Adaptación, Lesión y Atipia Celular

Adaptación, Lesión y Atipia Celular
ESCUELA UNIVERSITARIAS DE CIENCIAS DE LA
SALUD
INFORME DE:
ADAPTACION CELULAR, ATIPIA Y MUERTE
CELULAR
LUGARES EN DONDE SON ATACADAS LAS
CELULAS Y CICLO DE KREB
CATEDRÁTICA:
DRA. ELIZABETH CASCO FUNEZ DE NUÑEZ
RESPONSABLE:
OLVIN EMANUEL ORTEZ LOZANO
20083000004
SECCION: LU-JU 15:01
SAN PEDRO SULA, CORTÉS 23 DE AGOSTO DEL
2011.
Olvin Emanuel Ortez Lozano
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Introducción
En el siguiente informe abordaremos las distintas formas de adaptación celular, sus
mecanismos, las lesiones que pueden sufrir las células y un concepto de atipia.
Comprendemos la importancia del manejo de estos conceptos ya que son cruciales para
comprender las patologías desde el punto de vista histológicos debemos, sin lugar a duda,
partir desde los procesos más pequeños para comprender las repercusiones de estos en el
organismo ya que toda patología tiene su comienzo o génesis a nivel celular.
También abordaremos los sitios más vulnerables de las células al ser atacadas y
recordaremos el ciclo de Krebs.
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ADAPTACION CELULAR
ASPECTOS GENERALES DE LA RESPUESTA CELULAR AL ESTRÉS Y A LOS ESTÍMULOS
NOCIVOS
La célula normal está limitada a un abanico bastante estrecho de función y estructura por
sus programas genéticos de metabolismo, diferenciación y especialización; por las
restricciones de las células de la vecindad, y por la disponibilidad de sustratos
metabólicos. Sin embargo,es capaz de responder a las demandas fisiológicas normales,
manteniendo un estado estable denominado HOMEOSTASIA.
Los tipos de estrés fisiológicos más intensos y algunos estímulos patológicos pueden dar
lugar a un número de ADAPTACIONES CELULARES fisiológicas y morfológicas, durante los
cuales se alcanzan nuevos, pero alterados, estados estables, preservando la viabilidad de
la célula y modulando su función según responde a tales estímulos.
Si se sobrepasan los límites de la respuesta adaptativa a un estímulo, o en ciertas
situaciones cuando la célula está expuesta un agente lesivo o a estrés, se sucede una
secuencia de acontecimientos que se denomina LESIÓN CELULAR reversible hasta cierto
punto, pero si el estímulo persiste o es bastante intenso, la célula alcanza un punto de no
retorno y sufre lesión celular IRREVERSIBLE y finalmente, MUERTE CELULAR.
Diferentes tipos de estrés pueden inducir cambios celulares y tisulares distintos. Los
trastornos metabólicos en las células pueden asociarse con ACÚMULOS INTRACELULARES
de diversas sustancias, incluyendo proteínas, lípidos e hidratos de carbono, calcio.
Finalmente, el ENVEJECIMIENTO CELULAR también se acompaña de cambios morfológicos
y funcionales característicos.
ADAPTACIONES CELULARES DE CRECIMIENTO Y DIFERENCIACIÓN
HIPERPLASIA
Es el aumento en el número de células en un órgano o tejido, dando lugar habitualmente
a un aumento del volumen del órgano o tejido. Frecuentemente está asociada a la
hipertrofia. Por ejemplo, el crecimiento inducido hormonalmente en el útero implica a la
vez un número aumentado de células musculares y células epiteliales y el agrandamiento
de esas células.
HIPERPLASIA FISIOLÓGICA, la cual a su vez puede ser HORMONAL, que aumenta la
capacidad funcional de un tejido cuando se necesita, por ejemplo, la proliferación del
epitelio glandular de la mama femenina en la pubertad y durante el embarazo y,
COMPENSADORA, que aumenta la masa tisular tras el daño resección parcial, ejemplo, la
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proliferación de las células hepáticas residuales y la regeneración del hígado después de
una hepatectomía parcial.
