ENVEJECIMIENTO Y MUERTE CELULAR

ENVEJECIMIENTO Y MUERTE CELULAR

ENVEJECIMIENTO CELULAR

El envejecimiento es un proceso natural, gradual y continuo a través del tiempo inducido por factores intrínsecos y extrínsecos, que modifican las propiedades y capacidades de los materiales. La definición general se puede aplicar a todas las clases de materiales: físicos, químicos, biológicos o celulares. El proceso de envejecimiento tambien tiene que ver con el acotamiento de los Telomeros.

Los telomeros son los extremos de los cromosomas y son regiones ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares. A medida que una célula eucariota, realiza el proceso de división celular, mitosis, va perdiendo fragmentos de los telómeros a causa de la no replicación de los extremos de las secuencias de ADN lineales, produciéndose un acortamiento de estos, lo que provoca una disminución progresiva de funcionalidad, y en última instancia, la muerte de la célula.

Durante el proceso del envejecimiento se producen a nivel celular una serie de cambios morfológicos y fisiológicos.

1. Daño de las membranas celulares, con alteración en la distribución de fosfolípidos y colesterol.
2. Aumento de las uniones covalentes entre las fibras de colágeno (así se disminuye la solubilidad de esta molécula).
3. Aumento del calcio extracelular.
4. Aumento del hierro, del potasio intracelula.
5. Disminución del volumen celular.
6. Disminución de la respiración celular.
7. Disminución de sistemas enzimáticos (fosfatasas ácidas, fosfatasas alcalinas,esterasas).
8. Acumulación de pequeñas gotas de lípidos.
9. Acumulación de lipofucsina (pigmento del envejecimiento celular).

La apariencia externa de los individuos varía con el paso de los años. Las arrugas y las canas son dos signos externos que expresan el envejecimiento orgánico de forma aparente.

Envejecimiento de la piel

Las características fundamentales del envejecimiento de la piel son la pérdida de la elasticidad y la deshidratación. Las células epidérmicas se adelgazan, las modificaciones en los haces de colágeno, junto con la falta de hidratación, provocan las arrugas y la piel da la sensación de colgar sobre los huesos.

Envejecimiento del cabello

Con respecto al cabello hay una disminución en la velocidad del crecimiento y la ausencia de melanina en el folículo piloso es la causa de la falta de coloración. Tanto la aparición de las canas como el propio debilitamiento y caída del cabello son signos muy ligados a factores genéticos, cambios hormonales y predisposición racial.

 Envejecimiento de las uñas

El sistema tegumentario demuestra que el crecimiento continua durante el proceso de envejecimiento, un signo particularmente evidente lo constituye el crecimiento de las uñas. Estas suelen ser más duras, especialmente en los pies, y más espesas.

El envejecimiento celular puede representar la acumulación progresiva con los años de lesiones subletales que pueden conducir a la muerte celular o, al menos, a una disminución de la capacidad de la célula para responder a la lesión. Diversas funciones celulares se deterioran progresivamente con la edad. La fosforilación oxidativa por las mitocondrias está reducida, como lo están también la síntesis de los ácidos nucleicos, de las proteínas estructurales y enzimáticas, de los receptores celulares y de los factores de transcripción. Las células envejecidas tienen una capacidad reducida para captar nutrientes y para reparar las lesiones cromosómicas. Las alteraciones morfológicas de las células envejecidas consisten en núcleos anormalmente lobulados e irregulares, mitocondrias vacuoladas pleomórficas, disminución del retículo endoplásmico y deformación del aparato de Golgi. Al mismo tiempo, existe una progresiva acumulación del pigmento lipofuscina, un producto de la peroxidación lipídica que constituye una prueba de la lesión oxidativa.

Se han propuesto varios mecanismos para explicar el envejecimiento celular, las teorías más recientes se centran en dos procesos relacionados entre sí: la existencia de un reloj genéticamente determinado, que controla el envejecimiento, y los efectos de la exposición continua a factores exógenos, que dan lugar a la acumulación progresiva de lesiones celulares y moleculares.

¿QUÉ ES LA NECROSIS?

Se le conoce como muerte celular o muerte patológica de un conjunto de células, esta es la maifestacion mas grave de una enfermedad  a nivel celular, la necrosis no se cura o repara ya que es causada por la falta de oxigeno en un tejido, es decir, que la sangre no llega a dicho tejiso u organo causando isquemia, por infeciones, exposicion a radiación o sustancias toxicas.

Puede definirse como la muerte celular patológica reconocible por los signos morfológicos de lanecrofanerosis. Estos son: en el [[citoplasma,hipereosinofiliay pérdida de la estructura normal; en el núcleo,picnosis, cariolisis o cariorrexis . La picnosis es la retracción del núcleo con condensación de la cromatina; la cariolisis, la disolución del núcleo; la cariorrexis, la fragmentación del núcleo en trozos con cromatina condensada. Las alteraciones del citoplasma y núcleo son coexistentes.

