Es un aumento en el tamaño de las células individuales.
La hipertrofia, por definición, es un aumento adaptativo en la masa de una célula, tejido u órgano que no resulta de la proliferación celular.
La hipertrofia es un término que se usa para describir una de las formas en que las células, esas pequeñas unidades que hacen un trabajo importante en nuestros cuerpos, se adaptan a los cambios ambientales.
Los cambios ambientales pueden ser cosas como la estimulación hormonal, la inflamación o una mayor carga de trabajo.
Los ejemplos incluyen músculos que se agrandan debido al entrenamiento con pesas o el engrosamiento de la pared del corazón debido a la hipertensión (y un mayor trabajo que necesita el corazón).
Aunque se encuentra con menor frecuencia en la patología toxicológica que la atrofia u otros signos de adaptación, la hipertrofia, sin embargo, en ocasiones puede tener consecuencias significativas para el bienestar general del individuo.
La hipertrofia es una de las formas en que las células crecen para adaptarse a los cambios en su entorno, y puede tener tanto consecuencias favorables como desfavorables. Las células sanas nos mantienen vivos y en forma.
Para que nuestras células se mantengan saludables, el entorno en el que viven debe ser saludable, y el trabajo que se espera que hagan debe mantenerse dentro de los límites normales.
Si hay un cambio significativo en el entorno, las células intentarán adaptarse a la situación para que puedan seguir trabajando.
Uno de los métodos que las células usan para adaptarse es mediante el proceso de hipertrofia.
Si una célula aumenta de tamaño más allá de lo normal para esa célula, entonces podemos decir que la célula se ha sometido al proceso de hipertrofia.
Siempre que se vea hiper en una palabra, piense en las palabras «excesivo» o «arriba», esto junto con troph, que se refiere a la estimulación de la nutrición, las hormonas u otros factores de crecimiento, por lo que la hipertrofia se refiere a una célula que ha crecido más de lo normal.
Es el resultado de un aumento en la síntesis de constituyentes estructurales de las células, no simplemente una acumulación de agua o productos de almacenamiento como glucógeno o lípidos.
Las células tienen pequeños orgánulos dentro de ellos que son la maquinaria interna de la célula.
A medida que la célula crece en tamaño, algunos de estos orgánulos aumentarán en número para apoyar las actividades de una célula más grande.
Por ejemplo, las mitocondrias, los generadores de energía celular, aumentarán en número para proporcionar suficiente energía para la célula más grande.
El retículo endoplásmico aumentará para apoyar los procesos de fabricación de la célula, y las proteínas en la membrana plasmática aumentarán en número a medida que la célula se hipertrofíe.
Cuando un número suficiente de células aumenta notablemente de tamaño, puede producirse un aumento bruto en la masa de tejido u órgano.
La hiperplasia también puede contribuir al aumento de tejido o masa de órganos.
En ciertos tejidos, la hipertrofia y la hiperplasia a menudo pueden ocurrir simultáneamente.
La hipertrofia se asocia comúnmente con un aumento en la capacidad funcional de un tejido.
Por ejemplo, la hipertrofia de las células del músculo cardíaco a menudo resulta en un aumento en el gasto cardíaco.
En este ejemplo, las células aumentan de tamaño debido a un mayor número de sarcómeros, que forman las unidades contráctiles de la célula.
En otro ejemplo, el hígado puede sufrir hipertrofia de hepatocitos.
Una forma de hipertrofia hepatocelular es atribuible al aumento en el retículo endoplásmico liso con un aumento concomitante en las enzimas metabolizadoras de xenobióticos.
Estos tipos de hipertrofia generalmente son reversibles cuando se elimina el estímulo causal.
La capacidad de las células para aumentar la capacidad estructural y funcional parece depender de una mayor expresión de genes.
La identificación de los cambios en la expresión génica responsable de la hipertrofia es un área de considerable interés, como lo es el mecanismo de expresión génica alterada.
En algunos casos, la activación de receptores específicos por drogas o toxinas se ha relacionado claramente con la hipertrofia.
Causas
Clásicamente, la hipertrofia es una respuesta al aumento de la demanda metabólica para la función especializada proporcionada por la población celular particular.
Un ejemplo obvio es el tamaño mejorado de las células adenohipofisarias que producen la hormona liberadora de gonadotropina al inicio de la pubertad.
En los niveles ultraestructural e histológico, la hipertrofia aparece como un aumento en el volumen de citoplasma.
Como resultado del aumento en el número de orgánulos celulares, microfilamentos, microtúbulos y otras estructuras especializadas necesarias para satisfacer la demanda metabólica aumentada de la célula.
La hipertrofia, si es global (es decir, que involucra la totalidad o la mayoría de los orgánulos en una célula), puede ser difícil de cuantificar a nivel ultraestructural e histológico sin técnicas morfométricas especializadas, pero no obstante es generalmente evidente.
Al igual que con la atrofia, el pesaje de un órgano y el cálculo de las proporciones de peso de órgano a cuerpo pueden ser la única forma de detectar formas sutiles de hipertrofia global.