La hiperplasia generalmente se debe a una producción local aumentada de factores de
crecimiento, niveles aumentados de receptores de FC en las células respondedoras, o
activación de una determinada vía de señalización intracelular. Todos estos cambios dan
lugar a la producción de factores de transcripción que activan muchos genes celulares,
incluyendo genes que codifican FC, de una proliferación celular. En la hiperplasia
hormonal, las propias hormonas actúan como factores de crecimiento y desencadenan la
transcripción de diversos genes celulares. El aumento de la masa tisular también se
consigue por el desarrollo de nuevas células a partir de CELULAS MADRE. Por ejemplo, la
hiperplasia hepática en la hepatitis crónica, en la cual está comprometida la capacidad
proliferativa de los hepatocitos.
HIPERPLASIA PATOLOGICA, la mayoría de las cuales están producidas por un estímulo
hormonal excesivo o factores de crecimiento que actúan sobre las células diana. Por
ejemplo, la hiperplasia endometrial, el equilibrio entre estrógenos y progesterona está
alterado, lo cual da lugar a aumentos absolutos o relativos de estrógenos con la
hiperplasia subsiguiente de las glándulas endometriales y es causa frecuente de
hemorragia menstrual anormal. La hiperplasia prostática es otro ejemplo de hiperplasia
patológica en respuesta a los andrógenos. La hiperplasia patológica constituye un terreno
fértil en el cual puede surgir posteriormente la proliferación cancerosa.
La hiperplasia también es una respuesta importante de las células del tejido conectivo en
la curación de heridas en las que, la proliferación de fibroblastos y vasos sanguíneos ayuda
a la reparación debido a los factores de crecimiento, los cuales también están implicados
con ciertas infecciones víricas, tales como el papiloma virus que produce verrugas en la
piel.
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HIPERTROFIA
Se refiere a un aumento en el tamaño de las células, lo que da lugar a un aumento en el
tamaño del órgano. El aumento del tamaño de las células se debe a la síntesis de más
componentes estructurales producida por un aumento de la demanda funcional o por
estimulación hormonal específica. Por ejemplo, los músculos de los físicoculturistas, son el
resultado de un aumento del tamaño de las fibras musculares individuales en respuesta
de la demanda. Así, la carga de trabajo está compartida por una mayor masa de
componentes celulares y a cada fibra muscular se le ahorra un exceso de trabajo y de esta
manera escapa a la lesión. La célula muscular agrandada consigue un nuevo equilibrio,
permitiéndole funcionar a un mayor nivel de actividad.
El mecanismo implica muchas vías de transducción de señal, dando lugar a la inducción de
un número de genes que, a su vez, estimulan la síntesis de numerosas proteínas celulares.
En el corazón existen dos grupos de señales: los DESENCADENANTES MECÁNICOS tales
como la distensión, y los DESENCADENANTES TRÓFICOS, tales como los factores de
crecimiento polipeptídicos y los agentes vasoactivos. Finalmente alcanza un límite más allá
del cual el agrandamiento de la masa muscular ya no es capaz de compensar el aumento
de la carga y se sigue de insuficiencia cardiaca. O sea que la hipertrofia puede ser
fisiológica o patológica.
ATROFIA
La disminución en el tamaño de la célula por pérdida de sustancia celular se conoce como
atrofia y puede culminar con la muerte celular.
LA ATROFIA FISIOLOGICA es común durante el principio del desarrollo. Algunas
estructuras embrionarias, tales como la notocorda y el conducto tirogloso sufren atrofia
durante el desarrollo fetal. El útero disminuye de tamaño poco después del parto.
LA ATROFIA PATOLÓGICA depende de la causa subyacente y puede ser localizada o
generalizada:
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Carga de trabajo disminuida (atrofia por desuso), cuando un miembro roto se inmoviliza
con una escayola o cuando el paciente está sujeto a un reposo completo en cama,
rápidamente se sigue de una atrofia muscular esquelética.
