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Necrosis

Cambios estructurales de las células en proceso de necrosis y apoptosis

La necrosis (del griego antiguo νέκρωσις ( nékrōsis )  'muerte') es una forma de lesión celular que resulta en la muerte prematura de células en tejido vivo por autólisis . [1] El término "necrosis" surgió a mediados del siglo XIX y se atribuye comúnmente al patólogo alemán Rudolf Virchow , quien a menudo es considerado como uno de los fundadores de la patología moderna. [2] La necrosis es causada por factores externos a la célula o tejido, como una infección o un trauma que resultan en la digestión no regulada de los componentes celulares. Por el contrario, la apoptosis es una causa natural programada y dirigida de muerte celular. Si bien la apoptosis a menudo proporciona efectos beneficiosos para el organismo, la necrosis casi siempre es perjudicial y puede ser fatal. [3]

La muerte celular por necrosis no sigue la vía de transducción de señales apoptóticas, sino que se activan varios receptores y dan como resultado la pérdida de la integridad de la membrana celular [4] y una liberación incontrolada de productos de la muerte celular en el espacio extracelular . [1] Esto inicia una respuesta inflamatoria en el tejido circundante, que atrae leucocitos y fagocitos cercanos que eliminan las células muertas por fagocitosis . Sin embargo, las sustancias dañinas microbianas liberadas por los leucocitos crearían daños colaterales a los tejidos circundantes. [5] Este daño colateral excesivo inhibe el proceso de curación. Por lo tanto, la necrosis no tratada da como resultado una acumulación de tejido muerto en descomposición y restos celulares en el sitio de la muerte celular o cerca de él. Un ejemplo clásico es la gangrena . Por esta razón, a menudo es necesario eliminar el tejido necrótico quirúrgicamente , un procedimiento conocido como desbridamiento . [ cita requerida ]

Clasificación

Los signos estructurales que indican una lesión celular irreversible y la progresión de la necrosis incluyen la aglutinación densa y la alteración progresiva del material genético , así como la alteración de las membranas de las células y los orgánulos . [6]

Patrones morfológicos

Hay seis patrones morfológicos distintivos de necrosis: [7]

  1. La necrosis coagulativa se caracteriza por la formación de una sustancia gelatinosa (similar a un gel) en los tejidos muertos en los que se mantiene la arquitectura del tejido, [7] y se puede observar mediante microscopía óptica. La coagulación se produce como resultado de la desnaturalización de las proteínas , lo que hace que la albúmina se transforme en un estado firme y opaco. [6] Este patrón de necrosis se observa típicamente en entornos hipóxicos (con poco oxígeno), como el infarto . La necrosis coagulativa se produce principalmente en tejidos como el riñón, el corazón y las glándulas suprarrenales. [6] La isquemia grave causa con mayor frecuencia necrosis de esta forma. [8]
  2. La necrosis licuefactiva (o necrosis colicuativa), en contraste con la necrosis coagulativa, se caracteriza por la digestión de células muertas para formar una masa líquida viscosa. [7] Esto es típico de las infecciones bacterianas, o a veces fúngicas, debido a su capacidad para estimular una respuesta inflamatoria. La masa líquida necrótica es con frecuencia de color amarillo cremoso debido a la presencia de leucocitos muertos y se conoce comúnmente como pus . [7] Los infartos hipóxicos en el cerebro se presentan como este tipo de necrosis, porque el cerebro contiene poco tejido conectivo pero altas cantidades de enzimas digestivas y lípidos, y las células, por lo tanto, pueden ser digeridas fácilmente por sus propias enzimas. [6]
  3. La necrosis gangrenosa puede considerarse un tipo de necrosis coagulativa que se asemeja al tejido momificado. Es característica de la isquemia de las extremidades inferiores y del tracto gastrointestinal. Tanto la gangrena seca como la gangrena gaseosa pueden provocar este tipo de necrosis. Si se produce una infección superpuesta de tejidos muertos, se produce una necrosis licuefactiva (gangrena húmeda). [9]
  4. La necrosis caseosa puede considerarse una combinación de necrosis coagulativa y licuefactiva, [6] típicamente causada por micobacterias (p. ej. tuberculosis ), hongos y algunas sustancias extrañas. El tejido necrótico aparece blanco y friable , como queso apelmazado. Las células muertas se desintegran pero no se digieren por completo, dejando partículas granulares. [6] El examen microscópico muestra restos granulares amorfos encerrados dentro de un borde inflamatorio distintivo. [7] Algunos granulomas contienen este patrón de necrosis. [10]
  5. La necrosis grasa es una necrosis especializada del tejido graso, [10] resultante de la acción de las lipasas activadas sobre los tejidos grasos como el páncreas . En el páncreas conduce a una pancreatitis aguda , una afección en la que las enzimas pancreáticas se filtran hacia la cavidad peritoneal y licúan la membrana al dividir los ésteres de triglicéridos en ácidos grasos a través de la saponificación de la grasa . [7] El calcio, el magnesio o el sodio pueden unirse a estas lesiones para producir una sustancia de color blanco tiza. [6] Los depósitos de calcio son microscópicamente distintivos y pueden ser lo suficientemente grandes como para ser visibles en exámenes radiográficos. [8] A simple vista, los depósitos de calcio aparecen como motas blancas arenosas. [8]
  6. La necrosis fibrinoide es una forma especial de necrosis que suele ser causada por daño vascular de origen inmunitario. Se caracteriza por la presencia de complejos de antígenos y anticuerpos , denominados complejos inmunitarios, depositados en las paredes arteriales [7] junto con fibrina . [7]

