Muerte Celular programa del eritrocito.

Muerte Celular programa del eritrocito y
la intoxicación por plomo.
MUERTE CELULAR PROGRAMDA EN EL
DESARROLLO ANIMAL
 La muerte celular programada ocurre durante el desarrollo de
los animales y juega un rol fundamenta en la homeostasis de los
tejidos; Una regulación anormal de este proceso está asociada
con una gran variedad de enfermedades humanas, entre ellas
desordenes en el desarrollo, en la respuesta inmune,
neurodegeneración y cáncer. Cuando las células mueren en
respuesta a un estrés o daño ellas se hinchan y se rompen en un
proceso que se le conoce como “necrosis”. En contraste la
mayoría de las células que mueren durante el desarrollo normal
condensan su núcleo retienen la integridad de la membrana y
rápidamente son eliminados por fagocitosis este proceso es
llamado apoptosis.
APOPTOSIS
•
APOPTOSIS
Es un conjunto de reacciones bioquímicas que
producen la muerte de una célula de
manera controlada, este proceso esta
involucrado en los mecanismos de
remodelación y desarrollo de la célula, se
caracteriza por la condensación del
contenido de la célula, la ruptura de las
membranas nucleares y la formación de
cuerpos apoptóticos.
ERITROCITOS COMO MODELO DE ESTUDIO
La toma de muestra es relativamente sencilla.
Se conoce mucho de su bioquímica y fisiología.
Constituyen el medio de distribución de plomo al resto de los órganos.
Se han caracterizado muchos eventos fisiopatológicos inducidos por la
exposición a plomo.
Se ha asociado el daño oxidativo con el incremento de calcio intracelular
libre.
Los eritrocitos sufren de una forma de muerte celular programada.
Es el modelo ideal para estudiar si existe la muerte celular programada
inducida por exposición a plomo.
ERIPTOSIS
•
ERIPTOSIS
Por su parte este proceso es la muerte celular
programada del eritrocito, el cual al carecer de
núcleo y mitocondrias se creía no presentaba
dicho proceso, sin embargo estudios realizados
por varios grupos (Lang y col.) demostraron
varias características en el eritrocito, en estudios
«in vitro»idénticas a la apoptosis, como el
incremento en el calcio intracelular libre, la
activación de proteasas y la externalización de
fosfatidilserina
Se desconoce si la intoxicación con plomo en humanos es capaz de provocar un
incremento en el proceso eriptótico.
Lang et al 2004
¿Qué es la “eriptosis”?
 La eriptosis es un proceso fisiológico que permite retirar a
los eritrocitos envejecidos de la circulación evitando la
hemolisis y evitando procesos inflamatorios.
 Este fenómeno se caracteriza por una serie compleja de
cambios bioquímicos que incluye alteraciones en los sistemas
de transporte, vías de transducción de señales, enzimas
efectoras y translocación de fosfolípidos de la membrana.
Estudios realizados in vitro han propuesto que la “eriptosis”
puede ser iniciada por alteraciones oxidativas, energéticas y
de daño osmótico.
Entonces, ¿Es mala la eriptosis?
 Los eritrocitos durante su vida diaria son expuestos a muchas
situaciones de estrés importante, en promedio ellos pasan un
minuto en el pulmón donde ellos son expuestos a estrés oxidativo,
más de una hora ellos viajan a través del riñón donde encaran un
choque osmótico. Los eritrocitos se deforman alargándose cada
vez que ellos pasan a través de los capilares poniendo a prueba la
integridad de los mismos al exponerlos a un estrés mecánico. La
ruptura de la membrana celular del eritrocito libera hemoglobina
del fluido extracelular la cual podría ser filtrada al glomérulo del
riñón provocando una falla renal. Para evitar esas complicaciones,
los eritrocitos como cualquier otra célula requieren un mecanismo
que les permita salir de a circulación sin liberar los componente
intracelulares.
¿Qué pasa si se reduce o se
incrementa este proceso de muerte?
 Debido a que el incremento o la reducción de la eriptosis tendrán
un efecto nocivo sobre la fisiología del organismo: una reducción
de la eriptosis incrementa la posibilidad de síndromes hemolíticos,
ya que los eritrocitos envejecidos no pueden ser retirados de la
circulación y su hemólisis es inminente en el mismo sistema
circulatorio. Por otro lado, un incremento en el proceso de
eriptosis puede desencadenar en anemias y desajustes del
equilibrio síntesis degradación de los eritrocitos, incrementando la
cantidad de células inmaduras en la circulación.
 La eriptosis puede iniciarse no solo por envejecimiento,
es decir, de manera fisiológica, si no también puede ser
inducida prematuramente.
