Histología Alumno: Torres Franco Anel Joanna Grupo: 2CM13 Profesor: Dra. Marisol Pineda Reynoso Resumen: APOPTOSIS Y NECROSIS Tipos de Muerte Celular La homeostasis en organismos eucariotas se mantiene por la existencia de mecanismos que regulan la proliferación, diferenciación y muerte celular. Los dos tipos de muerte celular conocidos en organismos son la necrosis y la apoptosis. La necrosis implica un carácter patológico y se desencadena tras un daño celular extremo (por falta de oxígeno o envenenamiento, por ejemplo), que daña irreversiblemente el funcionamiento de la célula. En cambio, la apoptosis responde a la puesta en marcha de un mecanismo interno de la célula para terminar con su vida. Este mecanismo lo induce el propio organismo para la eliminación de células no deseadas, bien por necesidades del desarrollo embrionario, para el mantenimiento fisiológico en la etapa adulta, o bien porque, debido a mutaciones o lesiones, esas células son dañinas para el propio organismo. La muerte celular puede ser considerada como un fenómeno necesario para la remodelación y el recambio de los tejidos. Kerr et al. describieron un tipo de muerte celular que experimentaban células aisladas y que no se acompañaba de reacción inflamatoria. Este tipo de muerte celular se denominó “apoptosis” —término (del griego apo, «desde», y ptosis, «caída») que hace referencia para describir la caída de los pétalos de una flor o de las hojas de un árbol— para distinguirla de la necrosis (término del griego nekrós, «muerte»), único proceso de muerte celular conocido hasta entonces y que ocurre en situaciones patológicas. En los seres humanos, como en todos los organismos multicelulares, los ritmos de proliferación y muerte celular determinan la producción celular neta. Una anomalía de estos ritmos puede causar trastornos por acumulación celular (p.ej., hiperplasia, cáncer, enfermedades autoinmunitarias) o trastornos por pérdida celular (atrofia, enfermedades degenerativas, SIDA, lesión isquémica). Tomemos en cuenta que acumulación y atrofia son dos cosas diferentes en ambos procesos. Por lo tanto, el equilibrio (homeostasis, que anteriormente ya habíamos mencionado) entre la producción celular y la muerte celular debe ser mantenido con precisión. Entonces, para concretar; la muerte celular puede ocurrir como resultado de una lesión celular aguda o de un programa de suicidio codificado internamente (lesión accidental de la célula o de mecanismos que provocan que la célula se autodestruya). Existen dos principales mecanismos de muerte celular, a continuación se mencionan: Características morfológicas y bioquímicas que sufre una célula en apoptosis. APOPTOSIS La apoptosis es una forma de suicidio celular que elimina las células que ya no son necesarias o han sufrido lesiones imposibles de reparar, sin inducir una respuesta inflamatoria potencialmente lesiva, ocurre en condiciones fisiológicas normales. En este tipo de muerte celular usa unas enzimas activadas por señales específicas desmantelan el núcleo y el citoplasma, generando fragmentos que son reconocidos y eliminados con rapidez por los fagocitos, también es activado por una variedad de señales extrínsecas e intrínsecas. Además, sigue un programa genético y requiere de la síntesis previa de algunas proteínas implicadas en el desencadenamiento de la muerte celular. La apoptosis juega un papel muy importante tanto en circunstancias fisiológicas (células innecesarias o senescentes) como patológicas (células dañadas). fragmentación del ADN ocurre en el núcleo disminución del volumen celular pérdida de la función mitocondrial Vesiculación de la membrana formación de los cuerpos apoptóticos A) Se observa claramente la fuerte condensación de la cromatina (asterisco), como rasgo característico de las células en apoptosis. Suceso irreversible que predestina a la célula a morir. Se activan endonucleasas nucleares. Estas