Apoptosis. Muerte celular programada

Desde el embrión hasta el organismo adulto fisiológicamente sano, millones de células mueren sin dejar cicatrices ni activar células inflamatorias. Este fenómeno se trata de un proceso activo, bien definido genéticamente, en el que las células estan destinadas a morir en un tiempo fijado. La muerte celular programada entran a formar parte de los procesos fisiológicos que resultan necesarios para el funcionamiento normal de un organismo.
Hasta el año de 1972 fue cuando Kerr, Wyllie y Currie implantan el termino “apoptosis”, que evoca a la caída de las hojas desde los arboles en otoño o la de los pétalos de las flores.
En la muerte celular existen dos grupo: necrosis y apoptosis.

El termino necrosis reúne los procesos violentos y catastróficos, donde la degeneración celular es pasiva sin un requerimiento de energía en forma de ATP. Aparece frecuentemente como consecuencia de un daño traumatico o por la exposición a toxinas. Este fenómeno conduce a las células vecinas también hacia la muerte y a las células inflamatorias lo que origina una reacción de inflamación y una cicatriz fibrosa que deforma el tejido y el órgano afectado.
En la apoptosis o muerte celular programada. En este proceso las células se autodestruyen sin desencadenar reacciones de inflamación ni dejar cicatrices en los tejidos. Es considerada como una muerte celular fisiológica, resultando en un mecanismo de eliminación de células no deseadas, dañadas o desconocidas y que desempeñan un papel protector frente a posibles enfermedades. Intervienen en algunos procesosfisiológicos como son; en las etapas de desarrollo donde se producen células en exceso (formación de órganos, remodelación de huesos entre otros), en la selección de linfocitos (eliminación de células infectadas o tumorales por histólisis). Dependiendo de la etiología, los procesos apoptóticos pueden resultar perjudiciales, siendo responsables de diversas afecciones y su desregulación conduce a situaciones patológicas. Los procesos apoptóticos se caracterizan por cambios morfológicos como; aumento brusco en la densidad intracelular, incremento moderado, pero sostenido, de la concentración de calcio libre citoplasmatica, cambios en la composición de la membrana celular, alteración en la conformación de elementos en el citoesqueleto, aumento y activación de la síntesis de determinadas proteínas necesarias en las rutas metabólicas de los procesos de muerte celular y en la condensación y fragmentación de la cromatina. Las técnicas mas utilizadas para la detección de la participación de procesos de apoptosis son; el uso de fluocromos capaces de intercalarse en el ADN que permiten visualizar la morfología de la cromatina; la microscopia electrónica; la electroforesis en geles de agarosa de ADN aislado de tejidos, permiten el analisis de la integridad del genoma; la tinción TUNEL y el marcaje de fostatidilserina. Durante los procesos de muerte celular se pueden distinguir tres etapas: activación, propagación y ejecución.
Los procesos apoptóticos pueden ser activados por una inducción negativa (la falta de factores de crecimiento o lo disminución de los contactos con lascélulas que lo rodean) o por inducción positiva como es la unión de un ligando a un receptor o la recepción de señales conflictivas.
Localizados preferentemente en la membrana citoplasmatica, los receptores que participan en los procesos de muerte celular se pueden clasificar en dos grupos: aquellos cuya activación siempre conduce a la muerte de la célula, conocidos como receptores de la muerte y aquellos que desempeñan una función fisiológica, pero su sobre activación puede producir también a la muerte (receptores de glutamato, de trombina y canales iónicos dependientes de voltaje). Una vez activados, los receptores transfieren la información al interior celular mediante un sistema complejo de interacciones proteína-proteína que activan diversas cascadas intracelulares.
Entre los segundo mensajeros que participan en los procesos de muerte celular mas estudiados se encuentran el calcio y las especies reactivas del oxigeno. La activación de estos segundos mensajeros suelen conducir a la disfunción de las organelas citoplasmaticas, como la mitocondria y el retículo endoplasmico, o la regulación de la actividad de complejos enzimaticos como cinasas y fosfatasas que a su vez regulan la función de otras proteínas. Durante el proceso normal de señales tienen lugar aumentos transitorios de calcio libre citoplasmatica. Sin embargo, crecimientos aberrantes pueden producir daño celular y en algunos casos su muerte. La ceramida empieza a ser considerada como un segundo mensajero que participa en los procesos de muerte celular. Su traslocacion a la mitocondria provoca cambios iónicosentre la matriz mitocondrial y el citoplasma, produciendo un descenso del potencial transmembrana mitocondrial y la formación del poro de permeabilidad transitoria mitocondrial, conduciendo a la apoptosis. En alteraciones no corregidas del ADN, en especial mutaciones cancerígenas, activan el p53 que provoca apoptosis a través de un mecanismo mediado por ceramida. Un mal funcionamiento del gen p53 puede promover el desarrollo de tumores al permitir la proliferación de células que no han completado la reparación del ADN. Bcl-2 da nombre a una familia de oncogenes en los que se encuentran miembros que favorecen la supervivencia celular mientras que otros el suicidio celular.
Una vez que la célula recibe una señal de muerte, debe decidir si debe sobrevivir o desencadenar los procesos de muerte. En esta fase se ha situado a la mitocondria como organelo fundamental. Uno de los acontecimientos principales que tienen lugar en la mitocondria es la alteración de la permeabilidad de sus membranas debido a la formación de un complejo multiproteico que conduce a la liberación de contenido intramitocondrial como el citocromo C, el factor inductor de apoptosis y miembros de la familia de caspasas.
Una vez que la célula ha tomado la decisión de morir, en su interior se produce una serie de procesos bioquímicos que conducen a la degradación de proteínas y de la cromatina.
La naturaleza controlada de la vía apoptótica permite la intervención o interrupción en la progresión de las patologías degenerativas. Sin embargo, en los casos de necrosis, el daño celular es irreversible e imparable.