APOPTOSIS EN LA CICATRIZACION DE HERIDAS

REVISIONES, ANÁLISIS Y REFLEXIONES
APOPTOSIS EN LA CICATRIZACION DE HERIDAS
Garlatti M.I; Romano S.; Bollea, L.
RESUMEN:
La apoptosis es un fenómeno fisiológico necesario para el mantenimiento de la homeostasis del
organismo. En la piel normal su función es la remoción de células inflamatorias y de los procesos de
granulación. La desregulación de la apoptosis lleva a una cicatrización anormal, tal como la cicatriz
hipertrófica y queloides.
DEFINICION
Se da el nombre de apoptosis, a la muerte
celular fisiológica causada por la activación de un
programa de suicidio codificado genéticamente en
los organismos multicelulares, llamado por otros
investigadores como “punto de no retorno”.
Es necesario definir otros procesos
patológicos. Se debe diferenciarla de ONCOSIS 10,
que es un proceso patológico en el cual la célula
muere por isquemia o injuria química, ANOIKIS en
la cual la apoptosis es inducida por la pérdida de
las organelas celulares y de NECROSIS: llamada
así a los cambios ocurridos en las células después
de la muerte celular y dado por cualquier
mecanismo. Otros términos usados que
confunden la etimología son; APOMORFOSIS,
NECROPTOSIS Y APONECROSIS.
INTRODUCCION
Cualquier célula del organismo tiene el
potencial de apoptosis. En el plazo de un ano un
adulto fabrica la cantidad de células igual a su peso
y se muere igual cantidad de células. Se produce
la ley del Samurai (en la biología): ES MEJOR
MORIR QUE ESTAR MAL. Esta muerte celular
programada es necesaria para el mantenimiento
de la homeostasis y del crecimiento de los tejidos.
Desde hace tres décadas, cuando el fenómeno
celular comienza a revelarse, los científicos
descubren la valiosa aplicación en las
investigaciones en las aplicaciones clínicas y
biotecnológicas. Un área de importancia son los
procesos de cicatrización de las heridas, en la cual
la apoptosis es responsable de la remoción de
células y de la granulación de los tejidos.
CARACTERISTICAS MORFOLOGICAS:
Los fenómenos que ocurren dentro de este
proceso incluyen: 1-2-10 condensación de la
cromatina, burbujeo de la membrana,
encogimiento de la célula y formación de cuerpos
apoptóticos. En el núcleo la cromatina se
condensa y las nucleasas fragmentan el ADN,
produciendo condensación del material nuclear. El
citoplasma se encoge de tamaño, debido a la
Cátedra de Dermatología Facultad de Medicina- Universidad
Nacional de Tucumán. Dirección: Don Bosco 1618. Email:
lobollea@tucbbs.com.ar
34
pérdida electrolítica y fragmentación.
Las alteraciones mitocondriales ocurren como
cruce de gradiente y PH por pérdida de la
membrana interna, llevando al edema de la matriz,
con rotura de membranas y la liberación de
proteínas proapoptósicas a los espacios
intermembranosos. Los fosfolípidos en el interior y
exterior de la membrana plasmática son perdidos
como fosfatidilserina. Los macrófagos vecinos
poseen receptores para estas proteínas, los
reconocen y fagocitan como cuerpos apoptósicos.
Los cambios moleculares y bioquímicos de la
apoptosis1-2consisten en un complejo proceso que
puede dividirse en cuatro bases: inducción,
detección, acción y remoción por fagocitos.
Cada paso de los procesos apoptóticos
requiere del esfuerzo de muchas moléculas y
sobre todo de las caspasas, de la familia de la
bcl-2 y del p53.
CASPASAS 1 0 termino derivado de dos
propiedades catalíticas (“c” proteasa de cisteina y
“aspasas”) Estas propiedades juegan un papel
importantísimo en el desarrollo de la apoptosis 1. Se
trata de un sistema de cisteinil- proteasas que
respondiendo a señales proapoptósicas
desencadena una cascada que culmina con el
desmantelamiento celular .Esto es denominado
por algunos como EL BESO DE LA MUERTE.
Hasta ahora 14 caspasas han sido identificadas.
En general han sido categorizadas en tres grupos:
caspasas 1, caspasas 4y caspasas 5.
FAMILIADE LAS BCL-2: originalmente
identificado en el linfoma folicular. Desde su
descubrimiento al menos18 miembros de esta
familia han sido descubiertos. 10. No posee
capacidad para estimular la proliferación sino para
reducir el índice de muerte celular. Las BCL-2 y
BCL-XlL son anti-apoptosicas, actuando como un
gen supresor del tumor o antioncogen, que son los
que con mayor frecuencia mutan en el ser humano
(60%).