En esta definición se destacan dos ideas:

La primera idea excluye de la necrosis toda muerte celular que no sea manifestación de enfermedad, es decir la apoptosis que ocurre en la muerte celular normal en los tejidos lábiles, es decir, en los que están sometidos normalmente a un recambio de células, como los eritrocitos, las células epidérmicas, las células de los epitelios respiratorioy digestivo, etcétera.

La segunda idea excluye de la necrosis otras formas de muerte celular patológica o apoptosis asociada a condiciones patológicas, que no se manifiestan en los signos de la necrofanerosis, así por ejemplo, la muerte celular por la que puede producirse una atrofia numérica.

Necrobiosis

Se llama necrobiosis el proceso celular que media entre el momento en que la [[célula muere y el momento en que se presenta la necrofanerosis. Durante este periodo la célula no muestra alteraciones a la microscopía corriente; con este método de examen la necrobiosis dura 6 a 8 horas.

Necrofanerosis

Los signos de necrofanerosis están definidos claramente con microscopía de luz, se presentan, por lo general, no antes de 6 horas de ocurrida la muerte celular y pueden persistir días o semanas e incluso meses.

Necrolisis

Se denomina necrolisis el proceso de desintegración y disolución de la célula necrótica, proceso que en ciertas condiciones se acompaña de infiltración de células polinucleares y remoción de los detritus celulares por macrófagos.

Nomenclatura

El concepto de necrosis se refiere esencialmente a células, la destrucción de la sustancia intercelular en la necrosis es un hecho secundario e inconstante y que se observa bajo ciertas condiciones.

Necrosis por hipoxia

En este modelo la alteración primaria en la [[célula se produce en las mitocondrias, en las que se frena la oxidación fosforilativa y disminuye así la producción de ATP. El descenso de ATP tiene fundamentalmente dos consecuencias: puesta en marcha de la glicolisis (anaeróbica) y detención de los procesos activos que requieren ATP. 

Necrosis por radiación

En este modelo la noxa corresponde a radicales libres producidos por la radiación ionizante. La lesión primaria se produce en la membrana celular. Las alteraciones que siguen son similares a las de las últimas fases de la necrosis por hipoxia, fases en que la entrada de iones de calcio al citosol, la activación de las enzimas y las lesiones de las membranas celulares desempeñan el papel principal. Las lesiones mitocondriales se producen tardíamente en comparación con la necrosis por hipoxia. Entre otras noxas que actúan de manera similar a las radiaciones ionizantes, está el tetracloruro de carbono.

Necrosis de reperfusión

En este modelo estudiado en la isquemia experimental del miocardio y de particular importancia en la patología humana, a diferencia de la necrosis por hipoxia, la necrosis se produce no durante isquemia, sino cuando se la interrumpe reperfundiendo sangre. Se trata de una isquemia prolongada, pero transitoria, de unos 20 minutos, es decir, que alcanza a producir floculaciones de la matriz mitocondrial. Al reperfundir el [[tejido en este estado, el fenómeno se manifiesta característicamente por bandas de contracción que comprenden varios sarcómeros y que se alternan con bandas de rarefacción, en las que las miofibrillas aparecen rotas y las mitocondrias desplazadas en acúmulos .

Formas de Necrosis

Clásicamente se distinguen dos formas principales: la necrosis de coagulación y la necrosis de colicuación. Los signos que permiten distinguir estas formas son esencialmente macroscópicos y se observan, por lo tanto, cuando la necrosis alcanza dimensiones adecuadas, como los infartos.

La zona necrótica, cuando ya hay necrofanerosis, aparece tumefacta, amarillenta; en los infartos, carece de la estructura normal. Si la necrosis es extensa, aunque no corresponda a un infarto, puede haber destrucción de la trama fibrilar, como sucede en las necrosis masivas del hígado.Al microscopio, las células comprometidas presentan los signos típicos de la necrofanerosis . En general, se reconoce la estructura del órgano por las siluetas de las células y fibras. Se habla de una necrosis estructurada.El proceso necrolítico se desarrolla lentamente; si la necrosis es extensa, se produce un proceso reparativo que deja una cicatriz. Si es pequeña y afecta sólo el parénquima, se colapsa la trama fribilar.

