Osteoporosis Flashcards
Definición de celulas troncales (células madres)
Células que dan origen a otra celula en adultos
Características:
Células no especializadas
Gran potencial de proliferación
Capaces de generar distintas celulas especializadas
Multipotentes
Tipos: hematopoyeticas y mesenquimales
Interruptores moleculares
Proteínas que pueden activarse o desactivarse reversiblemente en respuesta a estímulos
Señalización por fosforilacion
Transferir fosfato a una molécula de ATP
Catalizado por: quinasas (enciende interruptor)
Apaga interruptor: fosfatasas (quitan fosfato)
Aminoácidos que reciben fosfatos
Serina, tirosina, treonina
Señalización por union de GTP
Utiliza proteinas G
Activos: tiene unido GTP, estimulado por GEF
Inactivo: tiene unido GDP, estimulo por GAP
Cuales son los tipos de huesos que componente al tejido óseo?
Hueso compacto: es más denso
Hueso trabecular o esponjoso: tiene agujeros donde se encuentra la médula ósea
Concepto de Osteoporosis
Patología donde l tejido óseo pierde su densidad
- hueso compacto se achica y se forman agujeros
- hueso trabecular se desconecta
Estadísticas osteoporosis
Se presenta mayoritariamente en:
-población envejecida
-mujeres
Lo primero que se pierde es el hueso trabecular (las vértebras se como nene de este tipo de hueso)
Función osteoblastos
Secreta y mineraliza proteinas que forman la matriz, genera matriz ósea
- secreta matriz ósea (colageno)
- responsable de la calcificación de la matriz ósea: secreta osteoclasto a y fosfatasa alcalina
Que es la osteocalcina y la fosfatasa alcalina
Osteocalcina: proteína de union a calcio
Fosfatasa alcalina: su pH optimo es alcalino, auméntala cantidad de fosfato libre
Características osteoblastos
Se localizan en la superficie del hueso
Menor cantidad (menos del 5%)
Viven alrededor de 12 días
Osteocitos
Se originan de osteoblastos que han quedado atrapados en la matriz ósea
Función:
- mantienenla matriz ósea
- censan el estrés mecánico
- regulan la homeostasis del calcio y fosfato
Características osteocitos
Se localizan en el interior del hueso
Son la mayoría de las celulas
Se conectan entre ellos a través de uniones comunicantes celula-celula
Pueden vivir entre 10 a 20 años
Osteoclastos
Función: degradan el hueso a través de enzimas
Características:
Células multinucleadas
Se localizan en la superficie del hueso
Son menos del 1% de las celulas del hueso
Viven al rededor de 3 días
Cuando se activan se polarizan
Polaridad: borde rugoso: en contacto con el hueso, lo destruye y absorbe
Borde liso: libera los nutrientes absorbidos
Que significa que los osteoclastos sean multinucleadas
Se originan de la fusión de muchas células (c/una aporta su nucleo), no por la división mitotico sin citoquinesis
Floroforos
Moléculas que absorben la luz a una longitud de onda determinada, editan fotones
Absorben luz de un color y emiten luz de otro color distinto
Se producen luces de distintos colores porque cambia longitud de onda
A menor longitud, mayor energía
Microscopio de fluorescencia
Permite excitar cloroformos con la longitud de onda que necesitan para se vea de un color determinado
Pasos:
1) primer filtro de barrera: selecciona luz de longitud de onda que necesitamos
2) espejo dicroico: es un espejo vidrio, refleja algunas longitudes y deja pasar otras
3)segundo filtro de barrera: floroforo se excita y vuelve a su estado basal
Microscopia de epifluorescencia
Captura la fluorescencia del volumen completo de la muestra
Se ve en una sola dimensión
Microscopia confocal
Ocupa láser para iluminar l celula, se escanea en distintos planos
Se visualiza celula en 3 dimensiones
Microscopia TIRF
Se basa en distintas composiciones de la luz
Incide en un ángulo critico y envés de pasar de largo se refleja, iluminando la interfaz entre la celula y el vidrio
Sirve para observar interacción entre celulas con los sustratos
Microscopia de dos fotones
Se escanea con láser
Un punto de citación se produce donde la energía combinada de la absorción simultánea de los dos fotones de baja energía es suficiente para excitar al floroforo
Catepsinas (K)
Enzimas lisosomales (proteasas) que son secretadas or los osteoclastos para degrada la matriz
Que se están los osteoclastos y que canales tienen?
