Ministerul Educaţiei al Republicii Moldova

Universitatea de Stat din Moldova

Facultatea Biologie și Pedologie,

Departamentul de biologie și ecologie

ReferatTema :

Moartea celulară – Necroza

A efectuat : A verificat :

Masterant , Sirbu Stefan Iurie Bacalov , doctor în biologie

Anul I , Stiințe biologice conferențiar universitar

aplicate

Moarte celulară- Necroza

Moartea celulara a fost considerata la inceput un proces haotic. Totusi, asa cum o celula isi poate echilibra metabolismul, penduland intre anabolic si catabolic, tot astfel un organism multicelular trebuie sa echilibreze ratele de proliferare celulara si de moarte celulara pentru mentinerea homeostaziei. Desi moartea celulara “fiziologica” se cunoaste de decenii, interesul pentru aceasta problema a fost reactualizat in 1972, cand Kerr, Wyllie si Currie au descris in detaliu modificarile ultrastructurale caracteristice celulelor muribunde si au propus termenul de necroza pentru descrierea acestui proces. Ei au evidentiat faptul ca moartea celulara fiziologica nu este un proces randomic, ci are trasaturi morfologice distincte.

Necroza este o moarte celulară violentă într-un teritoriu dintr-un organism viu. Eozinofilia intensă a celulelor necrozate se datorează pierderii ARNm şi coagulării proteinelor.Nucleii celulelor în necroză suferă un proces de kariopicnoză, apoi karioliză şi kariorhexis.Cea mai obişnuită formă de necroză este necroza de coagulare, determinată de obstrucţia unui vas sangvin (ex.: infarctul de miocard) Necroza de lichefacţie apare în creier şi în infecţii.

Necroza defineste procesul de moarte tisulara locala in organele interne, manifestata morfologic prin distrugerea unui grup mare, dar totusi limitat, de celule parenchimatoase si stromale. Există 2 tipuri majore de necroză : de coagulare (uscată) şi de colicvaţie (umedă).

Necroza de coagulare apare în organe solide cu circulaţie vasculară terminală. După 12-24 de ore, ţesutul necrozat are o culoare alb-gălbuie este umflat şi dens. In jurul lui se dezvoltă un lizereu roşiatic, indicând o reacţie inflamatorie perinecrotică. Nucleii devin picnotici şi denşi (kariopicnoza), apoi se fragmentează în blocuri (kariorhexis) şi se dizolvă (karioliza). La nivel citoplasmatic are loc coagularea şi denaturarea proteinelor, urmată de plasmorhexis şi plasmoliză.In ţesuturile necrozate este pierdută activitatea enzimatică a succinat dehidrogenazei (SDH) – folosită ca test de viabilitate în infarctul miocardic.

Necroza de colicvaţie apare în ţesuturi bogate în apă şi lipide, cum ar fi creierul sau măduva spinării. In infarctul cerebral, ţesuturile devin moi şi formează un chist plin cu un lichid tulbure, dezorganizând arhitectura tisulară normală.Gangrena este o formă specială de necroză cu suprainfecţie cu microorganisme anaerobe, care produc enzime ce degradează ţesuturile (putrefacţie) şi se extind de-a lungul spaţiilor anatomice, ducând la şoc toxico-septic şi deces.

Necroza uscata

Necroza uscata evolueaza trecand prin stadiile de necroza structurata sinecroza astructurata.

I. Necroza structurata consta intr-o degradare partiala a celulelor parenchimatoase, nu si a celor stromale, organul fiind inca usor de recunoscut la examenul histologic .

II. Necroza astructurata se caracterizeaza prin stergerea structurii specifice a tesutului afectat.Celulele is pierd nucleii si dipar, structurile membranare celulare, sub celulare si intersitiale se dezorganizeaza, zona necrozata se prezinta ca o masa amorfa, pulverulenta bazofila sau oxifila, cu resturi celulare,denumita detritus necrotic .

