Principios_básicos_de_patología_para_fisioterapia,_Volumen_I_Guillermo

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Principios básicos de patología para fisioterapia
Principios básicos de patología para fisioterapia. Volumen I
 
Resumen
¿Por qué una célula tumoral es un buen ejemplo de “supervivencia del más apto”? ¿Por qué una célula está constantemente
luchando contra la entropía? Acompáñame en este libro a viajar por el maravilloso mundo de la patología. En este primer
libro exploraremos la patología básica, comenzando con definiciones, historia, técnicas de laboratorio y continuaremos con
la vida y muerte de una célula. Seguiremos con el sistema inmune y sus enfermedades, genética, trastornos
hemodinámicos, infecciones y finalmente neoplasias.
El trabajo mancomunado entre los profesores de patología y especialistas en áreas tan diversas como fisiología, genética,
microbiología, han logrado este resultado. Para explicar cada capítulo, lo hemos pensado en forma de contar una historia
para poder guiar el lector. Se hizo uso de un lenguaje claro, con metáforas y ejemplos de la vida diaria para ilustrar y
enseñar. Esperamos que este libro sirva a los estudiantes de fisioterapia para tener una comprensión y visión general de la
patología y encontrar su pertinencia en su práctica como fisioterapeutas. Por su lenguaje coloquial puede servir como
introducción a estudiantes del área de la salud que deseen explorar el área de la patología.
 
Palabras clave: fisiopatología, fisioterapia, patología, genética, enseñanza medicina, educación superior.
 
Basic principles of pathology for physiotherapy. Volume I
 
Abstract
Why is a tumor cell a good example of the “survival of the fittest”? Why is a cell constantly fighting against entropy? Join
us in this book as we travel through the marvelous world of pathology. This first book will explore the fundamentals of
pathology, starting with definitions, history, laboratory techniques, followed by the life and death of cells. We will continue
with the immune system and its diseases, genetics, hemodynamic disorders, infections, and neoplasms.
The joint work between pathology professors and specialists in areas as diverse as physiology, genetics, and microbiology
has led to this achievement. To explain each chapter, we have decided to tell it as a story to guide the reader. We used clear
language, metaphors, and examples from everyday life to illustrate and teach. We hope that this book will help
physiotherapy students have a better understanding and overview of pathology and find its relevance in their practice as
physiotherapists. Given its colloquial language, it can serve as an introduction for health care students who wish to explore
the area of pathology.
 
Keywords: pathophysiology, physiotherapy, pathology, genetics, medical education, higher education.
 
Citación sugerida / Suggested citation Jiménez Tobón, GA. Principios básicos de patología para fisioterapia. Vol. I. Bogotá
 
Principios básicos de patología para fisioterapia
 
Volumen I
 
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
—Editor académico—
Principios básicos de patología para fisioterapia. Volumen 1 / Guillermo Antonio
Jiménez Tobón, editor académico. – Bogotá: Editorial Universidad del Rosario,
2022.
 
xiii, 270 páginas: ilustraciones.
Incluye referencias bibliográficas.
 
1. Fisiopatología. 2. Fisioterapia. 3. Patología. I. Jiménez Tobón, Guillermo
Antonio. II. Universidad del Rosario. III. Título.
 
615.82 SCDD 20
 
Catalogación en la fuente – Universidad del Rosario. CRAI
 
DJGR
Marzo 10 de 2022
Hecho el depósito legal que marca el Decreto 460 de 1995
 
 
© Editorial Universidad del Rosario
© Universidad del Rosario
© Varios autores
 
Editorial Universidad del Rosario
Carrera 7 No. 12B-41, of. 501
Tel: 601 2970200 Ext. 3113
https://editorial.urosario.edu.co
 
Primera edición: Bogotá, D. C., 2022
 
ISBN: 978-958-784-891-5 (impreso)
ISBN: 978-958-784-892-2 (ePub)
ISBN: 978-958-784-893-9 (pdf)
https://doi.org/10.12804/urosario9789587848939
 
Corrección de estilo: María José Molano Valencia
Diseño de cubierta: Luz Arango y César Yepes
Diagramación y desarrollo de ePub: Precolombi EU-David Reyes
 
Hecho en Colombia
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https://doi.org/10.12804/urosario9789587848939
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Los conceptos y opiniones de esta obra son responsabilidad de sus autores y no
comprometen a la Universidad ni sus políticas institucionales.
 
El contenido de este libro fue sometido al proceso de evaluación de pares para
garantizar los altos estándares académicos. Para conocer las políticas completas
visitar: editorial.urosario.edu.co
 
Todos los derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida sin el permiso
previo escrito de la Editorial Universidad del Rosario.
 
Autores
 
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
 
Médico cirujano, especialista en Patología, Universidad de Antioquia. Patólogo,
Hospital Méderi, Compensar EPS. Profesor principal de la Escuela de Medicina y
Ciencias de la Salud, Universidad del Rosario.
 
Diana Marcela Chaparro
 
Médica cirujana, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia,
especialista en Patología, Fundación Universitaria de Ciencias de la Salud
(FUCS). Patóloga, Hospital Central de la Policía Nacional. Profesora catedrática
de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad del Rosario.
 
César Payán Gómez
 
Médico cirujano, Universidad del Valle. Magíster en Genética Humana,
Universidad Nacional. Ph. D. en Ciencias Biológicas, Universidad del Rosario.
Profesor principal, Escuela de Ciencias Naturales, Universidad del Rosario.
 
Diana Patricia Amador
 
Médica y cirujana, Universidad del Rosario. Maestría en Ciencia Biomédicas,
Universidad de los Andes. Ph. D. en Ciencias Biomédicas y Biológicas,
Universidad del Rosario. Profesora de fisiología, Escuela de Medicina y Ciencias
de la Salud, Universidad del Rosario.
 
Derly Marcela Beltrán
 
Médica y cirujana. Médica patóloga, Universidad Pontificia Javeriana. Patóloga,
Compensar EPS.
 
Carolina Firacative
 
Bióloga, Universidad Nacional de Colombia. Ph. D. en Ciencias Biomédicas,
Universidad de Sídney, Australia. Profesora principal de carrera de la Escuela de
Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad del Rosario.
 
Nury N. Olaya-Galán
 
Microbióloga, magíster en Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Javeriana.
Ph. D. en Ciencias Biomédicas y Biológicas, Universidad del Rosario. Profesora -
catedrática de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad del
Rosario.
 
Julián E. Muñoz
 
Licenciado en Biología. Ph. D. en Microbiología, Universidad de São Paulo,
Brasil. Profesor principal de carrera de la Escuela de Medicina y Ciencias de la
Salud, Universidad del Rosario.
 
Beatriz L. Gómez
 
BSc, Ph. D. en Micología Médica, King’s College London, Universidad de
Londres. Profesora titular de carrera de la Escuela de Medicina y Ciencias de la
Salud, Universidad del Rosario.
 
Mónica Gabriela Huertas-Valero
 
Bacterióloga, especialista, Ph. D. en Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad
Javeriana. Profesora de cátedra de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud,
Universidad del Rosario. Profesora investigadora de la Escuela de Biología,
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.
 
Contenido
 
Prefacio
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
 
Capítulo 1. Introducción a la patología
Diana Marcela Chaparro Rivera
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
1. Aspectos en el proceso de la enfermedad
2. Una breve historia de la patología
3. Laboratorio de patología
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 2. Generalidades de la célula
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
César Payán Gómez
1. Componentes y organelos de la célula
1.1. Membrana celular
1.2. Mitocondria (figura 2.1)
1.3. Retículo endoplásmico
1.4. Aparato de Golgi
1.5. Lisosomas
1.6. Núcleo celular
2. ¿Cómo la célula duplica su información y usa el adn para ser traducido en
proteínas?
3. División de las células somática y su control
3.1. Mitosis
3.2. Ciclo celular (figura 2.2)
4. Comunicación entrelas células
4.1. Señalización celular
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 3. Daño, envejecimiento, acúmulos y muerte celular
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
1. Estrés y daño celular y sus causas
2. ¿Qué puede dañar una célula?
2.1. Isquemia y daño hipóxico [1]
2.2. Tóxicos [1]
2.3. Nutricional [1]
2.4. Daño físico y mecánico [1]
2.5. Agentes infecciosos e inflamación
3. Envejecimiento celular
4. Efectos del daño en la célula
5. Daño mediado por radicales libres [4]
5.1. Efectos de los radicales libres en moléculas biológicas
6. Daño mitocondrial
7. Daño de membrana
8. Daño mediado por calcio [1]
9. Acúmulos intracelulares [2,5,6]
10. Acumulación, falla para la eliminación de sustancias normales intracelulares o
componente normal celular
10.1. Lípidos
10.2. Carbohidratos
10.3. Proteínas
10.4. Melanina
10.5. Metales
11. Acúmulo de sustancias anómalas intracelulares
11.1. Enfermedades de almacenamiento de origen lisosomal
11.2. Enfermedades con plegamiento anormal de proteínas
12. Acumulación de sustancias exógenas y endógenas que no se pueden degradar
por no contar con sistemas enzimáticos en células normales
12.1. Endógeno
12.2. Exógeno
13. Adaptación celular
13.1. Hiperplasia
13.2. Hipertrofia
13.3. Metaplasia
13.4. Atrofia
14. Muerte celular
14.1. Necrosis
14.1.1. Morfología y mecanismos bioquímicos en necrosis
14.1.2. Tipos de necrosis
14.2. Apoptosis
14.2.1. Mecanismos moleculares de la apoptosis
14.2.2. Apoptosis y sus causas
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 4. Inflamación
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
1. Estímulos que activan el sistema inmune [1]
1.1. Agentes biológicos
1.2. Células necróticas
1.3. Antígenos y sustancias reconocidas como extrañas
2. Características y componentes del sistema inmune
2.1. Componentes celulares que participan en la inflamación
2.1.1. Neutrófilos
2.1.2. Monocitos
2.1.3. Mastocitos
2.1.4. Células dendríticas
2.1.5. Eosinófilos
2.1.6. Linfocitos
2.1.7. Células endoteliales
2.2. Componentes humorales o mediadores solubles [2]
2.2.1. Citoquinas
2.2.2. Histamina
2.2.3. Mediadores lipídicos [2,4]
2.2.4. Quimioquinas
2.2.5. Sistema de complemento
3. Respuesta inflamatoria aguda [1,2,5]
3.1. Sistema inmune innato
3.2. Reconocimiento de patrones moleculares
3.3. Activación celular y reclutamiento
3.4. Adhesión y migración de los leucocitos al sitio de daño a partir de los vasos
sanguíneos (figura 4.3) [1,2]
3.5. Destrucción por parte del sistema inmune
3.5.1. Fagocitosis [6,7]
3.5.2. Trampa extracelular de neutrófilos [6,7]
3.6. Respuesta inflamatoria aguda como un proceso patológico generalizado [8-
11]
3.6.1. Respuestas metabólicas
3.6.1.1. Fiebre
3.6.2. Respuestas inmunes
3.6.2.1. Leucocitosis
3.6.2.2. Reactantes de fase aguda
3.6.3. Respuestas comportamentales
3.6.3.1. Anorexia
3.6.3.2. Mialgias
3.7. Cambios morfológicos asociados a la inflamación aguda [1,5]
3.7.1. Exudado seroso
3.7.2. Exudado fibrinoso
3.7.3. Exudado purulento
3.7.4. Exudado hemorrágico
4. Inflamación crónica [1,12]
4.1. Causas de inflamación crónica
4.2. ¿Cómo se desarrolla la inflamación crónica?
4.3. Cambios morfológicos asociados a la inflamación crónica
4.3.1. Granulomas
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 5. Reparación de los tejidos
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
1. Reparación de los tejidos
1.1. Introducción de nuevos protagonistas [1]
1.1.1. Células protagonistas
1.1.2. Moléculas protagonistas [1]
1.2. Factores que influyen en la reparación de las heridas [1]
1.2.1. Primera historia: regeneración
1.2.2. Segunda historia: reemplazo [1,2]
1.2.2.1. Coagulación y estabilización de la herida
1.2.2.2. Reclutamiento de leucocitos
1.2.2.3. Proliferación y reparación
1.2.2.4. Formación de tejido de granulación
1.2.2.5. Remodelación
1.3. Alteraciones en la reparación de los tejidos [2]
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 6. Líquidos corporales y trastornos hemodinámicos
Diana Patricia Amador
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 7. Genética básica
Derly Marcela Beltrán
1. Conceptos teóricos
2. Implicaciones clínicas
3. Paraclínicos
Conclusiones
Agradecimientos
Referencias
 