Secretan: cloruro, catepsinas, protones (mantener ambiente acido que necesitan catepsinas)
Canales en borde rugoso: canales de cloro, ATPasas de protones
Que es la reabsorción ósea? Cuales son sus mecanismos?
Proceso que realizan los osteoclastos, degradan el hueso para liberar calcio y reciclarlo
Mecanismos.
1) formación de pozos: osteoclasto se mueve de una zona a otra degradando la matiz de colageno formando pozos de reabsorción
2)Bulldozer: el osteoclastos va avanzando y degradando la matriz de forma continua (forma túneles)
Microscopia intravital
Permite analizar el comportamiento de las células en animales vivos (se ocupa mucho para observar neuronas)
Microscopia d dos fotones
Permite ver un punto determinado y no todos el camino que recorre la luz hasta ese punto
Se ocupa do sfotoes sucesivos que tienen que llegar temporalmente juntos
Tienen:
- mitad de la energia que se necesita para la excitación
- doble de la longitud de onda
Proceso de reparación de daños en huesos
Microdaño es censado por osteocitos (atrapados en matriz)
Llegan celulas precursoras de osteoclastos: proliferan se diferencian y degradan matriz
Apoptosis de osteoclasto
Llegan precursores de los osteoblastos: proliferan, se diferencian y comienzan a generar una nueva matriz ósea
Mecanismos de comunicación entre celulas
Moléculas de señal pueden indica:
-sobrevivir
-crecer o dividirse
- diferenciarse (cambiar de función)
Si no reciben señales células realizan apoptosis
Clasificación de moléculas secretoras según la distancia que viajan
Señalización endocrina: actúan sobre células lejanas
Señalización paracrina: actúa sobre células vecinas que tengan receptor
Señalización autocrina: actua sobre si misma
Señalización por contacto célula-célula
Se transmite mensaje sobe celulas adyacentes, celula blanco debe tener receptor especifico, molécula de señal no es soluble
Señalización paracrina
Molécula de señal es secretada hacia el medio extracelular, molécula es soluble, molécula llega a celulas vecinas (no solo adyacentes)
Solo responden quienes tienen receptor especifico
Señalización autocrina
Celula habla consigo misma
Molécula de señal soluble y a su vez posee el receptor para ella, genera respuesta a su propio mensaje, ocurre mucho en sistema inmune, sirve para reforzar mensaje previamente recibido
Señalización endocrina
Comunicación a larga distancia mediante torrente sanguíneo
Moléculas son solubles
Ejemplo de hormonas, insulina
Moléculas de señal solubles: capaces de disolverse en la sangre y viajar por ella
Que ocurre con moléculas de señal que no son recibidas?
Tienen vida media a lo que debe durar la señal
Se degradan por proteasas
No se acumulan
Formas de degradarlas:
1) desensibilización: cuyas se vuelven insensibles a una determinada molécula de señal
2) degradación de receptores: moléculas de señal se degradan junto al receptor
transducción de señales
Cadena de activación o inhibición de moléculas que actuan en secuencia, termina en una proteina electora que genera un cambio en la celula
Permite que:
- celulas respondan adecuadamente al mensaje
- entrega gradual idas y especificidad (misma molécula de señal puede generar distintas respuestas en distintos tejidos)
Proteínas efectoras
Producen cambios:
1) enzimas metabólicas: alteran el metabolismo de la celula
2) proteinas reguladoras de transcripción: modifican lo genes que son expresados
3) proteínas del citoesqueleto: desencadenan cambios en la forma peluca o permiten movimiento
Pérdida de potencial
Totipotentes: celulas que generan todo tipo de tejido y ademas son capaces de generar tenis extra embrionarios (placenta), ej: cigoto
Pluripotentes: celulas capaces de generar cualquier tejido (celulas del embrion), ej : blastocito
Multipotentes: celulas capaces de generar tipos celulares específicos, están en organismos adultos
Células troncales hematopoyeticas (HSC)
Se dividen en dos tipos dependiendo de su duración
LT-HSC: larga duración
ST-HSC. Corta duración
Al diferenciarse se convierten e MMP: multipotente y pierde capacidad de auto regeneración
Genera progenitores de células sanguíneas: CMP (mieloide común) y CLP (linfoide común)
En que se diferencian CMP y CLP
CMP:
Eritrocitos: dan origen a plaquetas
Macrofagos: da origen a oseteooclastos
Granulocitos: da origen a eonosinofilo, basofilo, neutrofilo
CLP:
Linfocitos B y T
NK
Células mesenquimales (MSC)
