Morte cellulare per necrosi

La  necrosi è un tipo di morte cellulare, però in realtà il  termine necrosi da un punto di vista di patologia generale indica non solo la morte cellulare ma tutto l’insieme dei cambiamenti morfologici che le cellule morte di un tessuto manifestano; quindi sì, è un tipo di morte cellulare, che comprendei tutte le alterazioni morfologiche che le cellule morte manifestano.

Le caratteristiche comuni che tutte le cellule morte per necrosi presentano sono:

•  la plasma membrana discontinua e le componenti citoplasmatiche degradate dagli enzimi dei lisosomi.  
• il citoplasma corroso perché parte delle componenti sono state degradate; presenterà vacuoli e una diminuzione del numero di organelli.

Con una colorazione istologica si nota il citoplasma molto più eosinofilo, quindi si colora molto più di rosa. Se si effettua una colorazione istologica con emallume-eosina (o ematossina-eosina), che è la colorazione istologica più semplice, l’emallume colora il nucleo, mentre l’altro colorante colora il citoplasma, e sul vetrino si vedranno i nuclei blu-viola e il citoplasma rosa, nel caso di una cellula integra. Nel citoplasma di una cellula che è andata in necrosi c’è una colorazione in rosa molto più marcata perché questo colorante, l’emallume-eosina, si lega alle proteine degradate e all’RNA degradato. In questo modo si evince che in quel citoplasma sono presenti proteine già degradate.

Alterazioni a livello del nucleo: quando una cellula muore per necrosi, va in contro a modificazioni che riguardano soprattutto la componente non nucleare. Nella morte per necrosi, il nucleo è la parte di cellula che subisce i cambiamenti più tardivi, a differenza della morte per apoptosi. Il nucleo di una cellula che muore per necrosi va incontro tardivamente ad una frammentazione casuale del DNA. Casuale perché vengono attivate delle nucleasi che tagliano il DNA dove capita; si formeranno quindi frammenti più piccoli, frammenti più grandi, di dimensioni casuali. Questa frammentazione è detta frammentazione aspecifica.

 Nella morte cellulare per apoptosi abbiamo invece una frammentazione specifica con l’attivazione di endonucleasi che tagliano il DNA in punti specifici.

Aspetto morfologico del nucleo di una cellula morta per necrosi:

• cariolisi: le componenti del nucleo vengono degradate fin da subito senza condensazione; del nucleo non rimane più niente, solo piccoli frammenti, tutto il resto è stato già lisato. A seconda del tipo di agente lesivo, si ha l’attivazione di sistemi enzimatici differenti che lisano
• picnosi: si ha un fenomeno di condensazione del nucleo che diventa meno basofilo e picnotico (nucleo piccolo condensato), quindi rimpicciolisce; in seguito, il nucleo picnotico va in contro a carioressi, cioè si frammenta e viene digerito nelle sue componenti
•  carioressi: una cellula morta per necrosi con nucleo picnotico, in una fase un po' successiva (24-48h), si frammenta in modo casuale. È quindi la fase successiva alla picnosi.

