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Titolo: Patologia generale e fisiopatologia Curato da: Celotti F. Editore: Edises Data di Pubblicazione: 2013 ISBN: 8879597353 ISBN-13: 9788879597357 Pagine: 976

Biologia: scienza della vita Scienza delle disfunzioni: PATOLOGIA

Quali sono la problematiche della Patologia Generale ? INDIVIDUARE Gli agenti responsabili della comparsa delle manifestazioni patologiche I meccanismi da essi innescati per alterare lo stato di salute I meccanismi con cui l’organismo reagisce a qualsiasi insulto

Chi deve conoscere la Patologia Generale ?

Meccanismi molecolari e cellulari alla base della malattia

processi vitali abnormi [funzioni alterate]. “La Patologia è, secondo l'etimologia, la dottrina delle malattie, cioè dei processi vitali abnormi [funzioni alterate]. Oltre ai processi, però, essa considera gli stati abnormi dell'organismo, derivati da malattie o da errori di formazione e di sviluppo. A seconda della natura e della sede del processo patologico si distinguono diversi quadri o forme di malattia, o, come, si suol dire, diverse malattie. Ognuna di queste può essere studiata come entità a sé, e venire classificata in un sistema, ma è connessa a tutte le altre per certe leggi fondamentali che dominano i processi vitali abnormi. Perciò la patologia può essere svolta da due punti di vista: da quello delle singole malattie (patologia speciale) e da quello delle leggi generali dei processi morbosi (patologia generale).” (B. Morpurgo, Lezioni di Patologia generale, Torino 1909-10)

Stato di salute e malattia

Concetto di salute Malattia è lo stato di completo benessere fisico mentale sociale e non la semplice assenza di Malattia Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), 1946

Definizione di salute secondo la costituzione dell’OMS “La salute è uno stato di benessere fisico, mentale e sociale completo e non l’assenza di malattia. Il godimento dello standard di salute più elevato che si possa conseguire è uno dei diritti fondamentali di ogni essere umano, senza distinzione di razza, di religione, opinione politica, condizione economica o sociale.

CHE DIMINUISCE LE PROBABILITA’ Malattia QUALSIASI CONDIZIONE DEL CORPO O DELLA MENTE CHE DIMINUISCE LE PROBABILITA’ DI SOPRAVVIVENZA DELL’INDIVIDUO DELLA SPECIE

Osservata al microscopio o in provetta la malattia è facile da definirsi La definizione di malattia è più difficile a livello di individuo

La malattia è il turbamento di uno o più organi che si riflette in una modificazione della condizione omeostatica originaria e induce contemporaneamente uno stato di reattività dell’organismo

OMEOSTASI Insieme di meccanismi messi in atto da ogni essere vivente per mantenere costante la propria composizione Claude Bernard (fine ‘800) in “Introduction à la médecine experimentale”: “…ogni meccanismo vitale, per quanto complesso e vario, ha il solo scopo di conservare costanti le condizioni del suo ambiente interno”

Adattamenti La cellula risponde a stress fisiologici gravi e a determinati stimoli patologici con modificazioni reversibili dello stato funzionale e della struttura Vengono raggiunti stati di equilibrio nuovi ma alterati La cellula può sopravvivere ed espletare le proprie funzioni

Correlazione del quadro clinico con le alterazioni anatomo-patologiche Patologia d’organo. Correlazione del quadro clinico con le alterazioni anatomo-patologiche G.B.Morgagni (1682-1771) Anatomie Microscopio ottico Non si possono comprendere le malattie se non si riconosce che il disturbo fondamentale riguarda la cellula Rudolf Virchow (1821-1902) Microscopio elettronico Patologia Molecolare Ruolo delle alterazioni delle singole molecole nella genesi dei segni e dei sintomi delle malattie Funzione e struttura del DNA e organizzazione dei geni

Dalla molecola al sintomo Patologia molecolare Acidi nucleici Proteine Ioni Metalli Lipidi Zuccheri Dalla molecola al sintomo