Se diferencian en adipocitos, osteoblastos y condrocitos
Linaje de osteoblastos
MSC, osteoblastos, osteocito
Factores de transcripción: Runx2, beta-catenina y osterix
Moléculas de señal: BMP Wnt, PTH, IGF1-1 (facto de crecimiento análogo a la insulina)
Proteínas: célula necesita ir produciendo celulas nuevas
- osteocalcina: marcador de osteoblastos maduros
- colageno tipo 1
Características de los sintemas de traducción de señales
Especificidad: complementariedad molecular entre molécula y receptor
Amplificación: activación de una enzima asociada al receptor de señal, está así ves activa a más moléculas de una segunda enzima
Modularidad: las proteinas pueden combinarse e interaccionar entre si
Adaptación: impiden la sobrereaccion de la célula frente al estimulo, lleva a la desnsbilizacion
Integración: capcidad de recibir múltiples señales y generar una única respuesta
Tipos de receptores de señal
Receptores basados en tirosina quinasa no receptora: no posee actividad catalitica, uinasa fosforila tirosina
RTK: actividad enzimática, se auto fosforila formando dimeros
Receptores acoplados a proteinas G (GPCR): utilizan interruptor de prot g
Receptor nuclear: hornéanos hidrofobicas receptor se encuadra en citoplasma, s translucían al interior del nucleo
Características señalización de la hormona del crecimiento
Hormona endocrina
Receptores se encuentran en el hígado
Quinasa unida a receptor: JAK
Factor de trasncripcion: STAT
Factor de crecimiento: IGF1
Pasos señalización hormona del crecimiento
1) receptores Gh se dimerizan cuando llega GH
2) JAK se activa y fosforila receptores entre si
3) STAT se une a las fosforilaciones
4) STAT se dimerizan y se mueven al nucleo donde activan la transcripción de gen
Que son los factores de crecimiento?
Proteínas que regulan el crecimiento, proliferación, sobreviviencia y diferenciación de celulas
Tienen actividad enzimática propia (receptores son RTK)
Funcionamiento IGF1
1) receptores inactivos se dimerizan
2) receptores e fosforila mutuamente
3) fosfatos sirven como sitio de union para proteinas de señalización que transmiten señal
Se activa Ras
4) Grb2 se une a receptores y a este se le unen sos
5) se activa ras 8cambiando GDP por GTP)
Activación de Ras por RTK
Factores de crecimiento activan a RAs para controlar la proliferación celular
Componentes:
Ras: interruptor molecular
Grb2: proteína adaptadora
SOS: GEF de Ras
Proteínas quinasas activadas por mitogenos
Raf,Mek, ErK
Las MAP quinasas se activan en ese orden, la primera fosforila la siguiente activándola y así sucesivamente
Vía de señalización PI3K-Akt- mTOR
Funciones: regula proliferación, crecimiento celular, inhibe muerte celular (apoptosis)
PI3K: fosforila fosfatidil inositol
Akt: inhibe muerte celular por apoptosis (lo hace controlando Bad y Bim) y estimula síntesis de proteinas
M TOR: kinasa
Rapamicina: inhibe mTOR, reduce la síntesis de proteinas y crecimiento celular
Pasos: receptor, PI3K, Akt, mTOR, aumenta traduccion
Inmunoflorescencia indirecta
Herramienta para conocer moléculas, pedo saber si proteínas están fosforila das o no
Anticuerpos vs antígenos
Anticuerpos: proteínas que producen los linfocitos B
Función: unirse y reconocer moléculas especificas
Anticuerpos primarios: reconocen proteínas de interés directamente
Anticuerpo secundario: reconoce al primario, a través de ellos se puede detectar proteínas de interés porque tienen floroforos
Antígeno: molécula especifica reconocida por anticuerpos
Rol IGF1 en la diferenciación de osteoblastos
Si lo elimino hueso se vuelve mas pequeño y de menor densidad ósea
Western Blot
Técnica para detectar proteinas, no es cuantitativa
Pasos:
1)se extrae proteina
2) se separan por electroforesis en gel de SDS-policrilamida
3) poner gel en una membrana y realizar una nueva electroforesis
4) s incuba en anticuerpos e identificar las proteinas y su cantidad
Que es ELISA?
Técnica que permite determinar la cantidad de proteinas, que son solubles en volúmenes grandes, ocupando anticuerpos
Si la proteína esta presente los anticuerpos se van a unir a ellla
Se puede cuantificar la cantidad de proteínas
Pasos:
1) fijar anticuerpo a la base
2) agregar distintas cantidades de antígenos
3) lavar para sacar antígeno no unido
4) incubar con anticuerpo secundario, reconoce la proteina y se pega al primer anticuerpo
5) lavar para remover anticuerpos secundarios
Por que es importante IGF1?
