Apoptosis

La apoptosis o muerte celular programada es el proceso ordenado por el que la célula muere ante estímulos extra o intracelulares. Es fundamental en el desarrollo de órganos y sistemas, en el mantenimiento de la homeostasis del número de células y en la defensa frente a patógenos. Es un proceso finamente regulado que cuando se altera produce graves patologías como malformaciones, defectos en el desarrollo, enfermedades autoinmunes, enfermedades neurodegenerativas o aparición de tumores.

Este mecanismo celular es fundamental para muchos procesos, tales como, el remodelado durante el desarrollo embrionario. Esto es un ejemplo de eliminación de las zonas interdigitales. El desarrollo de órganos y sistemas. El establecimiento del correcto circuito de conexiones neuronales durante el desarrollo necesita que las neuronas que no establezcan contactos sinápticos mueran por apoptosis. También en el establecimiento de un repertorio inmune adecuado es necesario que los linfocitos T que reconocen antígenos propios mueran en el proceso de selección negativa.

También es fundamental para el mantenimiento de la homeostasis celular. Este proceso es crucial para el manteniendo de un número determinado de células estableciendo un equilibrio entre división y muerte celular. En sistemas como la médula ósea o el aparato digestivo es especialmente importante que los procesos de apoptosis funcionen adecuadamente. La defensa frente a patógenos o células infectadas por virus o bacterias disparan procesos de apoptosis como defensa. Ejemplo de defensas, es la que se da frente al desarrollo de tumores. Este proceso de apoptosis protege a otras células frente al desarrollo de algunos tipos de tumores.

Los estímulos que inducen apoptosis pueden ser extra o intracelulares. Citoquinas como el TNF, radiaciones, falta de señales hormonales o de factores tróficos son algunos ejemplos de estímulos extracelulares que inducen apoptosis. Mitosis incompleta, aumento de las especies reactivas de oxígeno, aumento del calcio citoplasmático o daños irreparables del ADN mediados por la molécula p53 son ejemplos de estímulos intracelulares que disparan procesos de apoptosis. 

Esta actividad comienza con la activación de unas proteínas llamadas caspasas, que producen una cascada proteolítica que culmina con la hidrólisis de proteínas estructurales y de enzimas reparadoras de ADN y con la activación de enzimas hidrolíticas como las endonucleasas. Estos estímulos extracelulares activan la caspasa 8 mientras que los intracelulares activan proteínas pro-apoptóticas e inhiben proteínas anti-apoptóticas de la familia Bcl-2. En respuesta a estímulos intracelulares o como vía alternativa promovida por la caspasa 8 (que vehicula los estímulos extracelulares) se forma el apoptosoma. La mitocondria está involucrada en la apoptosis inducida por daño o stress. En un primer momento se libera citocromo c al citoplasma. Éste se une a la proteína Apaf-1 que activa a la caspasa 9. 

La apoptosis es un proceso ordenado que contiene una serie de fases. La primera es la disminución del volumen celular y pérdida de las características de adhesión, luego la degradación de proteínas y fragmentación del ADN y la condensación cromatínica. Luego de esta fase surge la  aparición de burbujas en superficie, que ayudan a la fragmentación del núcleo, formando los cuerpos apoptóticos (rodeados de membrana). Al final se ejecuta la fagocitosis de estos cuerpos apoptóticos por macrófagos. En ninguno de los caso se vierte el contenido celular al exterior.

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Bibliografía

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Karp, G. (2009). Biología Celular y Molecular: conceptos y experimentos. McGraw Hill.