La ampliación celular, sin embargo, también puede ocurrir con un aumento en el número de un tipo particular de orgánulo.
Los ejemplos de este fenómeno son comunes en la patología toxicológica.
La fosfolipidosis es otra causa común de hipertrofia relacionada con el tóxico debido a la acumulación de orgánulos.
Los agentes que pueden alterar el metabolismo de los fosfolípidos promueven la acumulación de lisosomas cargados con productos de degradación ricos en fosfolípidos.
En las preparaciones histológicas, los productos de degradación soluble en lípidos retenidos a menudo se disolverán de las células durante el procesamiento en baños de solventes orgánicos, dejando un citoplasma finamente vacuolado o «apolillado» sugestivo de cambios vacuolares asociados con lesión celular directa.
Sin embargo, mediante microscopía electrónica de transmisión, se observa que las «vacuolas» contienen verticilos laminados de membranas parcialmente degradadas, denominadas espirales de mielina, ya que las condiciones de procesamiento para microscopía electrónica de transmisión no emplean disolventes orgánicos.
Adaptación celular al estrés
El estrés celular ocurre cuando una célula se coloca en un entorno inhóspito o se requiere que haga algo que no puede hacer normalmente.
Las células sometidas a estrés se adaptarán a la nueva situación o morirán.
Las células también sufrirán cambios si la cantidad de estrés que se les aplica disminuye o si cambia el tipo de estrés.
La adaptación celular se refiere generalmente a cambios reversibles en el tamaño, número, fenotipo o apariencia, actividad metabólica o funciones de las células en respuesta a condiciones ambientales adversas o tensiones internas del cuerpo.
Básicamente, así como reaccionamos ante algo en nuestro entorno, las células también cambian para tratar de superar el problema.
Hay 4 maneras importantes en que hacen esto:
- Hipertrofia.
- Hiperplasia.
- Atrofia.
- Metaplasia.
En la hipertrofia no hay un aumento en el número de células, sino en el tamaño.
Este tipo de adaptación celular al estrés ocurre en varias células diferentes, y generalmente se combina con otro tipo de adaptación celular, la hiperplasia.
La hiperplasia es una respuesta celular que implica el aumento en el número de células en respuesta a un estímulo.
Tanto la hiperplasia como la hipertrofia ocurren como mecanismos compensatorios de una mayor carga de trabajo en el órgano o la célula.
Aquellas células que no son capaces de dividirse responden al estrés con un incremento de la carga de trabajo por hipertrofia. Un ejemplo de esto es en los miocitos, o células del músculo cardíaco en las fibras del miocardio.
Por lo tanto, el corazón responde principalmente con la hipertrofia ante un aumento de la carga de trabajo.
Otros ejemplos son los músculos esqueléticos adultos y las neuronas.
Hipertrofia fisiológica y patológica
La hipertrofia y la hiperplasia, si bien puede ser fisiológica para ayudar al cuerpo, también pueden estar relacionadas con la enfermedad o ser patológicas, y es un indicador muy importante de la enfermedad.
Hipertrofia fisiológica
La hipertrofia fisiológica es causada por un aumento en la carga de trabajo, una mayor demanda funcional o estimulación por hormonas y factores de crecimiento.
Pero, el estímulo más frecuente para la hipertrofia es un aumento en la carga de trabajo.
Un ejemplo de hipertrofia inducida por la carga de trabajo sería la dilatación muscular en los culturistas ya que los músculos se ven obligados a tolerar nuevas cargas.
Un ejemplo de hipertrofia inducida por hormonas está en el endometrio y el miometrio del útero, ya que la regulación al alza de estrógenos durante la etapa folicular del ciclo menstrual estimula un aumento en las proteínas musculares en el estroma del endometrio y la gran capa de músculo liso del miometrio y por lo tanto, en el tamaño del músculo.
Hipertrofia patológica
La hipertrofia patológica ocurre en los músculos cardíacos cuando hay un aumento en el volumen telediastólico, o la cantidad de sangre que debe bombearse fuera del corazón por contracción que ocurre debido a válvulas defectuosas o hipertensión.
De manera similar, si un riñón tiene un problema, entonces el riñón opuesto aumenta su tamaño para funcionar con una mayor eficacia para compensar el riñón opuesto (obsérvese que las células del riñón también sufren hiperplasia).
Mecanismo de la hipertrofia
La hipertrofia surge como resultado de un incremento en la proliferación de las proteínas celulares.
El aumento de las proteínas celulares en los miocitos cardíacos en particular puede ocurrir debido a varios estímulos, como los receptores mecánicos de estiramiento que detectan un aumento de la carga de trabajo, un aumento de los factores de crecimiento y la presencia de agonistas.
Hay 3 pasos básicos en la síntesis de estas proteínas celulares:
- La acción integrada de los receptores mecánicos, agonistas y factores de crecimiento que activa las vías de transducción de señales.
- Estas vías de transducción de señales producen varios factores de transcripción.
- Estos factores de transcripción a su vez causan el aumento en la síntesis de proteína muscular y, por lo tanto, hipertrofia.
