Transcript charla apoptosis 2014 - Facultad de Ciencias Veterinarias

MUERTE POR VEJEZ
MUERTE POR ACCIDENTE O ENFERMEDAD
MUERTE POR SUICIDIO
LA MUERTE POR VEJEZ
La muerte por vejez ocurre al final de la vida útil
Ocurre en individuos sanos de forma espontanea
y es ineludible
MUERTE POR ACCIDENTE
La muerte por accidente ocurre
a cualquier edad como
consecuencia de una lesión
traumática aguda
MUERTE POR ENFERMEDAD
La muerte por enfermedad
ocurre a cualquier edad como
consecuencia de una infección
o patología específica
LA MUERTE POR SUICIDIO
La muerte por suicidio ocurre
a cualquier edad como
consecuencia de una decisión
personal
FICHA TÉCNICA
FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS
CARRERA: VETERINARIA
CURSO: BIOLOGÍA CELULAR Y SISTÉMICA
CLASE TEÓRICA: MUERTE CELULAR
AÑO: 2014
DOCENTE: DR. HUGO SOLANA
NECROSIS
Las células que sufren necrosis mueren a cualquier “edad”
como consecuencia de una lesión traumática aguda, suelen
hincharse y reventarse derramando su contenido en las
células vecinas causando una respuesta inflamatoria
generalizada y potencialmente dañina.
APOPTOSIS
Una célula que sufre apoptosis muere limpiamente a
cualquier “edad” pero sin dañar a sus vecinas. Esto no sólo
evita las consecuencias perjudiciales de la necrosis de las
células sino también permite que los componentes orgánicos
de las células muertas sean reciclados por la célula que lo
ingiere.
SENESCENCIA
Las células en senescencia mueren al final de su vida útil. Es
el equivalente a la muerte por vejez del individuo. Las células
mueren de forma similar a las apoptóticas sin afectar a las
vecinas
SENESCENCIA
HIPOTESIS
Las células normales creciendo in vitro tienen un límite
de crecimiento entre 40 y 60 ciclos de replicación, y
cuando llegan al ciclo final….mueren de “viejas” sin que
nada pueda detener dicho fenómeno
Como se demostró esto?
El experimento consistía en mezclar dos cultivos de fibroblastos de diferentes "edades", 1) un cultivo
masculino que se encontraba en su cuadragésimo ciclo y 2) uno femenino que estaba en el décimo ciclo.
El cultivo mixto se comparó con dos cultivos de control sin mezclar, se vio que en el cultivo mixto, las
células masculinas habían desaparecido después de un tiempo conservandose totalmente viables las “mas
jóvenes”
Se postuló que las células “viejas” podían "recordar" su edad a pesar de estar rodeadas de células
jóvenes…..Se habían vuelto senescentes, con base exclusivamente en el número de veces
que se habían replicado (o sea según su “edad”).
+
Fibroblastos
viejos
Luego de un tiempo
Fibroblastos
jóvenes
MIX
Sobreviven solo los
Fibroblastos jóvenes
Porqué se produce el fenómeno de senescencia?
El principal estímulo de senescencia conocido es el acortamiento de los telómeros, debido a la
ausencia de telomerasas.
Durante la fase S de la replicación celular se pierde una sección del extremo de un cromosoma
(telómero) debido a la unidireccionalidad de las ADN polimerasas.
En definitiva los telómeros se pueden considerar como estructuras dinámicas
que actúan a modo de reloj celular. Su longitud está en relación con el tiempo
de vida y depende de varios factores como la velocidad de degradación de los
telómeros y la velocidad y el tiempo de actuación de la telomerasa en cada
cromosoma.
Estas son las diferencias fundamentales
APOPTOSIS Y
SENESCENCIA
NECROSIS
Sucede en grupos de celulas
Sucede en celulas aisladas
No requiere energia
Requiere energia
Se produce liberación de contenido
celular
Reciclaje del contenido celular
Respuesta inflamatoria secudaria
No respuesta inflamatoria
No te olvides
de esto
NECROSIS
APOPTOSIS
H2O
H2O
H2O
H2O
Un buen
resumen
general
ME Transmisión
NECROSIS
Neurona cortical
Necrosis
Apoptosis
ME Barrido
(Con gastos de energía y totalmente ordenado)
APOPTOSIS
NECROSIS
(sin gastos de energía y totalmente desordenado)
En una descripción muy general, el proceso de muerte programada en la célula comienza con
1)
2)
3)
4)
Reducción de su volumen por deshidratación.
