QUANDO LE CELLULE FUNZIONANO DI PIU’

Le cellule possono funzionare attraverso due modalità diverse: 

• IPERTROFIA: la funzionalità di un tessuto o di un organo può aumentare perché le singole cellule aumentano di volume ma non aumentano di numero
• IPERPLASIA: la funzionalità di un tessuto o di un organo può aumentare perché le cellule aumentano di numero 

Quali tipi di cellule possono diventare ipertrofiche nel nostro organismo? 

Tutti i tipi di cellule poiché, l’ipertrofia, è una condizione che non presuppone il mantenimento nelle cellule differenziate della capacità di proliferare. Questo adattamento non implica che le cellule siano ancora capaci di proliferare una volta che hanno raggiunto il grado completo di differenziamento. 

Invece, possono diventare iperplastiche solo le cellule che, anche se differenziate, mantengono la capacità di proliferare (cellule labili e cellule stabili).

A questo proposito esiste una classificazione fatta dal dottor. Bizzozzero che suddivideva le cellule in: 

• labili
• stabili
• perenni

Abbiamo parlato di ipertrofia e iperplasia come risposte ad un’aumentata richiesta funzionale, va da sè che, a seconda del tipo di cellula, ci sono delle situazioni in cui uno stimolo può indurre sia ipertrofia sia iperplasia, dipende dal tipo di cellule. 

IPERTROFIA 

Nell’ipertrofia le cellule aumentano la propria funzionalità aumentando di volume e non si ha produzione di nuove cellule. Si parla di ipertrofia “vera” solo quando l’aumento del volume delle cellule e, di conseguenza, del tessuto e dell’organo, aumenta perché aumenta la materia vivente. Quindi una cellula è ipertrofca perché è aumentato il volume ma a seguito della materia organica funzionante (come gli organuli cellulari). Non si parla di ipertrofia se il volume di una cellula aumenta per l’aumentare delle sostanze che non siano materia vivente. Per quanto riguarda un tessuto o un organo non si parla di ipertrofia se questo ha un volume maggiore perché si è infarcito di sangue. Non si parla nemmeno di ipertrofia se le cellule si infarciscono di un materiale che però non aumenta la funzionalità della cellula stessa. 

La glicogenosi è una patologia causata da un accumulo di glicogeno nella cellula per tutta una serie di motivi, questo accumulo non ne aumenta la funzionalità, anzi, tende a diminuirla. 

Quindi per ipertrofia si intende un aumento di volume dovuto all’aumento della materia vivente cioè all’aumento dei componenti funzionali della cellula. 

Che cosa succede alle cellule che diventano ipertrofiche? 

Aumentano la produzione di proteine specifiche per il loro funzionamento. Ad esempio, le cellule muscolate striate che diventano ipertrofiche aumenteranno al proprio interno la produzione di actina e miosina, ovvero proteine specifiche di quell’isto-tipo. 

Qual’é il meccanismo che porta ad un aumento della produzione di queste proteine specifiche? 

Aumenta l’espressione genica grazie anche all’aumento di fattori di trascrizione oppure può essere ottenuto grazie ad un aumento dell’efficienza di traduzione dell’mRNA corrispondente. 

Quindi nell’ipertrofia le cellule privilegiano la produzione di proteine che servono alla risposta specifica e, allo stesso tempo, degradano le proteine che non contribuiscono alla risposta necessaria perché attraverso queste riottengono gli amminoacidi che utilizzeranno per la sintesi delle proteine specifiche e necessarie per attivare la risposta. 

Questi sono i cambiamenti che si verificano in tutti i tipi cellulari che diventano ipertrofici. 

Ci sono anche dei cambiamenti che contribuiscono all’ipertrofia ma sono o cellula-specifici o tessuto-specifici. In generale alcuni tessuti possono rispondere ad un’aumentata richiesta funzionale diminuendo quella che è la morte per apoptosi. In un tessuto molto specifico, ovvero muscolo scheletrico, l’ipertrofia provoca anche il reclutamento di cellule satelliti (cioè cellule nuove).

IPERTROFIA FISIOLOGICA

Un’aumentata richiesta funzionale ad una cellula può essere ottenuta attraverso un aumento della stimolazione. La stimolazione può essere di tipo ormonale e in questo caso gli organi coinvolti sono: 

• Utero, Ghiandola mammaria e Tiroide, durante la gravidanza
• Organi sessuali durante la pubertà
• Endometrio durante le prime fasi del ciclo mestruale per creare la condizione ottimale di un eventuale impianto di un ovulo fecondato. 

Una condizione di ipertrofia fisiologica può essere portata da una stimolazione che può aumentare il carico di lavoro: 

IPERTROFIA PATOLOGICA

Le cause sono le stesse della ipertrofia fisiologica ma cambia il contesto in cui entrano in atto. 

