Muerte Celular programa del eritrocito y la intoxicación por plomo.

Muerte Celular programa del eritrocito y la intoxicación por plomo.

MUERTE CELULAR PROGRAMDA EN EL DESARROLLO ANIMAL La muerte celular programada ocurre durante el desarrollo de los animales y juega un rol fundamenta en la homeostasis de los tejidos; Una regulación anormal de este proceso está asociada con una gran variedad de enfermedades humanas, entre ellas desordenes en el desarrollo, en la respuesta inmune, neurodegeneración y cáncer. Cuando las células mueren en respuesta a un estrés o daño ellas se hinchan y se rompen en un proceso que se le conoce como necrosis. En contraste la mayoría de las células que mueren durante el desarrollo normal condensan su núcleo retienen la integridad de la membrana y rápidamente son eliminados por fagocitosis este proceso es llamado apoptosis.

APOPTOSIS APOPTOSIS Es un conjunto de reacciones bioquímicas que producen la muerte de una célula de manera controlada, este proceso esta involucrado en los mecanismos de remodelación y desarrollo de la célula, se caracteriza por la condensación del contenido de la célula, la ruptura de las membranas nucleares y la formación de cuerpos apoptóticos.

ERITROCITOS COMO MODELO DE ESTUDIO La toma de muestra es relativamente sencilla. Se conoce mucho de su bioquímica y fisiología. Constituyen el medio de distribución de plomo al resto de los órganos. Se han caracterizado muchos eventos fisiopatológicos inducidos por la exposición a plomo. Se ha asociado el daño oxidativo con el incremento de calcio intracelular libre. Los eritrocitos sufren de una forma de muerte celular programada. Es el modelo ideal para estudiar si existe la muerte celular programada inducida por exposición a plomo.

ERIPTOSIS ERIPTOSIS Por su parte este proceso es la muerte celular programada del eritrocito, el cual al carecer de núcleo y mitocondrias se creía no presentaba dicho proceso, sin embargo estudios realizados por varios grupos (Lang y col.) demostraron varias características en el eritrocito, en estudios «in vitro»idénticas a la apoptosis, como el incremento en el calcio intracelular libre, la activación de proteasas y la externalización de fosfatidilserina Se desconoce si la intoxicación con plomo en humanos es capaz de provocar un incremento en el proceso eriptótico. Lang et al 2004

Qué es la eriptosis? La eriptosis es un proceso fisiológico que permite retirar a los eritrocitos envejecidos de la circulación evitando la hemolisis y evitando procesos inflamatorios. Este fenómeno se caracteriza por una serie compleja de cambios bioquímicos que incluye alteraciones en los sistemas de transporte, vías de transducción de señales, enzimas efectoras y translocación de fosfolípidos de la membrana. Estudios realizados in vitro han propuesto que la eriptosis puede ser iniciada por alteraciones oxidativas, energéticas y de daño osmótico.

Entonces, Es mala la eriptosis? Los eritrocitos durante su vida diaria son expuestos a muchas situaciones de estrés importante, en promedio ellos pasan un minuto en el pulmón donde ellos son expuestos a estrés oxidativo, más de una hora ellos viajan a través del riñón donde encaran un choque osmótico. Los eritrocitos se deforman alargándose cada vez que ellos pasan a través de los capilares poniendo a prueba la integridad de los mismos al exponerlos a un estrés mecánico. La ruptura de la membrana celular del eritrocito libera hemoglobina del fluido extracelular la cual podría ser filtrada al glomérulo del riñón provocando una falla renal. Para evitar esas complicaciones, los eritrocitos como cualquier otra célula requieren un mecanismo que les permita salir de a circulación sin liberar los componente intracelulares.

Qué pasa si se reduce o se incrementa este proceso de muerte? Debido a que el incremento o la reducción de la eriptosis tendrán un efecto nocivo sobre la fisiología del organismo: una reducción de la eriptosis incrementa la posibilidad de síndromes hemolíticos, ya que los eritrocitos envejecidos no pueden ser retirados de la circulación y su hemólisis es inminente en el mismo sistema circulatorio. Por otro lado, un incremento en el proceso de eriptosis puede desencadenar en anemias y desajustes del equilibrio síntesis degradación de los eritrocitos, incrementando la cantidad de células inmaduras en la circulación. La eriptosis puede iniciarse no solo por envejecimiento, es decir, de manera fisiológica, si no también puede ser inducida prematuramente.

