemplo de adaptación fisiológica ya que el aumento muscular es beneficioso más que dañino.

2) Una respuesta celular en la que hay un incremento en el número de células en un tejido se conoce como:
a) Atrofia
b) Hipertrofia
c) Hiperplasia
d) Metaplasia

Contestar

Hiperplasia - Esta es la respuesta correcta.
La hiperplasia es un aumento en el número de células en un tejido.

3) Una condición de cambios celulares anormales o crecimiento celular trastornado en el que las células se cambian estructuralmente en tamaño, forma y apariencia del tipo celular original se conoce como:
a) Displasia
b) Anaplasia
c) Neoplasia

Contestar

Displasia - Esta es la respuesta correcta.
La displasia es una condición de cambios celulares anormales o crecimiento celular trastornado en el que las células cambian estructuralmente en tamaño, forma y apariencia del tipo celular original.