Muerte celular Flashcards
Rol de la muerte celular
–>Se generan y eliminan celulas de manera constante, por lo que la muerte celular cumple un rol fundamental en la regulación de este proceso
–>Ej sistema inmune, donde periodicamente se esta realizando apoptosis para controlar la vida media de sus células
Rol fisiologico o patologico
1.-Fisiologico
–>Desarrollo y morfogénesis; eliminación de membranas interdigitales o esculpir la forma del cerebro
–>Homeostasis de tejidos; mantener el numero de células optimo para el funcionamiento correcto del organismo
–>Eliminación de céluals dañadas o peligrosas
–>Control de vida media o actividad de una célula; apoptosis se gatilla como suicidoio para evitar que sucedan procesos patologicos, funcionando la apoptosis como un mecanismo de defensa
2.-Patológico (apoptosis como defecto)
–>Estrés oxidativo
–>Radiación
–>Agentes quimicos
–>Infección por patógenos virales y bacterianos
–>Mutaciones en enfermedades genéticas
Formas de muerte celular
Diversos mecanismo de muerte celular programada
1.-Necrosis; muerte no selectiva, no regulada, es accidentalm produce alteración en el entorno cleular
2.-Necroptosis; necrosis programada
3.-Apoptosis; altamente regulada. Consta de varias etapa en las que la célula debe estar activa metabolicamente, es decir, necesita ATP
Necrosis
–>Asociada a condiciones patológicas
–>Ej; veneno de insectos que contienen moleculas que ocasionan la entrada de electrolitos a la célula, causando desbalance electrolitico provocando la absorción de mucha agua y revienta, liberando su contenido citoplasmatico al medio extra celular, lo que genera inflamación
–>Caracteristica es que disminuye el metabolismo bajando los niveles de ATP
–>Bombas dejan de funcionar perdiendo el equilibrio ionico simetrico por falta de ATP debido a falla mitocondrial, provocando entrada masiva de agua, aumento del volumen y ruptura de membrana externa
Caracteristicas morfologicas
–>Aumento de volumen celular y mitocondrial
–>Su membrana plasmatica esta llena de agujeros y vesiculas (completamente permeabilizadas)
–>Citoplasma es traslucido debido a que la celula revento y libero su contenido
–>Respuesta inflamatoria
–>Disminución ATP
–>Nucleo normal
Necroptosis
–>Mecanismo de necrosis regulado por las rip-quinasas
–>Asociado a procesos inflamatorios y enfermedades como la esclerosis multiples, infecciones o daños autoinmune contra el sistema nervioso
–>Estimulos que pueden gatillar necroptosis son infecciones con patógenos de distintos tipos, bacterias, virus, cambios en los niveles de calcio, toxinas, etc
Apoptosis
–>Proceso de muerte regulada, esencial para mantener la homeostasis de los tejidos
–>Fenomeno activo que puede ser iniciado o inhibido por estimulos ambientales fisiologicos o patológicos
–>Mecanismo que regula el balance entre células vivas y células muertas
–>Alteración (aumento/disminución) es patologia como alzheirmer o parkinson (aumento) o cancer (disminución)
Caracteristicas morfologicas;
–>Condensación de la cromatina
–>Preservación de la membrana celular
–>Fragmentación de núcleo y organelos
–>Formación de cuerpos apoptóticos
–>Cuerpos apoptoticos son fagocitados por un macrófago, células dendriticas u otras celulas fagociticas
–>Se desmantela su estructura, se desarma el citoesqueleto, sus organelos se fragmentan, cromatina se condensa y el nucleo se fragmenta
–>Ocurre durante el desarrollo embrionario regulando la morfogénesis y maduración de sistemas regulatorios complejos (inmune y nervioso)
–>Células infectadas poseen receptores de la muerte que interactuan con ligandos “beso de la muerte” en que linfocito T ataca a celula cancerosa
Señales que gatillan la apoptosis
–>Señales fisiológicas; célula saludable puede sufrir apoptosis porque es necesario para mantener un equilibrio, ej celula de la membrana interdigital en la cual su programa genético se expresa un gen pro-apoptotico que la elimina
–>Señales patológicas; celula sufre apoptosis producto de daño, ej mutacione del DNA o exposicion a virus, señales externas como ligandos que se unen a receptores de muerte, escasez de factores de crecimiento
–>Existe punto de convergencia
–>Señales que activan receptores; citoquinas, TNF-α o TGF β y fas ligando
Tipos de muerte celular
1.-Extrinsecos
–>Señales externas, mediadas por receptores en membrana, ligando proteico se une a un receptor de muerte ubicado en la membrana de la célula
2.-Intrinseco
–>Señales internas (daño DNA, estres oxidativo, daño de organelos, etc) convergen en la activación de vias moleculares en las mitocondrias, puede ser fisiologico (suicidio) o por daño.