Pérdida de inervación (atrofia por denervación). La función normal del músculo
esquelético depende de su suministro neurológico. El daño en los nervios da lugar a una
atrofia rápida de las fibras musculares dirigidas por esos nervios.
Riego sanguíneo disminuido (isquemia). En la vida adulta tardía, el cerebro sufre una
atrofia progresiva, presumiblemente porque la aterosclerosis restringe su riego sanguíneo.
Nutrición inadecuada, la caquexia en la malnutrición calórico proteica (marasmo) se asocia
con el uso del músculo esquelético como fuente de energía después de haberse agotado
otras reservas como los almacenes adiposos. También se ve en pacientes con
enfermedades crónicas y cáncer.
Pérdida del estímulo endocrino. La pérdida de estímulo estrogénico tras la menopausia da
lugar a la atrofia fisiológica del endometrio, el epitelio vaginal y la mama.
Envejecimiento (atrofia senil) se asocia con pérdida celular, que se ve típicamente en los
tejidos que contienen células permanentes, particularmente el corazón y el cerebro.
Presión. Un tumor benigno en crecimiento puede producir atrofia en los tejidos
circundantes comprimidos y es, probablemente el resultado de cambios isquémicos por el
compromiso del riego sanguíneo.
El mecanismo de atrofia quizás afectan el equilibrio entre la síntesis proteica y su
degradación. En muchas situaciones la atrofia se acompaña también de un aumento
marcado en el número de VACUOLAS AUTOFÁGICAS ligadas a membrana dentro de la
célula que contienen fragmentos de componentes celulares, un ejemplo son los gránulos
de lipofucsina (atrofia parda).
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METAPLASIA
Es un cambio reversible por lo cual una célula de tipo adulto (epitelial o mesenquimal) se
sustituye por otro tipo celular adulto. La metaplasia epitelial más frecuente es de
columnar a escamoso, como ocurre en el tracto respiratorio como respuesta a la irritación
crónica. En el fumador habitual, las células epiteliales columnares ciliadas normales de la
tráquea y de los bronquios están, a menudo sustituidas localmente o difusamente por
células epiteliales escamosas estratificadas. Si persisten las influencias que predisponen a
la metaplasia pueden inducir transformación neoplásica en el epitelio metaplásico. Otro
ejemplo es el esófago de Barret.
La metaplasia del tejido conectivo es la formación de cartílago, hueso o tejido adiposo
(tejidos mesenquimales) en tejidos que normalmente no contienen esos elementos. Por
ejemplo, la formación de hueso en el músculo, denominada miositis osificante,
ocasionalmente ocurre tras una fractura ósea.
La metaplasia es el resultado de una reprogramación de las células madre hacia un linaje
particular que se lleva a cabo mediante señales generadas por citocinas, factores de
crecimiento, y componentes de la matriz extracelular en el entorno de las células. En el
proceso están implicados genes de diferenciación y específicos de tejido.
LESION Y MUERTE CELULARES
La lesión celular es el resultado de un estrés celular tan intenso que las células ya no son
capaces de adaptarse o de una exposición celular a agentes inherentemente lesivos y
puede progresar a través de un estadío reversible y culminar con la muerte celular.
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En la lesión celular reversible hay reducción de la fosforilación oxidativa, la depleción de
ATP y la hinchazón celular producida por cambios en las concentraciones iónicas y el aflujo
de agua.
Con el daño continuado, la lesión se hace irreversible, en cuyo momento la célula no
puede recuperarse, sufren invariablemente cambios morfológicos que se reconocen como
MUERTE CELULAR. Existen dos tipos de muerte celular, la necrosis y la apoptosis.