enzimas cortan el ADN en forma selectiva, que generan pequeños fragmentos oligonucleosómicos. La cromatina nuclear, se aglomera y el núcleo se divide en varios fragmentos individuales limitados por la envoltura nuclear. Por acción del citoesqueleto, la membrana plasmática se retrae, se ondula y forma pequeñas prominencias, y por lo tanto, la contracción del citoplasma. Causada por cambios en la permeabilidad de los conductos de la membrana mitocondrial. Las proteínas del espacio intermembranal, como la citocromo c y SMAC/DIABLO se liberan hacia el citoplasma para activar una cascada de enzimas proteolíticas denominadas caspasas, que son responsables por desmantelar a la célula. Producto de las alteraciones de la membrana celular. Estos cambios causan que la membrana plasmática modifique sus propiedades físicas y químicas, originando la formación de protuberancias sin la pérdida de la integridad de la membrana. El paso final de la apoptosis trae como consecuencia el rompimiento celular. Son eliminadas con rapidez y sin dejar rastros por las células fagocíticas. Mecanismos de la apoptosis La apoptosis ocurre por dos vías, la mitocondrial (o intrínseca) y la del receptor de muerte (o extrínseca), que muestran diferencias en su inicio y en las señales moleculares. Mecanismos de la apoptosis. Las dos vías de la apoptosis se diferencian en la inducción y la regulación, pero ambas culminan en la activación de las caspasas. En la vía mitocondrial (intrínseca): 1. Las proteínas solo BH3 que se relacionan con miembros de la familia de BCL-2, perciben la falta de señales de supervivencia, o las lesiones en el ADN o las proteínas. 2. Estas proteínas solo BH3 activan moléculas efectoras, que aumentan la permeabilidad de las mitocondrias. 3. En presencia de una deficiencia de BCL-2 y otras proteínas que mantienen la permeabilidad mitocondrial, las mitocondrias se hacen permeables y diversas sustancias, como el citocromo c. 4. El citocromo c y otras proteínas proapoptósicas entran al citosol y activan las caspasas. 5. Las caspasas (son cisteína proteasas que degradan las proteínas) activadas inducen los cambios que culminan en la muerte y la fragmentación de las células. 6. En la vía del receptor de muerte, las señales procedentes de los receptores de la membrana plasmática condicionan el ensamblaje de proteínas adaptadoras en un «complejo de transmisión de señales inductoras de muerte», que activa las caspasas, y el resultado final será el mismo. 7. El resultado final de la muerte celular apoptósica es la eliminación de los cuerpos apoptósicos por los fagocitos. La vía del receptor de muerte (extrínseca): 1. La ruta extrínseca se activa cuando, debido a las condiciones extracelulares, las células de señalización liberan determinadas citocinas, como el factor de necrosis tumoral (TNF, tumor necrosis factor), que luego se une a sus receptores en la célula diana. 2. Estos receptores de TNF son proteínas transmembrana cuya cara citoplásmica se une a moléculas o proteínas adaptadoras a las que a su vez se unen las caspasas. 3. Una vez que el TNF se liga a la porción extracelular de su receptor, se transduce la señal y se activa la caspasa 8. 4. La caspasa 8 activada se libera y, a su vez, desencadena una cascada de caspasas que da lugar a la degradación de los cromosomas, las láminas nucleares y las proteínas del citoesqueleto. 5. Finalmente, toda la célula se fragmenta. 