Ipertrofia patologica: aumenta la stimolazione ormonale 

• insorgenza del Gozzo: è un ingrossamento della tiroide dovuto ad ipertrofia e iperplasia sulla base di uno stimolo patologico. Perchè la carenza di iodio può provocare ipertrofia patologica a livello della tiroide?  Da un punto di vista metabolico gli ormoni tiroidei contengono iodio (o 3 o 4 atomi), in condizioni fisiologiche, quando la quantità di iodio assunta è normale, la tiroide sintetizza gli ormoni tiroidei, li riversa in circolo (attraverso il quale vanno a stimolare i distretti bersaglio) e questi esercitano anche un controllo a feedback negativo sulla sintesi del TSH. Quindi se gli ormoni tiroidei sono in circolo, la quantità di TSH prodotta sarà diminuita. Se non si assume una quantità corretta di iodio le cellule tiroidee non immetteranno T3 e T4 in circolo e quindi oltre alla mancanza dell’effetto biologico di questi ormoni verrà a mancare anche il controllo sulla produzione di TSH: la produzione di TSH aumenterà ed andrà a stimolare i tireociti che diventeranno ipertrofici (a seguito di un aumento della stimolazione ormonale) ma sarà un’ipertrofia patologica perché la quantità di TSH prodotta è anomala. 
• Neoplasia (tumore) che produce un determinato ormone: ci sono dei tumori definiti come ormone-secernenti, ovvero le loro cellule secernono degli ormoni. Se il numero delle cellule tumorali aumenta allora aumenterà anche la produzione degli ormoni da esse prodotti e questi andranno a determinare ipertrofia patologica nelle cellule bersaglio.
• Sostanze anabolizzanti: (sostanze che non si dovrebbero usare in palestra.) L’effetto finale sarà lo stesso dell’ipertrofia fisiologica da carico di lavoro: ci sarà un’ipertrofia muscolare, solo che se si sollevano 50 chili per volta sarà fisiologica e nel caso dell’assunzione di sostanze anabolizzanti i muscoli avranno un’ipertrofia patologica. 

Ipertrofia patologica: un aumentato carico di lavoro: 

• Ventricolo sinistro nei soggetti ipertesi: perché quando si parla di ipertensione z si fa riferimento ad un aumento della pressione arteriosa dovuto ad un aumento delle resistenze periferiche. Per resistenze periferiche si intende un aumento dell’ostacolo al flusso sanguigno nei vasi periferici. In un soggetto iperteso e a livello dei vasi periferici è presente un ostacolo al flusso sanguigno e questa condizione significa che il cuore deve lavorare di più (aumenta il carico di lavoro) e la pozione che è maggiormente interessata a dover svolgere questo carico è proprio il ventricolo sinistro. In questo caso  si ha un’ipertrofia patologica limitata ad una porzione del cuore. 
• Difetti valvolari cardiaci: possono riguardare una sola porzione del cuore. In una valvola cardiaca che non funziona correttamente e rappresenta un ostacolo al passaggio del sangue, tutta la porzione del muscolo cardiaco a monte diventerà ipertrofica perché deve funzionare di più per superare questo ostacolo. 
• Grandi bevitori di birra: si verifica una situazione in cui tutto il cuore diventa ipertrofico. Questa situazione patologica è causata da un aumento del volume ematico e quindi riguarda la volemia (il contenuto complessivo di sangue nell’organismo vivente.): avendo un maggior volume di sangue da movimentare diventerà ipertrofica sia la porzione che deve spingere tutto l’albero circolatorio sia la porzione che riceve un volume maggiore. Perché la birra aumenta la volemia e non l’acqua? Quando si parla di “grandi bevitori di birra” si intendono soggetti che bevono 4/5 L di birra la giorno e l’acqua non dà dipendenza a differenza della birra. Perché la birra sì e non i super alcolici? Perché nessuno potrà mai a bere quantità così elevate di super alcolici in quanto entreranno in funzione meccanismi di altro genere che ne bloccheranno l’assunzione eccessiva.
• Prolungata assunzione di farmaci: tutte le sostanze esogene sono metabolizzate a livello epatico dove esiste il sistema di trasformazione di metabolismo si chiama DRAG metabolising system ed è localizzato a livello del REL, e le sostanze esogene vengono metabolizzate a livello del citocromoB-450 nel reticolo endoplasmatico liscio degli epatociti. Se assumo per un periodo prolungato dei farmaci (es. barbiturici) questi, per essere metabolizzati, andranno a stimolare la produzione di REL. Allora l’assunzione prolungata di farmaci trasformati a livello del REL determina ipertrofia patologica degli epatociti che aumentano di volume perché aumenta il REL. Un discorso analogo si verifica a seguito dell’assunzione di altri farmaci: i farmaci ipoepidemici (diminuiscono i livelli di colesterolo e trigliceridi ematici). Fino a non molto tempo fa venivano utilizzati come ipoepidemici dei farmaci che, oltre a svolgere la loro funzione a livello ematico, andavano a stimolare la produzione e l’attività dei perossisomi negli epatociti. Nei perossisomi avviene la beta-ossidazione degli acidi grassi. Quindi se si assumono per un tempo prolungato questi farmaci (ipoepidemici o barbiturici) gli epatociti diventano ipertrofici perché aumentano i perossisomi o il REL. 
• Ipertrofia di organi/tessuti a seguito di una Resezione parziale o totale. Se si subisce, dal punto di vista chirurgico, l’esportazione di una sezione del fegato, dovrò sostituire funzionalmente gli epatociti che sono stati persi attraverso quelli rimasti che diventeranno ipertrofici. Stesso discorso vale per il rene nel caso di agenesia renale: con un rene solo si sopravvive perché le cellule del rene presente diventano ipertrofiche, quindi aumentano il volume per funzionare di più. 