Tipologie di necrosi

• Coagulativa. Un coagulo di sangue è qualcosa di “bloccato”; viene chiamata necrosi coagulativa perché la cellula dopo due/tre giorni al massimo, ha un aspetto di  guscio vuoto. Si osserva ancora il contorno delle cellule, ma all'interno sono assenti i componenti cellulari. È come un blocco: in queste situazioni l’agente lesivo ha determinato anche la denaturazione delle  proteine enzimatiche e blocca l’autolisi. La cellula verrà eliminata nell’ambito del processo infiammatorio. Quando tutti i tessuti (tranne il tessuto nervoso centrale o tessuto cerebrale all’interno dei quali le cellule muoiono per ischemia/ipossia)  muoiono a seguito di ischemia/ipossia (=non arriva più sangue, =infarto), assumono l’aspetto di necrosi coagulativa. In un vetrino ottenuto da un miocardio in cui c’è stato un evento di infarto (logicamente nell’arco dei primi giorni)  questi cardiomiociti appaiono come dei gusci vuoti; stesso discorso per un preparato di un infarto colonnare, o un preparato di un infarto dell’intestino.Il discorso appena fatto non vale per un preparato di un infarto cerebrale perché qui gli enzimi litici sono presenti in concentrazione molto elevata, quindi c’è autolisi anche senza le proteine enzimatiche. Nella necrosi coagulativa l’architettura base del tessuto viene mantenuta, ma non le componenti cellulari, quindi vedo dei gusci vuoti. 
• Colliquativa: è caratterizzata dall’aspetto liquefatto che le cellule morte assumono quando tutte le componenti cellulari vengono degradate, lisate immediatamente. L’aspetto colliquato si presenta quando l’agente lesivo è un agente di tipo batterico. Le infezioni batteriche richiamano molti linfociti che liberano enzimi litici. Se i leucociti liberano tanti enzimi litici, tutte le componenti vengono degradate completamente, vengono colliquate. Quindi, la necrosi colliquativa è associata a infezioni batteriche e all’eccezione della morte per infarto cerebrale.
• Caseosa: nome indice dell’aspetto macroscopico; nella necrosi caseosa le cellule morte assumono un aspetto bianco-giallastro e molle. Viene definita come sottotipo della necrosi coagulativa e si verifica nel tipo di morte che troviamo nel granuloma della tubercolosi (il batterio ha il tropismo per il polmone, che è la prima sede di colonizzazione). La tubercolosi, oltre ad essere una patologia di tipo infettivo, è una patologia di tipo cronico con forma granulomatosa, ovvero nel corso della tubercolosi si formano queste nuove formazioni che si chiamano granulomi a livello polmonare. Se il batterio dissemina, si formano anche in altri distretti. In questa forma di processo infiammatorio cronico, al centro del granuloma tubercolare, è presente una zona di necrosi caseosa.  Nella tubercolosi, che si localizza a livello del polmone, l'organismo può eliminare l’agente lesivo, ma il sistema contro la tubercolosi non è efficace. Quindi il microbatterio della tubercolosi non è eliminabile e si cerca di circoscriverlo. Nella zona di necrosi centrale le cellule sono morte per la presenza dell’agente; attorno, quando il processo si cronicizza, si organizzano cellule e fibre collagene per evitare la distribuzione in altri settori.
• Gommosa: si manifesta al centro di un’altra forma di granuloma: quello della sifilide. La sifilide è una patologia infiammatoria cronica nell’ambito della quale si formano dei granulomi in cui le cellule che muoiono assumono un aspetto con una consistenza simile a quella della gomma. La sifilide veniva infatti chiamata malattia delle gomme perché nella fase terziaria i soggetti sviluppano granulomi nei diversi distretti dell’organismo che, se tagliati, hanno un aspetto bianco e una consistenza gommosa. All’apparenza, la necrosi gommosa e quella caseosa paiono simili. La differenza si sente al tatto: la caseosa è molle; la gommosa è come una gomma o come una colla densa.

• Emorragica: nella zona di cellule morte sono anche presenti degli eritrociti. La causa della necrosi è un ristagno di eritrociti, quindi un arresto del flusso, una congestione di sangue.

•  Fibrinoide: si manifesta in una situazione particolare, nell’ipertensione maligna. In questo caso si ha un innalzamento della pressione sanguigna e  si ha un danno particolarmente significativo che si instaura velocemente. Questa tipologia di necrosi si verifica a carico delle pareti dei vasi e viene chiamata fibrinoide perché, oltre alle cellule morte, nella parete del vaso si accumulano sostanze che si colorano come la fibrina. Il vaso perde la sua permeabilità selettiva ed escono componenti proteiche del sangue. Se fuoriesce anche la fibrina, esce anche il suo precursore che è il fibrinogeno.

• Steatonecrosi: quando la morte delle cellule è associata ad una marcata degradazione dei lipidi che porta la cellula ad assumere un aspetto simile al gesso perché si verifica una saponificazione degli acidi grassi liberati dalle fosfolipasi. Esempio: adipociti a causa della morte di cellule pancreatiche (pancreatite acuta) che liberano lipasi.

• Cancrena o gangrena: non fa riferimento ad un tipo di morte cellulare ma ad una situazione particolare di morte che riguarda tutte le cellule di un tessuto, un organo o di una porzione dell’organismo. Si tratta di un fenomeno di morte cellulare significativa che può addirittura interessare una porzione di arto o un arto intero. Quando si verifica l’episodio di cancrena abbiamo la sovrapposizione di necrosi coagulata e di necrosi di tipo colliquativo (all’inizio può essere stato un fenomeno di ischemia e ipossia, quindi necrosi coagulativa, seguito da necrosi colliquativa per la sovrapposizione di un’infezione). Di solito, gli eventi di cancrena alle porzioni di arti, soprattutto a quelli inferiori, sono la conseguenza di un evento di blocco della perfusione per eventi di tipo infartuale oppure, nel diabetico, per una diminuzione della perfusione in generale, alla quale si sovrappone un evento di tipo infettivo. 