Otras clasificaciones clínicas de la necrosis

  1. Existen también formas muy específicas de necrosis como la gangrena (término utilizado en la práctica clínica para las extremidades que han sufrido una hipoxia grave), la necrosis gomosa (debida a infecciones por espiroquetas ) y la necrosis hemorrágica (debida al bloqueo del drenaje venoso de un órgano o tejido). [ cita requerida ]
  2. La mionecrosis es la muerte de fibras musculares individuales debido a una lesión, hipoxia o infección. Las causas más comunes son la mionecrosis diabética espontánea (también conocida como infarto muscular diabético) y la mionecrosis clostridial (también conocida como gangrena gaseosa ). [11]
  3. Algunas picaduras de araña pueden producir necrosis. En Estados Unidos, solo las picaduras de la araña reclusa parda (género Loxosceles ) progresan con seguridad a la necrosis. En otros países, también se sabe que las arañas del mismo género, como la reclusa chilena en América del Sur, causan necrosis. Las afirmaciones de que las arañas de saco amarillo y las arañas vagabundas poseen veneno necrótico no han sido corroboradas. [ cita requerida ]
  4. En las ratas topo ciegas (género Spalax ), el proceso de necrosis reemplaza el papel de la apoptosis sistemática que normalmente se utiliza en muchos organismos. Las condiciones de bajo oxígeno, como las comunes en las madrigueras de las ratas topo ciegas, generalmente hacen que las células experimenten apoptosis. En adaptación a una mayor tendencia a la muerte celular, las ratas topo ciegas desarrollaron una mutación en la proteína supresora de tumores p53 (que también se utiliza en humanos) para evitar que las células experimenten apoptosis. Los pacientes humanos con cáncer tienen mutaciones similares, y se pensaba que las ratas topo ciegas eran más susceptibles al cáncer porque sus células no pueden experimentar apoptosis. Sin embargo, después de una cantidad específica de tiempo (dentro de los 3 días según un estudio realizado en la Universidad de Rochester), las células de las ratas topo ciegas liberan interferón-beta (que el sistema inmunológico normalmente usa para contrarrestar los virus) en respuesta a la sobreproliferación de células causada por la supresión de la apoptosis. En este caso, el interferón-beta desencadena que las células experimenten necrosis, y este mecanismo también mata las células cancerosas en las ratas topo ciegas. Debido a mecanismos de supresión tumoral como este, las ratas topo ciegas y otros espalácidos son resistentes al cáncer. [12] [13]

Causas

Herida necrótica en la pierna causada por la picadura de una araña reclusa parda

La necrosis puede ocurrir debido a factores externos o internos.

Factores externos

Los factores externos pueden incluir trauma mecánico (daño físico al cuerpo que causa la descomposición celular), descarga eléctrica, [14] daño a los vasos sanguíneos (que puede interrumpir el suministro de sangre al tejido asociado) e isquemia . [15] Los efectos térmicos (temperatura extremadamente alta o baja) a menudo pueden provocar necrosis debido a la alteración de las células, especialmente en las células óseas. [16]

En caso de congelación , se forman cristales que aumentan la presión del tejido y el líquido restantes y hacen que las células estallen. [17] En condiciones extremas, los tejidos y las células pueden morir a través de un proceso no regulado de destrucción de la membrana y el citosol. [18]

Factores internos

Los factores internos que provocan necrosis incluyen: trastornos trofoneuróticos (enfermedades que se producen debido a una acción nerviosa defectuosa en una parte de un órgano que provoca una deficiencia nutricional); lesión y parálisis de las células nerviosas. Las enzimas pancreáticas (lipasas) son la principal causa de necrosis grasa. [15]

