Papel fisiológico y patológico
La apoptosis es necesaria para el organismo tanto en condiciones normales como en el desarrollo de patologías. Es una herramienta universal de «limpieza» de material celular innecesario o peligroso.
- En la normalidad y durante el desarrollo: Asegura la eliminación de células en la embriogénesis (por ejemplo, la muerte de hasta el 75% de los neuroblastos durante la formación del cerebro). Ayuda a eliminar los inmunocitos tras finalizar la respuesta inmune o los clones autoagresivos en el timo. Condiciona el envejecimiento tisular: involución del endometrio, atresia folicular en mujeres y cambios prostáticos en hombres.
- En infecciones: La introducción de ácido nucleico viral o bacteriano activa el programa de muerte. Esto es característico de las hepatitis virales, el VIH, la difteria y la tuberculosis.
- En lesiones: Dosis subletales de radiación, hipoxia, alta temperatura o citostáticos desencadenan la apoptosis sin llevar a la célula a una destrucción grosera.
- En el crecimiento tumoral: La activación de la apoptosis (por ejemplo, por el factor de necrosis tumoral TNF-α) constituye la base de la terapia antitumoral. Sin embargo, las propias células cancerosas a menudo aprenden a bloquear este proceso mediante genes antiapoptóticos.
Apoptosis y necrosis: diferencias clave
Ambos procesos conducen a la muerte celular, pero sus escenarios difieren radicalmente.
| Característica | Apoptosis | Necrosis |
|---|---|---|
| Causa | Señal de información | Acción destructiva directa |
| Carácter | Programado, dependiente de energía | Violento, pasivo |
| Final | Desintegración en cuerpos membranosos | Lisis (rotura) celular |
| Reacción tisular | No hay inflamación | Se desarrolla inflamación |
Cuatro etapas de la apoptosis
El proceso de «suicidio» celular está estrictamente ordenado y atraviesa cuatro etapas sucesivas:
- Iniciación. Los receptores captan la señal de muerte. Las señales pueden ser transmembrana (déficit de factores de crecimiento, influencia de FasL o TNF) o intracelulares (acidosis, estrés oxidativo, virus, penetración de glucocorticoides). Todas dirigen la información hacia el genoma.
- Programación. La célula decide su destino. La señal puede ir de forma directa (mediante proteínas adaptadoras y la salida de citocromo C de las mitocondrias) o de forma indirecta (mediante la activación de genes promotores de muerte y la supresión de genes protectores).
- Realización (etapa efectora). Entran en acción las enzimas destructoras. Las caspasas efectoras escinden las proteínas del citoesqueleto y del núcleo, mientras que las endonucleasas fragmentan el ADN. La célula se encoge y se desintegra en fragmentos: cuerpos apoptóticos.
- Eliminación. En la superficie de los cuerpos apoptóticos aparecen ligandos-marcadores específicos. Los fagocitos los reconocen, engullen y digieren los restos. El contenido de la célula muerta no se vierte al exterior, por lo que el tejido permanece intacto.
Reguladores moleculares: promotores e inhibidores
En la etapa de programación, el equilibrio de la actividad de genes específicos y sus productos proteicos desempeña un papel clave:
- Promotores (estimuladores) de la apoptosis: Productos de los genes Bad, Bax, así como de los antioncogenes p53 y Rb. Contribuyen a la activación de enzimas destructoras.
- Inhibidores (protectores) de la apoptosis: Productos de la expresión de los genes Bcl-2 y Bcl-XL. Su tarea principal es disminuir la permeabilidad de las membranas mitocondriales e impedir que el factor desencadenante (citocromo C) salga al citosol.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué marcadores (ligands) concretos aparecen en la superficie de los cuerpos apoptóticos para su reconocimiento por los macrófagos?
Para un rápido reconocimiento y fagocitosis por los macrófagos, en la superficie de las células apoptóticas se expresan moléculas específicas.
Entre los principales marcadores de la apoptosis se encuentran:
- Fosfatidilserina: normalmente se encuentra en la superficie interna, pero durante la apoptosis se altera la asimetría de la membrana y se expone hacia el exterior.
- Trombospondina: marcador específico reconocido por los receptores de los fagocitos.
- Residuos desialilados de glicoconjugados de membrana: aseguran la rápida absorción de los cuerpos apoptóticos.
¿Cuáles son las dos principales vías de activación de la apoptosis (extrínseca e intrínseca) que se distinguen y en qué consisten?
En el mecanismo de ejecución del programa de apoptosis se distinguen dos vías principales, que convergen en la activación de las caspasas.
| Vía de apoptosis | Esencia del proceso |
|---|---|
| Extrínseca (receptor) | Se realiza mediante la interacción de un ligando externo con los receptores de muerte en la superficie de la membrana, lo que conduce al ensamblaje del complejo y a la activación de la caspasa 8. |
| Intrínseca (mitocondrial) | Está asociada con el aumento de la permeabilidad de la membrana mitocondrial, la liberación de citocromo c al citosol y la formación del apoptosoma, donde se activa la caspasa 9. |
¿Qué «receptores de muerte» participan en la transmisión transmembrana de la señal apoptótica?
La transmisión transmembrana de señales se lleva a cabo a través de moléculas específicas de la superficie celular, la mayoría de las cuales contiene un «dominio de muerte» intracelular.
En el desencadenamiento de la apoptosis participan los siguientes «receptores de muerte»:
- Receptores Fas (CD95 o Fas/APO) interactúan con el ligando FASL.
- Receptor de TNF tipo I (TNFRI) se une al factor de necrosis tumoral (TNF).
- Receptores DR4 y DR5 interactúan con el ligando TRAIL.
- Receptores DR3 y DR6 son activados por el ligando TL1A.
Para no confundir los genes que regulan la apoptosis, guíate por asociaciones: Bax y Bad son los chicos «malos» (bad) para la célula, ya que estimulan su muerte. Y Bcl-2 es un «bloqueo» (block), un inhibidor que protege a la célula de la muerte.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué no se produce inflamación durante la apoptosis?
Porque la membrana celular conserva su integridad hasta el final. La célula se desintegra en vesículas membranosas ordenadas (cuerpos apoptóticos), su contenido agresivo no llega al espacio intercelular y es rápidamente fagocitado por los fagocitos.
¿Qué papel desempeña el citocromo c en la muerte celular?
En condiciones normales se encuentra dentro de las mitocondrias. Al desencadenarse la apoptosis, la permeabilidad de la membrana mitocondrial aumenta, el citocromo c sale al citosol y actúa como un potente desencadenante para la activación de enzimas efectoras (caspasas).
¿Puede ser inducida la apoptosis por virus?
Sí, la infección de la célula por un ácido nucleico extraño (virus o bacterias) es una fuerte señal intracelular para la apoptosis. Es un mecanismo de defensa característico de las hepatitis, la infección por VIH y otras enfermedades.
Qué más repasar sobre el tema
- Clasificación de las señales transmembrana: positivas, negativas y mixtas
- Influencia de los factores físico-químicos (acidosis, radicales libres) en la iniciación de la apoptosis
- Necroptosis: necrosis programada con la participación del necrosoma y las quinasas RIPK
- Piroptosis: muerte celular inflamatoria a través del inflamasoma y la caspasa-1
- Mecanismos de supresión de la apoptosis en células tumorales (papel de los genes bcl-2 y c-fos)
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