Condensación de su citoplasma en porciones o vesículas rodeadas de membrana
celular
Su cromatina o material genético se fracciona en varias masas relativamente grandes
que son engullidas por las células circundantes
Se forma una serie de burbujas o cuerpos apoptóticos que contienen en su interior las
organelas de la célula que son absorbidas por las células circundantes y por las células
llamadas macrófagos.
MUERTE CELULAR PROGRAMADA (“Suicidio Celular”)
El término apoptosis hace referencia a la muerte celular programada (“suicidio celular”).
Las células apoptóticas “suicidas” presentan una serie de peculiaridades:
•Retracción citoplasmática y aumento de su eosinofilia,
•Condensación de la cromatina,
•Ausencia de inflamación
Estas características se pueden comprobar en las
células apoptóticas visibles en un fragmento de
piel. (ver foto de arriba)
Así se suicida una célula
La apoptosis es un fenómeno celular regulado con extremo detalle.
Todo comienza con una determinada señal, que puede aparecer en el interior o el exterior de la célula suicida
Cuando una célula inicia el proceso de
apoptosis lo primero que hace es
apartarse del resto de sus compañeras.
Tras aislarse de las demás, la célula
comienza a encogerse poco a poco y a
formar pequeñas esferas o vesículas
debido
a
la
destrucción
del
citoesqueleto. Tanto los “órganos” de la
célula (las organelas) y su ADN van
empaquetándose progresivamente al
tiempo que la célula se encoge siendo
posteriormente fagocitada por otras
células especializadas para tal fin.
Leer más: http://medtempus.com/archives/apoptosis-el-suicidio-celular-que-nos-mantiene-con-vida-i/#ixzz31bJHdKVi
Algunos ejemplos de apoptosis
VIA INTRÍNSECA (Estímulo interno)
-Una célula, tras haber vivido plenamente durante unos meses, ha reparado su
ADN muchas veces en el transcurso de su vida pero ha acumulado tal cantidad
de mutaciones en su ADN (causados por rayos ultravioletas, por ejemplo) que
no es capaz de repararlos a todos por sí misma.
Ante tal circunstancia, la célula en determinado momento prefiere cortar por
lo sano antes que funcionar mal y causar problemas a sus compañeras y al
organismo en el que se encuentra y, así, decide entrar en apoptosis.
VIA EXTRÍNSECA (Estímulo externo)
-Una célula sufre una infección por un determinado virus. Una célula Natural
Killer (literalmente, “asesina natural”) que anda haciendo su ronda de vigilancia
por la zona detecta a la célula enferma (Fosfatidil Serina) se adhiere a ella y se
conecta con sus receptores, reconociendo el estado de infección de la célula e
induciendo el comienzo de la apoptosis.
Básicamente, “convence” a la célula de que se suicide, cosa no muy difícil, ya
que muchas células tienen como lema “antes muerta que infectada”.
MUERTE CELULAR PROGRAMADA (“Suicidio Celular”)
Adios mundo cruel
El suicidio es algo extremadamente cotidiano en el interior de los seres vivos.
Cada día, en cualquiera de nosotros, se produce el suicidio de
alrededor de 10 mil millones de células.
De la misma manera que para que una especie se perpetúe van naciendo nuevos individuos y
muriendo los más viejos y/o enfermos.
En nuestro cuerpo las células más viejas y/o enfermas deciden quitarse voluntariamente del medio
para que la vida del organismo persista.
Leer más: http://medtempus.com/archives/apoptosis-el-suicidio-celular-que-nos-mantiene-con-vida-i/#ixzz31bIUocCF
Esta elevada cantidad de muertes intencionadas no se debe a
una “conducta depresiva” de nuestras células,
No es que hubieran perdido la ilusión por vivir.
Nada más lejos.
La apoptosis o muerte celular programada es
un acto radical de altruismo, un sacrificio
extremo por el bien común del resto de las
células y del que depende nuestra propia
supervivencia.
Pero…….es necesario que se
suiciden 10 mil millones de
células por día??
Parece muy derrochador que tantas células mueran, especialmente porque
la mayoría estan perfectamente sanas en el momento que se suicidan.
¿Con qué fines sirve esta muerte celular masiva?
En algunos casos, las respuestas son claras.
Las patas, manos y pies, por ejemplo, están “talladas” por apoptosis durante el desarrollo embrionario:
Empiezan como estructuras en forma de pala y posteriormente separan los dígitos individuales, solamente las células entre ellos mueren
Embriogénesis de la mano de un raton
En otros casos, las células mueren cuando ya no es necesaria la estructura que forman.
Cuando cambia un renacuajo en rana, las células de la cola y la cola misma, que ya no es necesaria en la rana, desaparecen por apoptosis
En muchos otros casos, la apoptosis ayuda a regular el número de células.
En el desarrollo del sistema nervioso, por ejemplo, la apoptosis ajusta el número de células nerviosas para que coincida con el número de células
diana que requieren la inervación. En todos estos casos, las células mueren por apoptosis.
APOPTOSIS NULA
En las primeras fases del desarrollo de un embrion, las células que se derivan del
huevo o zigoto se multiplican rapidamente y pasan una larga época de
inmortalidad celular primigenia, con apoptosis nula
Después las cosas cambian,
La inmortalidad celular se acaba y la apoptosis empieza a actuar.
Las células embrionarias crecen y se reproducen a una tasa muy superior a las células infantiles, estas se
reproducen con una tasa superior a las adolescentes que, a su vez, es mayor que la tasa de las adultos.
A partir de ahí, numerosos factores van despertando gradual y suavemente los procesos de muerte celular,
que empiezan a predominar sobre los de nacimiento y renovación; entre estos factores de vejez, están el
desgaste metabólico (la 'oxidación'), el acortamiento de los extremos cromosómicos (telómeros) y los
'relojes biológicos' inscritos en nuestro organismo.
A su ritmo correcto, es lo que llamamos vida, decadencia y “muerte natural”.
APOPTOSIS EN EL DESARROLLO EMBRIONARIO
Los patrones morfofuncionales definitivos de los órganos son modelados gracias a la muerte por
apoptosis de un buen número de células que inicialmente contribuyeron a la formación del órgano
Se estima que aproximadamente la mitad de las neuronas que inicialmente contribuyeron a la formación del
sistema nervioso mueren por apoptosis durante el desarrollo.
APOPTOSIS EN EL ADULTO
Cada hora millones de células mueren por apoptosis solamente en la médula ósea y el intestino
La entrada de un microorganismo (antígeno) desencadena una respuesta inmunológica
(producción de Linfocitos generadores de anticuerpos especificos para ese antígeno que una vez vencida
la noxa terminan en apoptosis)
APOPTOSIS EN INTESTINO
La mucosa intestinal diariamente renueva
parte de su epitelio reemplazando por
células jóvenes millones de células
senescentes o apoptóticas utilizando tanto
la vía extrínseca como la intrínseca
APOPTOSIS EN
EL SISTEMA
INMUNOLÓGICO
EXTERIOR
Ingreso de un cuerpo extraño
PIEL
INTERIOR
piocito
NECROSIS
Vaso sanguineo
APOPTOSIS
La maquinaria intracelular responsable de la apoptosis es similar
en todas las células animales
La importancia de las caspasas
Esta maquinaria depende de una familia de proteasas (Las Caspasas) que tienen una cisteína en su sitio
activo y clivan (cortan) proteínas .
Las caspasas son sintetizadas en la célula como precursores inactivos, o procaspasas, que
generalmente son activados por clivaje por otras caspasas. Una vez activadas, las caspasas activan
otras procaspasas, resultando en una verdadera cascada proteolítica de amplificación
Las caspasas una vez activadas:
Cortan otras proteínas contenidas en el citoplasma.
Desarman las lamininas causando el colapso irreversible de la lámina nuclear;
Segmentan una proteína que mantiene inactiva a las ADNasa, liberando la
ADNasa activa para cortar el ADN en el núcleo celular.
De esta manera, la célula se desmonta
rápida y cuidadosamente y su cadáver es
tomado rápidamente y digerido por otra
célula.
1- Célula normal
2- La célula comienza a encogerse, se
activan las caspasas y comienzan a
digerir el citoesqueleto
APOPTOSIS
3- El ADN y el resto del material nuclear se degrada y
condensa. Unas caspasas específicas desarman la
membrana del nucleo y colapsan la membrana externa
4- El nucleo desaparece mientras continúa
desmoronandose la membrana externa
5- La célula se rompe en pequeños
pedazos listos para ser fagocitados
ASPECTOS MOLECULARES GENERALES DE LA APOPTOSIS
Las caspasas iniciadoras son
La Caspasa 9, que se une a la Apaf-1,
La Caspasa 8 que es estimulada por las
interacciones de tipo ligador Fas-Fas.
Una vez activada la Caspasa iniciadora ya
no hay retorno y se pone en marcha el
programa de muerte enzimática a través
de una activación rápida y secuencial.
Las caspasas ejecutoras desarman el
citoesqueleto y la matriz nuclear.
Las Caspasas activadas clivan las proteínas
implicadas en la transcripción, las replicación del
ADN y las reparación del ADN.
En particular, la activación de la caspasa 3 convierte
una ADNasa citoplasmática (CAD) en su forma activa
al fragmentar un inhibidor de la enzima, dando lugar
a la característica fragmentación internucleosomal
del ADN
VIAS APOPTÓTICAS
LA VERDADERA COMPLEJIDAD DEL FENÓMENO
ATENTI
Esto nunca lo toman,
Solo está para que
veas la complejidad
que tiene el fenómeno
apoptótico
EN RESUMEN
En condiciones fisiológicas la apoptosis constituye un
mecanismo fundamental para la embriogénesis y el
mantenimiento de la homeostasis del organismo.
Y en las condiciones patológicas??
En la prevención del cáncer la apoptosis constituye un mecanismo de defensa
eliminando las células tumorales neoplásicas
En las infecciones víricas muchas células infectadas se suicidan por apoptosis
pretendiendo evitar la propagación del virus
El problema surge cuando la apoptosis no sigue el
ritmo correcto: hablamos entonces de enfermedades…
¡y enfermedades temibles!.
Las principales enfermedades que azotan hoy en día a la
Humanidad son justamente enfermedades del defecto o del
exceso de los mecanismos de apoptosis,
son los modernos 'Ángeles Exterminadores':
APOPTOSIS Y ENFERMEDAD
La apoptosis alterada es la causa responsable de ciertas enfermedades tales como:
Enfermedades autoinmunes (Lupus eritematoso, Diabetes tipo 1, Tiroiditis Hashimoto, etc)
Enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson, etc)
Enfermedades propias del envejecimiento (Demencia senil)
Cánceres resistentes (p53)
APOPTOSIS Y ENFERMEDAD
CANCER
Cuando una célula experimenta una mutación,
suele activar el proceso de apoptosis, salvo si la
mutación afecta también a los genes responsables
de la apoptosis, en cuyo caso la célula afectada
sobrevive y se multiplica descontroladamente en
un proceso canceroso.
Es decir, la desactivación de la apoptosis es un
elemento clave en el desarrollo de esta
enfermedad.
La célula defectuosa
muere por apoptosis
ENFERMEDADES
NEURODEGENERATIVAS
Alzhéimer
Parkinson
Creutzfeldt-Jakob ('Vacas Locas')
Frente a una apoptosis acelerada o descontrolada,
tenemos numerosas enfermedades degenerativas, como el
mal de Parkinson o el Alzheimer, en las cuales mueren
células que no deberían hacerlo y que por lo tanto no son
sustituidas por otras más jóvenes a velocidad suficiente,
dando como resultado una pérdida en las funciones de las
que son responsables dichas células.
LUPUS ERITEMATOSO SISTÉMICO
Adicionalmente, la apoptosis no sólo puede ser desencadenada por los
mecanismos interiores de la célula, sino que puede ser resultado de señales
enviadas por otras células, muy especialmente las del sistema inmune, que
indican químicamente a algunas células que deben autodestruirse.
INSUFICIENCIA CARDÍACA
ENFERMEDADES VIRALES
Las nuevas partículas
virales son liberadas
pudiendo destruir la
célula en el proceso
El virus entra y
libera su ARN
El ARN viral usa la
ARNpolimerasa de la
célula y se multiplica
El ARN viral
invade el nucleo
Muchos virus tienen la capacidad de codificar
o crear moléculas que inhiben la apoptosis,
evitando que la célula muera cuando se lo
indican las células del sistema inmune y
permitiendo la proliferación del virus.
Por el contrario
En el Sida existe una exagerada inducción de la apoptosis en células sanas del
sistema inmune contribuyendo a la deficiencia del sistema inmunológico
Siendo esto la principal característica de la enfermedad.
Las personas con sida pierden por
apoptosis gran parte de los linfocitos T
aunque la mayoría de los linfocitos que
mueren no parecen estar infectados
sistema inmune
X
OTRAS FALLAS DEL FENÓMENO DE APOPTOSIS
MES 1
MES 2
MES 3
El embrión pierde su pequeña cola que
APOPTOSIS pasa a formar el cóccix. Mide 3 cm. Y ya
tiene todas las características de un
futuro ser humano
En esta anomalía se observa
la presencia de una cola
vestigial en la zona final del
sacro, a nivel cóccix. Esta
cola está compuesta de tejido
conectivo, músculos, vasos
sanguíneos, nervios, piel,
vértebras y cartílago.
No se conoce la causa en
profundidad. Se cree que se
produce por la mutación de
los genes encargados de
producir la muerte celular
programada de las células
que estaban destinadas a
formar una cola.
OTRAS FALLAS DEL FENÓMENO DE APOPTOSIS
Estos ejemplos, apenas unos cuantos de entre las muchas patologías en las que juega
un papel relevante el control del mecanismo de la apoptosis, bastan para darnos cuenta
de por qué las ciencias de la vida están hoy estudiando tan intensamente el fenómeno
apoptótico.
Poderla disparar o inhibir a voluntad en zonas determinadas de nuestro organismo
podrá en el futuro ayudar tanto a reducir los daños del cáncer, los procesos virales
(desde la gripe común hasta el sida), las enfermedades degenerativas y otras
afecciones, atacando un aspecto de las patologías que no ha sido considerado hasta
hoy por nuestro arsenal médico.
RESUMEN GENERAL
La apoptosis, es una forma de muerte celular regulada genéticamente.
En este proceso las células se autodestruyen sin desencadenar reacciones
de inflamación ni dejar cicatrices en los tejidos.
La apoptosis es una muerte natural fisiológica, resultando en un mecanismo
de eliminación de células no deseadas, dañadas o desconocidas y que
desempeña un papel protector frente a posibles enfermedades.
CARACTERÍSTICAS
MORFOLÓGICAS
En primera instancia las células que entran en apoptosis pierden los contactos
que mantenían con las células del entorno soltándose del tejido.
Se produce una marcada condensación tanto del núcleo como del citoplasma,
ocasionando una reducción significativa del tamaño de la célula.
Las mitocondrias liberan citocromo c, sufren una pérdida de potencial de
membrana además del fenómeno conocido como transición de la permeabilidad,
que posiblemente está causado por la apertura de poros.
La membrana nuclear y el nucléolo se disgregan a la vez que la cromatina se
condensa.
CARACTERÍSTICAS
MORFOLÓGICAS
La membrana plasmática empieza a formar protusiones e
invaginaciones, comienza a presentar "burbujas" o "brotes" en
su superficie, proceso llamado zeiosis, observándose un ligero
y sensible aumento en su permeabilidad.
Las células que están muriendo por apoptosis también se
encargan de señalizar el hecho de que se están suicidando a
sus alrededores con la finalidad de que los cuerpos
apoptóticos
sean
reconocidos
y
fagocitados
por
los
macrófagos; es una forma de muerte relativamente limpia.
Por último los cuerpos apoptóticos son rápidamente
fagocitados y degradados en los lisosomas de los
macrófagos.
En la apoptosis la célula se
encoge, empiezan a
aparecer burbujas y la
cromatina se compacta,
formando masas
concentradas en los bordes
internos del núcleo.
La muerte,
vista siempre como una tragedia, es
sin embargo un requisito esencial de
la vida, una forma de contar con
organismos sanos y, al final, una
necesidad en el peculiar universo de
nuestro organismo
CHAU
Y GRACIAS POR EL AGUANTE!!
FICHA TÉCNICA
FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS
CARRERA: VETERINARIA
CURSO: BIOLOGÍA CELULAR Y SISTÉMICA
CLASE TEÓRICA: MUERTE CELULAR
AÑO: 2014
DOCENTE: DR. HUGO SOLANA