Pestañas

lunes, 25 de febrero de 2013

Célula Eucariota. Muerte Celular



CÉLULA EUCARIOTA: MUERTE CELULAR


Durante el desarrollo y también en estado adulto, hay numerosas células que degeneran y mueren.
La muerte celular es un proceso fisiológico-patológico que conduce a la eliminación celular y que tiene una función esencial en la homeostasis de los tejidos y en los estados patológicos. Esta eliminación puede estar mediada por mecanismos internos celulares o por la acción de agentes externos. Teniendo así dos patrones de muerte celular: la necrosis y la apoptosis.


La Necrosis:
La necrosis de una célula sucede cuando algún agente externo (traumatismo, tóxico, agentes infecciosos, etc.) actúa sobre ella induciendo su muerte. Las células que degeneran ocasionan una serie de reacciones locales que conducen a respuestas de tipo inflamatorio que son probablemente la manifestación más importante de este proceso.
La acción del agente inductor de la necrosis produce una alteración en las membranas plasmática y mitocondrial, donde se alojan las bombas iónicas (fundamentalmente de Na+, K+ y Ca++) que se encargan de mantener el adecuado equilibrio iónico intra-extracelular. Esta alteración en los sistemas homeostáticos dispara un mecanismo de defensa frente a la alteración de la homeostasis. Así, el núcleo de la célula comienza a transcribir ADN con información para la síntesis de proteínas protectoras de la célula (hsp – heat-shock proteins-, chaperonas). En ocasiones estas proteínas son capaces de restaurar las funciones celulares, pero en otras no y es entonces cuando la célula continuará de manera inevitable hacia su destrucción.
Los iones Na+ y Ca++ comienzan a entrar en la célula y son acompañados de agua, para mantener el equilibrio osmótico, lo que determina que los diversos organoides celulares (mitocondrias, retículo, etc.) sufran un proceso de hinchazón y fragmentación intracelular. Asimismo el citosol se llena de agua y electrolitos y, la célula en su conjunto sufre un proceso de turgencia general que conduce a una vacuolización, ruptura de la membrana citoplasmática e inicio de una reacción inflamatoria por la liberación de moléculas proinflamatorias.
Los macrófagos locales, células con capacidad fagocítica del tejido muerto, comienzan un proceso de fagocitosis para eliminar los restos celulares necróticos. Si la población celular en necrosis es muy elevada, puede ser necesario el reclutamiento de más células que actúen en el proceso de limpieza como son los monocitos, que abandonarán el torrente sanguíneo para ingresar en el tejido lesionado, donde se transforman en macrófagos para incrementar la fagocitosis. Esto se desarrolla en el contexto de una reacción inflamatoria y unido a otras manifestaciones producirá las expresiones clínicas (calor, dolor y rubor) y bioquímicas (liberación de interleucinas, etc.).





La Apoptosis:
El término apoptosis se utiliza cómo similar a la “muerte celular programada”, que sería un proceso de suicidio celular específico que implica un encogimiento y condensación de la célula.
El proceso de apoptosis se caracteriza por el hecho de que la célula adquiere una morfología arrugada a la cual se asocian cambios específicos en el núcleo y el citoplasma. El núcleo cambia notablemente de forma y se aprecia como la cromatina, que normalmente está en forma de eucromatina o cromatina dispersa (indica actividad transcripcional del ADN), comienza a concentrarse formando cromatina condensada o heterocromatina (indica que el ADN no está transcribiendo). Finalmente todo el núcleo se hace muy denso por la condensación total de la cromatina (falta total de actividad transcripcional del ADN). La consecuencia última de este proceso es la falta de síntesis de ARN mensajero, ribosómico y de transferencia, la imposibilidad de la síntesis de proteínas y la consiguiente muerte y fragmentación de la célula. Este proceso de fragmentación se manifiesta morfológicamente por la aparición de diferentes vesículas esféricas (cuerpos apoptóticos), rodeados de membrana celular, que contienen diversos organoides citoplasmáticos degenerados. Estos cuerpos apoptóticos van siendo fagocitados por los macrófagos sin ningún tipo de reacción inflamatoria acompañante.
El mecanismo interno que constituye la muerte celular por apoptosis se puede desencadenar por estímulos de origen extracelular o intracelular. El estímulo extracelular más frecuente, durante el desarrollo, es la falta de factores tróficos encargados de mantener la funcionalidad celular (v. gr., factor de crecimiento neural –NGF–). Los estímulos intracelulares más típicos son: la expresión de mensajes genéticos de suicidio celular, la hipoxia celular o que la célula no pase los controles –check-points– para entrar en mitosis.
Sea cual sea el inductor de la apoptosis (extra o intracelular), la primera reacción por parte de la célula, es la expresión de genes para la síntesis de un tipo particular de proteínas con alta actividad enzimática (proteasas). Concretamente las primeras proteasas identificadas que actúan en la apoptosis son las del tipo ICE, así denominadas por su parecido estructural con la Interleukin-1 Converting Enzyme (actualmente se denomina caspasa 1 y se han identificado más de 11 tipos). Cuando estas proteasas se activan, actúan sobre otras proteínas celulares o sobre el ADN nuclear originando su destrucción.
Basándose en sus funciones proapoptóticas, las caspasas se han dividido en dos grupos: caspasas iniciadoras y caspasas efectoras. Las iniciadoras actúan sobre las efectoras que son en definitiva las que degradan múltiples sustratos, incluyendo proteínas estructurales y enzimáticas en el núcleo y el citoplasma celular. Además las mitocondrias se afectan por el daño apoptótico y se origina la liberación del citocromo-c y la formación de apoptosomas (complejos de proteínas conteniendo el citocromo-c). Una vez que se forma el apoptosoma se le une la caspasa-9, desencadenando una cascada de reacciones de proteolisis que conducen a la muerte celular.




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