Adaptación Celular

 

Adaptación celular.

Las adaptaciones son cambios reversibles en el número, el tamaño, el fenotipo, la actividad metabólica o las funciones de las células en respuesta a los cambios en su entorno. Las adaptaciones fisiológicas suelen representar respuestas de las células a la estimulación normal por hormonas o sustancias químicas endógenas (p. ej., aumento de tamaño por inducción hormonal de la mama y del útero durante el embarazo). Las adaptaciones patológicas son respuestas al estrés que permiten que las células puedan modular su estructura y función para evitar, de este modo, la lesión. Tales adaptaciones pueden adoptar diversas formas.

Las principales respuestas adaptativas son hipertrofia, hiperplasia, atrofia y metaplasia.

Hipertrofia.

La hipertrofia es el aumento del tamaño de las células que provoca un incremento del tamaño del órgano. En otras palabras, en la hipertrofia pura no aparecen células nuevas, sino que las células son más grandes y contienen una mayor cantidad de proteínas estructurales y orgánulos.

La hipertrofia puede ser fisiológica o patológica y se debe a un aumento de las exigencias funcionales o a la estimulación por factores de crecimiento u hormonas.

El aumento de tamaño masivo fisiológico que experimenta el útero durante la gestación es consecuencia de la hipertrofia y de la hiperplasia del músculo liso, que son estimuladas por los estrógenos. Por el contrario, cuando las células musculares estriadas del músculo esquelético o el corazón se ven sometidas a un aumento de la demanda, solo pueden experimentar hipertrofia, porque las células musculares adultas tienen una capacidad de dividirse limitada.

Un ejemplo de hipertrofia celular patológica sería el aumento de tamaño del corazón asociado a hipertensión o a una valvulopatía aórtica.

Cualesquiera que sean los mecanismos exactos de la hipertrofia, se alcanza un límite y, una vez sobrepasado el mismo, el agrandamiento de la masa muscular ya no puede compensarla mayor carga. Cuando sucede esto en el corazón, se producen varios cambios «degenerativos» en las fibras miocárdicas, de los que los más importantes son la fragmentación y la pérdida de elementos miofibrilares contráctiles.

Hiperplasia.

Se produce un aumento del número de células por proliferación de las células diferenciadas y sustitución por las células madre del tejido. La hiperplasia es una respuesta adaptativa de las células con capacidad de replicación La hipertrofia y la hiperplasia pueden coexistir, por lo que es evidente que ambas, en conjunto, conducen también a la aparición de un órgano aumentado de tamaño (hipertrófico).

La hiperplasia puede ser patológica o fisiológica. En ambos casos, la proliferación celular se estimula mediante factores de crecimiento sintetizados por diversos tipos celulares.

Los dos tipos de hiperplasia fisiológica son: 1) la hiperplasia hormonal, ejemplificada por la proliferación del epitelio glandular de la mama femenina en la pubertad y durante el embarazo, y 2) la hiperplasia compensadora, es decir, la que se produce cuando una porción del tejido es eliminada o está enferma. Por ejemplo, cuando se realiza una resección parcial del hígado, la actividad mitótica en las células restantes comienza ya a las 12h, restableciendo a la larga el peso normal del hígado. En este contexto, los estímulos para la hiperplasia son factores de crecimiento polipeptídicos producidos por los hepatocitos remanentes, así como por células no parenquimatosas del hígado. Después de la restauración de la masa hepática, varios inhibidores del crecimiento «desconectan» la proliferación celular.

La mayoría de las formas de hiperplasia patológica están causadas por una estimulación excesiva de tipo hormonal o de factores de crecimiento. Por ejemplo, después de un período menstrual normal hay un brote de proliferación epitelial uterina que, habitualmente, se halla regulada de modo muy ajustado, estimulada por hormonas hipofisarias y estrógenos ováricos, e inhibida por la progesterona. Sin embargo, si se altera el equilibrio entre el estrógeno y la progesterona, se produce una hiperplasia endometrial, causa común de un sangrado menstrual anómalo.

La hiperplasia es también una respuesta importante de las células del tejido conjuntivo en la cicatrización de las heridas, en la que los fibroblastos proliferantes y los vasos sanguíneos ayudan a que tenga lugar la reparación. La estimulación por factores de crecimiento se halla también implicada en la hiperplasia asociada a ciertas infecciones víricas; por ejemplo, los virus del papiloma causan verrugas cutáneas y lesiones en las mucosas compuestas de masas de epitelio hiperplásico. En este caso, los factores de crecimiento pueden ser codificados por los genes víricos o por los de las células del huésped infectadas.