Capítulo 8. Enfermedades infecciosas
Carolina Firacative
Nury N. Olaya
Julián E. Muñoz
Beatriz L. Gómez
1. Virus
1.1. Clasificación
1.2. Características estructurales
1.3. Replicación
1.4. Principales virus que causan enfermedades en humanos
1.5. Diagnóstico
1.6. Tratamiento y vacunas
1.7. Virus y cáncer
2. Bacterias
2.1. Clasificación
2.2. Características morfológicas
2.3. Principales bacterias que causan enfermedades en humanos
2.3.1. Cocos Gram positivos
2.3.2. Bacilos Gram positivos
2.3.3. Cocos Gram negativos
2.3.4. Bacilos Gram negativos
2.3.5. Bacilos ácido-alcohol resistentes
2.4. Diagnóstico
2.5. Tratamiento y vacunas
2.5. Resistencia antimicrobiana
3. Hongos
3.1. Clasificación
3.2. Características morfológicas
3.2.1. Mohos
3.2.2. Levaduras
3.3. Principales hongos que causan enfermedades en humanos
3.3.1. Micosis superficiales
3.3.2. Micosis cutáneas
3.3.3. Dermatofitosis (tiñas)
3.3.4. Dermatomicosis
3.3.5. Micosis subcutáneas
3.3.6. Micosis por hongos oportunistas
3.3.7. Micosis profundas o sistémicas endémicas
3.4. Diagnóstico
3.4.1. Examen directo y coloraciones
3.4.2. Cultivo
3.4.3. Pruebas bioquímicas
3.4.4. Métodos inmunológicos
3.4.5. Métodos moleculares
3.5. Tratamiento y vacunas
3.5.1. Polienos
3.5.2. Azoles
3.5.3. Equinocandinas
4. Parásitos
4.1. Clasificación
4.2. Características morfológicas
4.2.1. Protozoos
4.2.2. Helmintos
4.2.3. Ectoparásitos
4.3. Principales parásitos que causan enfermedades en humanos
4.3.1. Protozoos
4.3.2. Helmintos
4.3.3. Ectoparásitos
4.4. Diagnóstico
4.5. Tratamiento
5. Priones
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 9. Sistema inmunológico y enfermedades asociadas
Mónica Gabriela Huertas-Valero
Nury N. Olaya
1. Generalidades del sistema inmune
2. Mecanismos de defensa
3. Inmunidad innata
4. Inmunidad adquirida
4.1. Fases de la inmunidad adaptativa
4.2. Presentación antigénica: células dendríticas y complejo mayor de
histocompatibiliad (MHC)
4.3. Activación de linfocitos: poblaciones linfocitarias y mecanismo efector
4.4. Producción de anticuerpos y mecanismos efectores
4.5. Regulación del sistema inmune
5. Enfermedades comunes del sistema inmune
5.1. Enfermedades autoinmunes
5.2. ¿Qué es la tolerancia inmunológica?
5.3. ¿Cuáles son los mecanismos por los cuales se presenta autoinmunidad?
5.3.1. Lupus eritematoso sistémico (les)
5.3.2. Artritis reumatoide
5.3.3. Síndrome de Sjögren
5.3.4. Diabetes mellitus insulinodependiente
5.3.5. Glomerulonefritis y fiebre reumática
5.4. Reacciones de hipersensibilidad
5.4.1. Hipersensibilidad tipo I
5.4.2. Hipersensibilidad tipo II
5.4.3. Hipersensibilidad tipo III
5.4.4. Hipersensibilidad tipo IV
5.5. Inmunodeficiencias: primarias y adquiridas
5.5.1. Inmunodeficiencias congénitas (primarias)
5.5.2. Inmunodeficiencias adquiridas (secundarias)
Conclusiones
Referencias
 
Capítulo 10. Neoplasias
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
1. ¿Cómo podemos definir el cáncer?
1.1. Diferenciación celular y anaplasia
1.2. Tasa de crecimiento
1.3. Invasión local
1.4. Metástasis
2. Nomenclatura de los procesos neoplásicos
2.1. Tumores benignos
2.2. Tumores malignos
3. Epidemiología
3.1. Incidencia del cáncer en Colombia y en el mundo
4. El cáncer como ejemplo de “supervivencia del más apto” y como enfermedad
genética: biología molecular del cáncer
5. Las marcas que caracterizan el cáncer
6. Inestabilidad genética y mutaciones
6.1. Daños y alteraciones genéticas en el cáncer
6.2. Mutaciones y su clasificación
6.2.1. Mutaciones puntuales y/o pocas bases
6.2.2. Grandes segmentos de adn
6.2.3. Cambios epigenéticos
7. Actividad proliferativa autosuficiente [7]
8. Evasión de las señales anticrecimiento [8]
9. Evasión de la muerte celular
10. División celular ilimitada
11. Metabolismo celular alteradoe inducción de la angiogénesis
12. Invasión local y metástasis
13. Evasión del sistema inmune y promoción del crecimiento tumoral
14. ¿Cómo dañamos el adn?: factores de riesgo
15. Factores no modificables
16. Factores modificables
16.1. Carcinógenos químicos
16.2. Carcinogénesis como un proceso de múltiples pasos [11]
16.3. Exposición ocupacional y ambiental
16.4. Estilos de vida (cigarrillo, alcohol y dieta)
16.5. Radiación como carcinógeno
16.6. Estilos de vida
16.7. Agentes infecciosos [1]
17. Clínica
17.1. Efecto de masa
17.2. Caquexia
17.3. Síndromes paraneoplásicos
18. Grado y estadificación del cáncer
19. Diagnóstico del cáncer
20. Rol del fisioterapeuta en pacientes oncológicos
Conclusiones
Referencias
 
 
A quienes me enseñaron el valor del conocimiento,
mis padres.
A quienes han sido mis mejores maestros,
mis alumnos.
A una libélula que extendió sus alas y se desvaneció.
 