–>Célula detecta que tiene algun problema y activa este mecanismo para evitar ampliar el problema a otras celulas
–>Estos estimulos convergen en un punto especifico, la activación de proteasas de muerte caspasas (cisteina proteasas), que ademas de su actividad como proteasas, estas amplifican la señal, permitiendole a la célula actuar de manera mas eficiente
Caspasas (cistenil-aspartato proteasas)
–>Cisteína proteasas, tienen en su sitio activo cisteina y clivan secuencias que contienen aspartato
–>Presentes en todas las celulas de forma inactiva, como procaspasas
–>Mecanismos para activar caspasas (cortes proteoliticos, dimerizaciones, cambios conformacionales) llevan a aumentar la actividad de estas proteasas que van a comenzar a destruir a la célula
–>Proceso de amplificación cascada de caspasas se inicia con estimulos proapoptoticos que activara a caspasa iniciadora que tienen como función amplificar la señal cortando, activando a caspasas ejecutoras que llevaran a cabo la autodestrucción de la célula
Via extrinseca
–>Comienza con la interacción de ligando de Fas con receptor Fas o CD95
–>Interacción ligando-receptor gatilla la trimerización del receptor, produciendo que en el dominio intracelular del receptor se unan proteínas adaptadoras que reclutan procaspasa 8 iniciadora inactiva, que al unirse se libera la caspasa 8 activa (cambio conformacional) que corta y activa caspasa 3 (ejecutora, se activa por corte proteolitico) produciendo apoptosis
–>Caspasa 8 puede activar muchas caspasas 3, amplificando la señal (cascada de las capasas)
–>Complejo DISC (receptor, ligando y proteinas) recluta a caspasa 8
–>Via importante en sist inmune, para regular vida media de los linfocitos. Mutaciones en receptor de la muerte (Fas) derivan en sindrome de autoinmunidad linfoproliferativo, donde se acumulan linfocitos que no mueren. Acumulación de linfocitos T/B autorreactivos, generan un desequilibrio y atacan al organismo, provocando enfermedad autoinmune
Mecanismo de acción de las caspasas
–>Caspasas tienen cientos de blancos
–>Producen fragmentación del citoesqueleto (afectando morfologia) y romper organelos
–>Unos de los blancos es la proteina lamina de la envoltura nuclear, degrandola y desensamblando la envolutra
Fragmentación del DNA
–>DNA se fragmenta por medio de DNasa CAD que se encuentra inhibida al estar unidad a iCAD
–>iCAD es blanco de caspasa 3 que lo corta y DNasa se activa y puede degradar el DNA
–>Cortes no son al azar, cortan fragmentos internucleosomicos
Tecnica TUNEL
–>Tecnica que permite ver los cortes en DNA ocupando tinciones
–>CAD activa genera extremos 5” y 3” libres, se usa enzima transferasa terminal de deoxinucleotidos TdT que se une a los extremos 3” libres y le agrega un nucleotido marcado con un fluoroforo. Los nucleotidos se polimerizan y podran ser observados
–>Problemas; celulas con DNA en reparación o durante replicación tambien se generan extremos 3” libres que tambien sera marcado
–>Para medir apoptosis se debe ocupar mas de un metodo para confirmar los resultados
Fagocitosis de las células apoptoticas
–>Células apoptoticas se fagocitan debido a señales en la membrana
–>Fosfatidilserina (normalmente en monocapa interna) en celulas apoptoticas se encuentran en la monocapa externa debido a que flipasas son blanco de caspasas 3, perdiendo la función de mantener la asimetria de componentes en la membrana
–>Proteinas anexina-V (alta afinidad por fosfatidilserina) puede ser utilizado para identificar celulas apoptoticas, tiñiendola con fluoroforo y asi marcar células que presenten fosfatidilserina en la membrana)
–>Si una celula muere por necrosis, esta se revienta por lo que va a marcar fosfotidilserina en la monocapa externa
Via intrinseca
–>Mediada por la mitocondria
–>Hay señales que activan caspasas iniciadora y ejecutora (caspasa 3)
–>Citocromo C (componente en la cadena transportadora de e-) es el gatillante de esta via
–>Formación de poro en membrana mitoncondrial transloca al citocromo C al citoplasma, ensamblandose con proteinas adaptadoras Apaf-1
–>En presencia de ATP, se forma complejo apoptosoma (Apaf-1, citocromo C, procaspasa 9 y ATP), que activa a la procaspasa 9 (cambio conformacional) volviendola caspasa 9 activa que activa a caspasa 3 por corte proteolitico
–>Se necesita energia, por lo que si celula no tiene metabolismo normal, no puede morir por apoptosis
–>No se produce liberación de citocromo C, si no que hay ciertas mitocondrias que mantienen el metabolismo celular
–>Via mas comun del organismo, se cree que la salida del citocromo C es el punto sin retorno
Regulación de la apoptosis
–>Proceso regulado por familia de proteinas BCL-2 con 4 dominios BH (1, 2, 3 Y 4), formado por 3 tipos de proteinas
1.-Anti-apoptoticas –> Reprimen la salida del citocromo C, evitando la apoptosis. BCL-2 es proteina anti-apoptotica
2.-Pro-apoptotica multidominio –> BAX y BAK
3.-Pro-apoptotica de un dominio –> BH3-only
–>Equilibrio entre genes apoptoticos determina si la célula vive o muere
–>Exceso de señales pro-apoptoticos va a inducir el proceso
–>Exceso de proteinas BCL-2 la celula no morira por mas que lleguen señales naturales
