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muerte celular

Descripción general de las vías de transducción de señales implicadas en la apoptosis. La muerte celular es el proceso por el cual una célula biológica deja de realizar sus func...

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Descripción general de las vías de transducción de señales implicadas en la apoptosis.

La muerte celular es el proceso por el cual una célula biológica deja de realizar sus funciones. Esto puede ser el resultado del proceso natural de muerte de células viejas y su reemplazo por células nuevas, como en la muerte celular programada , o puede deberse a factores como enfermedades , lesiones localizadas o la muerte del organismo del que forman parte las células. La apoptosis o muerte celular tipo I, y la autofagia o muerte celular tipo II son formas de muerte celular programada, mientras que la necrosis es un proceso no fisiológico que ocurre como resultado de una infección o lesión. [ 1 ]

El término «necrobiología celular» se ha utilizado para describir los procesos vitales asociados con los cambios morfológicos, bioquímicos y moleculares que predisponen, preceden y acompañan la muerte celular, así como las consecuencias y la respuesta tisular a la muerte celular. [ 2 ] La palabra deriva del griego νεκρό, que significa «muerte», βìο, que significa «vida», y λόγος, que significa «estudio de». El término se acuñó inicialmente para definir ampliamente las investigaciones de los cambios que acompañan a la muerte celular, detectados y medidos mediante citometría de flujo multiparamétrica y de escaneo láser. [ 3 ] Se ha utilizado para describir los cambios en tiempo real durante la muerte celular, detectados mediante citometría de flujo. [ 4 ]

Tipos

Muerte celular programada

La muerte celular programada (PCD), a veces denominada suicidio celular o suicidio celular, [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] es la muerte de una célula como resultado de eventos dentro de ella, como la apoptosis o la autofagia . [ 8 ] [ 9 ] La PCD se lleva a cabo en un proceso biológico , que generalmente confiere una ventaja durante el ciclo de vida de un organismo . Por ejemplo, la diferenciación de los dedos de las manos y los pies en un embrión humano en desarrollo ocurre porque las células entre los dedos sufren apoptosis ; el resultado es que los dedos se separan. La PCD cumple funciones fundamentales durante el desarrollo de los tejidos tanto de plantas como de animales .

La apoptosis y la autofagia son formas de muerte celular programada. [ 10 ] La necrosis es la muerte de una célula causada por factores externos como traumatismos o infecciones y se presenta en diversas formas. Durante mucho tiempo, la necrosis se consideró un proceso no fisiológico que ocurre como resultado de una infección o lesión, [ 10 ] pero en la década de 2000, se reconoció una forma de necrosis programada, llamada necroptosis , [ 11 ] como una forma alternativa de muerte celular programada. Se hipotetiza que la necroptosis puede servir como mecanismo de respaldo para la muerte celular en el caso de la apoptosis, cuando la señalización de esta última se bloquea por factores endógenos o exógenos como virus o mutaciones. Más recientemente, también se han descubierto otros tipos de necrosis regulada, que comparten varios eventos de señalización con la necroptosis y la apoptosis. [ 12 ]

La muerte celular programada (PCD) es la muerte celular mediada por un programa intracelular. [ 13 ] [ 14 ] La PCD se lleva a cabo mediante un proceso regulado, que generalmente confiere una ventaja durante el ciclo de vida de un organismo . Por ejemplo, la diferenciación de los dedos de las manos y los pies en un embrión humano en desarrollo ocurre porque las células entre los dedos sufren apoptosis ; como resultado, los dedos se separan. La PCD cumple funciones fundamentales durante el desarrollo de los tejidos tanto de las plantas como de los metazoos (animales multicelulares).

Apoptosis

Cambios morfológicos asociados a la apoptosis

La apoptosis es el proceso de muerte celular programada (PCD) que puede ocurrir en organismos multicelulares . [ 14 ] Los eventos bioquímicos conducen a cambios celulares característicos ( morfología ) y a la muerte. Estos cambios incluyen la formación de vesículas , la contracción celular, la fragmentación nuclear , la condensación de la cromatina y la fragmentación del ADN cromosómico . Ahora se cree que, en un contexto de desarrollo, las células son inducidas a suicidarse positivamente mientras se encuentran en un contexto homeostático; la ausencia de ciertos factores de supervivencia puede proporcionar el impulso para el suicidio. Parece haber cierta variación en la morfología e incluso en la bioquímica de estas vías de suicidio; algunas siguen el camino de la "apoptosis", otras siguen una vía más generalizada hacia la eliminación, pero ambas suelen estar motivadas genética y sintéticamente. Hay cierta evidencia de que ciertos síntomas de "apoptosis", como la activación de endonucleasas, pueden inducirse espuriamente sin involucrar una cascada genética; sin embargo, presumiblemente la verdadera apoptosis y la muerte celular programada deben estar mediadas genéticamente. También se está haciendo evidente que la mitosis y la apoptosis se alternan o vinculan de alguna manera y que el equilibrio alcanzado depende de las señales recibidas de los factores de crecimiento o supervivencia apropiados. [ 15 ]

Ejemplos de eventos en la autofagia

Ciertas proteínas clave, empleadas principalmente en la reparación del daño del ADN, también pueden inducir la apoptosis cuando el daño del ADN excede la capacidad de reparación de la célula. [ 16 ] Estas proteínas de doble función protegen contra la proliferación de células dañadas inestables que podrían derivar en cáncer.

