Cambios ultraestructurales de la superficie y el citoplasma
La célula que entra en apoptosis experimenta una serie de cambios morfológicos característicos. En primer lugar, se pierden las estructuras superficiales especializadas: desaparecen las microvellosidades, se destruyen los puentes intercelulares y los contactos desmosomales. La célula pierde la conexión con sus vecinas y adquiere una forma redondeada.
En el interior se produce la condensación del citoplasma y la disminución del volumen total. Este proceso está asegurado por dos mecanismos:
- Deshidratación debido al trabajo de las bombas iónicas selectivas que regulan el intercambio de potasio y sodio.
- Entrecruzamiento de moléculas proteicas mediante la ayuda de las enzimas transglutaminasas.
A diferencia de la necrosis, no se produce la activación de enzimas hidrolíticas, por lo que las estructuras intracelulares se mantienen intactas durante mucho tiempo.
Transformación de orgánulos y del núcleo
A pesar de la retracción general de la célula, las mitocondrias y otros orgánulos conservan su integridad. El retículo endoplasmático liso sufre dilatación (se ensancha con la formación de vesículas llenas de líquido, que luego son expulsadas al exterior). Los ribosomas se agregan, formando estructuras semicristaloides específicas, y los elementos del citoesqueleto forman haces de microfilamentos dispuestos estrictamente paralelos a la membrana plasmática.
El núcleo sufre cambios radicales. Bajo la acción de las endonucleasas dependientes de $Ca^{2+}/Mg^{2+}$, el ADN se escinde, formando fragmentos de un mismo tamaño. La cromatina se condensa en forma de grumos y hemisferios, y aparecen cuerpos osmófilos. Los poros nucleares se concentran exclusivamente en aquellas áreas donde falta la marginación de la cromatina. Como resultado, el núcleo se retrae, sus contornos se vuelven festoneados y se fragmenta.
Formación y destino de los cuerpos apoptóticos
La etapa final de las reestructuraciones morfológicas es la escisión de la célula en varios fragmentos: cuerpos apoptóticos. Son formaciones pequeñas y redondeadas con una alta relación núcleo-citoplasma.
Cada cuerpo contiene un conjunto de orgánulos conservados, un fragmento de núcleo rodeado por una membrana de doble contorno, así como agua, iones de sodio y cloro. La membrana densa juega un papel crítico: aisla el contenido del sistema inmunitario y previene la salida de proteínas modificadas al espacio extracelular. Es exactamente por esto que en la apoptosis no se desarrolla inflamación. In vivo, los cuerpos apoptóticos existen solo unos pocos minutos, tras lo cual son fagocitados inmediatamente por las células vecinas.
Regulación genética y métodos de verificación
La apoptosis se desencadena ante reestructuraciones genéticas. En condiciones normales, la activación de los oncogenes celulares (c-fos, c-myc, c-bcl-2) conduce a la proliferación. Sin embargo, durante su expresión simultánea con el antioncogén p53, la célula muere. Esto indica una estrecha coordinación de los procesos de reproducción y muerte en el aparato genético.
Para una verificación morfológica fiable del proceso, se utilizan métodos que revelan cambios específicos en el ADN y las enzimas:
- Prueba TUNEL (método de marcaje in situ con bases de uridina). Detecta áreas de ADN no apareadas en los sitios de su escisión por endonucleasas. Permite visualizar células con núcleos retraídos y picnóticos, así como los propios cuerpos apoptóticos.
- Métodos de inmunohistoquímica (IHQ). Se emplean para detectar enzimas específicas de la apoptosis, en particular, las caspasas.
Característica comparativa con la necrosis
La apoptosis y la necrosis son dos formas fundamentalmente diferentes de muerte celular. Si la necrosis abarca un territorio extenso (desde una parte de la célula hasta un órgano entero) y se acompaña de una descomposición caótica del ADN con la activación de enzimas hidrolíticas, la apoptosis es un proceso focal. Afecta solo a células individuales, se distingue por la destrucción ordenada de la cromatina y la ausencia total de reacción inflamatoria alrededor de la estructura muerta.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué etapas se distinguen en el proceso de apoptosis?
- Iniciación.
- Programación.
- Realización del programa: la muerte celular directa asociada a la activación de enzimas destructivas.
- Eliminación de la célula muerta: fagocitosis de los cuerpos apoptóticos.
¿Qué vías principales de activación de la apoptosis existen?
- Vía extrínseca (de los receptores): se realiza a través de la interacción del ligando con los receptores de muerte en la superficie celular, lo que conduce a la activación de la cascada de caspasas.
- Vía intrínseca (mitocondrial): está asociada con el aumento de la permeabilidad de la membrana mitocondrial, la salida de citocromo c al citosol y la formación del apoptosoma.
¿En qué grupos se dividen las caspasas que participan en la apoptosis?
- Caspasas iniciadoras: caspasa 9 y caspasa 8, que participan en el inicio de la apoptosis.
- Caspasas ejecutoras (efectoras): caspasa 3 (la principal), caspasa 6 y caspasa 7, que llevan a cabo la destrucción directa de las estructuras celulares.
¿Qué células actúan como fagocitos para los cuerpos apoptóticos?
- Macrófagos especializados: fagocitan los cuerpos apoptóticos en los tejidos.
- Células vecinas (no inflamatorias): participan en la fagocitosis inmediata de los fragmentos de células muertas.
Para recordar la esencia de la apoptosis, imagine unos preparativos ordenados antes de un viaje: la célula «adelgaza» (deshidratación), empaca cuidadosamente sus pertenencias (orgánulos intactos) en maletas separadas (cuerpos apoptóticos) y se marcha silenciosamente sin llamar la atención de los vecinos (no hay inflamación).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué la apoptosis es difícil de ver en la microscopía óptica convencional?
El proceso transcurre muy rápidamente, y los cuerpos apoptóticos formados son fagocitados por las células vecinas literalmente en pocos minutos, sin dejar rastros en el tejido.
¿En qué se diferencia la destrucción del ADN en la apoptosis de la de la necrosis?
En la apoptosis, el ADN es escindido por endonucleasas estrictamente entre los nucleosomas con la formación de fragmentos idénticos, mientras que en la necrosis se produce una descomposición caótica del material genético.
¿Qué genes desencadenan el proceso de apoptosis?
La muerte celular se produce con la activación simultánea de oncogenes celulares (por ejemplo, c-fos, c-myc, c-bcl-2), que habitualmente responden por la proliferación, y el antioncogén p53.
Qué más repasar sobre el tema
- El papel de las caspasas en la verificación inmunohistoquímica de la apoptosis
- Mecanismos de acción de las endonucleasas dependientes de $Ca^{2+}/Mg^{2+}$
- Coordinación genética de la proliferación y la muerte celular (interacción de oncogenes y p53)
- Principio del método de marcaje in situ (prueba TUNEL)
- Mecanismos bioquímicos de la condensación del citoplasma (papel de las transglutaminasas y las bombas iónicas)
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