Cellula paziente elementare …Non si possono riconoscere le malattie se non si riconosce che il disturbo fondamentale riguarda la cellula R. Virchow(1821-1902) Cellula paziente elementare “Il corpo è uno stato formato da cellule e di cui ogni cellula è un cittadino: la malattia non è altro che un conflitto dei cittadini di questo stato, sorto perl'azione di forze estranee.” (Virchow, Cellulär pathologie, 1858)

strumento per lo studio delle cause delle malattie, Epidemiologia: strumento per lo studio delle cause delle malattie, in particolare quelle multifattoriali Fornisce una stima della distribuzione e della mortalità per una specifica patologia o gruppi di patologie, in relazione a: sede anatomica sesso localizzazione geografica età Incidenza = numero di nuovi casi n. assoluto o tasso/100.000 abitanti/anno Mortalità (tasso di mortalità = rischio medio per una popolazione) Prevalenza n. di individui malati in un certo istante

si interessa dei meccanismi molecolari e biochimici che sono la causa degli eventi patologici che alterano lo stato di salute Patologia generale EZIOLOGIA: conoscenza della causa delle manifestazioni patologiche PATOGENESI: meccanismi con cui gli agenti eziologici direttamente o indirettamente alterano lo stato di salute

EZIOLOGIA Agenti Fisici Le cause di malattia possono essere: endogene ed esogene Agenti Fisici Agenti Chimici Agenti Biologici Genetica

Le cause di malattia possono essere: determinanti o coadiuvanti L’organismo verso un agente patogeno può essere: Recettivo: subisce conseguenze Refrattario: nessuna conseguenza (es. mancano recettori per un virus) Resistente: se molto efficienti meccanismi reattivi (barriere, immunità aspecifica e specifica) Reattivo: se efficienti meccanismi immunità specifica la causa di per sé è necessaria, ma non sufficiente, importante è la reattività dell’organismo

Stimoli patologici Ipossia

Patogenesi Studia i meccanismi responsabili della comparsa della malattia, in conseguenza dell’azione degli agenti patogeni. Diventa importante interferire con i meccanismi quando non si può agire sull’agente patogeno.

le manifestazione patologiche Fenomeno morboso: deviazione più semplice della norma l’abrasione, l’ipertrofia rigenerativa, l’arrossamento della cute, il pallore Processo morboso: associazione di più fenomeni morbosi, es. infiammazione (vasodilatazione,iperemia,leucocitosi) e febbre(ipertermia, tachicardia, oliguria) Stato morboso: manifestazione patologica stazionaria, localizzata, ben definita (adattamento) es. poliomelite, paresi, allergia Malattia: condizione dinamica evolutiva che turba la condizione omeostatica e può evolvere nei tre seguenti eventi: guarigione, cronicizzazione o morte

Malattia asintomatica Condizione dinamica, alterazione temporanea o definitiva di uno o più equilibri omeostatici con conseguente modificazioni di funzioni a livelli più o meno complessi rilevabile sia oggettivamente sia soggettivamente può evolvere nei tre seguenti eventi: guarigione, cronicizzazione o morte Alterazioni: morfologiche, cellulari e tissutali, biochimiche, dei fluidi corporei (plasma) e funzionali sono spesso caratteristiche di una specifica patologia e utili per la diagnosi Disease: malattia presente con segni e sintomi Illness: malattia asintomatica un soggetto diabetico o iperteso curato stabilizzato dalla terapia Sickness = malattia percepita dal portatore e dalle altre persone Malattia asintomatica Malattia conclamata

Criteri di classificazione delle malattie Topografico Anatomico Funzionale Patologico Eziologico Patogenetico Epidemiologico

LA TOPOGRAFIA DELLA MALATTIA Focale: malattia limitata ad un focolaio Diffusa: la malattia interessa un’area più grande Disseminata: si dice di malattia estesa a molteplici focolai Sistemica: una malattia estesa a tutto un sistema, es. il sistema nervoso Generalizzata: quando la malattia è diffusa a tutto l’organismo, es. un’infezione diffusa attraverso il circolatorio

IL DECORSO DELLE MALATTIA Acuta: la malattia arriva rapidamente ed i cambiamenti sono repentini. Cronica: significa che la malattia perdura nel tempo, settimane,mesi o anni. Subacuta Subcronica

manifestazioni cliniche Alterazioni genetiche, biochimiche e strutturali che si verificano a livello cellulare e tissutale determinano anomalie funzionali responsabili delle manifestazioni cliniche Segni: Alterazioni rilevate dal medico sul paziente affetto da una patologia Sintomo: Fenomeno che accompagna la malattia e viene avvertito dalla persona malata Diagnosi Terapia Prognosi

insieme di sintomi e segni clinici (quadro sintomatologico) Sindrome insieme di sintomi e segni clinici (quadro sintomatologico) che può essere dovuto a più malattie con molteplici eziologie