Autofagia

La autofagia es citoplasmática , caracterizada por la formación de grandes vacuolas que consumen orgánulos en una secuencia específica antes de la destrucción del núcleo . [ 17 ] La macroautofagia , a menudo denominada autofagia , es un proceso catabólico que resulta en la degradación autofagosómica - lisosomal de grandes cantidades de contenido citoplasmático , agregados proteicos anormales y orgánulos dañados o en exceso . La autofagia generalmente se activa en condiciones de privación de nutrientes , pero también se ha asociado con procesos fisiológicos y patológicos como el desarrollo, la diferenciación, las enfermedades neurodegenerativas , el estrés , la infección y el cáncer .

Otras variantes de PCD

Se han descubierto otras vías de muerte celular programada. [ 18 ] Denominadas "muerte celular programada no apoptótica" (o " muerte celular programada independiente de caspasas "), estas rutas alternativas hacia la muerte son tan eficientes como la apoptosis y pueden funcionar como mecanismos de respaldo o como el principal tipo de PCD.

Algunas de estas formas de muerte celular programada son la anoikis , casi idéntica a la apoptosis excepto en su inducción; la cornificación , una forma de muerte celular exclusiva de la piel; la excitotoxicidad ; la ferroptosis , una forma de muerte celular dependiente del hierro [ 19 ] y la degeneración walleriana .

Las células vegetales experimentan procesos particulares de muerte celular programada (PCD, por sus siglas en inglés) similares a la muerte celular autofágica. Sin embargo, algunas características comunes de la PCD se conservan en gran medida tanto en plantas como en metazoos.

La muerte celular inducida por activación (AICD) es una muerte celular programada causada por la interacción del receptor Fas (Fas, CD95) y el ligando Fas (FasL, ligando CD95). [ 20 ] Ocurre como resultado de la estimulación repetida de receptores de células T (TCR) específicos y ayuda a mantener la tolerancia inmune periférica . [ 21 ] Por lo tanto, una alteración del proceso puede conducir a enfermedades autoinmunes . [ 20 ] En otras palabras, la AICD es el regulador negativo de los linfocitos T activados .

La muerte celular isquémica , u oncosis, es una forma de muerte celular accidental o pasiva que a menudo se considera una lesión letal. El proceso se caracteriza por hinchazón mitocondrial , vacuolización del citoplasma e hinchazón del núcleo y el citoplasma. [ 22 ]

La catástrofe mitótica es un mecanismo oncosupresor que puede provocar la muerte celular debido a la entrada prematura o inapropiada de las células en la mitosis. [ 23 ] Es el modo más común de muerte celular en células cancerosas expuestas a radiación ionizante y a muchos otros tratamientos contra el cáncer. [ 24 ]

La muerte celular inmunogénica o apoptosis inmunogénica es una forma de muerte celular causada por algunos agentes citostáticos como las antraciclinas , el oxaliplatino y el bortezomib, o la radioterapia y la terapia fotodinámica (TFD). [ 25 ]

La piroptosis es una forma altamente inflamatoria de muerte celular programada que ocurre con mayor frecuencia tras la infección con patógenos intracelulares y es probable que forme parte de la respuesta antimicrobiana en las células mieloides. [ 3 ]

La PANoptosis es una vía de muerte celular lítica inmunitaria innata iniciada por sensores inmunitarios innatos e impulsada por caspasas y quinasas RIP a través de complejos PANoptosoma. Hasta la fecha, se han caracterizado varios complejos PANoptosoma, incluidos los PANoptosomas ZBP1 , AIM2 , RIPK1 , NLRC5 /NLRP12 y NLRP3. La PANoptosis es fundamental en las respuestas inmunitarias innatas para la defensa del huésped, pero también se ha implicado en la inflamación y la patología en enfermedades inflamatorias, infecciones y cánceres. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]

La fagoptosis es la muerte celular que resulta de la fagocitosis (es decir, la ingesta) de una célula viva por otra célula (generalmente un fagocito), lo que provoca la muerte y digestión de la célula engullida. La fagoptosis puede ocurrir en células patógenas, cancerosas, envejecidas, dañadas o que exceden las necesidades. [ 36 ]

Muerte celular necrótica

La necrosis es la muerte celular en la que una célula ha sido gravemente dañada por fuerzas externas como traumatismos o infecciones, y se presenta en varias formas diferentes. Es la suma de lo que les sucede a las células después de su muerte. [ 37 ] En la necrosis, una célula sufre hinchazón, seguida de la ruptura incontrolada de la membrana celular con la expulsión del contenido celular. Este contenido celular a menudo causa inflamación en las células cercanas. [ 38 ] Una forma de necrosis programada, llamada necroptosis , ha sido reconocida como una forma alternativa de muerte celular programada. Se hipotetiza que la necroptosis puede servir como respaldo de muerte celular a la apoptosis cuando la señalización de la apoptosis está bloqueada por factores endógenos o exógenos como virus o mutaciones. Las vías necroptóticas están asociadas con receptores de muerte como el receptor 1 del factor de necrosis tumoral. [ 38 ] La identificación de la muerte celular se clasificaba anteriormente en función de la morfología, pero en los últimos años se ha cambiado a condiciones moleculares y genéticas.

Véase también

Referencias

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