CAUSAS DE LESION CELULAR
Privación de oxígeno. La hipoxia es una deficiencia de oxígeno que produce lesión celular
reduciendo la respiración aeróbica oxidativa. Deber distinguirse de la isquemia, que es
una pérdida del riego sanguíneo por un flujo sanguíneo obstaculizado o por drenaje
venoso reducido en un tejido y compromete el suministro no sólo de oxígeno sino
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también de sustratos metabólicos, incluyendo glucosa, y por tanto, se lesionan más rápido
y más intensamente que los tejidos hipóxicos.
Agentes físicos, incluyen el traumatismo mecánico, las temperaturas extremas
(quemaduras y frío intenso), los cambios súbitos en la presión atmosférica, la radiación y
la descarga eléctrica.
Agentes químicos y fármacos. Los productos químicos simples como la glucosa o la sal en
concentraciones hipertónicas pueden producir lesión celular directamente o alterando la
homeostasia electrolítica de las células. Incluso el oxígeno, en concentracio0nes altas, es
altamente tóxico. Venenos como el arsénico, cianuro o sales de mercurio. Contaminantes
ambientales y aéreos, insecticidas y herbicidas, riesgos industriales y ocupacionales, como
el monóxido de carbono y el asbesto, el alcohol y narcóticos y la variedad siempre
creciente de drogas terapéuticas.
Agentes infecciosos, abarcan desde virus submicroscópicos hasta las grandes tenias y
establecen daño tisular causando directamente la muerte celular, liberar toxinas que
destruyen a las células a distancia o inducir respuestas celulares en el huésped y producen
daño tisular por mecanismos inmunológicos.
Trastornos genéticos que pueden dar lugar a un defecto tan grave como las
malformaciones congénitas asociadas como el S. de de Down. Los errores innantos del
metabolismo, es otro ejemplo.
Desequilibrios nutricionales, las desnutriciones calórico proteicas, las deficiencias de
vitaminas o autoimpuestos como ocurre en la anorexia nerviosa. La obesidad y la
aterosclerosis.
MECANISMOS DE LESION CELULAR
La respuesta celular a los estímulos lesivos depende del tipo de lesión, su duración y su
intensidad y sus consecuencias dependen del tipo, estado y adaptabilidad de la célula
lesionada. Así, dosis pequeñas de una toxina pueden inducir una lesión reversible,
mientras que dosis grandes podrían dar lugar a muerte, o la exposición de dos individuos a
la misma dosis de tetracloruro de carbono, puede no producir efecto en uno y muerte
celular en el otro.
La depleción de ATP y la síntesis disminuida se asocian frecuentemente con lesión
hipóxica y química (tóxica). La actividad de la bomba de sodio de la membrana plasmática
dependiente de energía, está reducida, dando lugar a la acumulación intracelular de sodio
y que el potasio salga de la célula, acompañado por ganancia isoosmótica de agua
produciendo tumefacción celular.
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El metabolismo energético celular está alterado, como ocurre en la isquemia y la
fosforilación oxidativa cesa y las células dependen de la glucólisis anaeróbica para la
producción de energía con la consecuente acumulación de ácido láctico y fosfatos
inorgánicos, esto reduce el pH intracelular dando lugar a la disminución de la actividad de
muchas enzimas celulares.
El fallo de la bomba de Ca++ da lugar a la entrada de Ca++, con aumentos inespecíficos en
la permeabilidad de membrana y también, la activación de varias enzimas con efectos
deletéreos como ATPasas, fosfolipasas y endonucleasas. También producen aumento de la
permeabilidad mitocondrial e inducción de apoptosis.
Atipia celular
Se llaman atípias celulares a las alteraciones que afectan a la forma de las celulas, su
tamaño y el proceso de división de las mismas. Sencillamente es un cambio en la
morfologia celular normal.
Estos cambios pueden detectarse cuando se estudian al microscopio los tejidos o las
células aisladas, y están causados por procesos inflamatorios o tumorales, tanto benignos
como malignos. Segun la intensidad de los cambios pueden dividirse en atipias de alto
grado o de bajo grado.1
La detección de las atipias celulares es muy importante en medicina, adquiriendo especial
interes en el estudio de los frotis del cuello uterino para la deteccion temprana del cancer
de cervix (Prueba de Papanicolaou).