Stadi della risposta cellulare allo stress e agli stimoli dannosi

Le cellule possono adattarsi in numerosi modi: Le cellule possono rispondere ad alcune sollecitazioni non tanto intense con: Adattamenti cellulari modificazioni reversibili nel numero, nelle dimensioni, nell’attività metabolica o nella funzione Le cellule possono adattarsi in numerosi modi: • proliferare per rimpiazzare le perdite (rigenerazione) • aumentare di numero al di sopra della norma (iperplasia) •aumentare di dimensioni (ipertrofia, iperploidia) •diventare più piccole (atrofia) •modificare il loro fenotipo in modo reversibile (modulazione) • essere sostituite da altri tipi cellulari (metaplasia)

L’ipossia induce l’attività del Hypoxia Inducible Factor 1 (HIF1) Adattamento cellulare: Regolazione dell’espressione genica in risposta all’ipossia L’ipossia induce l’espressione di geni che aiutano a ristabilire l’apporto di O2 COME? L’ipossia induce l’attività del Hypoxia Inducible Factor 1 (HIF1) un fattore di trascrizione che che lega e attiva i promotori quali: Il trasportatore del glicolosio Glut1 L’eritropoietina VEGF-A (vascular endotelial growth factor)

A livello di cellula A livello di tessuto ADATTAMENTO A livello di cellula A livello di tessuto IPERTROFIA: Aumento del volume di un organo in seguito ad aumento del volume delle singole cellule, aumento di materia strutturalmente e funzionalmente valida ATROFIA: Dimunuzione del volume di un organo in seguito a diminuzione del volume delle singole cellule IPERPLASIA: Aumento del volume di un organo in seguito ad aumento del numero di cellule che lo compongono APLASIA: Diminuzione del volume di un organo in seguito a diminuzione del numero di cellule che lo compongono

Fisiologica e Patologica IPERPLASIA: Aumento del volume di un organo in seguito ad aumento del numero di cellule che lo compongono Fisiologica e Patologica

Iperplasia Fisiologica RIGENERAZIONE SOSTITUZIONE DI CELLULE ANDATE PERDUTE CON CELLULE DELLO STESSO TIPO

Guarigione delle ferite RICOSTITUZIONE SOSTITUZIONE DI UNA PARTE DEL CORPO ANDATA PERDUTA ATTRAVERSO LA RIGENERAZIONE COORDINATA DI DIVERSI TIPI CELLULARI Guarigione delle ferite Coda delle lucertole Ricrescita palco di corna nei cervi

Iperplasia Patologica Eccesso di ormoni, fattori di crescita o infezioni virali Iperplasia endometriale Iperplasia benigna della prostata Papilloma virus L’iperplasia è diversa dal cancro, ma l’iperplasia patologica fornisce un terreno fertile per la proliferazione di cellule neoplastiche

Giulio Bizzozero (1846-1901)

Cosa spinge la cellula a rigenerare? La presenza di determinati fattori di crescita nel microambiente è essenziale per indurre la proliferazione delle cellule staminali adulte presenti nei tessuti Fattori di crescita e Ormoni Inducono: Aumentata sintesi DNA Aumentata sintesi proteica La cellula appare con più citoplasma Il nucleolo è ingrossato in quanto aumenta la sintesi di ribosomi La cromatina è dispersa per l’aumentata sintesi di DNA

Fisiologica e Patologica IPERTROFIA Aumento del volume cellulare e quindi delle dimensioni dell’organo L’organo non ha cellule nuove ma solo cellule più grandi Risposta allo stress delle cellule che non possono dividersi Fisiologica e Patologica

Ipertrofia Fisiologica

Masse muscolari nei culturisti Ipertrofia Fisiologica Masse muscolari nei culturisti

Limite di utilità funzionale dell’ipertrofia Eutrofia Ipertrofia fisiologica Ipertrofia patologica Ipertrofia cardiaca Limite di utilità funzionale dell’ipertrofia Rapporto superficie/ volume Irrorazione non sufficiente Aumento frequenza peggiora il quadro Morte miocardiociti, sostituzione con tessuto fibrotico