Dupa mecanismul de producere si particularitatile tesutului in care apare, necroza uscata prezinta urmatoarele forme: necroza de coagulare (propriu-zisa), necroza ceroasa a tesuturilor musculare, necroza tesutului adipos, necroza fibrinoida si necroza de cazeificare.

Necroza de coagulare sau propriu-zisa este cea mai frecventa forma a necrozei uscate si este caracteristica organelor interne principale: splina ficat, rinichi,miocard, plamani.

Necroza ceroasa sau de tip Zenker este o necroza uscata a tesuturilor musculare, striat de tip scheletic, neted si cardiac, fiind produsa de carenta de vitamina E si seleniu si de cardiotoxice in cazul miocardului.

Steatonecroza sau liponecroza este necroza uscata a tesutului adipos subcutanat din zona sternala, epiploon sau mezenter, fiind determinata de traumatisme sautulburari circulatorii.

Necroza fibrinoida este o necroza uscata consecutiva strict distrofiei fibrinoide si este observata in peretii vaselor si endocardul valvular la toate speciile si, in plus,in splina la pasari.

Necroza de cazeificare apare in tesuturi invadate masiv de micelii sau de bacilii alcooloacidorezistenti ai genului Mycobacterium.

Necroza umeda

Necroza umeda, denumita si necroza de colicvatie, de lichefiere sau de ramolitie este caracteristica tesuturilor sarace in albumine coagulabile, dar bogate in lipide si in lichid tisular, asa cum este tesutul nervos si, mai rar, organelor interne supuse actiunii patogene a anaerobilor.

In necroza umeda, structurile se dezagrega rapid, fara leziuni intermediare importante, fiind inlocuite in scurt timp de o mare cantitate de lichid tisular; astfel,zonele de necroza umeda din substanta nervoasa au initial o consistenta pastoasa sau gelatinoasa si sunt slab delimitate, iar mai tarziu se transforma in cavitati pline cu unlichid clar, aspect greu de diferentiat de cel al hidrocefaliei interne sau al chistilor parazitari.

Etape necrozei:

Stadiul I : prenecroza. Se caracterizează prin leziuni celulare distrofic reversibile. Stadiul II : necrobioza. Se caracterizează prin leziuni celulare distrofice

ireversibile, în care predomină procesele catabolice faţă de cele anabolice; celulele sunt “în agonie”

Stadiul III : necroza propriu-zisă. Se caracterizează prin întreruperea activităţii vitale a celulei ca sistem biologic

Stadiul IV : postnecroza. Se caracterizează prin autoliza şi dezintegrarea celulei prin acţiunea enzimelor lizozomale proprii şi generarea unui răspuns inflamator.

Necroza cazeoasă - apare în TBC.

Necroza gomoasă - apare în sifilis.

Necroza fibrinoidă - apare în pereţii vasculari în vasculite şi HTA malignă.

Necroza poate fi cauzată de :

ischemie – ex.: infarctul miocardic apărut prin tromboza pe o placă de aterom fisurată a unei artere coronare

toxine – ex.: lecitinaza produsă de Clostridium Welchi (bacterie anaerobă ce produce gangrenă) degradează membranele celulare.

reacţii imune – ex.: activarea complementului sau a limfocitelor T cu distrugere celulară

factori fizici – ex.: traume mecanice, cu rupturi celulare; căldura, cu accelerarea ratei degradării proteice; îngheţarea ţesuturilor duce la formarea de cristale intracelulare, cu rupturi membranare

Cauza cea mai frecventă a necrozei este ischemia; cei mai sensibili la ischemie sunt neuronii din hipocampus şi cerebel, iar cele mai rezistente sunt fibroblastele ţesutului conjunctiv.

Necroza - aspecte microscopice

Modificări nucleare

Cariopicnoza Cariorhexis Carioliza

Modificări citoplasmatice

Denaturarea proteinelor plasmatice Plasmorhexis Plasmoliza

Din punct de vedere morfologic în necroză se constată o eozinofilie intensă celulară, cu un nucleu picnotic, uneori dispărut şi limite celulare neclare.