Cuando las células de un organismo se exponen a agentes tóxicos, responden con cambios
en su morfología que a veces alteran su apariencia (atipia reactiva). Estas deben
distinguirse de las producidas por transformaciones cancerosas o precancerosas. Cuando
ello no es posible pueden clasificarse como atipias de significado incierto.
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Lugares vulnerables de las celulas
DAÑO EN LA MEMBRANA
El daño directo de las membranas celulares, tanto de la plasmática como de los orgánulos,
es la segunda vía en importancia de lesión celular. De hecho, las situaciones anóxicas
terminan lesionando las membranas celulares. Por lo que se arguye que existe un trayecto
común final de la lesión celular independientemente de sus causas. Por lo tanto, no es
sorprendente que independientemente de sus causas las células lesionadas muestran
alteraciones funcionales y morfológicas similares. A pesar de las similitudes, sin embargo
existen algunas diferencias entre la lesión celular causada por la hipoxia o aquél causado
por el daño a la membrana plasmática.
A. CAUSAS DE DAÑO DE MEMBRANA
Existen una gran variedad de agentes capaces de dañar las membranas celulares. Entre
los más importantes destacamos:
a) activación de proteasas endógenas
b) toxinas fosfolipasas exógenas en bacterias, venenos de serpientes
c) toxinas formadoras de poros
d) complemento (la secuencia de ataque del complemento, C5-C9)
e) infecciones virales que activan proteasas endógenas o fosfolipasas
f) entrada de Ca++ por cualquier causa
a) el daño sobre las ATPasas de membrana conduce a la tumefacción. Se trata de la
depleción del ATP celular por el bloqueo de la fosforilación oxidativa tal y como ocurre en
la anoxia.
- digitalis actúa sobre las ATPasas del músculo cardiaco.
- en el cerebro la toxina triethyl tin inhibe las ATPasas de los procesos podales de los
astrocitos, ocasionando la tumefacción de los mismos.
b) se encuentran en venenos, toxinas bacteriana y toxinas biológicas que hidrolizan los
fosfolípidos de membrana en lugares específicos.
- en la miositis clostridial de las ovejas y vacas se produce una necrosis muscular
esquelética extensiva por la secreción de potentes fosfolipasas por la bacteria del género
Clostridium que degrada las membranas de los miocitos, provocando la lisis de éstos de
eriitrocitos y vasos sanguíneos
- en la rhabdomiolisis exercional de los perros de raza de carreras greyhounds , aparecen
en los primeros estadíos de la enfermedad enzimas solubles liberados por los miocitos
dañados. El flujo de proteínas también va del plasma y fluido intersticial a la célula.
c) algunas proteínas exógenas se insertan directamente en la membrana para formar
complejos proteicos, que dejan unos canales, denominados porinas. Estos son los
mecanismos más importantes de virulencia en enfermedades de protozooa y bacterias, e
incluyen la lehisporin de la leishmaniasis, la alfa-toxina de las infecciones estafilocócicas, la
perfringolisina de la miositis clostridial y la alfa-hemolisina y enterohemolisina de las
infecciones ocasionadas por la E. coli.
d) los componentes del complemento son un sistema de proteínas circulantes. La cascada
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de ataque del complemento que activa el C9, necesita del C5-C8, que se inserta en la
membrana creando poros de 100nm de diámetro que causa la lisis celular por permitir
laentrada de calcio y sodio, al desequilibrarse el agua celular.
-PEROXIDACIÓN LIPÍDICA Y DAÑO CELULAR
La generación de radicales libres es quizás el mecanismo más común de daño celular y
muchos tóxicos y drogas químicas actúan por esta vía.