Prefacio
 
El editor presenta con orgullo la primera edición de Principios básicos de
patología para fisioterapia. Aunque sabemos que existen en el mercado libros de
patología con una trayectoria bastante extensa (y de una calidad indiscutible), el
presente libro está enfocado a recoger las necesidades de los estudiantes y
profesionales de Fisioterapia. Para lograr dicho objetivo se escogieron los temas
de patología fundamentales para el quehacer del fisioterapeuta. Al desarrollar los
temas se hace uso de un lenguaje sencillo, con abundantes metáforas, datos
históricos, curiosidades y buena cantidad de material gráfico.
Al inicio de cada capítulo se introducen algunas curiosidades relacionadas con el
tema para despertar el interés por parte de los estudiantes y se hace una serie de
preguntas para darle continuidad a la discusión del capítulo.
El aprendizaje de un arte no debe limitarse solamente a la profesión. Por ejemplo,
en el aforismo “el que solo sabe de medicina, ni de medicina sabe”, de origen
incierto, se puede reemplazar medicina por fisioterapia.
Quizá en algunos de los lectores surge la siguiente pregunta: ¿por qué el libro se
distribuyó y se escribió de esta manera? El propósito no es que sea un manual
detallado de patología, ya que, como mencionamos previamente, existen libros
más exhaustivos en el área. Nuestros propósitos son: (1) que sea un libro
enfocado a los estudiantes de Fisioterapia con sus problemáticas (en nuestro
conocimiento solo existen dos libros de patología en el mercado con este
enfoque), y (2) que sea un libro para despertar el interés por el estudio de la
patología, donde cada capítulo se lea como una historia.
Existen cuatro antecedentes que vale la pena mencionar. En la década de los 60, el
físico ganador del premio Nobel de Física, Richard Feynman, reconfiguró su
curso de física para generar mayor motivación en sus estudiantes y mantener su
interés. Este curso se denominó “Las lecciones de física de Feynman” y está
escrito con un lenguaje técnico, combinado con algunas curiosidades físicas y
anécdotas. Este curso se extendió más allá de la comunidad estudiantil a la cual
estaba dirigida. El segundo antecedente surgió a partir de las técnicas usadas en
clase de la doctora Ana Isabel Gómez, quien explica los temas de bioética con el
uso de películas de cine. Una frase de ella que ejemplifica cuál debería ser nuestra
labor como docentes es la siguiente: “El objetivo primordial de un docente no es
solamente enseñar, sino también inspirar”. El tercer antecedente es el excelente
libro escrito por la docente de patología Claudia Méndez y por el doctor Carlos
Camargo, titulado Patología humana básica aplicada a rehabilitación, publicado
por la editorial de la Universidad del Rosario hace exactamente veinte años. Y el
cuarto antecedente es la siguiente evaluación por parte de los estudiantes a la
clase: “Es una asignatura en la cual todos los conocimientos son semillas que más
adelante darán su fruto, no es solo aprender de patologías para el área clínica, sino
también de historia, cultura y otras cosas que forman profesionales íntegros”. Por
todo esto, se decidió pasar las clases a un formato escrito, ya que la cátedra de
Fundamentos de patología es valorada como una de las mejores cátedras de
Fisioterapia.
Aunque nuestro público objetivo son los estudiantes de Fisioterapia, poder
trascender también a estudiantes de otras áreas es algo que deseamos
enormemente y así transmitir el amor que sentimos por el área de patología a las
demás personas. Aunque desde el área de la salud se le ve a la patología como
“las artes oscuras” —ya que interpretamos a partir de imágenes poco familiares
(placas histológicas)—, intentaremos que este libro sea lo más amable posible
para generar ese interés y quitarle ese aura de misticismo a la patología.
 
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
 
Capítulo 1
Introducción a la patología
 
Diana Marcela Chaparro Rivera
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
 
Dato curioso
La palabra patología viene del griego pathos (enfermedad) y logos (estudio).
Curiosamente la palabra pathos también significa emoción y sentimiento y la
encontramos en palabras como patético (algo que conmueve) y apatía (sin pasión
o sin sentimiento). Así que, si les sirve para animarse a este viaje, patología está
relacionada con la pasión [1].
 
¡Bienvenidos! Vamos, primero que todo, a las definiciones, ya que, como dice la
frase de origen incierto, “el diablo está en los detalles”. La patología es el estudio
científico a nivel macroscópico (ojo desnudo) y microscópico (con el uso del
microscopio) de la morfología de una enfermedad. El estudio y conocimiento de
la patología por parte de los estudiantes de Fisioterapia permitirá comprender el
lenguaje médico, establecer un enlace entre la básica y la clínica y explicar la
naturaleza de la enfermedad. Como bien lo indicó sir William Osler “Como es
nuestra patología es nuestra práctica. Lo que los patólogos piensan para hoy, los
médicos lo harán para mañana” [2]. Y esto mismo aplica para cualquier área de la
salud.
*
**
¿Cómo podemos comprender un proceso mórbido? Para entenderlo es preciso
dividirlo en diferentes aspectos, así podemos abarcar los detalles de las
enfermedades.
 
1. Aspectos en el proceso de la enfermedad
Toda enfermedad posee cuatro aspectos para poder entenderla. A continuación los
detallamos:
 
•Etiología: causa de una enfermedad. Aunque nos puede parecer que existen
muchas causas, estas pueden ser agrupadas en dos tipos: causas genéticas y
causas adquiridas. Ahora bien, es fácil decirlo pero, como veremos, la mayoría de
las enfermedades más comunes (hipertensión, diabetes, etc.) ocurren por
múltiples interrelaciones entre lo genético y lo adquirido. Un ejemplo es la
fractura ósea, la cual puede ser producida por trauma, tumores y enfermedades
como la osteoporosis que hacen el hueso más susceptible a la fractura [3].
•Patogénesis: se refiere a los cambios bioquímicos, moleculares y celulares
posteriores a la exposición de un agente dañino. Siguiendo con el ejemplo de
fractura ósea, frente a un estímulo lesivo, se supera el límite de resistencia del
hueso, siendo esta última otorgada por los cristales de hidroxiapatita y la matriz
en la cual está inmersa. Esto finalmente lleva a la fractura ósea [3].
•Cambios morfológicos: son las alteraciones estructurales en células o tejidos que
aparecen en un proceso de enfermedad. Tradicionalmente, la patología ha usado
la morfología para estudiar la enfermedad y su progresión. Sin embargo, ahora es
complementada con análisis de expresión de proteínas y biología molecular. En
las fracturas óseas agudas y subagudas se observa macroscópicamente la pérdida
de continuidad, ya sea parcial o total, del hueso. Esta puede romper la continuidad
de la piel o no hacerlo. Microscópicamente se observa hemorragia, vasodilatación
y edema (capítulo 4) donde la célula inflamatoria predominante son los
neutrófilos [3].
•Manifestaciones clínicas: signos y síntomas aunados a la progresión de la
enfermedad. Las fracturas se manifiestan clínicamente porsignos cardinales de la
inflamación (capítulo 4) y, dependiendo del tipo de fractura, por deformidad y
exposición ósea. Se manifiesta clínicamente con dolor, calor, edema, rubor y
pérdida de función. En algunos casos puede aparecer daño vascular y nervioso
secundario a la fractura [3].
 
Con esto en mente, hablaremos ahora de cómo ha evolucionado la patología a lo
largo de la historia.
 
