La apoptosis (del griego: apoptosis - caída de hojas) es un proceso de muerte celular programada, es un fenómeno completamente natural que permite eliminar del cuerpo células anormales, dañadas y usadas. Vale la pena averiguar qué es exactamente, si la apoptosis es un fenómeno dañino, cuándo ocurre y qué procesos conducen a ella.
Contenido:
- Iniciando la apoptosis
- Curso de apoptosis
- Control de apoptosis
- Apoptosis y enfermedad
La apoptosises un proceso fisiológico, natural que se da de forma continua en todo organismo sano, es fundamental para el buen funcionamiento del organismo. Gracias a la apoptosis, el organismo tiene la capacidad de controlar el número y la calidad de las células. Este proceso, conocido como muerte celular programada, conduce a la eliminación de células dañadas, infectadas o innecesarias, lo que asegura un equilibrio entre la formación de nuevas células y la destrucción de las viejas.
Los trastornos en el curso de la apoptosis tienen un efecto muy negativo, hay enfermedades cuya prevención y tratamiento son muy difíciles: cáncer, enfermedades autoinmunes. Tal vez los nuevos métodos de tratamiento que permiten el proceso de apoptosis en las células cancerosas se conviertan en un tratamiento efectivo.
El número total de células en el cuerpo está estrictamente determinado y es constante, cualquier cambio duradero en su número puede tener un impacto negativo en nuestra salud, por lo tanto, el cuerpo se esfuerza por mantener un equilibrio entre la destrucción de células y la formación de otros nuevos. El proceso de muerte celular puede ocurrir de varias maneras, las más importantes son:
- Necrosis (necrosis)- es causada por factores externos: químicos, mecánicos, físicos. Es un proceso patológico y anormal sobre el cual el cuerpo no tiene control. En su curso, se destruyen grupos enteros de células, y la consecuencia de este daño es el desarrollo del proceso inflamatorio.
- La apoptosis (muerte celular programada)es completamente diferente, el proceso es completamente normal, fisiológico, unicelular y esencial en un organismo que funciona normalmente.
- Autofagia- consiste en digerir la célula por sus propias enzimas.
A pesar decon un matiz negativo, la apoptosis es un fenómeno normal, que tiene lugar regularmente, tiene como objetivo el bien de todo el organismo, permitiendo la sustitución de células gastadas e ineficaces por otras nuevas. Las células eliminadas son principalmente aquellas que podrían volverse peligrosas para el huésped, por ejemplo, cancerosas o neoplásicas.
La apoptosis le permite mantener la homeostasis, es decir, el equilibrio del cuerpo. El proceso de muerte celular programada es un fenómeno muy complejo, en el que intervienen decenas de enzimas y proteínas. El momento de su aparición tampoco es casual, está determinado por muchas vías de señalización que se activan como resultado del daño celular: sus orgánulos o material genético.
Iniciando la apoptosis
La activación de la apoptosis está asociada a la activación o inhibición de la acción de ciertas proteínas (pro y antiapoptóticas) que están constantemente presentes en la célula. La forma en que ocurre el proceso depende del tipo y el estímulo que desencadena la apoptosis. La iniciación es la primera fase inicial, durante la cual se activan las vías de señalización que conducen al desarrollo del proceso de muerte programada.
La más importante de ellas es la denominada vía interna, en la que el papel dominante lo desempeñan las mitocondrias y el externo, sus desencadenantes son señales del exterior de la célula:
- deficiencia de factores de crecimiento, hormonas
- aumento de la concentración de algunas citocinas (moléculas producidas por los linfocitos)
- interacciones de celdas adyacentes
- factores físicos
- deficiencia de nutrientes
En el caso de la vía extrínseca, los estímulos ambientales afectan a los receptores situados en la membrana celular (los llamados receptores de muerte), que desencadenan una cascada de señales intracelulares que conducen a la apoptosis.
Las mitocondrias juegan un papel clave en la vía endógena. Cuando son dañadas por varios factores, las proteínas pro-apoptóticas se expresan en estos orgánulos, que a su vez dañan la función de las mitocondrias, impidiendo la producción de energía.
Además, este daño provoca la liberación de una proteína de la mitocondria, el citocromo, que contribuye a aumentar la concentración de iones de calcio en la célula. El aumento en la cantidad de este ion es un desencadenante de la apoptosis.
Curso de apoptosis
La transición de una célula a la apoptosis se puede reconocer por su separación de otras, y es el primer paso en este proceso. Es el resultado de cambios de electrolitos, deshidratación de la célula y cambios en su forma. Luego se fragmenta el núcleo celular y se forman los llamados cuerpos apoptóricos, estos son los restos de la célula que serán absorbidospor las células adyacentes o "comido" por los macrófagos. Tal curso de apoptosis hace que la célula se elimine "silenciosamente", no provoca el desarrollo de una reacción general: inflamación.
