Lesioni Cellulari Flashcards
Come lo stato della cellula infierisce sulla gravità del danno?
Ci sono dei momenti della sua vita in cui la cellula è più o meno esposta al danno. Per esempio, durante la trascrizione questa è suscettibile a danni di replicazione, oppure al termine della sua vita è più debole.
Cosa significa che una cellula è altamente differenziata?
Che ha acquisito specifiche competenze ma che ha ne anche perse molte altre, quindi ha minore possibilità di adattarsi ai cambiamenti (e quindi anche agli stimoli lesivi). Es: neuroni.
Cosa succede nel mitocondrio se manca l’ossigeno alla cellula (danno ipossico)?
L’ossigeno è l’ultimo accettore di elettroni nella catena per la produzione di ATP: quindi no ossigeno = no ATP
Cos’è la cellula? (Definizione di Virchow)
È la più piccola struttura vivente definita dalle sue funzioni biochimiche e molecolari coordinate
Cos’è lo stato stazionario normale della cellula e da cosa è definito?
È lo stato in cui la cellula si trova se vengono rispettati i vincoli, intrinseci ed estrinseci, di sopravvivenza di questa. Lo stato stazionario è definito dai livelli di capacità omeostatica
Definizioni (negli anni) di morte cellulare:
- 1960, Majno: morte violenta, osservata come quadro di necrosi.
- 1972, Kerr: morte cellulare, diversa da morte violenta perché è un processo regolato (ex: apoptosi).
- negli anni sono state aggiunte altre sottocategorie di necrosi, oltre alla apoptosi.
Le 4 possibili risposte adattive della cellula all’esposizione al danno:
- risposta ischemica-anossica (all’assenza di ossigeno o di sangue)
- risposta allo stress ossidativo (alla presenza eccessiva di molecole con potere ossidativo)
- risposta allo stress termico ( consiste nella produzione di specifiche proteine)
- risposta di fase acuta (è una risposta generale di allarme per l’organismo: avviene grazie alla produzione da parte degli epatociti di specifiche proteine di allarme. Es: la proteina C reattiva -PCR- utilizzata in diagnostica perché visibile negli esami del sangue).
Le 7 possibili cause di danno cellulare:
1) agenti fisici: temperatura, pH, radiazioni, pressione, traumi.
2) agenti chimici: farmaci, sostanze acide, polveri sottili respirate, fumo, tossine rilasciate da batteri/virus.
3) reazioni immunologiche: malattie autoimmuni, eccessive risposte ad agenti infettivi.
4) ipossia (mancanza prolungata di ossigeno).
5) alterazioni geniche: mutazioni ereditarie.
6) deficit nutrizionali: da diete eccessivamente povere/ricche di determinati nutrienti.
7) agenti infettivi: danno diretto (virus) o indiretto (da tossine prodotte da batteri)
Il danno dipende anche dalla capacità della cellula di adattarsi o meno allo stimolo lesivo (quindi dipende anche dal tipo di cellula, dalle sue caratteristiche e dal suo livello di invecchiamento)
Le tre caratteristiche del danno/lesione cellulare
- tipo di danno
- durata dello stimolo lesivo
- gravità del danno stesso
Perché le lesioni che colpiscono il mitocondrio sono così dannose?
Perché nel mitocondrio avviene la catena di trasporto di elettroni, accoppiata all’attivazione dell’ATP sintetasi (per la produzione di ATP). Inoltre, se il mitocondrio non è completamente integro (membrana interna, esterna, strutture varie) la produzione di ATP non avviene.
Inoltre, il mitocondrio ha altre funzioni fondamentali per il mantenimento dell’omeostasi della cellula: si occupa della riserva di glucosio, calcio, glutammina, acidi grassi, e regola anche il processo di apoptosi.
Quali possono essere i bersagli cellulari del danno?
- DNA
- le membrane cellulari
- proteine del citoscheletro
- provviste energetiche (ATP)
Quali sono i processi che portano al punto di non ritorno?
Quando una cellula subisce un danno, che poi porterà eventualmente a un quadro di necrosi, acquisisce dei cambiamenti morfologici con caratteristiche alterate e peculiari. Per esempio, una cellula che subisce danni risulterà molto ingrossata, con vescicole, blebs di membrana, danni agli organelli interni (tanto da fargli perdere le loro caratteristiche peculiari).
