Clásicamente se reconocen 2 tipos de muerte celular: necrosis y muerte celular programada (ej.apoptosis) La muerte celular programada requiere energía en forma de ATP. La necrosis es el resultado final de una catástrofe bioenergética producto de la depleción de ATP que se caracteriza por la inducción de inflamación local. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 2
Necrosis La aparición morfológica de la necrosis es consecuencia de la desnaturalización de las proteínas intracelulares y la digestión enzimática de la célula con daños mortales. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 3
Necrosis Ca2+ Calpainas Catepsinas 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 4
Necrosis En la necrosis, la célula es digerida por sus propias enzimas lisosomales activadas en el citoplasma 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 5
Dilatación de las organelas. Ruptura de la membrana plasmática. Liberación del contenido citoplasmático. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 6
Necrosis - Ultraestructura 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 7
Morfología del Citoplasma en la Necrosis Aumento de eosinofilia: pérdida de RNA y desnaturalización proteica. Vacuolización: Espacios en el citoplasma por la digestión enzimática de las organelas. Figuras de mielina (ultraestructura): masas de fosfolípidos originadas por la lesión de las membranas. Calcificación: degradación de los fosfolípidos y saponificación con calcio. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 8
Cambios Citoplasmáticos en la Necrosis Sección de hígado de un paciente intoxicado con paracetamol Eosinofilia Vacuolisación 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 9
Morfología del Núcleo en la Necrosis Picnosis: condensación de la cromatina en una masa basófila sólida (también sucede en la apoptosis). Cariorrexis: el núcleo picnótico se fragmenta. Cariolisis: desaparece la basofilia de la cromatina por degradación del DNA. Finalmente el núcleo desaparece. La célula anucleada remanente se ve como una masa homogénea y eosinófila. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 10
Cambios Nucleares en la Necrosis Riñón necrótico Picnosis (P) Cariorrexis (C) 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 11
Aspectos Macroscópicos de la Necrosis Coagulación: El tejido aparece firme. Isquemia. La desnaturalización proteica incluye a las enzimas hidrolíticas. Licuefacción: El tejido tiene aspecto semilíquido. En el encéfalo, la relativa falta de proteínas extracelulares provoca una rápida pérdida de la arquitectura. Caseificación: El tejido presenta consistencia blanda. Granuloma. Masa proteinácea amorfa rodeada de margen inflamatorio neto. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 12
Necrosis por Coagulación Área de infarto renal A pesar de la disolución del material nuclear, la arquitectura del glomérulo y los túbulos se reconoce 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 13
Necrosis por Coagulación A: Infarto renal; B: Imagen microscópica del margen del infarto. N: riñón normal; I: células necróticas del infarto. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 14
Necrosis por Licuefacción Fase de licuefacción en un infarto cerebral No se conserva la arquitectura tisular. Se ven restos celulares eosinófilos F: células fagocíticas H: Pigmentos de hemosiderina (producto catabólico de homoglobina) 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 15
Las hidrolasas se activan y degradan los componentes citoplasmáticos y nucleares. Liberación masiva de materiales intracelulares y aflujo masivo de calcio. Diseminación de enzimas celulares potencialmente destructivas al espacio extracelular con daño de tejidos adyacentes. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 16
La Necrosis Induce Inflamación Local Las células necróticas son incapaces de mantener la integridad de la membrana y sus contenidos se extravasan y estimulan la inflamación en el tejido circundante. Las enzimas que digieren las células necróticas derivan de los lisosomas de las células moribundas y de los lisosomas de los leucocitos que son atraídos como parte de la reacción inflamatoria. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 17
Infiltrado Inflamatorio en Pancreatitis 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 18
La liberación a la circulación periférica de proteínas intracelulares a través de la membrana celular degradada proporciona un medio de detectar la lesión y muerte celular específica del tejido utilizando muestras de suero sanguíneo. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 19
Las enzimas específicas del corazón y las proteínas que se liberan del músculo necrótico pueden detectarse en sangre tan pronto como 2 horas después de la muerte de la célula miocárdica. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 20
Músculo cardíaco: Isoforma específica de la enzima creatinquinasa Proteína contráctil troponina. Hígado Hepatocito: Transaminasas Vías biliares: Forma termorresistente de la enzima fosfatasa alcalina 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 21
Se llama muerte celular programada a aquella que es controlada genéticamente. Implica cambios en la expresión génica. Necesita energía (ATP). La apoptosis es el mecanismo mas estudiado de muerte celular programada. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 22
Se describió en 1972 por su morfología distintiva. El nombre proviene del griego antiguo y significa hojas cayendo del árbol. Sin apoptosis, 2 toneladas de hueso y 16 km de intestino estarían acumulados en el organismo a los 80 años de edad. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 23
Apoptosis Constituye un mecanismo intrínseco de suicidio celular, el que es regulado por una variedad de caminos de señalización intracelular. La morfología principal es la contracción del citoplasma y el núcleo con la formación de cuerpos apoptoticos siempre rodiados de membrana plasmática 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 24
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Condensación del citoplasma y la cromatina, Fragmentación de la célula formando cuerpos apoptóticos. Remoción de las células muertas por fagocitosis 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 26
Miembros de la familia del TNF se unen al receptor de muerte iniciando una cascada de señalización intracelular que activa la caspasa 8, un iniciador central de la apoptosis, la cual finalmente activa a la caspasa 3, el ejecutor clave de la apoptosis. RECEPTOR DE MUERTE 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 27
El daño celular detectado por la familia Bcl2 conduce a la permeabilización de la membrana mitocondrial promoviendo la liberación de proteínas apoptóticas que activan la caspasa 9 (iniciadora), la que finalmente activa la caspasa ejecutora 3 CAMINO MITOCONDRIAL 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 28
Activación de caspasas. Destrucción del citoesqueleto. Activación de DNAsas. Fragmentación del DNA. Múltiplos de 180 a 200 pares de bases. (Corrida electroforetica en gel de agarosa) Trasposición de fosfatidilserina a la capa externa de la membrana plasmática. (marcación con anexina V) 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 29
Las alteraciones bioquímicas en la membrana celular permiten el reconocimiento precoz de la célula apoptótica por los macrófagos tisulares. La respuesta apoptótica dispone de las células lesionadas, con afectación mínima del tejido circundante. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 30
Apoptosis en Situaciones Patológicas Lesión del DNA. Acumulación de proteínas mal plegadas. Infecciones virales. Los linfocitos T inducen apoptosis de las células infectadas Rechazo celular a los trasplantes, mediada por linfocitos T. Atrofia patológica de órganos parenquimatosos tras obstrucción de un conducto (páncreas, parótida, riñón). 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 31
Apoptosis en Glándulas del Cólon Paciente con trasplante de médula ósea que presenta enfermedad del injerto (células inmunes del donante atacan los tejidos del huesped A: Cuerpos apoptoticos 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 32
Más del 50% de las neoplasias tienen defectos en la maquinaria molecular de apoptosis. Entre los más caracterizados están el incremento de la expresión de las proteínas anti-apoptoticas BCL2 y las mutaciones en el gen supresor de tumor TP53. El gen TP53, llamado el guardián del genoma, inicia la apoptosis en respuesta al daño del DNA. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 33
Muchos agentes quimioterapeuticos inducen apoptosis en las células tumorales. El inhibidor de la tirosin-quinasa (imatinib Gleevec) induce la expresión de miembros pro-apoptoticos de la familia BCL2. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 34
Única forma de trafico de membranas que entrega macromoléculas y organelas del citoplasma a los lisosomas para su degradación. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 36
La autofagia es un proceso en el cual las células generan energía y metabolitos mediante la digestión de sus propias organelas y macromoléculas. La autofagia permite la sobrevida a las células privadas de nutrientes o de factores de crecimiento. Sin embargo, si esta situación se prolonga, la célula finalmente muere. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 37
Cytoplasmic components including organelles Lysosome Preautophagosomal structure Isolation membrane Autophagosome Autolysosome 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 38
Ocurre a niveles basales en varios tejidos (cerebro, hígado). Recambio fisiológico de componentes citoplasmáticos. Desarrollo, la diferenciación y la remodelación del tejido. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 39
Se induce durante el ayuno o por la falta de factores de crecimiento. Insulina e IGF inhiben la autofagia 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 40
Beclin1 LC3 (MAP1 light chain 3) es un marcador altamente específico de autofagia. Beclin1 gen supresor de tumor necesario para el proceso de autofagia 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 41
La autofagia fue relacionada a muchos procesos patológicos. El hallazgo de estructuras autofágicas en esos procesos patológicos relacionó la autofagia con la muerte celular. La muerte celular relacionada a autofagia parece ocurrir primariamente en el desarrollo, en procesos homeostáticos que requieren eliminación masiva de células, en un proceso patológico o en respuesta a agentes antineoplásicos. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 42
No se rompe la membrana plasmática. Degradación temprana de las organelas citoplasmáticas. Preservación del citoesqueleto. Independiente de caspasas. Ausencia de cromatina condensada. Utiliza la maquinaria lisosomal endógena. Presencia de autofagosomas. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 43
Cancer Enfermedades hepáticas Miopatías Enfermedades neurodegenerativas Diabetes tipo II Infarto de miocardio. Infecciones Pancreatitis 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 44
Respuesta celular a la excesiva producción de proteínas (Estrés de RE) que conduce a proteínas no plegadas que se acumulan en el RE. Esta mediada por proteínas que residen en la membrana del RE. Los dominios del lumen captan las alteraciones en el plegamiento proteico. Los dominios citoplasmáticos activan vías de señalización que reducen los niveles de proteínas mal plegadas en la célula. 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 45
Las chaperonas reconocen y protegen a las proteínas plegadas o semiplegadas y las guían hacia las organelas. Las chaperonas reparan proteínas mal plegadas. Las proteínas mal plegadas son marcadas para su degradación en el proteasoma. Los acúmulos de proteínas mal plegadas desencadenan autofagia. Reparación celular 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 46
Si persiste la generación de proteínas mal plegadas: Se afecta el flujo autofágico y conduce a necrosis o apoptosis Se activa la caspasa 12 (residente en el RE) y se desencadena apoptosis. Muerte celular 3/7/2016 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 47