  Esistono tre varianti di cancrena (riferimento macroscopico): 

  - Secca 

  - Umida: la zona necrotica ha una componente liquida; è la variante che si osserva nei soggetti diabetici; 

  - Gassosa: sovrapposizione di un’infezione da Clostridium che provoca l’emissione di materiale di tipo gassoso; è accompagnata dalla putrefazione del tessuto.

Marker di danno/necrosi cellulare

La necrosi comporta la rottura della plasmamembrana e la dispersione di componenti cellulari al di fuori della cellula e questo evento scatena sempre un processo infiammatorio. Da questa dispersione inevitabile è possibile diagnosticare un evento di morte cellulare a carico di un determinato tessuto.

La conoscenza delle molecole che vengono rilasciate dai diversi tessuti servono per analizzare i livelli di queste nel sangue e, se queste compaiono in quantità aumentate, si può ipotizzare un evento di necrosi massiva in un determinato distretto corporeo. Per utilizzare questa situazione nel modo più indolore possibile, occorre usare un metodo che consenta un prelievo di sangue non invasivo in modo da ottenere le giuste informazioni (non una biopsia del tessuto infartuato perché sarebbe troppo invasivo). 

Considerazioni generali sui marker di danno irreversibile e necrosi cellulare: 

• I  marker di morte cellulare sono diversi a seconda del tipo di cellula che è andata incontro a morte. In un trauma, anche di tipo meccanico, a carico del tessuto muscolare, le cellule del tessuto striato muoiono e nel sangue ci saranno proteine tipiche di quel tessuto specifico (actina e miosina, ad esempio).  
• Hanno tempistiche di aumento in circolo diverse. Se esistono diversi tipi di marker per un danno, si deve valutare quello che ha la comparsa più veloce per velocizzare il processo.
• Devono essere utilizzati in associazione con la valutazione dell’anamnesi, cioè utilizzati per confermare o meno una diagnosi fatta con altre analisi (ad esempio, se c’è un infarto, oltre all’analisi dei marker, anche l’elettrocardiogramma).
•  La maggior parte dei marker è costituita da proteine ad attività enzimatica. Se c’è un sospetto di infarto è necessario un primo prelievo all’arrivo in ospedale per analizzare i livelli basali degli enzimi; dopo un tempo specifico si fa un secondo prelievo. Il periodo che passa tra il primo e il secondo prelievo corrisponde al tempo minimo per l’innalzamento dei marker. Si sfrutta quindi la dispersione delle componenti cellulari conseguente alla necrosi per arrivare ad una diagnosi.

La lattico deidrogenasi (LDH) è un enzima che catalizza la trasformazione di lattato in piruvato. E’ un enzima espresso in diversi tipi cellulari, ma è espresso come isoenzimi diversi.

Esistono 5 isoenzimi citoplasmatici diversi, espressi in tessuti diversi:

•    LDH1 principalmente nel miocardio;

•    LDH2 e LDH3 principalmente nel polmone;

•    LDH4 non è prodotta in modo maggiore da un tessuto specifico;

•    LDH5 espressa principalmente nel fegato.

Per un infarto del miocardio si può utilizzare come marker il dosaggio della LDH1, che aumenta. Se invece il sospetto è di una necrosi epatica si può usare la LDH5. Quindi, misurando le quantità ematiche di un determinato isoenzima, è possibile valutare se effettivamente c’è stata una morte per necrosi in quel distretto dove è maggiormente espresso.

L’aumento delle LDH, per essere significativo, richiede 10-12h. Quindi, si fa un prelievo al momento del ricovero e uno dopo 10-12h, e se c’è un aumento della LDH c’è un’indicazione a favore della necrosi.

L’aumento di questi enzimi si ha però anche in altre condizioni patologiche, come nelle anemie megaloblastiche, lesioni muscolari e infarto renale. Il risultato infatti si deve affiancare all’anamnesi e ad altre valutazioni.