También se debe observar que la hipertrofia es, de hecho, también mediada por la conversión de la forma adulta de las proteínas contráctiles, a la forma neonatal más grande de las mismas proteínas.
El órgano hipertrofiado no tiene células nuevas, solo células más grandes.
Este aumento del tamaño de las células se debe a la síntesis de más componentes estructurales y no debido a una hinchazón celular.
Las células capaces de división pueden responder al estrés experimentando tanto hiperplasia como hipertrofia, mientras que en células no adherentes, como en las fibras de miocardio, se produce hipertrofia.
Los núcleos en células hipertrofiadas pueden tener un contenido de ADN mayor que en las células normales, probablemente porque las células se detienen en el ciclo celular sin experimentar mitosis.
La hipertrofia es originada por un incremento en launa demanda funcional o por estimulación hormonal específica.
Tipos de hipertrofia
Hipertrofia muscular
Las células musculares estriadas en el corazón y los músculos esqueléticos son capaces de hipertrofia tremenda, tal vez porque no se pueden adaptar adecuadamente a las demandas metabólicas incrementadas por la división mitótica y la producción de más células para compartir el trabajo.
El estímulo más común para la hipertrofia del músculo es una mayor carga de trabajo.
Así, los músculos desarrollados de los fisicoculturistas que utilizan un «bombeo de hierro» son el resultado del incremento en el tamaño de las fibras de los músculos en respuesta a una demanda mayor.
La carga de trabajo después de la hipertrofia es compartida por una masa mayor de componentes celulares, cada fibra muscular comparte el exceso de trabajo y, de esta forma, se evitan las lesiones musculares.
La célula muscular que aumenta de tamaño alcanza un nuevo equilibrio, lo que permite un funcionamiento celular a un nivel más alto de actividad.
El mayor número de microfilamentos por célula permite un aumento de la carga de trabajo con un nivel de actividad metabólica por unidad de volumen de células no diferente del que soporta la célula normal.
El estímulo para la hipertrofia en el corazón, es por lo general la sobrecarga hemodinámica crónica, que es el resultado de enfermedades como la hipertensión o las válvulas defectuosas.
Ante este estrés se produce una síntesis de más cantidad de proteínas y de filamentos, alcanzando un equilibrio entre la capacidad de la célula y la demanda que existe para su funcionamiento.
Después del nacimiento, la expresión ventricular del gen está regulada negativamente.
Algunos genes que se expresan solo durante el desarrollo temprano se reexpresan en células hipertróficas, y los productos de estos genes participan en la respuesta celular al estrés.
La hipertrofia cardíaca, sin embargo, está asociada con la reinducción de la expresión del gen.
Los genes que se inducen durante la hipertrofia incluyen aquellos que codifican factores de transcripción, los agentes vasoactivos, los desencadenantes mecánicos, como el estiramiento y los desencadenantes tróficos, como los factores de crecimiento polipeptídicos.
Aunque la visión tradicional del músculo cardíaco y esquelético es que estos tejidos son incapaces de proliferación, su agrandamiento es completamente el resultado de una hipertrofia.
Los datos recientes sugieren que incluso estos tipos de células son capaces de proliferación limitada así como repoblación de precursores.
Este punto de vista enfatiza el concepto, que la hiperplasia y la hipertrofia a menudo ocurren concomitantemente durante las respuestas de los tejidos y órganos al aumento del estrés y la pérdida de células.
Hipertrofia de la mucosa endometrial en el embarazo
El crecimiento fisiológico masivo del útero durante el embarazo es un buen ejemplo del aumento inducido por las hormonas en el tamaño de un órgano que resulta de la hipertrofia y la hiperplasia.
La hipertrofia celular es estimulada por hormonas estrogénicas que actúan sobre los receptores de estrógeno del músculo liso, lo que eventualmente resulta en una mayor síntesis de proteínas del músculo liso y un aumento en el tamaño celular.
Del mismo modo, la prolactina y el estrógeno causan hipertrofia de los senos durante la lactancia.
Estos son ejemplos de hipertrofia fisiológica inducida por estimulación hormonal.
El tamaño de las células está regulado por nutrientes y señales ambientales e implica varias vías de transducción de señales que se están desentrañando.
Consecuencias
Mientras que las consecuencias de la hipertrofia pueden ser benignas a corto plazo y simplemente reflejan una respuesta fisiológica a una mayor demanda de un tejido por su función especializada.
Hay situaciones en las que la masa aumentada de organelos excede los límites fisiológicos e induce la disfunción del tejido hipertrofiado.
Los ejemplos de hipertrofia «patológica» en respuesta a un estímulo tóxico abundan en la patología toxicológica.
Por ejemplo, la tremenda hipertrofia del retículo endoplasmático liso en los hepatocitos de individuos tratados durante largos períodos con fenobarbital u otros fármacos anticonvulsivos.
Esto puede conducir en casos graves a la pérdida de otras funciones de los hepatocitos como la producción de urea (manifestada como hiperamonemia) y la excreción de bilis (manifestado como icterus).
