Muerte celular isquémica

La muerte celular isquémica , u oncosis , es una forma de muerte celular accidental. El proceso se caracteriza por un agotamiento de ATP dentro de la célula que conduce a la alteración de las bombas iónicas, hinchazón celular, vaciamiento del citosol , dilatación del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi , condensación mitocondrial, aglomeración de cromatina y formación de vesículas citoplasmáticas. ^{[ 1 ]} La oncosis se refiere a una serie de reacciones celulares posteriores a una lesión que preceden a la muerte celular. El proceso de oncosis se divide en tres etapas. Primero, la célula se compromete a la oncosis como resultado del daño sufrido en la membrana plasmática por toxicidad o isquemia, lo que resulta en la fuga de iones y agua debido al agotamiento de ATP. ^{[ 1 ]} El desequilibrio iónico que ocurre posteriormente hace que la célula se hinche sin un cambio simultáneo en la permeabilidad de la membrana para revertir la hinchazón. ^{[ 1 ]} En la segunda etapa, se supera el umbral de reversibilidad para la célula y la célula se compromete a la muerte celular. Durante esta etapa, la membrana se vuelve anormalmente permeable al azul de tripano y al yoduro de propidio , lo que indica un daño en la membrana. ^{[ 1 ]} La etapa final es la muerte celular y la eliminación de la célula mediante fagocitosis mediada por una respuesta inflamatoria. ^{[ 2 ]}

Aunque la muerte celular isquémica es el nombre aceptado para este proceso, se introdujo el nombre alternativo de oncosis , ya que en los modelos conocidos el proceso implica que la(s) célula(s) afectada(s) se hinchan hasta alcanzar un tamaño anormalmente grande. Se cree que esto se debe a una falla en las bombas iónicas de la membrana plasmática . El nombre oncosis (derivado de ónkos , que significa grandeza, y ónkosis , que significa hinchazón) fue introducido por primera vez en 1910 por el patólogo Friedrich Daniel von Recklinghausen . ^{[ 3 ]}

La oncosis y la apoptosis son procesos distintos de muerte celular. La oncosis se caracteriza por hinchazón celular causada por una falla en la función del transportador de iones . La apoptosis, o muerte celular programada, implica una serie de procesos de contracción celular, comenzando con la reducción del tamaño celular y picnosis , seguida de gemación celular y cariorrexis , y fagocitosis por macrófagos o células vecinas debido a la disminución de tamaño. ^{[ 3 ]} La eliminación fagocítica de células apoptóticas previene la liberación de restos celulares que podrían inducir una respuesta inflamatoria en células vecinas. Por el contrario, la fuga de contenido celular asociada con la ruptura de la membrana en la oncosis a menudo provoca una respuesta inflamatoria en el tejido vecino, causando más daño celular. ^{[ 3 ]} Además, la apoptosis y la degradación de orgánulos intracelulares están mediadas por la activación de caspasas , particularmente caspasa-3 . ^{[ 4 ]} La fragmentación del ADN oligonucleosomal se inicia mediante la desoxirribonucleasa activada por caspasa tras la escisión del inhibidor de la enzima, ICAD, mediada por la caspasa-3. ^{[ 5 ]} En contraste, se ha demostrado que la vía oncótica es independiente de la caspasa-3. ^{[ 1 ]}

El determinante principal de la muerte celular que ocurre a través de la vía oncótica o apoptótica son los niveles celulares de ATP. La apoptosis depende de los niveles de ATP para formar el apoptosoma dependiente de energía . Un evento bioquímico distintivo que solo se observa en la oncosis es el agotamiento rápido del ATP intracelular. ^{[ 6 ]} La falta de ATP intracelular resulta en una desactivación de la ATPasa de sodio y potasio dentro de la membrana celular comprometida. La falta de transporte de iones en la membrana celular conduce a una acumulación de iones de sodio y cloruro dentro de la célula con un influjo de agua concurrente, lo que contribuye a la hinchazón celular característica de la oncosis. ^{[ 7 ]} Al igual que con la apoptosis, se ha demostrado que la oncosis está programada genéticamente y depende de los niveles de expresión de la proteína desacoplante-2 (UCP-2) en células HeLa . Un aumento en los niveles de UCP-2 conduce a una disminución rápida del potencial de membrana mitocondrial, reduciendo los niveles mitocondriales de NADH y ATP intracelular, iniciando la vía oncótica. El producto del gen antiapoptótico Bcl-2 no es un inhibidor activo de la muerte celular iniciada por UCP-2, lo que distingue aún más la oncosis y la apoptosis como mecanismos de muerte celular distintos. ^{[ 8 ]}