IGF1 se libera cuando los osteoclastos degradan matriz ósea, esto favorece la diferenciación de los osteoblastos (si no hay se pierde esta coordinación y genera pérdida ósea)
Linaje de los osteoclastos
HSC, macrofagos, progenitores de osteoclastos, osteoclastos
Moléculas de señal: M-CSF (factor estimulate de colonias de macrofagos) tiene misma función que IGF1 pero en osteoclastos y RANKL
Factor de transcripción: NF-KB
Estrógeno: induce apoptosis de los osteoclastos
Tipos de señalización entre moléculas de señal en diferenciación de osteoclastos
M-CSF con osteoblastos: señalización paracrina
RANKL con RANK: señalización celula- celula
Que es la Osteoprotegerina (OPG)?
Molécula secretada por osteoblastos
Su función es proteger al hueso
Se une a RANKL impidiendo su señalización, osteoclasto no puede diferenciarse ni madurar
Relación concentración OPG y RANKL
Que los osteoclastos se diferencien depende de ellos
Si la concentración OPG es MENOR a RANKL: si hay diferenciación
Si la concentración OPG es MAYOR a RANKL: no hay diferenciación
Señalizacion por NF-KB
Pasos:
1) receptor aquí a quinasa IKK
2)IKK fosforila a IKPB (inhibiendo a NF-KB), se marca con ubiquitina
3) se degrada IKPB y libera NF-KB hacia el nucleo, activa genes de diferenciación de los osteoclastos
Control de los íceles de calcio por la hormona paratiroidea
Cuerpo trata de mantener balance de calcio en la sangre (importante para procesos fisiológicos)
Si nieves de calcio bajan: se libera PTH, osteoblastos la reciben, le entregan señal a osteoclastos, degradan matriz ósea y liberan calcio
Osteoclastos no tienen receptores de PTH, osteoblastos si
Características GPCR
Responsables de los sentidos (vista, olfato, gusto)
Receptor de PTH activa 3 proteinas G: Gs y Gq
Encendido: GTP, apagado: GDP
Regulación de la. Concentración de AMPc
Vía de Gs
1) PTH se une a receptor
2) se activa proteina Gs
3) se activa adenina todo ciclasa (convierte ATP en AMPc) formando un enlace fosfodiester interno
4) se activa PKA
Diferencia ente primeros mensajeros y segundos mensajeros
Primeros mensajeros: reciben señales desde el medio extracelular
Segundos mensajeros: reciben señales desde el medio intracelular
Regulación concentración de calcio
Vía d Gq
1) PTH se une a receptor
2) se activa proteina Gq
3) se activa enzima fosflipasa c, libera IP3
4) se activa receptor de IP3 permitiendo paso de calcio al citosol
5) se activa PKC
Que es la fosfolipasa C?
Actúa sobre el fosfoinocitol rompiendo el enlace entre gñlicerol y el fosfato de la cabeza polar
Genera 2 productos:
- diacilglicerol (DAG)
PI3: segundo mensajero, su receptor se encuentra en membrana de RE
De cismo de acción de la hormona ara tiroides en los osteoblastos
Este mecanismo es necesario para poder activar la diferenciación de los osteoclastos
Se pueden activar dos vas dependiendo a que receptor s acople PTH
Si se acopla a Gs: activación de factores de transcripción y expresión genica, induce expresión de RANKL qu se une a RANK y activa diferenciación de osteoclastos
Si se acopla a Gq: osteoblastos proliferan, e activan las MAPK
Que son las semaforinas y las plexinas?
Semaforinas: moléculas de señal que guían el flujo d las celulas, actuan por contacto celula-celula y cambian rutas modificando el citoesqueleto de actina
Plexinas: receptores de semaforinas, no poseen actividad enzimática
Que es Rho?