Risposta di una cellula a uno stimolo lesivo
Adattamento, attivazione stato di emergenza con diminuzione della capacità omeostatica fino al raggiungimento del punto di non ritorno, morte cellulare.
Cos’è la deplezione di ATP?
È una reazione della cellula allo stress lesivo, che non gli permetterebbe di produrre fisiologicamente ATP. La deplezione è un processo messo in atto dal mitocondrio per produrre ATP da altre vie: come per esempio la glicolisi anaerobia (conversione di lattato in acido lattico), il che causa però una netta minore produzione di ATP, l’abbassamento del pH intracellulare e il consumo delle riserve di glucosio.
Un’altra conseguenza della minore produzione di ATP
Poca ATP = impossibilità di attivare gli scambiatori di membrana (pompa Na-K ATPdipendente) = maggiore [Na] intracellulare = maggiore ingresso di acqua per equilibrio = cellula gonfia.
Cos’è in generale il danno da radicali liberi (ROS)?
È una conseguenza del mal funzionamento dei mitocondri o in generale dell’assenza di regolazione redox nella cellula (causa principale: processo infiammatorio, perché i ROS sono coinvolti nella segnalazione della risposta infiammatoria). È una delle principali cause di danno cellulare nell’invecchiamento, perché con il tempo la cellula riduce le capacità redox. Ci sono anche alcune sostanze chimiche che, se presenti nella cellula, causano l’accumulo di ROS.
Quali sono i ROS più dannosi per la cellula?
L’anione superossido, il radicale ossidrile e il perossinitrito (radicale libero derivante dall’azoto, come il monossido di azoto (NO) che è la molecola segnale caratteristica del processo di fagocitosi.
Cosa sono chimicamente i ROS?
Sono molecole con un elettrone spaiato nell’orbitale esterno (segnalato con un pallino vicino al simbolo chimico dell’elemento).
I ROS sono sempre dannosi?
No, sono presenti fisiologicamente nella cellula perché sono fondamentali per alcune reazioni enzimatiche e, come detto prima, per il segnale di risposta infiammatoria. Il range in cui la presenza di ROS è tollerabile (non dannosa) per la cellula è detta finestra redox.
Come la cellula si libera dei radicali liberi?
Durante il processo infiammatorio si forma tantissimo anione superossido (O2- con un elettrone in più). Questo reagisce con una molecola che si ossida (ricevendo l’elettrone) per ottenere O2 e smaltire quindi il ROS. Si sfruttano due reazioni: quella di Haber-Weiss e quella di Fenton.
Reazione di Haber-Weiss:
L’anione superossido, in presenza di ferro, cede il suo elettrone: dallo ione ferrico (normalmente presente nella cellula) si forma quindi lo ione ferroso, rilasciando ossigeno molecolare. È stata neutralizzata una molecola pericolosa (il ROS). Il problema è che il ferro dicationico, o ione ferroso, non può essere presente nella cellula perché dannoso alle strutture delle proteine che contengono il ferro.
La reazione di Fenton:
È utilizzata dalla cellula per annientare lo ione ferroso mediante l’utilizzo di perossido di idrogeno (H2O2). In questa reazione si rigenera lo ione ferrico, si libera idrossianione ma soprattutto si forma il radicale ossidrilico, che abbiamo detto essere altamente dannoso per la cellula.
Quindi per neutralizzare un radicale libero ne sono stati prodotti due, di cui uno molto dannoso per la cellula, e inoltre queste due reazioni continuano ad autoalimentarsi: fino a quando c’è anione superossido continuerò a ottenere dicatione di ferro che viene poi subito trasformato. Una situazione di stress ossidativo che dura nel tempo è davvero dannosa, perché ha questa capacità di autorigenerarsi.
Qual è l’effetto dell’accumulo di queste specie reattive dell’ossigeno (ROS)?
Il danno principale è a carico delle macromolecole biologiche, quindi DNA, lipidi e proteine cellulari.
Danno dei ROS ai lipidi
Il danno ai lipidi è molto rilevante: i ROS ossidano i lipidi insaturi (membrana/organelli), liberando una molecola di acqua e un radicale lipidico (propagazione del danno ossidativo, perché si continuano a ossidare a catena i vari lipidi insaturi). Il radicale lipidico è specificatamente il perossido lipidico, che altera la struttura dei lipidi e quindi delle varie membrane (danno autoalimentato).