2. Una breve historia de la patología
Debemos tener en cuenta que la patología no surgió de la noche a la mañana. Sus
inicios van francamente unidos a la historia de la medicina, cuando los hombres
comenzaron a razonar sobre las enfermedades que los azotaban. La
documentación de las enfermedades empieza desde el antiguo Egipto (3100 a. C.–
332 a. C.), donde hay una breve descripción de las enfermedades. Posteriormente
en Grecia, con Hipócrates de Cos (s. v a. C.), la medicina tuvo un gran empuje.
Hipócrates postuló su teoría humoral e influyó con esta en gran parte de la
historia de la medicina, más allá del renacimiento. La teoría de los humores
proponía que el cuerpo estaba compuesto de cuatro humores (sangre, flema, bilis
amarilla y bilis negra) y la alteración en el balance de estos era la génesis de las
enfermedades. Hipócrates hizo descripciones de muchas enfermedades entre ellas
la inflamación, tumores, malaria y tuberculosis. Al finalizar la época helénica esta
herencia fue recogida por los romanos, donde el escritor más importante fue
Cornelius Celsus (30 a. C.–38 d. C.). Este autor escribió el libro De Medicina
donde aparece la definición clásica de inflamación “Notæ vero inflammationis
sunt quatuor, rubor et tumor, cum calore et dolore” (los signos de la inflamación
son cuatro, rubor y tumor junto con calor y dolor) [4].
Posteriormente hizo su aparición Galeno (129-201 d. C.), considerado una de las
figuras más prominentes de la medicina. Este realizó disección de animales, la
descripción del crecimiento en cangrejo de los cánceres y de estructuras
anatómicas. Además, la introducción del quinto signo de la inflamación (functio
laesa, pérdida de función). La fisiología galénica estaba basada en los espíritus,
los cuales hacían funcionar el cuerpo. Además, continuaba con la teoría de los
humores de Hipócrates. Las ideas de Galeno duraron más de 1500 años [4].
Si existe un momento en el cual la patología se separó de las otras ramas médicas
como especialidad fue secundario al trabajo de Antonio Benivieni (1442-1502), el
cual fusionó las historias clínicas de los pacientes y las necropsias y las recogió en
su libro Sobre las causas ocultas de la enfermedad. Sin embargo, sus
observaciones todavía estaban influenciadas por ideas de Galeno [4].
Después aparecieron autores como Jean Fernel (1497-1558), Felix Plater (1536-
1614), entre otros, quienes hicieron algunos avances, pero seguían con las ideas
de Galeno [4].
La persona llamada a revolucionar fue William Harvey (1578-1657) con la
publicación de De Motu Cordis et Sanguinis (Sobre el movimiento del corazón y
la sangre), donde hacía una descripción muy detallada de la circulación coronaria
y daría una primera estocada a la teoría humoral [4].
Giovanni Morgagni (1682-1771) rompió completamente con el esquema
galénico. Morgagni realizó 640 necropsias, en las que correlacionaba los
hallazgos de la historia clínica (signos y síntomas antes de fallecer) junto con los
hallazgos encontrados en necropsia. Con esto comenzó el destierro de la creencia
de las enfermedades producidas por humores y espíritus e impulso la creencia de
que las enfermedades tenían un substrato anatómico [4].
Aparecieron posteriormente muchas figuras importantes de la patología, siendo
llamativo la figura de Rudolf Virchow (1821-1902). Virchow fue uno de los
primeros en usar el microscopio para el análisis de los tejidos, por lo que es
llamado el padre de la patología moderna. El gran aporte de Virchow es poder
asociar las distintas enfermedades a alteraciones en células específicas [4].
Se cree que el primer microscopio compuesto de dos lentes fue elaborado hacia
finales del siglo xvi e inicios del siglo xvii; hoy en día, se debate todavía su
autoría y no está claro si fue obra del holandés Zacharias Jansen (1590) o del
italiano Galileo Galilei (1609). Siendo ambos diseños versiones inversas del
telescopio desarrollado por el alemán Hans Lippershey (1570-1619), podían
amplificar la imagen sólo hasta diez veces.
Pero no fue hasta finales del siglo xvii que Anton van Leeuwenhoek (1632-1723,
conocido como “el primer cazador de microbios”) tallando lentes, logró modificar
y mejorar el diseño de este microscopio compuesto, y fue hasta entonces que el
ser humano pudo observar un mundo jamás antes visto, lleno de criaturas
microscópicas en una época en la que las enfermedades se atribuían a los malos
espíritus [6].
Desde entonces el microscopio ha sido la principal herramienta en estudio de las
enfermedades. Dentro de las primeras publicaciones medicas científicas en las
que se reportan hallazgos microscópicas están las del inglés Thomas Hodgkin
(1798-1866), un médico generalista con una amplia gama de intereses, fue uno de
los primeros en seguir el ejemplo de Bichat (cirujano militar de la Revolución
francesa, que describió 21 tipos de tejidos mejorando las bases para el concepto
de la enfermedad originada en tejidos), describiendo los cambios patológicos en
los tejidos y al publicar Lectures on Pathologic Anatomy en 1836 y 1840,
Hodgkin vislumbró la nueva patología: “El microscopio compuesto […] podría
conducir a descubrimientos útiles en el futuro”.
Y fue gracias a una especie de competencia entre Carl von Rokitansky (1804-
1878) y su antiguo alumno Rudolf Virchow (1821-1902) que la importancia de la
microscopía en patología fue más que evidente. Mientras Virchow llegó a usar el
microscopio de forma rutinaria en sus estudios de autopsias, su mentor, Von
Rokitansky, lo hizo menos frecuentemente (dada su formación), lo que a veces
dio como resultado interpretaciones teóricas que no estaban de acuerdo con las
nuevas pruebas del momento considerando todavía que los estados patológicos
eran el resultado de “anomalías de la sangre”. La publicación de Von Rokitansky
de sus reflexiones hizo que Virchow calificara esta “teoría humoral” de
“anacronismo monstruoso”, a pesar de la gran admiración que sentía por su
antiguo maestro como un excepcional patólogo descriptivo.
Virchow, también fue alumno de Johannes Müller (1801-1858) en Berlín,
considerado uno de los fundadores tanto de la histología como la patología celular
fue uno de los primeros en utilizar el microscopio en el análisis de tejidos.
Virchow reconoció el carácter celular de todo crecimiento y la continuidad del
crecimiento celular que inmortalizo con su reconocido aforismo Omnis cellula e
cellula (toda célula de la célula); en su obra más importante Die
Cellularpathologie (La patología celular, Berlín, 1858), presagió el siguiente paso
en la compresión de la enfermedad con base orgánica a la enfermedad con base
celular y entonces el comienzo de una “nueva patología, la patología moderna”.
Además de su faceta de patólogo, Virchow defendía la salud como asunto de
interés social directo y que las condiciones sociales y económicas deberían ser
analizadas científicamente como causas de enfermedad [7,8].
Con la aparición de la microscopía y el trabajo pionero de mentes brillantes y
dedicadas como las mencionadas entre ellas Virchow, la especialidad de patología
entró en una nueva era en la segunda mitad del siglo xix. En las escuelas de
medicina de toda Europa, los “inspectores de muertos” y los “conservadores de
museos” comenzaron a ser reemplazados por profesores de anatomía mórbida y
luego por profesores de patología. A partir de 1850 la histopatología diagnóstica
se volvió cada vez más importante, especialmente en el área de neoplasias, y esto
estimuló el desarrollo de la patología como una “especialidad” separada. Desde
mediados del siglo xix en adelante, fue la “nueva tecnología” la que dio forma al
futuro dela patología.
En el siglo xix Louis Pasteur y Robert Koch postularon la teoría microbiana de la
enfermedad, en la cual se asociaban microorganismos con enfermedades
infecciosas. Para que un germen se considerara causante de una enfermedad se
debían cumplir una serie de requisitos establecidos por Koch: se debe identificar
el microorganismo en los tejidos, su inoculación en un huésped sano debía
reproducir la enfermedad y en el huésped infectado debía identificarse el
microorganismo en sus tejidos [9].
Al entrar en el siglo xx, el ritmo de la investigación en patología se aceleró, el
número de descubrimientos creció casi exponencialmente y se registraron por
primera vez muchas características básicas de la histopatología, lo que ejemplifica
la primacía del microscopio en la investigación y el diagnóstico patológicos
(descripción de la célula de Reed-Sternberg (1898-1902); el desarrollo del
concepto de sistema retículo-endotelial, Ludwig Aschoff (1866-1942); la
descripción de la histopatología del corazón en la fiebre reumática y la
ateroesclerosis, Nikolai Anitschkov (1885-1964); la nueva comprensión de las
enfermedades renales por Franz Volkard y Theodor Fahr; la investigación del
patólogo Karl Landsteiner (1868-1943, quien con más de 3600 autopsias durante
su formación sentó las bases para la tipificación sanguínea moderna , la
transfusión sanguínea y el trasplante de tejidos).
Desde los primeros días del siglo xx hasta el presente, el ritmo de los
descubrimientos y los cambios se ha acelerado aún más. Los avances en curso en
los campos de la fijación, incrustación, corte, tinción inmunohistoquímica,
métodos moleculares, microscopía y procesamiento de imágenes han seguido
proporcionando mejores herramientas de diagnóstico y nuevos diagnósticos,
mejores y más precisos. Se han descrito, perfeccionado, clasificado, vuelto a
describir y reclasificado numerosas entidades nuevas, ya que las nuevas técnicas
proporcionan nuevos conocimientos. Los revolucionarios descubrimientos de los
anticuerpos marcados con fluoresceína de Albert Coons (1912-1978), de los
anticuerpos monoclonales de Georges Köhler (1946-1995) y César Milstein
(1927-2002), y de la reacción en cadena de la polimerasa de Kary Mullis (1944-
2019), la primera secuenciación del genoma humano (2003) [7] redefinieron
muchas de las clasificaciones de enfermedades basadas en la morfología y han
dado forma a la práctica de la patología actual.
A lo largo de miles de años los conceptos de enfermedad y medicina han
cambiado. Todo esto nos obliga a preguntarnos si estamos ad portas del
nacimiento de la nueva patología, la próxima patología, ¿la nanopatología? [4].
Perfecto, con todo esto en mente vamos a ver someramente cómo se procesan las
muestras en un laboratorio de patología.
 
3. Laboratorio de patología
¿Qué tipo de muestras se estudian en un laboratorio de patología? Al laboratorio
de patología son enviados biopsias (pequeño fragmento de tejido), órganos
completos o fragmentos de estos, líquidos y cadáveres en necropsias. Luego de
realizar una descripción de la pieza enviada y realizar cortes (si aplica), sufren
una serie de pasos para el procesamiento de dicha pieza [5] (figura 1.1):
 
 
Figura 1.1. Procesamiento de tejidos
 
(A) tejido a ser procesado, el cual inicialmente es fijado; (B) en formol al 10 %
por un tiempo entre 6 a 24 horas. Posteriormente es deshidratado (C) al pasar por
una serie de alcoholes en diferentes concentraciones. Luego de ser deshidratado
es clarificado usando xilol, el cual permitirá que se la parafina penetre en el
tejido. Finalmente, el tejido se embebe en parafina para endurecerlo y permitir
que sea cortado.
Fuente: Ilustración de Guillermo Antonio Jiménez Tobón, elaborada a partir de
Lester SC. Manual of surgical pathology. 3.a ed. Philadelphia:
Saunders/Elsevier; 2010.
 
•Fijación: una vez seleccionada la pieza que se va a procesar, esta es
inmediatamente colocada en un fijador. El fijador más comúnmente usado es el
formol al 10 %. El propósito del formol es proteger el tejido contra la
putrefacción, endurecerlo, estabilizarlo y servir como “desinfectante”. El formol
penetra a un ritmo de 4 mm/24 h, por lo cual entre más grande la pieza, tomará
más tiempo fijarla, por eso se recomienda hacerle cortes para que penetre con más
facilidad.
•Deshidratación: luego de fijarse el espécimen, este es sometido a una serie de
alcoholes en diferente concentración para deshidratar el tejido. Esto se hace de
esta manera ya que la parafina no puede penetrar en tejidos que contienen agua.
•Clarificación: en este paso debemos reemplazar el alcohol por alguna sustancia
que permita la infiltración del tejido por la parafina. La sustancia más usada en
este paso es el xileno. Este paso se llama clarificación ya que el tejido se vuelve
transparente a causa del alto índice refractivo del xilol.
•Infiltración: ya tenemos el tejido receptivo para poder endurecerlo. Esto se hace
al embeber el tejido en parafina, lo cual es necesario ya que el tejido sufrirá una
serie de cortes de unos pocos micrometros.
 
Luego de este procesamiento, el tejido en parafina es cortado en rodajas pequeñas
por medio de un aparato denominado micrótomo. Este tejido es recogido y se
puede teñir con las diferentes coloraciones, siendo la más clásica la coloración de
hematoxilina-eosina, y es la que veremos en los ejemplos de tejido microscópico.
 
Conclusiones
La patología es una rama esencial de la medicina que se encarga de entender y
estudiar las causas, el desarrollo y la presentación de las enfermedades a través
del análisis de fluidos y tejidos corporales. Su evolución continúa hoy en día con
la ayuda de nuevas técnicas moleculares, inmunológicas, genéticas y
microbiológicas.
 
Referencias
1.Coromines J. Breve diccionario etimológico de la lengua castellana. 6.ª ed.
Madrid: Gredos; 2018.
2.Osler W. An address on the treatment of disease. Br Med J. 1909; 185-189.
3.Oakes, S. Cell Injury, Cell Death, and Adaptations. En: Kumar V, Abbas A.
Pathologic basis of disease. 10.a ed. Philadelphia: Elsevier; 2021. p. 33-34.
4.Van den Tweel JG, Taylor CR. A brief history of pathology: Preface to a
forthcoming series that highlights milestones in the evolution of pathology as a
discipline. Virchows Arch. 2010; 457(1):3-10.
5.Lester SC. Manual of surgical pathology. 3.a ed. Philadelphia:
Saunders/Elsevier; 2010.
6.Murcia JA. La historia del microscopio. La ciencia y el hombre. 2012; 25(1).
7.Fresquet JL. Rudolf Virchow (1821-1902) [internet]. 1999 [citado 2021 jul 24].
Disponible en: https://www.historiadelamedicina.org/virchow.html
8.Sánchez Ron JM. Rudolf Virchow, activista médico y social [internet]. 2020
[citado 2021 jul 24]. Disponible en:
https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/una-nueva-
visin-de-la-va-lctea-805/rudolf-virchow-activista-mdico-y-social-18849
9.Sagrera JE. Edward Jenner e Ignaz Philipp Semmelweis. Vacunas y antisépticos
antes de la teoría microbiana. offarm. 2008; 27(8):98-105.
 