La necrosis puede ser activada por componentes del sistema inmunológico, como el sistema del complemento ; toxinas bacterianas ; células asesinas naturales activadas ; y macrófagos peritoneales . [1] Los programas de necrosis inducida por patógenos en células con barreras inmunológicas ( mucosa intestinal ) pueden aliviar la invasión de patógenos a través de superficies afectadas por la inflamación. [1] Las toxinas y los patógenos pueden causar necrosis; las toxinas como los venenos de serpiente pueden inhibir las enzimas y causar la muerte celular. [15] Las heridas necróticas también han resultado de las picaduras de Vespa mandarinia . [19]

Las condiciones patológicas se caracterizan por una secreción inadecuada de citocinas . El óxido nítrico (NO) y las especies reactivas de oxígeno (ROS) también se acompañan de una intensa muerte necrótica de las células. [15] Un ejemplo clásico de una condición necrótica es la isquemia que conduce a un agotamiento drástico de oxígeno , glucosa y otros factores tróficos [20] e induce la muerte necrótica masiva de células endoteliales y células no proliferantes de los tejidos circundantes (neuronas, cardiomiocitos, células renales, etc.). [1] Datos citológicos recientes indican que la muerte necrótica ocurre no solo durante eventos patológicos, sino que también es un componente de algún proceso fisiológico . [15]

La muerte inducida por activación de los linfocitos T primarios y otros componentes importantes de la respuesta inmune son independientes de la caspasa y necróticas por morfología; por lo tanto, los investigadores actuales han demostrado que la muerte celular necrótica puede ocurrir no solo durante procesos patológicos, sino también durante procesos normales como la renovación tisular, la embriogénesis y la respuesta inmune. [15]

Patogenesia

Caminos

Hasta hace poco, se pensaba que la necrosis era un proceso no regulado. [21] Sin embargo, hay dos vías generales en las que puede producirse la necrosis en un organismo. [21]

La primera de estas dos vías implica inicialmente la oncosis , donde se produce la hinchazón de las células. [21] Las células afectadas luego proceden a la formación de ampollas , y esto es seguido por la picnosis , en la que se produce la contracción nuclear. [21] En el paso final de esta vía, los núcleos celulares se disuelven en el citoplasma, lo que se conoce como cariólisis . [21]

La segunda vía es una forma secundaria de necrosis que se produce después de la apoptosis y la gemación. [21] En estos cambios celulares de necrosis, el núcleo se rompe en fragmentos (conocido como cariorrexis ). [21]

Cambios histopatológicos

Cariólisis (y necrosis de la banda de contracción ) en el infarto de miocardio (ataque cardíaco)

El núcleo cambia en necrosis y las características de este cambio están determinadas por la forma en que se descompone su ADN:

Otros cambios celulares típicos en la necrosis incluyen:

En una escala histológica más amplia, las pseudoempalizadas (falsas empalizadas ) son zonas hipercelulares que suelen rodear el tejido necrótico. La necrosis pseudoempalizada indica un tumor agresivo. [23]

Tratamiento

Existen muchas causas de necrosis y, por lo tanto, el tratamiento se basa en cómo se produjo. El tratamiento de la necrosis generalmente implica dos procesos distintos: Por lo general, se debe tratar la causa subyacente de la necrosis antes de poder tratar el tejido muerto en sí. [ cita requerida ]

Incluso después de que se haya detenido la causa inicial de la necrosis, el tejido necrótico permanecerá en el cuerpo. La respuesta inmunitaria del cuerpo a la apoptosis, que implica la descomposición y el reciclaje automáticos del material celular, no se desencadena por la muerte celular necrótica debido a que la vía apoptótica está desactivada. [29]

En las plantas

Si hay deficiencia de calcio, no se puede sintetizar pectina y, por lo tanto, las paredes celulares no se pueden unir y, por lo tanto, se produce un impedimento para los meristemos. Esto provocará necrosis de las puntas de los tallos y las raíces y de los bordes de las hojas. [30] Por ejemplo, la necrosis del tejido puede ocurrir en Arabidopsis thaliana debido a patógenos vegetales. [31]

Los cactus como el saguaro y el cardón en el desierto de Sonora experimentan regularmente la formación de parches necróticos; una especie de dípteros llamada Drosophila mettleri ha desarrollado un sistema de desintoxicación p450 que le permite utilizar los exudados liberados en estos parches tanto para anidar como para alimentar a las larvas. [32]

Véase también

Referencias

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