Uneori, în citoplasmă sau nucleu pot apare “figuri mielinice” (structuri lamelare lipidice derivate din plasmalemă ce au înglobat o picătură de apă)

Tipuri speciale de necroza :

citosteatonecroza (necroza grasoasa prin actiunea lipazelor cu saponificare) escara (necroza de decubit) gangrena (necroza cu suprainfectie) sechestrul (fragment necrozat intr-o cavitate inchisa; ex.: osteomielita)

Gangrena

Formă specială de necroză cu suprainfecţie cu micro-organisme anaerobe, care produc enzime ce degradează ţesuturile (putrefacţie) şi se extind de-a lungul spaţiilor anatomice, ducând la şoc toxico-septic şi deces.

Poate fi uscată, umedă sau gazoasă. In gangrena uscată ţesuturile sunt dense, de culoare neagră şi cu linie de

demarcaţie între zona viabilă şi cea necrozată In gangrena umedă, ţesuturile sunt moi, albăstrui, fără linie de demarcaţie In gangrena gazoasă, zona are culoare cenuşiu-verzuie, cu aspect emfizematos

şi miros putrid.

Efectele necrozei

Pierderea splinei nu afectează supravieţuirea pe termen lung (dar pacienţii au risc crescut de a face infecţii cu pneumococ )

Pierderea unei mici porţiuni a sistemului excito-conductor cardiac poate fi fatal.

Pierderea unui rinichi poate fi compensată de celălalt, care se hipertrofiază şi lucrează la capacitate dublă

Pierderea ţesutului cerebral este ireversibilă şi duce la paralizii sau pareze

Pierderea a 75% din parenchimul hepatic nu este fatală, ficatul regenerându-se în câteva săptămâni - în condiţii experimentale!

Tesuturile necrozate sunt îndepărtate printr-un proces inflamator local şi reparate.

PMN-urile şi macrofagele sunt atrase în zona necrotică prin chemotaxie şi eliberează enzime ce lichefiază ţesuturile, urmată de fagocitoză.

In zonele cu necroză întinsă, ţesuturile moarte sunt înlocuite printr-o cicatrice fibroasă sau prin calcificare.

Comparatia între necroza si apoptoza

Necroza si apoptoza reprezinta doua forme distincte de moarte celularacare se deosebesc prin particularitati morfologice si biochimice la nivelul celulelor implicate. Atât factorii care le declanseaza cât si succesiunea etapelor desfasurate sunt foarte diferite în cazul celor doua procese însa rezultatul ambelor este acelasi si anume moartea celulara. Necroza este considerata un process accidental, dezorganizat de distrugerea uneia sau mai multor celule ca urmare a unor factori de regula externi cum ar fi de exemplu diferite leziuni tisulare. Necroza este o moarte neprogramata a celulelor si care nu se afla sub controlul organismului si nici nu este declansata de acesta. Necroza se manifesta de regula prin plasmoliza celulei ca urmare a patrunderii excesive de apa în celula ceea ce duce la lizarea membrane plasmatice datorita presunii exercitate. Aceasta veritabila "explozie" celulara duce la eliberarea în mediul extracelular a continutului intern al celulei. De asemenea, si diferite organite celulare au tendinta de a se umfla. ADN-ul nuclear este degradat în mod aleator de catre endonuclease activate în special de serin proteaze.