Quién activa este proceso? De manera ya más específica la muerte celular programada del eritrocito podría ser disparada por la ligación de antígenos específicos de la superficie como la glicoporina C, la trombospondina -1 receptor CD47 y el receptor de muerte CD95/fas. Otros estimuladores de la eriptosis incluyen: Ceramidas, Prostaglandina E2, factor activante de plaquetas, anticuerpos anti A IgG, hemolisina de vibrioparahemolitucus, listeriolisina, paclitaxel, amantadina, azatioporina, ácido retinoico, loropromazina, ciclosporina, metilglioxal,péptidos amiloides, anandamida, Bay_Y5884, curcumina, valinomicina, aluminio, mercurio, plomo, oro, y cobre. (Erythrocyte programmed cell death Michel Föller, Stephan M huber and Florian Lang Life 60(10): 661-668, octuber 2008).

Enfermedades que aceleran el proceso. En 2010 se reportan algunas enfermedades que aceleran el proceso de eriptosis, entre ellas encontramos anemia hemolítica, anemia falciforme, insuficiencia renal, enfermedad de Wilson, sepsis entre otros, como son alteraciones genéticas, metabólicas e infecciosas así como se ha sugerido que una exposición a determinados tóxicos como plomo y arsénico pueden incrementar dicho proceso, sin embargo hablando de dichas exposiciones a metales pesados se han realizado las investigaciones únicamente in vitro, hasta la fecha se desconoce si humanos expuestos incrementan la eriptosis.(ceramide in suicidal Death of erythrocytes Florian lang, Erich Gulbins, Phillipp A. Lang, Donatella Zapulla Cell Physiol Biochem;2010; 26:21-28)

IMPORTANCIA DE ESTUDIAR LA ERIPTOSIS EN PACIENTES EXPUESTOS A PLOMO La eriptosis es un proceso fisiológico para destruir eritrocitos envejecidos o dañados evitando el daño necrótico. El plomo puede inducir un incremento en el proceso eriptótico?. Estudiar los mediadores moleculares nos brinda la oportunidad de manera la fisiopatología de la intoxicación con plomo. entender de mejor El aumento de la eriptosis puede provocar serio daños renales debido al exceso de microvesiculas circulantes. Conocer las vías de señalización involucradas en la eriptosis inducida por la exposición a plomo puede ser útil desde el punto de vista terapéutico y de diagnóstico.

Pb 2+ Ca i 2+ ATP LFC FC FAP AA GSH (+) PGE 2 (+ ) DAÑO OXIDATIVO DIRECTO O INDIRECTO Pb 2+ Ca 2+ i (+) CALPAINA (+) ADP, Pi (+) K + (+) FS SM ESFINGOMIELINASA Citoesqueleto Ceramida (+) FS

Cómo se ven los eritrocitos envejecidos?

CITOMETRIA DE FLUJO DE ERITROCITOS (A) ERITROCITOS (B) ERITROCITOS INCUBADOS CON PLOMO (C) ERITROCITOS INCUBADOS CON PLOMO + ACIDO ACETILSALICILICO Figura 7. Grafica de puntos donde se representa los cambios en el tamaño y la morfologia en eritrocitos (A), eritrocitos incubados con plomo (B) y eritrocitos incubados con plomo y ácido acetilsalicilico (C).

DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN GSH/GSSG EN TRABAJADORES EXPUESTOS A PLOMO Figura 19. Relación de GSH/GSSG en eritrocitos de ambas poblaciones no expuesta (n = 25) y expuesta (n = 36), *p<0.0001, según la prueba de t-student.

[Ca]i M CALCIO INTRACELULAR EN PACIENTES EXPUESTOS A PLOMO 150 * 100 50 0 No expuestos Expuestos Figura 20. Calcio intracelular en eritrocitos, concentración de calcio intracelular en eritrocitos de la población no expuesta (n = 5) y expuesta (n = 12), *p < 0.0036, según la prueba t-student.

% de unión a Anexina V EXTERNALIZACIÓN DE FOSFATIDILSERINA EN TRABAJADORES EXPUESTOS A PLOMO 8 6 4 2 0 No expuestos Expuestos Figura 21. Unión a Anexina-V- FITC en eritrocitos de la población no expuesta (n = 5) y expuesta (n = 12), *p < 0.0036, según la prueba t-student.

Gracias! Cinvestav IPN