Como se mencionó, varias enzimas están involucradas en este proceso: caspasas que digieren proteínas contenidas en el núcleo y el citoplasma, transglutaminasas y enzimas endonucleolíticas encargadas de cortar el ADN. El curso de todo el proceso de destrucción (ejecución de la apoptosis) se puede dividir en varias etapas:
1. La fase de control-decisión- consiste en transmitir información al núcleo sobre la activación de los mecanismos de reparación o su abandono y el inicio del proceso de descomposición celular. En este proceso participan las proteínas caspasas, BID y BAX, y los linfocitos T liberan granzimas en el interior de las células que, entre otras cosas, liberan iones de calcio para estimular la apoptosis.
2. Fase ejecutiva- en esta etapa las caspasas desarrollan su función completa - destruyen proteínas celulares - estructurales y enzimáticas:
- ADN polimerasa y ADN quinasa, que impiden la reparación de los ácidos nucleicos
- laminas, dañando la membrana nuclear
En esta fase tiene lugar la deshidratación de la célula, cambios adicionales en forma y tamaño, fragmentación del ADN (por endonucleasa), luego fragmentación celular y formación de cuerpos apoptóticos. Estas caspasas son enzimas intracelulares que cortan proteínas en lugares específicos, una secuencia dada de aminoácidos. Su activación ocurre como una avalancha: la caspasa activada activa otra.
Curiosamente, a pesar de la descomposición de muchas proteínas celulares, los orgánulos celulares permanecen intactos y encuentran su camino completamente hacia los cuerpos apoptóricos.
3. Lafase de limpieza consiste en la fagocitosis, es decir, la absorción de desechos celulares, con mayor frecuencia por parte de las células fantasma, los macrófagos.
Control de apoptosis
La apoptosis es un proceso estrictamente regulado, tanto en su inicio como en su curso. El control es principalmente la familia de proteínas Bcl-2, incluidas las proteínas antiapoptóticas, que contrarrestan el desarrollo de la apoptosis (por ejemplo, Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) y proapoptóticas, que promueven su aparición al dañar la mitocondria. membrana (Bid, Bak, Bad)
La expresión o actividad de estas proteínas depende de las condiciones en las que se encuentre la célula, así como de su estado - si el daño es grande o las condiciones externas no son favorables, se activan las proteínas proapoptóticas.
En condiciones normales, las proteínas antiapoptóticas dominan e inhiben el proceso de muerte celular programada. Además, se ha comprobado que la apoptosis también está controlada por genes, uno de ellos es el gen p53, pertenece a los factoresproapoptótico. Su producto, la proteína p53, desencadena el proceso de muerte celular suicida si el daño en el material genético es tan grave que el ADN no puede repararse.
Por lo tanto, a veces se hace referencia a esta proteína como el "guardián del genoma" porque determina si una célula detendrá la división celular para reparar el daño que ha ocurrido, o si se producirá la apoptosis.
Apoptosis y enfermedad
Se ha demostrado que el desequilibrio entre la formación de nuevas células y la eliminación de las viejas es la causa de muchas enfermedades, por lo que el control celular de la apoptosis es extremadamente importante, y su alteración puede tener consecuencias muy graves.
Si las células son resistentes a la muerte por apoptosis, pueden desarrollar cáncer o una enfermedad autoinmune (como la artritis reumatoide). En ambos casos, las células enfermas no sufren el proceso de apoptosis, son "resistentes" a él debido a mutaciones genéticas o actividad anormal de proteínas pro y antiapoptóticas. Por otro lado, el cumplimiento excesivo y la eliminación de demasiadas células pueden provocar enfermedades degenerativas y daños en los órganos.
Actualmente probados, los últimos fármacos oncológicos actúan en la etapa de apoptosis - el mecanismo de acción es promover la presencia de proteínas pro-apoptóticas - promoviendo la aparición de apoptosis en las células tumorales. La radioterapia y la quimioterapia "estándar" funcionan de manera similar para inducir la apoptosis. Ambos tratamientos causan estrés celular que mata las células tumorales. Desafortunadamente, dicha terapia no siempre es efectiva, porque en las células tumorales la actividad de los factores que inhiben la apoptosis a menudo aumenta, lo que no solo dificulta su lucha, sino que también conduce a un crecimiento y una multiplicación descontrolados.
Sobre el Autor
Inclinarse. Maciej GrymuzaGraduado de la Facultad de Medicina de la Universidad de Medicina de K. Marcinkowski en Poznan. Se graduó de la universidad con un resultado sobre bueno. Actualmente, es médico en el campo de la cardiología y estudiante de doctorado. Está particularmente interesado en la cardiología invasiva y los dispositivos implantables (estimuladores).