Un receptor molecular
Función: despolimeriza filamentos de actina
Inactivo: GDP y activo: GTP
Pasos señalización:
1) semaforinas se unen a su receptor. (Plexinas)
2) plexinas de osteoblastos necesitan tirosina kinasa para activarse
3) Rho: despolimeriza filamentos de actina para que osteoblastos cambien de ruta
Que es la optogenetica
Abrir y cerrar canales mediante la luz (se puede prender o apagar una neurona mediante la luz)
Funciones que pueden controlar: expresión genica, formación de complejos, inhibición o activación de proteinas, cambios conformacionales
Que es la Esclerostina
Inhibe la diferenciación de osteoblastos, inhibe formación de huesos
Forma de comunicación entre osteocitos y osteoblastos
Inhibidor de la vía Wnt
Aumente en reposo y disminuye con el ejercicio
Vía Wnt
Wnt: molécula de señal requerida para la diferenciación de los osteoblastos (esclerostina compite con Wnt por receptores)
Ausencia de Wnt: no hay transcripción porque b-Catenina es degradada
Presencia de Wnt: Wnt se une a sus receptores, b-catenina no se fosforila por lo tanto no se degrada, b-catenaria se mueve al nucleo donde regula expresión
Características Estrógeno y su rol en remodelaciones oseo
Molécula de señalización
Hormona hidrofobicas
Derivado de colesterol
Se une a receptores intracelulares
Función: activar factores de transcripción
Rol en remodelarme óseo:
- estimulan la apoptosis de los osteoclastos
- disminuye la expresión de esclerostina y de RANKL (aumenta formación de huesos y disminuye degradación)
Comparación hormonas liposolubles e hidrosolubles
Hidrosolubles: hidrofilicas, no necesitan proteínas de transporte, receptores en membrana
Liposolubles: hidrofobicas, necesitan proteinas de transporte, receptores en citoplasma de celula blanco
Tipo de muerte celular: necrosis
Muerte no voluntaria
Hinchazón y ruptura de la membrana plasmatica
Se produce inflamación
Es escandalosa
Afecta a células vecinas
Tipo de muerte celular: apoptosis
Muerte voluntaria
Células fragmentan sus componentes internos
No se rompe membrana plasmatica
Muerte celular sin escándalo
Cuerpo apoptoticos: fragmentos de la célula, son devorados por macrofagos
Señalización por receptores nucleares (ejemplo estradiol)
Estradiol: estrógeno muy potente
1) estradiol atraviesa membrana asmática y se une a sus receptores en citoplasma
2) Receptores se dimerizan y a través de poros nucleares llegan al nucleo
3) se unen a secuencias especificas de ADN y activan transcripción
Se necesita descompactar la cromatina por acetilaciones realizadas por las HAT
Que son las caspasas?
Principales proteinas que se encargan que las celulas mueran por apoptosis. Son proteasas que cortan enlaces peptidicos
Se clasifican en:
Iniciadoras: se activan por proximidad (cuando estan cerca se cortan entre ellas y se activan)
Ejecutoras: se activan por cortes mediados por las caspasas iniciadoras
Via mitocondrial de la apoptosis
- Se activan proteinas pre apoptoticas formando oligomeros en membrana externa de la mitocondria
- Liberación del citocromo C desde el espacio Intermembrana
- Se forma apoptosoma: cinetocoro C + Apaf1
- Se activan caspasas iniciadoras y ejecutoras
IAPs: proteina inhibidora de la apoptosis
Vía intrínseca
Características:
Se activa por problemas internos
Inicio: formación de un poro en mm de las mitocondrias
Caspasa iniciadora: 9
Caspasa electora: 3
Factores que la activan
Daños en ADN
Acumulación de proteinas mal plegadas
Infecciones virales
Células que no tienen factores de crecimiento (no reciben señales)
Vía extrínseca
Una celula le dice a otra que se suicide
Inicio: se activan receptores de muerte
Caspasa iniciadora: 8
Caspasa ejecutora: 3
Familia proteínas Bcl2
Proteínas anti apoptoticas: BCl2, BCL XL, MCL1
Proteínas pro apoptoticas:
Efectoras: forman poros en mm mitocondria: BAK y BAX
Proteína BH3-only: son de reserva y se encuentra inactiv, participan solo cuando efectoras necesitan refuerzos (BIM y BAD)
Estradiol en apoptosis
Induce apoptosis en osteoclastos
Inhibe apoptosis en osteoblastos
Citometría de flujo
Sirve para analizar características de una población celular
Modernos pueden clasificar células permitiendo separarlas y purificarlas
Tipo de muerte celular: necroptosis
Características:
Se activa solo en celulas que fallaron en morir por apoptosis
Implica un estallido
Libera contenido intracelular lo que genera activación del sistema inmune
Se genera porque es efectivo contra virus que no pueden morir por apoptosis
Osteocitos con características necroptoticas:
-daño en la mm
- desaparición de organelos
- formación de vacuolas
Efecto estrógeno en tejido óseo
Disminución del estrógeno produce una disminución del hueso trabecular
INF-a: moléculas capaz de activar apoptosis o necroptosis