¿Quién activa este proceso?
 De manera ya más específica la muerte celular programada del
eritrocito podría ser disparada por la ligación de antígenos
específicos de la superficie como la glicoporina C, la
trombospondina -1 receptor CD47 y el receptor de muerte
CD95/fas. Otros estimuladores de la eriptosis incluyen:
Ceramidas, Prostaglandina E2, factor activante de plaquetas,
anticuerpos anti A IgG, hemolisina de vibrioparahemolitucus,
listeriolisina, paclitaxel, amantadina, azatioporina, ácido retinoico
, loropromazina, ciclosporina, metilglioxal,péptidos amiloides,
anandamida, Bay_Y5884, curcumina, valinomicina, aluminio,
mercurio, plomo, oro, y cobre. (Erythrocyte programmed cell
death Michel Föller, Stephan M huber and Florian Lang Life
60(10): 661-668, octuber 2008).
Enfermedades que aceleran el
proceso.
 En 2010 se reportan algunas enfermedades que aceleran el
proceso de eriptosis, entre ellas encontramos anemia hemolítica,
anemia falciforme, insuficiencia renal, enfermedad de Wilson,
sepsis entre otros, como son alteraciones genéticas, metabólicas e
infecciosas así como se ha sugerido que una exposición a
determinados tóxicos como plomo y arsénico pueden
incrementar dicho proceso, sin embargo hablando de dichas
exposiciones a metales pesados se han realizado las investigaciones
únicamente in vitro, hasta la fecha se desconoce si humanos
expuestos incrementan la eriptosis.(Ceramide in suicidal Death of
erythrocytes Florian lang, Erich Gulbins, Phillipp A. Lang,
Donatella Zapulla Cell Physiol Biochem;2010; 26:21-28)
IMPORTANCIA DE ESTUDIAR LA ERIPTOSIS EN PACIENTES
EXPUESTOS A PLOMO
 La eriptosis es un proceso fisiológico para destruir eritrocitos envejecidos o dañados evitando
el daño necrótico.
¿El plomo puede inducir un incremento en el proceso eriptótico?.
Estudiar los mediadores moleculares nos brinda la oportunidad de entender de mejor
manera la fisiopatología de la intoxicación con plomo.
 El aumento de la eriptosis puede provocar serio daños renales debido al exceso de
microvesiculas circulantes. Conocer las vías de señalización involucradas en la eriptosis
inducida por la exposición a plomo puede ser útil desde el punto de vista terapéutico y de
diagnóstico.
Pb2+
Cai2+
ATP
DAÑO OXIDATIVO
GSH
FC
(+)
LFC
(+
)
DIRECTO
O
INDIRECTO
Pb2+
Cai2+
AA
ADP, Pi
(+)
(+)
(+)
FAP
PGE2
(+)
FS
CALPAINA
Citoesqueleto
SM
ESFINGOMIELINASA
K+
Ceramida
(+)
FS
¿Cómo se ven los eritrocitos
envejecidos?
CITOMETRIA DE FLUJO DE ERITROCITOS
(A) ERITROCITOS
(B) ERITROCITOS
INCUBADOS CON PLOMO
(C) ERITROCITOS
INCUBADOS CON PLOMO +
ACIDO ACETILSALICILICO
Figura 7. Grafica de puntos donde se representa los cambios en el tamaño y la morfologia en eritrocitos (A) , eritrocitos
incubados con plomo (B) y eritrocitos incubados con plomo y ácido acetilsalicilico (C).
DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN GSH/GSSG EN
TRABAJADORES EXPUESTOS A PLOMO
Figura 19 . Relación de GSH/GSSG en eritrocitos de ambas poblaciones no expuesta (n = 25) y expuesta (n = 36),
*p<0.0001, según la prueba de t-student.
CALCIO INTRACELULAR EN PACIENTES
EXPUESTOS A PLOMO
[Ca]i M
150
*
100
50
to
s
Ex
pu
es
N
o
ex
pu
e
st
os
0
Figura 20. Calcio intracelular en eritrocitos, concentración de calcio intracelular en eritrocitos de la población no expuesta (n =
5) y expuesta (n = 12), *p < 0.0036, según la prueba t-student.
% de unión a Anexina V
EXTERNALIZACIÓN DE FOSFATIDILSERINA EN
TRABAJADORES EXPUESTOS A PLOMO
8
6
4
2
to
s
Ex
pu
es
N
o
ex
pu
e
st
os
0
Figura 21. Unión a Anexina-V- FITC en eritrocitos de la población no expuesta (n = 5) y expuesta (n = 12),
*p < 0.0036, según la prueba t-student.
Gracias!
Cinvestav IPN