Es importante observar que, en todas estas situaciones, el proceso hiperplásico permanece controlado; si cede la estimulación hormonal o de los factores de crecimiento, desaparece la hiperplasia. Es esta sensibilidad a los mecanismos reguladores normales lo que distingue las hiperplasias patológicas benignas del cáncer, en el que los mecanismos del control del crecimiento se vuelven desregulados o inefectivos. No obstante, la hiperplasia patológica constituye un suelo fértil en el que, a la larga, puede surgir la proliferación cancerosa. Así, las pacientes con hiperplasia del endometrio tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer endometrial, y ciertas infecciones por virus del papiloma predisponen a la aparición de cánceres cervicales

Atrofia.

Se conoce como atrofia la reducción en el tamaño de la célula por la pérdida de sustancia celular. Cuando se halla afectado un número suficiente de células, el tejido o el órgano entero disminuye de tamaño y se vuelve atrófico. Aunque las células atróficas pueden tener una función disminuida, no están muertas.

Entre las causas de atrofia están una disminución de la carga de trabajo (p. ej., inmovilización de un miembro para permitir la curación de una fractura), la pérdida de inervación, una disminución de la irrigación, una nutrición inadecuada, la pérdida de la estimulación endocrina y el envejecimiento (atrofia senil). Aunque algunos de estos estímulos son fisiológicos (p. ej., pérdida de la estimulación hormonal en la menopausia) y otros patológicos (p. ej., desnervación), los cambios celulares fundamentales son idénticos.

La atrofia es el resultado de una disminución de la síntesis de proteínas y de un aumento de la degradación de proteínas en las células.

• Disminuye la síntesis de proteínas por una reducción de la actividad metabólica.

• La degradación de las proteínas celulares se produce, principalmente, por la vía de la ubicuitina-proteosoma. Una deficiencia en nutrientes y el desuso pueden activar las ubicuitina-ligasas, que unen múltiples copias del pequeño péptido ubicuitina a las proteínas celulares, y considerar como objetivo estas proteínas para su degradación en los proteosomas. También se cree que esta vía es responsable de la proteólisis acelerada que se ha observado en diversos estados catabólicos, como la caquexia por cáncer.

• En muchas situaciones, la atrofia se acompaña también de un aumento de la autofagia, lo que da lugar a un incremento del número de vacuolas autofágicas. La autofagia («comerse a sí mismo») es el proceso por el cual las células inanes comen sus propios componentes con el fin de encontrar nutrientes y sobrevivir.

Metaplasia.

Es un mecanismo de adaptación celular que se caracteriza por la sustitución de una célula adulta por otro tipo celular adulto.

En este tipo de adaptación celular, las células sensibles a un estrés particular son sustituidas por otros tipos celulares con mayor capacidad de resistir el entorno adverso. Se cree que la metaplasia aparece más como consecuencia de la reprogramación de las células madre, de forma que se diferencian por una vía distinta, que por un cambio fenotípico (transdiferenciación) de las células que ya están diferenciadas. La metaplasia epitelial se ve ejemplificada por el cambio escamoso que se produce en el epitelio respiratorio en los fumadores habituales. Las células epiteliales cilíndricas ciliadas normales de la tráquea y de los bronquios son sustituidas focal o ampliamente por células epiteliales escamosas estratificadas. El epitelio escamoso estratificado «duro» puede ser capaz de sobrevivir en circunstancias que el epitelio especializado más frágil no toleraría.

Aunque el epitelio escamoso metaplásico tiene ventajas para la supervivencia, se pierden importantes mecanismos protectores, como la secreción de moco y la eliminación de materias en forma de partículas por los cilios. Por tanto, la metaplasia epitelial es una espada de doble filo; además, las influencias que inducen la transformación metaplásica, si son persistentes, pueden predisponer a la transformación maligna del epitelio. En efecto, en una forma común de cáncer de pulmón, la metaplasia escamosa del epitelio respiratorio coexiste con frecuencia con cánceres compuestos de células escamosas malignas.

La metaplasia no siempre implica un cambio de epitelio cilíndrico por otro escamoso; en el reflujo gástrico crónico, el epitelio escamoso estratificado normal de la parte distal del esófago puede sufrir una transformación metaplásica a epitelio cilíndrico de tipo gástrico o intestinal.