-CONSECUENCIAS MORFOLÓGICAS Y FUNCIONALES DEL DAÑO SOBRE LA
MEMBRANA CELULAR
La desagregación y degranulación del RER, causada presumiblemente por la peroxidación
lipídica, puede interferir directamente con la interacción de los ribosomas y el RNAm. A
continuación se producen todos los cambios descritos anteriormente, y actuación del Ca
sobre las mitocondrias y exacerbación de los efectos sobre la célula. Seguidamente se
produce una reducción en la síntesis de proteínas. Concretamente de la apolipoproteína,
sintetizada en los hepatocitos. Esta proteína utilizada en la síntesis en la exportación de
los triglicéridos conduce a un acúmulo de lípidos en el interior del hepatocito,
conduciendo a una lipidosis. De hecho, el acúmulo de lípidos es una de las causas
comunes de muchas formas de daño celular.
Los rasgos descritos son anteriormente por la intoxicación de CCl4 son probablemente el
resultado de una peroxidación lipídica, con la consecuente disfunción de la membrana.
Los rasgos que diferencian sean probablemente la implicación inicial del RER.
Mitocondrias
Los cambios en la estructura mitocondrial y
en sus funciones son los primeros indicadores de
la lesión celular hipóxica. Inicialmente la
mitocondria sufre una condensación de la
matriz, y a continuación
una tumefacción mitocondrial, con disminución
de la altura de las crestas mitocondriales.
Hasta este momento la lesión celular es de tipo
reversible. Si progresa la tumefacción, los
gránulos de la matriz desaparecen y esta
conserva una apariencia aclarada. Se forman
unas condensaciones densas de depósitos
amorfos correspondientes a lipoproteínas y proteínas desnaturalizadas. Asimismo, la
entrada del ión Ca++ provoca depósitos de sales insolubles. Se forman megamitocondrias,
mitocondrias de menor tamano.
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La Membrana Plasmatica
Es también uno de los primeros orgánulos que sufre los cambios hipóxicos celulares. Se
manifiesta morfológicamente por hinchamiento y pérdida de las estructuras
especializadas. Estas distorsiones se acompañan de cambios en el citoesqueleto, ya que
son especialmente sensibles a las concentraciones de iones y especialmente al calcio.
Sus funciones:
- mantenimiento de la concentración
De iones y agua conservando el
Volumen celular y la permeabilidad
celular
- receptora de estímulos
- protección física .
El fracaso de la bomba de Na/K,
sistema energético
dependiente, El daño directo de las membranas celulares, tanto de la
plasmática como la de las organelas, es la segunda vía en importancia de lesión
celular. De hecho, las situaciones anóxicas terminan lesionando las membranas celulares.
El Retículo Endoplásmico Rugoso
En los primeros estadios sufre una dilatación y fragmentación. Producida por el acúmulo
de agua e iones de sodio en su interior, al atravesar la membrana hacia la luz cisternal, a
continuación se produce una degranulación y desagregación de los polirribososmas. Más
tarde aparecen consecuencias sobre las proteínas ribosomiales y los ácidos nucleicos.
Lisosomas
Contienen potentes enzimas hidrolíticos capaces de digerir todos los componentes del
citoplasma. La evacuación enzimática provoca con toda seguridad la muerte celular y por
supuesto supone una exacerbación de la lesión. Sin ninguna duda la tumefacción
lisosomial es el primer cambio debido al flujo de iones yagua antes de que la lesión celular
sea irreversible. La evacuación de los enzimas al citosol celular antes de que se vuelva
irreversible la lesión es difícil demostrar. Esto contrasta con lo que ocurre con los
neutrófilos y macrófagos, en los que se secretan en la célula viva.
El Complejo de Golgi
Interviene en la síntesis proteica y puede sufrir una atrofia e hipertrofia de los sáculos y
acúmulos de material en el interior. Al igual que las anteriores también sufre una
tumefacción
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Ciclo de Krebs
Esquema didáctico del ciclo del ácido cítrico.
El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos
tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que
forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En células eucariotas,
se realiza en la mitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el
citoplasma, específicamente en el citosol.
En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la
oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía
en forma utilizable (poder reductor y GTP).