*Médica cirujana,
uptc
, especialista en Patología,
fucs
. Patóloga, Hospital Central de la Policía Nacional. Profesora catedrática de la
Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud, Universidad del Rosario.
 
**Médico cirujano, especialista en Patología, Universidad de Antioquia.
Patólogo, Hospital Méderi, Compensar
eps
. Profesor principal de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud,
Universidad del Rosario.
 
Capítulo 2
Generalidades de la célula
 
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
César Payán Gómez
 
Dato curioso
¿Cuánto mide el
adn
? Si sacáramos el
adn
de una célula humana y lo extendiéramos en una superficie, este mediría
aproximadamente dos metros. Si multiplicamos este valor por el número
aproximado de células nucleadas que tenemos (aproximadamente 4,5 billones de
células), daría 9000 millones de kilómetros. Para comprender este valor, es como
dar treinta vueltas de la Tierra al Sol. ¡Increíble!
 
La palabra célula viene del latín cellula (pequeñacelda). La razón de este nombre
es histórica. El polímata Robert Hooke (1635-1703) describió sus observaciones
microscópicas de diversos elementos. Uno de estos fue el corcho, del que Hooke
*
**
encontró que al observarlo al microscopio estaba compuesto por múltiples celdas
de tamaño pequeño y de ahí obtuvo el nombre: célula.
De manera interesante, la palabra celular (teléfono móvil) se deriva de célula,
debido a la similitud de los diagramas de las redes sin cables a una célula.
La célula es la unidad estructural y funcional básica de los seres vivos. En el
campo de la física, la podemos pensar como los átomos, como la unidad más
pequeña que conserva las propiedades de los elementos.
Las células se clasifican en dos grandes grupos, las células procariotas (del griego
pro, previo y karyon, nuez o núcleo), que se caracterizan por no tener membrana
nuclear, por lo que su material genético está libre en el citoplasma; y las células
eucariotas (del griego eu, bueno o verdadero), que tienen una membrana nuclear
que separa el material genético del resto de la célula.
Una forma frecuentemente usada para entender el funcionamiento de una célula
es hacer un paralelo con la operación de una fábrica de producción de materiales.
La célula está delimitada por la membrana citoplasmática que se puede equiparar
al muro que delimita la fábrica. En el interior de la célula se encuentran una serie
de compartimientos denominados organelos, que se asimilan con los diferentes
departamentos o secciones de una fábrica. Cada una de las secciones se
especializa en unos procesos específicos, el mismo caso de los organelos en la
célula. En este capítulo se responderán las siguientes preguntas: ¿cuáles son las
partes de la célula? ¿Qué función tienen? ¿Cómo se relacionan cada una de ellas
para permitir el funcionamiento normal de los diferentes tipos de células?
 
1. Componentes y organelos de la célula
 
1.1. Membrana celular
La parte más externa de la célula está delimitada por la membrana celular o
citoplasmática. De igual manera, la mayoría de los organelos tienen membrana.
Las membranas celulares están compuestas principalmente por una doble capa de
fosfolípidos anfipáticos o anfifílicos (griego amphi, ambos, y filia, amor). Un
compuesto anfipático tiene propiedades hidrofóbicas e hidrofílicas
simultáneamente. En el caso de los fosfolípidos que conforman las membranas
celulares, estos tienen una cabeza polar hidrofílica y una cola hidrofóbica no
polar. La doble capa de fosfolípidos se dispone con las dos cabezas mirando hacia
la parte externa de la membrana, o el medio intracelular y extracelular, y las colas,
hacia el interior de la membrana. Podemos pensarlo como tomar dos serpientes,
atarlas por la cola y que huyan en dos direcciones opuestas. Las membranas están
constituidas por otros componentes fundamentales para su función, dentro de
ellos se encuentran el colesterol, las proteínas y las glicoproteínas.
Las funciones más importantes de la membrana celular son:
 
•Delimitar el espacio celular. Tanto separando la célula del medio externo como
creando compartimentos dentro de ella. Las membranas de los diferentes
organelos los separan del medio citosólico y permiten tener su propio medio para
las reacciones que llevan a cabo.
•Regular el intercambio de sustancias de forma selectiva por medio de ósmosis y
canales.
•Participar en difusión pasiva de sustancias debido a diferencias de gradiente de
concentración.
•Ser parte integral de la señalización celular.
 
1.2. Mitocondria (figura 2.1)
Es un organelo celular de estructura generalmente alargada con un tamaño
promedio de 7 µm de longitud. Las mitocondrias están conformadas por cuatro
elementos: la membrana externa, la membrana interna, el espacio
intermembranoso y la matriz. Poseen su propio material genético y se pueden
dividir activamente de acuerdo con las necesidades de la célula. Si extrapolamos
este organelo al ejemplo de la fábrica, la mitocondria corresponde a la planta de
energía. Entre las funciones que tiene están [1]:
 
 
Figura 2.1. Mitocondria
 
(A) Membrana interna, (B) membrana externa, (C) matriz.
Fuente: Ilustración de Guillermo Antonio Jiménez Tobón, elaborada a partir de
Nunnari J, Suomalainen A. Mitochondria: in sickness and in health. Cell.
2012;148(6):1145-59.
 
•La principal función de la célula es la producción de adenosina trifosfato (atp),
este compuesto se denomina la moneda energética o combustible de la célula. La
síntesis de atp se realiza en la mitocondria por medio de la fosforilación oxidativa.
Este proceso usa la cadena transportadora de electrones, que está compuesta por
cuatro complejos de proteínas numerados del i al iv en notación romana. Los
complejos están sometidos a una serie de reacciones de reducción que producen
cambios conformacionales que les permiten bombear protones desde la matriz
mitocondrial hacia el espacio intermembranoso. Los gradientes de protones
generados por los complejos i, iii y iv son liberados a través de una máquina
sintetasa de atp similar a una turbina, la cual fosforila de adp a atp.
•Participa junto con el retículo endoplásmico en la homeostasis del calcio.
•Está involucrada en el mecanismo de la apoptosis (capítulo 3).
 
Las mitocondrias generan como producto secundario radicales libres de oxígeno,
proceso relacionado con el estrés oxidativo y que está implicado en daño de
diferentes biomoléculas como los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos
(capítulo 3).
 
1.3. Retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico (RE) es un organelo que está organizado en una serie de
estructuras en forma de sacos denominadas cisternas. Su superficie externa está
compuesta por una membrana lipídica que delimita su espacio interno (lumen). El
RE se encuentra unido a la membrana nuclear como una continuación de esta. El
RE se clasifica en RE rugoso, que contiene una abundante cantidad de ribosomas
anclados en su membrana, lo que le da la impresión de una textura rugosa bajo el
microscopio electrónico; y el RE liso, que no presenta ribosomas en su superficie.
En una fábrica podemos pensarlo como el sitio donde se ensamblan los productos
de acuerdo con unas instrucciones específicas. En el caso de la célula las
instrucciones son generadas en el núcleo [2].
Las funciones del RE rugoso son [2]:
 
•Permitir la síntesis de proteínas en los ribosomas unidos a su membrana.
•En él también ocurre el plegamiento de las proteínas recién sintetizadas.
•Está involucrado en las fases iniciales del transporte de esas proteínas.
 
Las funciones del RE liso son [2]:
 
•Biogénesis de lípidos de membrana. Este proceso se realiza en conjunto con el
aparato de Golgi.
•Metabolismo de calcio. Es el mayor sitio de almacenamiento de calcio
intracelular. Cuando se necesita, o los niveles de calcio intracitoplasmático son
bajos, estos son liberados al citoplasma. Entre las funciones de este calcio se
encuentra la fertilización luego de la entrada del espermatozoide, la activación de
apoptosis, la contracción muscular y la liberación de neurotransmisores.
 
1.4. Aparato de Golgi
El aparato de Golgi (AG), al igual que el RE está constituido por un conjunto de
membranas celulares que forma sacos llamados cisternas. Este está
frecuentemente localizado cerca al núcleo, siendo una estructura altamente
dinámica. Estas cisternas se solapan y están interconectadas entre sí formando una
cinta. El AG se encuentra polarizado, donde recibe proteínas y lípidos del RE por
la cisterna cis. Posteriormente, se encuentra una zona de transición por la que
pasan estas macromoléculas que son modificadas por diferentes procesos
químicos que incluyen agregar carbohidratos. Finalmente, pasan a la región más
distal (denominada región trans), en la cual las proteínas y lípidos son
empaquetados y enviados a otras membranas intracelulares. Las palabras cis y
trans son preposiciones latinas: cis indica “a este lado” y trans, “al lado
contrario”. El AG podemos pensarlo como el sitio de la fábrica donde serealizan
modificaciones especiales a los productos ensamblados [3].
Entre las funciones del aparato de Golgi se encuentran las siguientes [3]:
 
•Alojar enzimas responsables de modificar carbohidratos. Entre las enzimas
almacenadas allí se encuentran glucosidasas y glicosiltransferasas. El AG puede
ser por ello ser pensado como una línea de ensamblaje para la producción de
proteínas que se deben glicosilar de forma adecuada.
•Clasificación de proteínas y lípidos para enviarlos a otras membranas
intracelulares, entre ellas, endosomas, lisosomas, membrana plasmática y al
exterior de la célula.
 
1.5. Lisosomas
Son organelos esféricos delimitados por membrana. En su interior pueden
contener hasta 60 diferentes enzimas hidrolíticas solubles, las cuales participan en
la degradación de moléculas complejas e incluso de otros organelos. El lumen del
lisosoma tiene un ph ácido de aproximadamente 4,5. El lisosoma podemos
pensarlo como el lugar de destrucción y reciclaje del material de desecho. Entre
las funciones del lisosoma se encuentran:
 
•Degradación de material celular y de material internalizado por endocitosis y
fagocitosis [4].
•Participación en la autofagia (la autofagia es la degradación de proteínas, lípidos
y organelas de la propia célula, para generar nuevos componentes celulares y
energía) [4].
 
