La apoptosis (apoptosis griega - caída de la hoja) es un proceso de muerte celular programada, es un fenómeno completamente natural que permite la eliminación de células anormales, dañadas y usadas del cuerpo. Vale la pena averiguar qué es exactamente, si la apoptosis es dañina, cuándo ocurre y qué procesos conducen a ella.
Tabla de contenido:
- Inicio de la apoptosis
- El curso de la apoptosis
- Control de la apoptosis
- Apoptosis y enfermedades
La apoptosis es un proceso fisiológico, natural que se desarrolla de forma continua en todo organismo sano, es fundamental para el buen funcionamiento del organismo. Gracias a la apoptosis, el cuerpo puede 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 células 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. Quizás los nuevos métodos de tratamiento que permitan el proceso de apoptosis en las células cancerosas se conviertan en un método de tratamiento eficaz.
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 que el cuerpo se esfuerza por mantener un equilibrio entre la destrucción de células y la formación de nuevas. El proceso de muerte celular puede ocurrir de varias formas, 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 muy diferente, el proceso es completamente normal, fisiológico, unicelular y esencial en un organismo que funciona normalmente.
- Autofagia: implica que la célula se digiera a sí misma mediante sus propias enzimas.
A pesar de su impacto negativo, la apoptosis es un fenómeno normal y regular, está dirigido al bien de todo el organismo, permitiendo la sustitución de células ineficientes y desgastadas por otras nuevas. Las células extraídas son principalmente aquellas que podrían volverse peligrosas para el huésped, por ejemplo, cancerosas o neoplásicas.
Por tanto, la apoptosis ayuda a mantener la homeostasis, es decir, el equilibrio del organismo. El proceso de muerte celular programada es un fenómeno muy complejo que involucra a decenas de enzimas y proteínas. El momento de su aparición tampoco es accidental, está determinado por muchas vías de señalización que se activan como resultado del daño celular: sus orgánulos o material genético.
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Inicio de la apoptosis
La activación de la apoptosis está asociada a la activación o inhibición de la acción de determinadas proteínas (pro y antiapoptóticas) que están constantemente presentes en la célula. La forma en que ocurre el proceso depende del tipo y 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 llamada vía interna, en la que las mitocondrias juegan un papel dominante, y la vía externa, 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 linfocitos)
- interacciones con células vecinas
- factores físicos
- deficiencia de nutrientes.
En el caso de la vía extrínseca, los estímulos ambientales actúan sobre receptores ubicados en la membrana celular (los llamados receptores de muerte), que desencadenan una cascada de señales intracelulares que conducen a la apoptosis.
En el caso de la vía intrínseca, las mitocondrias juegan un papel clave. Tras su daño por diversos factores, las proteínas proapoptóticas 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 un aumento de la concentración de iones calcio en la célula. El aumento de la cantidad de este ion es un desencadenante de la apoptosis.
El curso de la apoptosis
La transición de una célula a la apoptosis puede reconocerse por su separación de otras, y es el primer paso en este proceso. Es el resultado de cambios de electrolitos, deshidratación celular y cambios en su forma. Luego se fragmenta el núcleo celular y se forman los llamados cuerpos apoptóricos, estos son restos celulares que serán absorbidos por las células vecinas o "comidos" por los macrófagos. Tal curso de apoptosis hace que la célula se elimine "en silencio", no provoca el desarrollo de una reacción general: la 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 celular sobre la activación de los mecanismos de reparación o su abandono y el inicio del proceso de desintegración celular. En este proceso participan las caspasas, las proteínas BID y BAX, y los linfocitos T liberan granzimas en el interior de las células que, entre otras, liberan iones calcio estimulando la apoptosis.
2. Fase ejecutiva: en esta etapa, las caspasas desarrollan su función completa, destruyen las proteínas celulares, estructurales y enzimáticas:
- ADN polimerasa y ADN quinasa, que previenen la reparación de ácidos nucleicos
- láminas, dañando la membrana nuclear.
En esta fase tiene lugar la deshidratación de la célula, más cambios de 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 determinada de aminoácidos. Su activación se produce de forma similar a una avalancha: la caspasa activada activa la siguiente.
Curiosamente, a pesar de la descomposición de muchas proteínas celulares, los orgánulos celulares permanecen intactos y penetran completamente en los cuerpos apoptóricos.
3. La fase de limpieza consiste en la fagocitosis, es decir, la absorción de los restos celulares, con mayor frecuencia por las células fagocíticas: los macrófagos.
Control de la apoptosis
La apoptosis es un proceso estrictamente regulado, tanto su inicio como su curso. El control es principalmente de la familia de proteínas Bcl-2, que incluyen proteínas anti-apoptóticas - contrarrestan el desarrollo de apoptosis (por ejemplo, Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) y proapoptóticas - promoviendo su aparición al dañar la membrana mitocondrial (Bid, Bak, Malo).
La expresión o actividad de estas proteínas depende de las condiciones en las que está presente la célula, así como de su condición: si el daño es grande o las condiciones externas no son favorables, se activan proteínas proapoptóticas.
En condiciones normales, las proteínas antiapoptóticas dominan e inhiben el proceso de muerte celular programada. Además, se ha demostrado que la apoptosis también está controlada por genes, uno de los cuales es el gen p53, que pertenece a los factores proapoptóticos. Su producto, la proteína p53, desencadena el proceso de muerte celular suicida si el daño al material genético es tan severo que la reparación del ADN es imposible.
Por lo tanto, esta proteína a veces se denomina "guardiana del genoma" porque determina si una célula detendrá la división celular para reparar el daño que ha ocurrido, o si sufrirá apoptosis.
Apoptosis y enfermedades
Se ha comprobado que el desequilibrio entre la formación de nuevas células y la eliminación de células viejas es la causa de muchas enfermedades, por lo que el control celular de la apoptosis es sumamente importante y su alteración puede tener consecuencias muy graves.
Si las células son resistentes a la muerte por apoptosis, se puede desarrollar cáncer o una enfermedad autoinmune (p. Ej., Artritis reumatoide). En ambos casos, las células enfermas no sufren el proceso apoptótico, son "resistentes" al mismo 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 daño orgánico.
Actualmente probados, los últimos fármacos oncológicos actúan en la etapa de apoptosis (el mecanismo de acción es promover la presencia de proteínas proapoptóticas) 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, tal terapia no siempre es efectiva, porque la actividad de los factores que inhiben la apoptosis no es infrecuente que aumenta en las células tumorales, lo que no solo dificulta la lucha contra ellas, sino que también conduce a un crecimiento y multiplicación incontrolados.
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