6. Los fragmentos de la célula, conocidos como cuerpos apoptóticos, son fagocitados por los macrófagos. Sin embargo, estos macrófagos no liberan citocinas que iniciarían una respuesta inflamatoria. NECROSIS La necrosis, o muerte celular accidental, es un proceso patológico. Es causada por daños graves de tipo físico, químico u osmótico que provocan una pérdida de la regulación del volumen celular y un cese de las funciones sintéticas (p.ej., hipotermia, hipoxia, radiación, bajo pH, traumatismo celular) que causa una lesión celular aguda y un daño a la membrana plasmática. Existe una respuesta inflamatoria asociada al suceso y, generalmente, un importante número de células contiguas resultan afectadas. Dos características típicas de este proceso son la tumefacción celular rápida y la lisis celular. Entre los cambios irreversibles destacan un rápido aumento de tamaño, la rotura de las membranas celulares y la posterior salida de los componentes celulares al espacio intercelular. La necrosis comienza con la pérdida de la capacidad de las células para mantener la homeostasis, como consecuencia de la lesión celular, el daño a la membrana celular conduce al ingreso de agua y de iones extracelulares. Por lo tanto, los orgánulos intracelulares como la mitocondria, el RER y el núcleo, sufren cambios irreversibles que son causados por la tumefacción celular y la ruptura de la membrana celular, y así, la muerte celular necrótica suele asociarse con un daño extenso del tejido circundante y una respuesta inflamatoria intensa. Características de la necrosis disolución de las membranas celulares Fuga de enzimas lisosómicas Inflamación local Tanto la membrana plasmática como las lisosómicas, por lesiones en los lípidos que las conforman y actividad de las fosfolipasas. Que digiere la célula. En respuesta al contenido de la célula muerta liberado. Estos factores liberados incluyen ATP, ácido úrico y otras muchas moléculas que normalmente están dentro de las células sanas y cuya liberación refleja una lesión celular grave. Cambios morfológicos en las lesiones celulares reversibles e irreversibles (necrosis). (A) Túbulos renales normales con células epiteliales viables. (B) Lesión isquémica precoz (reversible) que muestra bullas en la superficie, aumento de la eosinofilia del citoplasma y tumefacción de algunas células ocasionales. (C) Lesión necrótica (irreversible) de las células epiteliales, con fragmentación de las células, pérdida de núcleos y salida de su contenido. (Por cortesía de los Dres. Neal Pinckard y M. A. Venkatachalam, University of Texas Health Sciences Center, San Antonio.) Mecanismos de la necrosis ➔ Mecanismo efector de la necrosis: El insulto que induce la necrosis, en forma directa o indirecta. ➔ Gatilla la activación de cascadas proteolíticas que participan en la destrucción celular. ➔ Las proteasas calpaínas activadas por calcio, junto a las catepsinas lisosomales liberadas en el citoplasma, y las caspasas contribuyen a la necrosis. ➔ Eventos proteolíticos destructivos. ROS, especies radicalarias de oxígeno. Apoptosis Necrosis Destrucción, inducida por la caspasa, de elementos del citoesqueleto que da lugar a células redondeadas Las células se hinchan y se forman vesículas El núcleo se vuelve picnótico debido a la condensación de la cromatina y después se produce la fragmentación nuclear como resultado de la degradación del ADN (cariorrexis). El contenido celular está presente libremente en el espacio extracelular Se forman vesículas en la periferia de la célula Los núcleos se vuelven picnóticos y se lisan, un proceso conocido como cariólisis. El citoplasma se condensa, por lo que se tiñe de color más oscuro La célula se fragmenta en cuerpos apoptóticos que son fagocitados por los macrófagos Referencias: ➔ Gartner, L.P. Texto de Histología, 5ta Ed. Citoplasma: Núcleo, Apoptosis y necrosis. pp. 63 - 64. Consultado el 03 / 09 / 2022. ➔ Calvo. A. Biología celular biomédica. CAPÍTILO 15. División celular y muerte programada. pp. 357 – 363. Consultado el 03 / 09 / 2022. ➔ Pawlina, W; Ross, M.H. 7ma Ed. CAPÍTULO3. El núcleo celular. Muerte Celular. pp. 99 – 102. Consultado el 03 / 09 / 2022. ➔ Kumar, V; Abbas, A. K.; Aster, J.C.; Deyrup, A. T. CAPÍTULO 1: LESIONES Y MUERTE CELULAR: Muerte Celular. pp. 2 – 6. Las células necrosadas y sus restos no son fagocitados El sistema inmunitario no reacciona al tejido necrosado