1.6. Núcleo celular
Es el organelo más grande de la célula. Está rodeado por una doble membrana
con abundantes poros nucleares, la función de los poros es regular el paso de
moléculas entre el citoplasma y el núcleo y viceversa. En el microscopio de luz se
logra identificar un material similar a fibras denominado cromatina (formada por
adn y proteínas) y el nucléolo (lugar donde se sintetiza el arn ribosomal).
Podemos pensar el núcleo como la dirección y gerencia de la fábrica [5].
Primero es esencial hablar de la cromatina y entonces nos surge la pregunta: ¿qué
es el adn? adn son las siglas de ácido desoxirribonucleico. Su función es contener
la información genética. Las regiones del adn que contienen la información
genética se llaman genes. La región codificante de los genes está constituida por
exones e intrones. Cuando a partir de la región codificante de un gen se sintetiza
arn se dice que el gen se transcribe. Este arn recién sintetizado es sometido a un
proceso de maduración en el que se eliminan los intrones y se pegan los exones.
Por lo tanto, los exones y los intrones hacen parte de la región codificante de los
genes y por ello ambos se transcriben. Los intrones se eliminan del arn cuando
madura, a diferencia de lo exones que persisten en el arn. En consecuencia, son
los exones los que contienen la información necesaria para la función biológica
final del arn. La parte de la cromatina más activa transcripcionalmente y que
adopta un tinte más claro se denomina eucromatina, mientras que la zona de
cromatina sin actividad transcripcional se denomina heterocromatina y es más
hipercromática.
El adn podemos pensarlo como una larga cadena (de forma similar a una escalera
en caracol) compuesta por una doble hebra, cuya unidad básica funcional son los
nucleótidos. Los nucleótidos están compuestos por tres elementos: un azúcar
(deoxirribosa), un grupo fosfato que sirve de unión entre nucleótido y nucleótido
y finalmente una base que puede ser cualquiera de las siguientes: adenina,
citosina, timina y guanina. Estas bases, por medio de puentes de hidrógeno, hacen
pareja con un nucleótido de la cadena de adn complementaria de la siguiente
manera: adenina con timina y citosina con guanina [5].
Ahora bien, si el adn tiene toda la información genética de todo el organismo,
debe ser bastante largo. Tan largo es que podría dar 15 000 vueltas a una célula
humana. Y por ello la pregunta que surge es ¿cómo se empaqueta ese adn en el
núcleo? El empaquetamiento del adn en el núcleo de la célula se hace por medio
de proteínas denominadas histonas, las cuales actúan como bobinas donde el adn
se enrolla, formando los nucleosomas. Estos últimos son unidades de
empaquetamiento. Alrededor de cada nucleosoma se enrolla una porción de adn
equivalente a 146 pares de nucleótidos. Además de las histonas existen proteínas
no histonas en el interior del núcleo que tienen múltiples funciones [5].
El segundo componente en el núcleo es el nucléolo. Este está compuesto tanto por
adn como por arn ribosomal y proteínas. Un nucléolo prominente es característico
de células que sinteticen proteínas de forma continua como, por ejemplo, los
plasmocitos. Esa es la razón por la cual las células tumorales tienen nucléolo
prominente. La explicación de esto es que el arn ribosomal es parte constitutiva
fundamental de los ribosomas, los organelos donde se sintetizan las proteínas [5].
El arn, a diferencia del adn, está compuesto por un azúcar llamado ribosa y sus
bases son: adenina, guanina, citosina y uracilo (este último en vez de la timina).
 
2. ¿Cómo la célula duplica su información y usa el adn para ser traducido en
proteínas?
Como una fábrica, la información no puede quedarse en la gerencia, por lo cual si
quiere montar otra sede o punto es necesario duplicar la información
(replicación). Además, ya que desde acá se dan las órdenes para la fabricación de
productos, necesitamos que dicha información sea puesta por escrito
(transcripción) y posteriormente transformada en producto (traducción) [5].
 
•Replicación del adn: cuando una célula entra en división es necesario que el adn
se duplique, en un proceso denominado replicación del adn. El proceso de
replicación tiene como objetivo la generación de dos moléculas de adn a partir de
una molécula de adn. Una molécula de adn está conformada por dos hebras de
adn, estas hebras son complementarias entre ellas. Inicialmente las dos hebras que
constituyen una molécula del adn se separan. A cada una de las hebras y se unen
diferentes enzimas necesarias para el proceso de replicación, entre ellas el adn
polimerasa. Esta, como su nombre lo indica, polimeriza una hebra de adn que es
complementaria a la hebra de adn a la cual se unió. Las dos dobles cadenas
resultantes son idénticas a la molécula original.
•Transcripción del adn: para poder pasar la información del adn a proteínas, es
necesario transcribirlo inicialmente, es decir pasar el mensaje a algo que entienda
la maquinaria que crea las proteínas. Para esto es necesario sintetizar arn a partir
del adn. El arn que es usado para la síntesis de proteína se, denominado arn
mensajero (arnm).
•Traducción: el arnm este es usado en los ribosomas como fuente de información
para la síntesis de las proteínas. Una vez los ribosomas reciben el arn mensajero
leen la información contenida en el para sintetizar proteínas.
 
Pensemos los ribosomas como un traductor que reciben un mensaje. Este mensaje
esta codificado en el arnm y está escrito en el lenguaje de los ácidos nucleicos.
Los ribosomas traducen este mensaje al idioma de las proteínas: los aminoácidos.
Los elementos fundamentales para este proceso de traducción son los arn de
transferencia (arnt).
¿Cómo se realiza este proceso? El ribosoma se une al extremo inicial del arnm.
Una vez se ha unido al arnm el ribosoma se desplaza sobre la molécula hasta que
reconoce sobre el arn mensajero una secuencia de tres nucleótidos que es
identificada como el codón de iniciación (aug). Esta primera combinación de tres
nucleótidos es traducida como una metionina. La metionina corresponde al primer
aminoácido de todas las proteínas en nuestras células. El ribosoma comienza a
moverse a la siguiente triada de nucleótidos (denominado codón). Cada
combinación diferente de tres nucleótidos equivale a un aminoácido. De esta
forma el ribosoma a partir de la primera metionina comienza a sintetizar una
cadena polipeptídica de acuerdo a la secuencia de codones que va leyendo en el
arnm. Por ejemplo, UUU (equivalente a tres uracilos) codifican para fenilalanina.
Existen señales de parada que le indican al ribosoma que debe terminar la
traducción del arnm y por lo tanto la síntesis dela proteína. Una vez que el
ribosoma encuentra un codón de parada sobre el arnm, se libera el polipéptido y
se termina la síntesis de la proteína.
Luego de esta somera revisión acerca de las diferentes organelas, hablaremos de
cómo hace la célula somática para dividirse y controlar esta división.
 
3. División de las células somática y su control
 
3.1. Mitosis
La mitosis (del griego mitos, hilo, y osis, formación) es la dupli cación y reparto
equitativo del material celular entre las células hijas que ocurre en las células
somáticas. Entiéndase por células somáticas aquellas que forman los tejidos y
órganos y no corresponden a las células germinales. Este proceso se hace a través
de pasos que ocurren de manera secuencial. La mitosis se divide en diferentes
fases (figura 2.2):
 
•Profase: se genera la condensación del material genético en forma de
cromosomas. Cada cromosoma tiene dos cromátides, unidas por el centrómero.
•Metafase: los centrómeros se encuentran en un plano medio o placa metafásica.
La metafase la podemos pensar como dos arañas, una apoyada sobre las patas de
la otra, donde los centrosomas son el cuerpo de la araña y las patas como los
husos anclados a los cinetocoros de los cromosomas.
•Anafase: distribución de los cromosomas que se duplicaron en la fase S por
medio del mecanismo de replicación del adn. Aquí hay separación de las
cromátidas y se dirigen a los centrosomas. Los microtúbulos no unidos a
cinetocoros comienzan a crecer y empujar el opuesto de la célula.
•Telofase: los microtúbulos, al seguir alargándose, comienzan a separar las dos
células hijas. Se comienza a formar la envoltura nuclear. En la telofase ocurre la
citocinesis, que es la separación completa de ambas células hijas. Si la citocinesis
no ocurre, la célula queda binucleada.
 
El resultado final de la mitosis son dos células hijas con material genético (adn)
igual entre ellas.
 
3.2. Ciclo celular (figura 2.2)
El ciclo celular está compuesto por una suerte de acontecimientos que suceden en
el interior de una célula, cuya finalidad es duplicar los componentes celulares y
distribuirlos en las células hijas una vez que la célula se divida. En las células
eucariotas el ciclo celular es dividido en cuatro fases: G1, S (síntesis), G2 y M
(mitosis y citoquinesis). La letra G de las fases viene del inglés gap que significa
intervalo [6]. Cuando una célula llega a un estado de diferenciación terminal y ya
no va a progresar más a través de las fases del ciclo celular entra en un estado
conocido como G0.
 
 
Figura 2.2. Ciclo celular y mitosis
 
(A) Fases del ciclo celular: (1) profase; (2) metafase; (3) anafase; (4) telofase, (B)
ciclo celular. Ver texto para más detalles.
 
Fuente: Ilustración de Guillermo Antonio Jiménez Tobón, elaborada a partir de
Hardin J, Bertoni G, Becker WM. Becker’s world of the cell; 2018.
 