El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres
etapas, de las cuales, el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los
carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e
incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta
oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en
la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP
según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.
El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como
ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y
anabólica al mismo tiempo.
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El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. El ácido cítrico (6
carbonos) o citrato se regenera en cada ciclo por condensación de un acetil-CoA (2
carbonos) con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos). El citrato produce en cada ciclo
una molécula de oxaloacetato y dos CO2, por lo que el balance neto del ciclo es:
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2 + GTP +
2 CO2
Los dos carbonos del Acetil-CoA son oxidados a CO2, y la energía que estaba acumulada es
liberada en forma de energía química: GTP y poder reductor (electrones de alto
potencial): NADH y FADH2. NADH y FADH2 son coenzimas (moléculas que se unen a
enzimas) capaces de acumular la energía en forma de poder reductor para su conversión
en energía química en la fosforilación oxidativa.
El FADH2 de la succinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe
oxidarse nuevamente in situ. El FADH2 cede sus dos hidrógenos a la ubiquinona (coenzima
Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona la enzima.
Visión simplificada y rendimiento del proceso
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El paso final es la oxidación del ciclo de Krebs, produciendo un oxaloacetato y dos
CO2.
El acetil-CoA reacciona con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos) para formar
citrato (6 carbonos), mediante una reacción de condensación.
A través de una serie de reacciones, el citrato se convierte de nuevo en
oxaloacetato.
Durante estas reacciones, se substraen 2 átomos de carbono del citrato (6C) para
dar oxalacetato (4C); dichos átomos de carbono se liberan en forma de CO2
El ciclo consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2 CO2. También consume 3
NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H+ y 1 FADH2.
El rendimiento de un ciclo es (por cada molécula de piruvato): 1 ATP, 3 NADH +3H +,
1 FADH2, 2CO2.
Cada NADH, cuando se oxide en la cadena respiratoria, originará 2,5 moléculas de
ATP (3 x 2,5 = 7,5), mientras que el FADH2 dará lugar a 1,5 ATP. Por tanto, 7,5 + 1,5
+ 1 GTP = 10 ATP por cada acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.
Cada molécula de glucosa produce (vía glucólisis) dos moléculas de piruvato, que a
su vez producen dos acetil-CoA, por lo que por cada molécula de glucosa en el ciclo
de Krebs se produce: 4CO2, 2 GTP, 6 NADH + 6H + , 2 FADH2; total 32 ATP.
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Regulación
Muchas de las enzimas del ciclo de Krebs son reguladas por retroalimentación negativa,
por unión alostérica del ATP, que es un producto de la vía y un indicador del nivel
energético de la célula. Entre estas enzimas, se incluye el complejo de la piruvato
deshidrogenasa que sintetiza el acetil-CoA necesario para la primera reacción del ciclo a
partir de piruvato, procedente de la glucólisis o del catabolismo de aminoácidos. También
las enzimas citrato sintasa, isocitrato deshidrogenasa y α-cetoglutarato deshidrogenasa,
que catalizan las tres primeras reacciones del ciclo de Krebs, son inhibidas por altas
concentraciones de ATP. Esta regulación frena este ciclo degradativo cuando el nivel
energético de la célula es bueno.
Algunas enzimas son también reguladas negativamente cuando el nivel de poder reductor
de la célula es elevado. El mecanismo que se realiza es una inhibición competitiva por
producto (por NADH) de las enzimas que emplean NAD+ como sustrato. Así se regulan,
entre otros, los complejos piruvato deshidrogenasa y citrato sintasa.
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Bibliografia
http://introduccionpatologi.blogcindario.com/2008/05/00004.html
escuela.med.puc.cl/publ/patologiageneral/Patol_012.html
www.elergonomista.com › Inicio › Lecciones de medicina
es.wikipedia.org/wiki/Atipia_celular
http://www.uch.ceu.es/anatomia_patologica/Asignaturas/APG_03/TEMA3_MEC
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Krebs
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