Necrosis de colicuación

La necrosis de colicuación se presenta casi exclusivamente en el sistema nervioso central, con mayor frecuencia en infartos cerebrales, en que es más manifiesta en la substancia blanca; puede ocurrir también en el páncreas como componente de pancreatitis necróticas. . Los caracteres particulares de la necrosis de colicuación en el tejido nervioso, especialmente de la substancia blanca, se explican por su pobre contenido en proteínas y su alto contenido en substancias grasas. En la necrosis de colicuación el pH se mantiene ácido, lo que favorece la actividad enzimática. El medio ácido se explica por la liberación de ácidos grasos producidos en la desintegración de la mielina. En el páncreas, la necrosis de colicuación se explica por el alto contenido en enzimas proteolíticas de éste órgano.El páncreas también tiene un alto contenido en lipasas, que, al necrosarse las células, se liberan y actúan sobre el tejido adiposo vecino: se produce una adiponecrosis . En la adiponecrosis se listan los triglicéridos y se liberan grandes cantidades de ácidos grasos; se producen así jabones de calcio lo que da un aspecto finamente granular basófilo a los focos necróticos.

¿QUÉ ES LA APOPTOSIS?

Es la destrucción o muerte celular, pero a diferencia de la necrosis, la muerte celular es programada por la misma célula, su objetivo particular es el de eliminar células que ya no son necesarias para el organismo, todo esto a través de acontecimientos que se dan a nivel interno evitando así la aparición de alguna enfermedad como el cáncer debido a la replicación de una célula dañada.

Características generales de la apoptosis:

La apoptosis es un tipo de muerte celular que usan los organismos multicelulares para eliminar células dañadas o no necesarias de una forma perfectamente controlada que minimiza el daño de las células vecinas. Los restos celulares resultantes, que están siempre rodeados de membrana plasmática, son eliminados mediante fagocitosis, evitando la inflamación en esa zona.

La célula que muere por apoptosis sufre una serie de cambios morfológicos, reduciéndose su volumen. La membrana se altera y aparecen protuberancias ("blebbing"), el citoplasma y los orgánulos celulares se condensan y se liberan factores del interior de la mitocondria que promueven la muerte.

La apoptosis juega un papel esencial en el desarrollo embrionario, especialmente en el desarrollo del sistema nervioso, donde el número de neuronas depende de la eliminación de muchas células mediante este proceso. También se eliminan por apoptosis las células de las regiones interdigitales para dar lugar a los dedos. Sydney Brenner, John Sulston y Robert Horvitz recibieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 2002 por sus estudios en el gusano Caenorhabditis elegans, en dónde por primera vez identificaron un proceso de muerte celular programada (apoptosis), esencial para su desarrollo, por el que se elimina un número definido de células producidas inicialmente en exceso. Mediante estudios en mutantes de estos gusanos, se identificaron los genes necesarios para este proceso y posteriormente se han encontrado sus homólogos en humanos.

La desregulación de la apoptosis y las enfermedades:

En el organismo adulto la apoptosis resulta esencial para mantener la homeostasis de los tejidos ya que elimina células excedentarias o células dañadas que podrían ser peligrosas para el organismo. Cuando los mecanismos que regulan la apoptosis fallan, tanto por exceso como por defecto, este equilibrio se altera y pueden originarse diversas patologías. La resistencia a la apoptosis es una de las características que contribuyen a la generación de un tumor y también puede ser la causa de algunas enfermedades autoinmunes. En el caso contrario, un exceso de apoptosis podría estar relacionado con enfermedades neurodegenerativas.

Fragmentación del ADN y ruptura de proteínas por las caspasas:

Una de las características más importantes de la apoptosis es la condensación del núcleo y la fragmentación del ADN en fragmentos de 200bp (pares de bases) o múltiplos de ellos ("escalera de ADN"). Además, muchas proteínas celulares sufren una ruptura o proteolisis, generalmente catalizada por proteínas con actividad enzimática denominadas caspasas. Todas las caspasas (cisteín-proteasas) tienen una cisteína en su centro activo y producen cortes en proteínas, justo detrás del aminoácido Asp. Cuando se inicia el proceso de apoptosis, se activan las caspasas, se cortan proteínas y finalmente el ADN.

Existen dos rutas principales de activación de la apoptosis. Una que se inicia en la membrana a nivel de unas proteínas, denominadas receptores de muerte, que al unirse a determinadas proteínas extracelulares (ligandos) desencadenan la activación de las caspasas. La otra vía se inicia en respuesta al daño celular causado por radiación o determinados compuestos tóxicos.

Papel de la mitocondria en la apoptosis:

Durante la apoptosis las mitocondrias liberan al citosol proteínas que participan en el proceso de manera decisiva. Una de estas proteínas es el citocromo c que una vez en el citosol produce la activación de algunas caspasas. La liberación de proteínas de la mitocondria va acompañada de una perdida de su función como orgánulo generador de energía, ya que se afecta el proceso de transporte electrónico.

Fagocitosis de las células apoptóticas:

En las células apoptóticas se producen cambios en la distribución de lípidos de la membrana plasmática. Un fosfolípido normalmente presente sólo en la cara interna de la bicapa lipídica, la fosfatidilserina, se transloca a la cara externa. La fosfatidilserina en la superficie celular actúa como señal para que la célula apoptótica sea reconocida y eliminada por los fagocitos.