Durante la fase G1 la célula crece, transcribe genes, sintetiza proteínas y cumple
la función para la cual está destinada. Si la célula recibe señales mitogénicas
(división celular), también duplica sus organelos y se prepara para progresar a
través del ciclo celular. Si las condiciones intracelulares y extracelulares son
adecuadas, la célula progresa a la fase S del ciclo celular. En la fase S se duplica
el material genético por medio del proceso de replicación del adn. Una vez
terminada la duplicación del adn la célula progresa a la fase G2. En esta fase la
célula termina de crecer y de duplicar organelos como preparación para la
división celular. En ese momento la célula entra a la fase M de mitosis.
El ciclo celular lo podemos interpretar como una pista de carreras circular donde
se avanza en un solo sentido. En determinadas partes de esa pista hay unos puntos
de control que examinan que se cumplan unos requisitos para poder continuar.
Estos puntos de control son manejados por unas proteínas denominadas quinasas
dependientes de ciclinas (CDK), y las ciclinas. Las CDK permiten la progresión
del ciclo celular. Para su funcionamiento es necesaria la activación por medio de
ciclinas. La regulación negativa de estos CDK viene dada por proteínas
inhibitorias. Las funciones del ciclo celular son las siguientes [6]:
 
•Control del tamaño celular: por medio del ciclo celular se asegura que cada
célula hija reciba exactamente la mitad del contenido que se ha duplicado
•Reparación del adn: el ciclo celular sufre una detención si se detectan daños en el
adn, lo que da tiempo y permite repararlo antes de que el adn se duplique. El
punto de chequeo para detectar daño en el adn es ejercido principalmente por la
proteína p53, que actúa particularmente en G1. Para la acción del p53 se inhibe el
inhibidor de p53 llamado Mdm2. La acción del p53 se basa en activar la
expresión de una serie de genes, entre ellos el p21. La proteína p21 es un
inhibidor del complejo CDK-ciclina. Inhibir este complejo bloquea la progresión
de la célula de G1 a S.
 
Perfecto, ya tenemos cómo se compone una célula y cómo se mantienen los
grupos celulares. Antes de continuar, es necesario comprender que un organismo
multicelular, como el nuestro, funciona por la colaboración entre las múltiples
células de los diferentes órganos. En 1624, el poeta John Donne escribió el
siguiente verso que bien podría describir cómo funcionan las células, si
cambiamos la palabra hombre por célula: “Nadie es una isla, completo para sí
mismo; cada hombre es un pedazo de continente, una parte de la masa”. Aunque
lo veremos en otro capítulo, el origen del cáncer precisamente ocurre cuando la
célula adopta una individualidad en vez del comportamiento colaborativo de las
células normales. Entonces la pregunta que surge ahora es ¿cómo se comunican
las células?
 
4. Comunicación entre las células
Para que nuestros tejidos y órganos funcionen adecuadamente es necesario que
las células que los conforman actúen de manera coordinada. Esto es posible
debido a que las células son capaces de detectar señales en su entorno y de
responder a ellas. Las señales provienen de otras células o del medio extracelular.
 
4.1. Señalización celular
Las células se comunican entre sí principalmente por medio de señales químicas.
Estas señales químicas pueden ser proteínas, esteroides u otro tipo de moléculas.
La señal es producida por una célula, que se denomina emisora, la cual secreta la
señal al espacio extracelular.
La célula que recibe la señal se conoce como receptora. Para que la célula
receptora pueda responder a la señal debe tener un receptor adecuado que pueda
unirse a la señal. La señal se conoce también como ligando, que es un término
que indica que la molécula se puede unir específicamente a un receptor. Una vez
el ligando se une al receptor, se activa una cascada de señales dentro de la célula
receptora que finalmente genera una respuesta de esta. El término cascada es
usado debido a que la forma como ocurre la vía de señalización se asemeja a una
reacción en cadena que amplifica la señal inicial. Unos pocos receptores son
activados por unos pocos ligandos. Los receptores a su vez activan muchas
proteínas intermedias, cada una de esas proteínas activadas tienen el potencial de
activar a otras varias proteínas y así paso a paso la señal inicial se va
amplificando hasta tener un efecto importante en la fisiología celular. Este efecto
puede ir desde el cambio de expresión de un gen o varios genes hasta la
activación de procesos celulares complejos como son la división celular o la
diferenciación.
En el organismo es necesario que diferentes tipos de células se comuniquen entre
sí. Las células que participan en una vía de señalización pueden estar en
ubicaciones cercanas o muy distantes entre ellas; es más, muchas veces ni
siquiera pertenecen al mismo órgano. Dependiendo de la distancia entre las
células emisoras y receptoras, se presentan diferentes tipos de comunicación
intercelular.
Cuando las células están cerca unas de otras, la forma más sencilla de
comunicación es la liberación de ligando al espacio intercelular. Elligando se
difunde hasta llegar a la célula receptora. Este tipo de señalización es fundamental
para permitir que células de un mismo tejido actúen coordinadamente. Es
importante, por ejemplo, en fases iniciales de cicatrización de heridas y durante el
desarrollo embrionario. Otro ejemplo de señalización paracrina es la señalización
sináptica, un tipo especializado de comunicación entre células nerviosas. La
neurona presináptica es la célula emisora que libera la señal que en este caso es el
neurotransmisor. La neurona postsináptica es la célula receptora, que tiene en su
membrana el receptor del neurotransmisor.
Otro tipo de comunicación entre células, a corta distancia, es la señalización
autocrina. En este caso la misma célula es la emisora y la receptora. La célula
libera un ligando que se une a un receptor ubicado en su propia membrana. Un
ejemplo de este tipo de señalización es el papel de la interleucina 1 en los
monocitos. En respuesta a estímulos externos los monocitos secretan interleucina
1; a su vez los monocitos tienen receptores para esta interleucina.
Un ejemplo de un agente autocrino es la citocina interleucina-1 en los monocitos.
Cuando la interleucina-1 se produce en respuesta a estímulos externos, puede
unirse a los receptores de la superficie celular en la misma célula que la produjo
estimu lando una respuesta inflamatoria.
Finalmente, cuando la señal se debe transmitir entre células ubicadas en lugares
distantes, frecuentemente el ligando viaja a través de la circulación. Esta es la
señalización endocrina. El ligando se llama hormona, la cual es producida en
células especializadas. Ejemplos de estas señales son la hormona del crecimiento,
la hormona tiroidea, los estrógenos y la testosterona, entre otras.
El receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) como respuesta a la
activación por su ligando, el factor de crecimiento epidérmico (EGF), puede
activar diferentes procesos celulares como la división celular, la apoptosis, la
migración o la diferenciación celular. Esta gran variedad de resultados causados
por el mismo ligando depende del tipo de célula que recibe el estímulo y de las
condiciones a las que está expuesta la célula (figura 2.3).
 
 
Figura 2.3. Vía de señalización del factor de crecimiento epidérmico (EGFR)
 
Fuente: Ilustración de Guillermo Antonio Jiménez Tobón, elaborada a partir de
Hardin J, Bertoni G, Becker WM. Becker’s world of the cell; 2018.
 
El EGFR es un receptor transmembrana (que atraviesa la membrana celular) que
por lo tanto tiene una región extracelular, una transmembrana y otra intracelular.
Cuando el ligando EGF se une a la región extracelular del EGFR ocurre una
dimerización del receptor, es decir que una molécula de EGFR se une a otra
molécula igual. La dimerización produce la activación del receptor y de esta
manera adquiere la capacidad de fosforilar (agregar un grupo fosfato) a la
proteína Grb2 (proteína de unión a receptor de factor de crecimiento 2). La
proteína Grb2 pasa de estado inactivo a activo al ser fosforilada. Esta proteína a
su vez activa la proteína G monomérica Ras al hacer que pase de estar unida a un
GDP (guanosina difosfato) a un GTP (guanosina trifosfato). La proteína Ras
activa a otras proteínas como Raf-1 y A-Raf. Estas proteínas a su vez activan por
fosforilación a las proteínas MEK1/2. Estas últimas proteínas activan también por
fosforilación a las serina/treonina quinasas ERK1/2 que son conocidas también
como MAPK (Proteínas quinasas activadas por mitógeno). El nombre tiene
sentido, pues el primer proceso que desencadenó en la activación de estas
proteínas fue la unión de EGF a su receptor (EGFR), y al ser EGF un factor de
crecimiento es considerado un mitógeno (que activa la división celular).
Las MAPK activadas pueden actuar de diferentes maneras en la célula, por
ejemplo, fosforilando proteínas de citoplasma o de membrana. También pueden
ingresar al núcleo y activar factores de transcripción como c-Myc, c-Jun o c-Fos,
haciendo que se active y reprimiendo la transcripción de conjuntos de genes
específicos.
En diferentes tipos de cáncer es frecuente encontrar que esta vía de señalización
no funcione de manera adecuada. Se estima que entre el 20 % al 30 % de los
cánceres tienen mutaciones que hacen que esta vía esté sobreactivada.
 
Conclusiones
 
1.La unidad funcional de los organismos es la célula.
2.Las células se pueden clasificar en dos grandes grupos de acuerdo con la
presencia de núcleo y organelos: procariotas y eucariotas.
3.Las células eucariotas están divididas en compartimentos membranosos
llamados organelos.
4.La actuación coordinada de los diferentes organelos en una célula permite el
adecuado funcionamiento de las células.
5.Las células en un organismo multicelular, como somos los humanos, deben
funcionar de manera coordinada. Esto se logra por medio de vías de señalización.
 
Para pensar: a lo largo del capítulo se comparó la función de una célula y sus
organelos con una fábrica. Como toda comparación no es perfecta, ¿qué
diferencias le parecen más importantes entre una célula y una fábrica?
 
Referencias
1.Nunnari J, Suomalainen A. Mitochondria: in sickness and in health. Cell.
2012;148(6):1145-59.
2.Schwarz DS, Blower MD. The endoplasmic reticulum: structure, function and
response to cellular signaling. Cell Mol Life Sci. 2016;73(1):79-94.
3.Li J, Ahat E, Wang Y. Golgi Structure and Function in Health, Stress, and
Diseases. Results Probl Cell Differ. 2019;67:441-485.
4.Ballabio A. The awesome lysosome. embo Mol Med. 2016;8(2):73-6.
5.Hardin J, Bertoni G, Becker WM. Becker’s world of the cell; 2018.
6.Barnum KJ, O’Connell MJ. Cell cycle regulation by checkpoints. Methods Mol
Biol. 2014;1170:29-40.
 
*Médico cirujano, especialista en Patología, Universidad de Antioquia. Patólogo,
Hospital Méderi, Compensar
eps
. Profesor principal de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud,
Universidad del Rosario.
 
**Médico cirujano, Universidad del Valle. Magíster en Genética Humana,
Universidad Nacional. PhD en Ciencias Biológicas, Universidad del Rosario.
Profesor principal, Escuela de Ciencias Naturales, Universidad del Rosario.
 