Meccanismi di ipertrofia L’ipertrofia è il risultato si un’aumentata produzione di proteine indotta da: sensori meccanici, fattori di crescita e agenti vasoattivi Aumento del carico di lavoro Agenti vasoattivi Fattori di crescita Aumento del carico di lavoro

Aggiunta di sarcomeri in parallelo, sovraccarico pressorio la fibra muscolare cardiaca nella ipertrofia concentrica: l'apposizione dei sarcomeri che si sono aggiunti è in parallelo. I sarcomeri, dal numero esemplificativo di base 15, sono diventati 25 Aggiunta di sarcomeri in serie, sovraccarico da aumento del volume la fibra muscolare cardiaca nella ipertrofia eccentrica: l'apposizione dei sarcomeri che si sono aggiunti è in serie. I sarcomeri, dal numero esemplificativo di base 15, sono diventati 27.

da sovraccarico pressorio Trasduzione del segnale Stress biomeccanici da sovraccarico pressorio Es: ipertensione o vizi valvolari Trasduzione del segnale Risposta genica Miocita ipertrofico

epatociti quiescenti proliferano fino a riportare Citochine: IL-6, IL-1, TNF Fattori di crescita: EGF, TGF, FGF Ormoni: Glucagone/insulina catecolammine MEC Integrazione ricostruttiva Iperplasia: epatociti quiescenti proliferano fino a riportare alla norma la massa epatica Ipertrofia: somministrazione di xenobiotici aumento del RE

Ipertrofia del Reticolo Endoplasmatico Nel Fegato funzione di detossificazione, contiene l’ossidasi P-450 che ha il compito di metabolizzare ed inattivare determinati substrati, FARMACI ma può formare radicali liberi e cancerogeni.

Iperplasia rigenerativa del Midollo osseo dopo emorragia o emolisi

Guarigione delle ferite

richiedono tempo per il raggiungimento delle maturità. Le cellule rigenerate sono altrettanto valide di quelle andate perdute? Le cellule appena rigenerate sono più indifferenziate morfologicamente e funzionalmente richiedono tempo per il raggiungimento delle maturità.

Esiste un limite alla rigenerazione? Numero di Hayflick dovuto all’accorciamento dei telomeri.

Limiti di utilità funzionale delle ipertrofie Rapporto superficie/volume Criticità tra le aumento delle richieste e possibilità di fornitura Irrorazione Aumentato metabolismo Aumento RL

Riduzione acquisita nelle dimensioni delle cellule, dei tessuti o degli organi Ipotrofia Atrofia

Cause di ipotrofia/atrofia Ridotta funzione (ipotrofia muscolare) Ridotto apporto calorico Ridotta stimolazione ormonale Ridotta irrorazione o apporto di ossigeno Ridotta innervazione Compressione Malattie febbrili o autoimmuni prolungate e Senescenza Agenti tossici, farmaci Raggi X Tumori (cachessia)

Meccanismi di ipotrofia: Riduzione acquisita nelle dimensioni delle cellule, dei tessuti o degli organi Meccanismi di ipotrofia: Ridotta produzione delle proteine e aumentata degradazione Rallentamento delle mitosi Perdita cellulare e Riduzione del volume cellulare AUTOFAGIA-APOPTOSI

La X indica le aree di atrofia Atrofia cerebrale: Riduzione del volume con perdita di peso La X indica le aree di atrofia

MODULAZIONI FENOTIPICHE MODULAZIONE: Modificazioni fenotipiche lievi e reversibili che non richiedono divisioni cellulari. METAPLASIA Un tessuto differenziato di un certo tipo (epiteliale o mesenchimale) viene sostituito da un tessuto differenziato di tipo diverso. La metaplasia può verificarsi in cellule in grado di replicarsi. Metaplasia epiteliare, ghiandolare, connettivale, condroide, mixoide e del tessuto adiposo. Segnali che inducono metaplasia: Fattori solubili (farmaci, ormoni e vitamine) substrato sul quale crescono le cellule. Significato biologico: adattativo Reversibile

Meccanismo di metaplasia negli epiteli Le cellule di riserva (staminali) proliferano, si differenziano in un nuovo fenotipo e sostituiscono le vecchie cellule. RIPROGRAMMAZIONE delle CELLULE STAMINALI

Metaplasia da epitelio cilindrico a squamoso