În mod opus necrozei, apoptoza este o forma de moarte celularaorganizata si foarte strict controlata enzimatic care presupune mai multe etape.Celulele apoptotice se izoleaza de celelalte celule învecinate pierzand contactulcu acestea.O particularitate morfologica a apoptozei este importanta condensare a nucleului si citoplasmei ceea ce determina o micsorare considerabila a volumului celular. Mitocondriile celulelor apoptotice sufera numeroase modificari majore: eliberarea citocromului în citoplasm, diminuarea potentialului de membrana si modificarea permeabilitatii membranei mitocondriale. Nucleul se condenseaza, cromatina este clivata în fragmente regulate. Membrana plasmatica formeaza corpii apoptotici retinând o parte din citoplasma celulei. Pentru a facilita recunoasterea corpilor apoptotici de catre fagocite, celula semnalizeaza mediului extracelular starea sa apoptotica prin modificarea localizarii moleculelor de fosfatidilserina de pe fata citoplasmatica a membranei pe cea extracelulara. Moartea celulara programata este un proces rapid care se desfasoara în decursul a doar cateva ore. O caracteristica majora a apoptozei este ca pe toata perioada procesului membrana plasmatica isi mentine integritatea structurala evitându-se astfel eliberarea continutului citoplasmatic în mediul extracelular si posibila afectare a celulelor adiacente. Cercetarile au aratat ca celulele deprivate de ATP mor pe cale necrotica.Deci din punct de vedere energetic apoptoza este un proces ce sedesfasoara activ desi nu toate etapele sunt dependente de consumul de energie. De exemplu fragmentarea ADN-ului nu necesita energie în timp ce condensarea nucleara da.

Diferentele dintre necroza si apoptoza

NECROZA APOPTOZA

Caracteristici morfologice Pierderea integritatii membranare Debuteaza cu umflarea citoplasmei si

mitocondriilor Se finalizeaza cu lizarea totala a

celulei Nu se formeaza vezicule, liza este

completa Dezintegrarea organitelor

Membrana se umfla, dar nu isi pierde integritatea

Agregarea cromatinei la membrana nucleara

Debuteaza cu reducerea citoplasmei si condensarea nuceului

Se termina cu fragmentarea celulei in corpi mai mici

Se formeaza vezicule delimitate de membrana (corpi apoptotici)

Mitocondria devine permeabila in urma formarii de pori

Caracteristici biochimice Pierderea reglarii homeostaziei

ionice Nu necesita energie (are loc pasiv la

40) Digestie aleatoare a ADN-ului Fragmentarea ADN-ului si dupa

lizare

Proces strict controlat care implica etape enzimatice

Se consuma energie ATP-azica (are loc activ la temperatura normala)

Fragmentarea ADN-ului nu este aleatoare

Eliberarea diferitelor substante in citoplasma de catre mitocondrie (citocrom c, AIF)

Activarea cascadei caspazelor Alterari la nivelul asimetriei

membraneiSemnificatie fiziologica

Afecteaza grupuri de celule invecinate

Indusa de perturbari ne-fiziologice (virusuri, hipotermie, hipoxie, ischemie, otravuri metabolice)

Celulele sunt fagocitate de macrofage Determina raspuns inflamator

Afecteaza celule individuale Indusa de stimuli fiziologici (lipsa

factorilor de crestere, modificari hormonale)

Celulele sunt fagocitate de celulele adiacente sau de macrofage

Nu determina raspuns inflamator

Concluzii

Necroza celulară este un proces pasiv, o formă patologică de moarte celulară cauzată de agenţi nocivi de natură fizică, chimică etc, în care are loc distrugerea

integrităţii membranei plasmatice, pierderea conţinutului celular şi apariţia unui proces inflamator, iar eliminarea celulelor afectate se realizează prin fagocitoza sistemului mononuclear. Modificările morfologice provocate de necroză sunt precedate de reducerea nivelului de ATP, ceea ce privează celula de suportul energetic pentru refacerea schimbărilor induse. Necroza este o afectiune grava provocata cele mai dese ori de ischemie si are nevoie de un tratament sub supravegherea medicului .

Bibliografie

- Jean-Claude Ameisen: La Sculpture du vivant: Le suicide cellulaire ou la mort créatrice. Point Seuil, Paris 2003

- Daniela Nicoleta PETRUSCA (Centrul de Imunologie si Virusologie ”Stefan S. Nicolau”, Bucuresti), Olivia Mihaela POPA (Institutul de Genetica al Universitatii din Bucurest), L. MESTER (Universitatea din Bucuresti, Facultatea de Biologie) -  Apoptoza. Implicatii in patologia maligna .

- http://www.scritube.com

- http://www.epathology.ro