Capítulo 3
Daño, envejecimiento, acúmulos y muerte celular
 
Guillermo Antonio Jiménez Tobón
 
Dato curioso
¿Cuántas células mueren diariamente en nuestro cuerpo? Al parecer entre 60 y 80
mil millones de células. Pero no nos preocupemos, constantemente se están
renovando y, además, según los últimos cálculos, tenemos unos 37 billones de
células.
 
Miremos nuestra casa, la cual intentamos mantener lo más ordenada y limpia
posible. La palabra clave acá es esa: orden. Obviamente eso debe tener un precio.
Para mantener el orden es esencial trasladar el desorden a otra parte, en este caso
en forma de basura. Y cuanto más orden, más basura se genera. Lo previamente
mencionado nos remite a la segunda ley de la termodinámica, la cual es posible
definir de muchas maneras con significados similares, pero, para efectos de este
capítulo, la definiremos como “la cantidad de entropía de un sistema incrementa
con el tiempo”, siendo la entropía la medida de desorden de un sistema.
Las células se mueven en un estrecho margen de rangos fisiológicos en su medio
para su adecuado funcionamiento (homeostasis). Según esto, las células luchan
contra la entropía para su correcto funcionamiento y constantemente la entropía
está al acecho para desestabilizar este equilibrio.
Todo lo previamente mencionado nos hace plantear una multitud de preguntas
que iremos resolviendo a lo largo de este capítulo, siendo la primera la siguiente:
*
¿qué determina que una célula sufra daño?
 
1. Estrés y daño celular y sus causas
Pensemos en una célula normal y ahora planteémonos la siguiente pregunta: ¿qué
hace que una noxa a nivel celular pase de no generar ningún efecto al grado de
dañar la célula? Y la respuesta es “depende”. El efecto de una determinada noxa
es influenciado especialmente por dos circunstancias [1]:
 
•Dosis y duraciónde la exposición al agente: el efecto causado por una
determinada noxa sobre la célula depende de la cantidad del agente y del tiempo
al que fue expuesto. Por ejemplo, una piel expuesta a 44 ºC no sufre quemaduras,
a excepción de que el tiempo de exposición sea prolongado. Sin embargo, si esta
misma piel se expone a 80 ºC, se produce una quemadura de forma instantánea.
•Tipo, estado y el nivel de adaptación de una célula: una misma noxa tiene
diferentes efectos en diferentes células dependiendo del (1) tipo de célula (los
cardiomiocitos solo pueden soportar la pérdida de flujo sanguíneo por algunos
minutos, mientras que las células musculares esqueléticas pueden soportar esta
pérdida por algunas horas), (2) estado de la célula (las células con buenas reservas
de glucógeno o con capacidades intactas para usarlo, resisten mejor una
obstrucción arterial que una célula que no lo tenga) y, (3) nivel de adaptación de
una célula (el músculo esquelético con hipertrofia secundaria al ejercicio puede
tolerar más peso sin romperse en comparación con el mismo músculo sin
hipertrofia).
 
Ahora bien, ¿qué puede dañar una célula? La lista es bastante variada. Aquí
revisaremos algunas de las más frecuentes.
 
2. ¿Qué puede dañar una célula?
 
2.1. Isquemia y daño hipóxico [1]
El daño isquémico (del griego isjein, quieto y aima, sangre) se caracteriza por la
pérdida de flujo sanguíneo, siendo su causa más común la obstrucción arterial
(v.g. ocasionada por un coágulo). Por otra parte, en el daño hipóxico hay
disminución de la oxigenación de la sangre y aunque la mayor causa es la
obstrucción esta también ocurre por causas tan variopintas como las siguientes:
 
•Intoxicación por monóxido de carbono (CO)
•Falla cardiaca izquierda
•Anemia severa
•Hipoxia hipobárica
 
Y, ¿cuál es peor, la isquemia o la hipoxia? Como vemos, en la isquemia no solo se
interrumpe el suministro de oxígeno, sino que también impide que fluyan
nutrientes para que la célula pueda generar energía y haga evacuación de los
desechos producidos. Dicho esto, la isquemia es más crítica en comparación con
la hipoxia.
 
2.2. Tóxicos [1]
Dosis sola facit venenum o la dosis hace el veneno. Cuando nos mencionan la
palabra tóxico o veneno nos viene a la mente sustancias tales como el cianuro y
el arsénico; sin embargo, elementos tales como el agua consumida en altas
cantidades pueden ser mortales. Un excelente ejemplo de tóxico que dependiendo
de la dosis y vía de suministro tiene diferentes efectos es la planta Belladonna
atropa. El jugo de los frutos de esta planta fue usado en la Edad Media por las
mujeres tópicamente para dilatar las pupilas y parecer más hermosas
(belladonna es mujer bella en italiano). Por vía oral y a mayores dosis, podía
usarse como un efectivo veneno. La palabra atropa proviene de Atropos, una de
las tres hermanas hilanderas del destino, la cual tenía como función cortar el hilo
de la vida. Los tóxicos pueden ejercer sus efectos de forma directa y de forma
indirecta:
 
•Directa: no necesita ningún tipo de transformación para ejercer daño. El mejor
ejemplo de esto es el cianuro. El cianuro ejerce su mecanismo de acción al unirse
a una enzima (citocromo-oxidasa) bloqueando la respiración celular (formación
de ATP), llevando a una hipoxia citotóxica.
•Indirecta: la sustancia necesita ser convertida en otra para ejercer su daño. Un
ejemplo clásico es un compuesto usado hace algunos años en la industria de la
limpieza, el tetracloruro de carbono (CCl4). En personas susceptibles, el CCl4 es
metabolizado al radical libre CCl3- por medio de enzimas del hígado. Este radical
es muy reactivo y tóxico, actuando como un poderoso radical libre (ver abajo).
 
2.3. Nutricional [1]
Para un adecuado funcionamiento del organismo debemos tener una dieta que nos
suministre cantidades adecuadas de (1) carbohidratos, grasas y proteínas las
cuales sirven tanto para otorgar energía como elaborar componentes estructurales,
(2) vitaminas, esenciales para diferentes procesos enzimáticos y (3)
oligoelementos, necesarios para multitud de procesos enzimáticos, estructurales y
formación de hormonas. Los daños secundarios a las alteraciones nutricionales
aparecen por deficiencia (bajo consumo, aumento de las necesidades, aumento de
las pérdidas, alteraciones del almacenamiento, etc.) y por exceso (obesidad).
 
¿Por qué sentimos los metales más fríos en comparación con un libro cuando
los tocamos a temperatura ambiente?
Cuando tenemos contacto con un objeto, este nos puede ceder calor o, por el
contrario, nos lo puede quitar, un concepto denominado conductividad térmica. Es
muy alta en los metales y es baja en los gases. Si tocamos un metal a temperatura
ambiente e intentamos sentir su temperatura, este comienza rápidamente a pasar
de nuestro cuerpo al metal y lo sentimos frío. Demora más en pasar esto con el
libro a causa de su baja conductividad térmica. Por ello cuando está muy caliente
el metal puede rápidamente quemarnos, mientras que el libro demora más en
hacerlo.
 
2.4. Daño físico y mecánico [1]
Existen múltiples causas que dañan física y mecánicamente una célula, entre las
cuales se encuentran:
 
•Barotrauma: es el trauma generado por las diferencias de presiones corporales,
ya sea de los gases o de líquidos. Ejemplos de barotrauma son el inducido por el
buceo a altas profundidades, las explosiones y por ventilador mecánico.
•Electricidad: el daño generado se explica principalmente por la resistencia que
generan los tejidos al paso de los electrones que produce de forma secundaria
calor, según la ley de Joule. Otros efectos se encuentran el daño cardiaco y la
electroporesis.
•Radiación electromagnética: se revisará con detalle en el capítulo 10.
•Cambios de temperatura: las altas temperaturas causan desnaturalización de las
proteínas y la aparición posterior de necrosis coagulativa. En el caso de
congelación de los tejidos, uno de los mecanismos descritos la formación de
cristales intracelulares que destruyen las membranas celulares.
 
2.5. Agentes infecciosos e inflamación
Se revisará con detalle inflamación en el capítulo 4. Los agentes infecciosos serán
revisados en el capítulo 8.
Luego de leer todo esto, podemos suponer que la célula normal que no se enfrente
a un agente dañino o se recupere de este puede llegar a vivir para siempre. Sin
embargo, nada más alejado de la realidad. Y lo vivimos en carne propia. Nos
vemos enfrentados a los efectos deletéreos del envejecimiento que es inevitable
en la especie humana. Por lo cual analizaremos el daño celular secundario al
envejecimiento.
 
3. Envejecimiento celular
El obtener la vida eterna ha sido el propósito de muchas culturas. La búsqueda
incesante por parte de los alquímicos del elixir de la vida, el cual, además de dar
inmortalidad, curaría todas las enfermedades. Para muchas culturas, la
inmortalidad es lo que divide lo humano de lo divino. La ambrosía, el alimento de
los dioses griegos, etimológicamente significa inmortalidad.
¿Qué es lo que sucede cuando envejecemos? Desde una perspectiva darwiniana
somos útiles en nuestra etapa reproductiva. Una vez finalizada, no le somos útiles
a la evolución. Vamos a recordar de manera somera la división de una célula y lo
fusionaremos con el mecanismo descrito en el envejecimiento.
Cuando se da la orden de dividirse a una célula, esta activa la maquinaria del ciclo
celular que tiene el propósito de vigilar que no haya errores en el adn y se
cumplan criterios mínimos para dividirse. Si hay errores graves obliga a la célula
ya sea a corregirlos, a entrar a senescencia o apoptosis. Sin embargo, muchas
veces no son corregidos todos los errores.
Ahora bien, pensemos que por cada división celular que se realice aparecerán más
errores que no son corregidos y se comienzan a acumular. Estos errores pueden
incrementar igualmente por factores ambientales (la luz solar, alimentación, etc.).
Esto se denomina inestabilidad genética. Si el error es muy grave y no es posible
su corrección o se ha llegado al límite