Gli epatociti sono quasi l’unico esempio di cellula stabile: se differenziati non proliferano. La percentuale di epatociti che proliferano in un fegato adulto normale non arriva all’1%. Ma, in caso di perdita di epatociti, quelli stabili possono rientrare in ciclo per sostituire i persi. 

IPERPLASIA

Si parla sempre di una risposta ad un’aumentata richiesta funzionale dove, però, l’aumento della funzionalità, viene ottenuto perchè aumenta il numero delle cellule. 

Perché si verifichi iperplasia è necessario che entrino di nuovo in ciclo delle cellule quiescenti (tipo gli epatociti). D’altra parte, per diventare ipertrofico, un tessuto costituito da cellule già normalmente proliferanti dovrà vedere un aumento della proliferazione. 

Gli stimoli sono gli stessi di quelli dell’ipertrofia. 

IPERPLASIA FISIOLOGICA

Iperplasia fisiologica: un’aumentata stimolazione ormonale

• Utero, Ghiandola mammaria e Tiroide sono stimolati di più, su base ormonale, durante la gravidanza. Possono diventare ipertrofici e anche iperplastici perché costituiti da cellule in grado di proliferare 
• lo stesso discorso vale per l’Endometrio durante le prime fasi del ciclo mestruale: diventa sia ipertrofico sia iperplastico

Iperplasia fisiologica: un aumento del carico di lavoro

• in un un soggiorno prolungato ad alta quota la pressione parziale di ossigeno sarebbe ridotta e, quindi, per riuscire ad avere la quantità di ossigeno necessaria, si dovrà aumentare il numero di globuli rossi. Per fare ciò dovrà diventare iperplastico il Midollo osseo. Questo diventa iperplastico anche quando deve produrre più eritrociti perché si è verificata o un’emorragia o un fenomeno di emolisi (perdita di eritrociti). La differenza tra “emorragia” e “emolisi” è che la prima è una perdita di sangue mentre la seconda un processo di eliminazione di globuli rossi. Ci sono anche delle anemie emolitiche in cui ho un aumento di quella che è la normale emocateresi degli eritrociti e, quindi, questo induce un’iperplasia midollare.
• Epidermide durante il processo di guarigione: se si è verificato un evento di tipo lesivo/una ferita l’epidermide diventa iperplastica perché deve andare a sostituire degli elementi che sono andati persi. 
• Linfociti durante la risposta immunitaria
• Granulociti (sopratutto neutrofili) durante il processo infiammatorio 

L' iperplasia fisiologica  ha lo scopo di sostituire delle cellule perse  (iperplasia ad azione compensatoria) : 

IPERPLASIA PATOLOGICA

Un’aumentata stimolazione ormonale anormale: 

• l'Endometrio: durante la prima fase del ciclo mestruale questo diventa sia ipertrofico sia iperplastico ma, nel caso in cui l’annidamento dell’embrione fecondato non si verifichi, andrà incontro a rimodellamento. Questo processo fisiologico, durante la seconda fase del ciclo mestruale, è dovuto ad un cambiamento tra il rapporto estrogeni-progesterone: questo rapporto cala e l’endometrio viene rimodellato. Se, però, questo rapporto continua ad essere alto, ciò che era un’induzione di iperplasia fisiologica si sposta verso una situazione di iperplasia patologica e allora si avrà un aumento inappropriato del volume dell’endometrio che porterà ad una patologia: Iperplasia adenomatosa dell'endometrio 
• a livello della PROSTATA negli uomini adulti: Iperplasia prostatica.

Una persistente sollecitazione meccanica: