Apuntes sobre lesión y muerte celular de la Universidad CEU Cardenal Herrera

Tema 1: Lesión y Muerte Celular

La unidad funcional del organismo es la célula y su principal función es vivir, para ello, necesita
O2.
La lesión celular es el resultado de una agresión a la célula que condiciona una alteración de
su estructura y funcion que puede llegar a desencadenar su muerte.

LESIÓN
LESIÓN
CELULAR
RESPUESTA
CELULAR
ADAPTACIÓN
MUERTE
EJ: en el músculo si hay mucha tensión las células se adaptan hipertrofiandose.

Componentes Celulares Afectados por Lesión

Deficiencia de
metabolitos
mueve
Daño de la
membrana
Radicales libres
Hormonas
Oxígeno
Glucosa
afecta a la
funcionalidad
de la célula
Daño o pérdida
de ADN
Fallo de la integridad
funcional
4
por lo que se
daña
Daño de las bombas de iones
se daña la
célula -
Disfunción
mecánica
Alteraciones de
presión osmótica
Bloqueo de las
vías metabólicas
Interrupción síntesis
de proteínas
Venenos respiratorios

Causas de la Lesión Celular

Causas Internas de Lesión Celular

1. Hipoxia: Deficiencia de oxígeno en la sangre, tejidos u órganos. Afecta a la respiración
   oxidativa aeróbica. Causas de hipoxia:

• Isquemia (falta de irrigación sanguínea).
• Insuficiencia cardiorrespiratoria (oxigenación inadecuada de la sangre).
• Anemia (mal funcionamiento o alteración de la hemoglobina).
• Intoxicación de CO (monóxido de carbono).

1. Reacciones inmunológicas: Reacciones de hipersensibilidad (actividad excesiva da
   lugar a fallos).
2. Trastornos genéticos: Malformaciones genéticas, anomalías enzimáticas (anemia
   falciforme), etc.

no funciona bien,
Quimioterapia
Radiaciones ionizantes
Radicales libres
de la membrana

1. Desequilibrios nutricionales: Deficiencia proteína-calóricas, deficiencias vitamínicas,
   exceso de lípidos que puede inducir aterosclerosis.
2. Estrés oxidativo: Especies reactivas de oxígeno. La formación de especie reactiva de
   oxígeno (un par de electrones desapareado (o-))genera la oxidación de los tejidos.
3. Envejecimiento: Acumulación progresiva de cambios con el tiempo, que son
   responsables del aumento de probabilidad de enfermedad y muerte del individuo.

Causas Externas de Lesión Celular

1. Agentes físicos: Traumatismos mecánicos, temperaturas extremas, cambios súbitos de
   presión, radiación, etc.
2. Agentes químicos: Glucosa y sal hipertónica, oxígeno, arsénico, insecticidas, asbesto,
   alcohol, drogas, etc.
3. Agentes infecciosos: Como, por ejemplo, los virus, las bacterias, los hongos o los
   parásitos.

Mecanismos Bioquímicos de Lesión Celular

1. Agotamiento de las reservas de ATP: Lesión en las mitocondrias celulares.
   Consecuencia del agotamiento de ATP:

• Cese de las bombas iónicas (transporte activo,
  bomba Na-K, bomba Ca), lo que provoca un
  desequilibrio electrolítico.
• Aumento de la glucólisis anaeróbica, que provoca la
  disminución de glucógeno, aumento del ácido láctico
  y esto da lugar a una disminución del pH intracelular
  y de los agregados de cromatina.
• Alteración proteínas, que provoca la disminución de
  su síntesis.

Inflamación
Toxicidad del oxígeno
Radiación
- Sustancias
Isquemia
Oz
Lesión por
reperfusión
Especies de oxígeno activado
(O2, H2O2, OH*)
Lesión
celular

1. Generación de radicales libres: Moléculas que contienen uno o más electrones no
   apareados en sus orbitales. Oxidan a moléculas vecinas, alterando su estructura
   (peroxidación lipídica, oxidación proteica o daño del DNA).

Estrés Oxidativo

• Pro - oxidantes: sustancias químicas que son capaces de dañar biomoléculas.
• Antioxidantes: sustancias que luchan contra estas especies reactivas o pro- oxidantes.
  (Como, por ejemplo, enzima q10).

1. Exceso de calcio libre intracelular: Activa a enzimas que lesionan proteínas, lípidos, ADN,
   induce depleción de ATP, etc.

Agente lesivo
Mitocondria
Retículo
endoplasmico
Ca"
Incremento del Ca2+ citosólico
ATPasa
Fosfolipasa
Proteasa
Endonucleasa
Disminución Disminución
del ATP
Rotura
Lesión
de la
cromatina
de los
de las proteínas
fosfolípidos de la membrana
y el citoesqueleto
nuclear
Altas cantidades de Ca2+ activan a las enzimas -asas
(fosfatasas, fosfolipasas, proteasas, endonucleasas), las cuales
degradan, disminuyen o rompen distintas estructuras (ATP,
lípidos, proteínas DNA) creando una lesión y/o muerte celular.

Respuesta Celular

RESPUESTA CELULAR: existen 3 modelos de interacción entre la lesión o agresión y la
respuesta celular:

1. Lesión reversible: (cuando la agresión es moderada o de corta duración y aparecen
   cambios morfológicos en la célula, denominados degeneración celular).
   La lesión celular es la pérdida de la homeostasia frente a
   estímulos patológicos.
   En la lesión reversible la agresión es moderada o de corta
   duración y la célula es capaz de superar la agresión y
   recupera su integridad.
   Existe un deterioro de las células junto a cambios
   bioquímicos y morfológicos más o menos característicos.
   Puede evolucionar hacia la normalidad, si la causa cede o
   hacia la muerte si la agresión persiste.
   CÉLULA
   NORMAL
   Lesión
   reversible
   Recuperación
   Figura
   de mielina
   Edema del retículo
   endoplasmico y las
   mitocondrias
   Tumefacción reversible -
   Bullas en
   la membrana
2. Adaptación reversible: (agresión constante pero subletal, se modifica la forma y función
   celular).
   Se produce ante estímulos persistentes, dando lugar a cambios morfológicos y funcionales
   celulares

Adaptación Celular

Número
Tamaño
Fenotipo
Función
Hiperplasia
mamaria
Hipertrofia del tejido
muscular
cardiaco
Metaplasia
escamosa
esofágica en los casos de
reflujo gastroesofágico.
Displasia
cervical,
común en las lesiones
precursoras del cáncer
de cuello de útero.
hipertensión arterial.
Atrofia muscular por
desuso en pacientes
encamados.
del
embarazo
en
respuestas a estímulos
hormonales.
secundaria
a

1. Muerte celular: (agresión prolongada o grave generando
   cambios irreversibles y la muerte).

Tipos de Muerte Celular

1. Necrosis: Después de una lesión celular se produce:

a. Pérdida de integridad de las membranas
celulares, supone la rotura de la estructura de la
célula.
b. Entrada de sodio y agua.
c. Edematización, necrosis desencadena una
respuesta inflamatoria en las células vecinas.
Orgánulos
Núcleo
ADN
Señal para activar
adepolaris
Daño a la célula
necrosis
apoptosis
lad. Muerte por estallido de la célula. Origina
respuesta inflamatoria local que puede
afectar a las células vecinas.
Proceso de necrosis celular

1. Apoptosis: muerte celular programada.

a. Se puede inducir por agresión o por
mecanismo de control celular que induce su
autodestrucción (recambio celular, eliminar
células dañadas, etc.) Llega una señal interna
o externa para que se desencadene un
proceso de autodestrucción por la pérdida de
la integridad de la membrana.
b. Gasto de energía.
c. Encogimiento de la célula da lugar a una
rotura en cuerpos
->
apoptóticos
à
fagocitosis.
d. Pérdida de proteínas en la superficie celular.
e. Condensación de la cromatina
f. No provoca proceso inflamatorio.
La apoptosis se ejecuta por proteínas específicas,
CASPASAS, las cuales son inducidas por dos vías:
- Vía intrínseca - producción de moléculas
proapoptoticas por las mitocondrias.
- Vía extrínseca - activación de receptores de la
propia membrana celular.
Célula apoptótica
Macrófagos
Fagocitosis de los
cuerpos apoptoticos
Cuerpos apoptóticos
Vía extrinseca
Vía intrínseca
Ligando
Receptor
de muerte
Lesión celular o
pérdida de señales
antiapoptóticas
Activación de
las caspasas
Mitocondria
Apoptosis
Cuerpos
apoptóticos

1. Autofagia:

Proceso catabólico.
×
Exceso de orgánulos, deteriorados o aberrantes, englobados en vesículas de
doble membrana (autofagosomas).
· Fusión de autofagosoma con lisozoma > autofagolisozoma > reciclaje de los
productos finales de la degradación.
×
Es un proceso de degradación celular, no es una muerte completa de la célula,
sino de alguna parte dañada.
Lisosoma
Reciclaje
Autofagosoma
Autolisosoma
Inducción
Formación del autofagosoma
Fusión
Degradación y reciclaje

Patología Tumoral

Definición de Tumor

Definición de tumor: masa anómala de tejido producida por un crecimiento autónomo y
desordenado de sus células.
×
Alteración genética (se forma estirpe diferente).
×
Disrupción en los mecanismos de control celular.

Etiología del Tumor

Etiología:
×
Enfermedad genética.
×
Transformación neoplásica de una célula por alteración de su material genético
(factores hereditarios y carcinógenos).
×
Cambios epigenéticos (metilación).

Clasificación de los Tumores

Clasificación de los tumores:
Benigno
Maligno
Localizado
Diseminado
Bajo grado de crecimiento
Alto grado de crecimiento
Buena diferenciación celular
Escasa diferenciación celular
Compresión de los tejidos sin invasión
Invasión y destrucción de los tejidos normales
No metástasis
Metástasis

Progresión del Cáncer

Progresión del cáncer: crecimiento tumoral, capacidad de angiogenesis, invasión regional,
invasión a distancia
Pasos de invasión regional hasta invasión a distancia:
· Perdida de adherencia celular > paso a través de la matriz intercelular > diseminación >
metástasis

Etiopatogenia del Cáncer

Etiopatogenia:

1. Causas endógenas: Mutaciones en los genes que controlan el crecimiento, diferenciación
   celular o los mecanismos internos de apoptosis.

a. Mutaciones en protooncogenes: Codifican proteínas que estimulan el crecimiento
o diferenciación celular.
Producción anómala o en mayor cantidad de proteínas. El crecimiento celular se
vuelve excesivo y sin control.
codificación
codificación
7000
Proto-
oncogén
Oncogén
Proteinas
ADN
Proteinas
estimulantes
del crecimiento
celular
ADN