El P53. (Se trata de un oncogen).10 Es un factor
de transcripción nuclear, cuya función principal es
monitorear la integridad y la estabilidad del
genoma “guardián del genoma”, también actúa
como supresor de la angiogénesis. Esta proteína
se activa ante cualquier daño que afecta el
genoma, si este es leve detiene la progresión del
REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL. 9 - Nº 1 (2008)
ciclo celular para que la célula repare el ADN y
luego reinicie el ciclo celular, pero si el daño es
grave, activa el proceso de apoptosis, reduciendo
de esta manera la posibilidad que células con
mutaciones puedan sobrevivir contribuyendo por
lo tanto al proceso de carcinogénesis.
1-2
La apoptosis es inducida por múltiples vías.
Las más conocidas son:
- Vía mediada por el FAS, se trata de
activadores de la muerte celular, entre los que se
incluyen el TNF-alfa, TNF-beta, conocido como
linfotoxina y el FAS-LIGAN.
- Vía de la mitocondria. Durante la apoptosis
el citocromo C es liberado por la mitocondria, en el
citoplasma de la célula se forma (por la unión de
APAF 1 y PROCASPASAS 9), un corpúsculo
denominado APOSTOSOMA, encargado del
procesamiento y activación de otras caspasas
para orquestar la ejecución celular. Una vez que el
citocromo C es liberado por la mitocondria la
célula se compromete a morir, ya sea por un
mecanismo apoptotico a través de la activación de
las caspasas o por un proceso necrobiótico.
- Vía dependiente del P53 :al cual nos
referimos .anteriormente
PROCESO DE LA CICATRIZACION DE
HERIDAS: 2-5-6
Es un proceso bien organizado que se
caracteriza por una secuencia de eventos como:
inflamación, proliferación y maduración.
Inflamación: inmediatamente después de la
injuria, la coagulación de la sangre y la agregación
plaquetaria forman un coágulo de fibrina que
provee una matriz para la migración de fibroblastos
y células inflamatorias al área herida. Citoquinas
tales como: Factor de crecimiento derivado de las
plaquetas (PDGF), Factor de crecimiento
transformador alfa (TGF-alfa), Factor de
crecimiento transformador beta (TGF-beta),
Factor de crecimiento del endotelio vascular
(FGVE), comienza actuar en el sitio injuriado, en
respuesta al influjo de citoquinas. Los leucocitos y
fibroblastos generan otras citoquinas tales como:
Factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa) e
interleuquina beta (IL-1B).
6(sic) Los linfocitos migran desde los centros
primarios a los secundarios. Algunos linfocitos
pueden dejar la sangre a través de vénulas no
especializadas. La ruta principal es a través de
sectores característicos de las vénulas
postcapilares con endotelios de
morfología
cuboides denominados: VASOS DE
ENDOTELIOS ALTOS, que se desarrollan en
la inflamación. Estas células tienen la capacidad
de dirigir al foco inflamatorio. Las moléculas
expresadas en estos endotelios pertenecen a las
moléculas de adhesión celular (MEC) de las
células endoteliales.
a) Superfamilia de las Inmunoglobulinas:
REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL. 9 - Nº 1 (2008)
ICAM- 1, ICAM-2, V-CAM1
b) De las Selectinas: selectina-E (ELAM-1) y
selectina-p.
La selectina-P se almacena en los cuerpos de
Weibel-Palade.
Las interacciones que se establecen mediante
estas moléculas dirigen los linfocitos hacia zonas
blanco de inflamación. El resultado de ésta
interacción es:
ADHERENCIA, ROTACION, ACTIVACION DE
INTEGRINAS, APLANAMIENTO Y DIAPEDESIS
DE LAS CELULAS
En el endotelio de la dermis inflamada, se
expresa E-SELECTINA, que se liga con CLA,
(molécula que se encuentran en la superficie de las
células T) permitiendo la migración selectiva hacia
la piel. Es una MEC (molécula de adhesión celular)
que media la adherencia inicial del LT al endotelio
de las vénulas postcapilares. La E-SELECTINA y
P-SELECTINA, son ligandos que se
sobreexpresan en la inflamación.
La IL-1 y el IFN-alfa inducen la rápida
expresión de las MEC intercelular1 y 2 (ICAM-1
ICAM-2) y producen IL que estimulan la expresión
de integrinas en la superficie.
Este estrecho contacto logrado por las MEC
facilita la transmigración del leucocito a través del
endotelio. Cuando LT ha migrado fuera del capilar
dérmico para dirigirse a la epidermis necesitará de
una señal que los guíe al lugar del antígeno. Y de
MEC que le ayude a través del colágeno para
llegar a la epidermis.
En la inflamación5-13-14 temprana los leucocitos
llegan al sitio de la lesión seguidos por los
macrófagos y monocitos. Despejan la
contaminación con fagocitosis y establecen las
condiciones favorables para la angiogénesis,
migración y proliferación de células.
PROLIFERACION CELULAR: involucra
angiogénesis y proliferación de fibroblastos. Estos
se originan en el tejido conectivo vecino, que es
estimulado por los factores de crecimiento
generados por los macrófagos para entrar en
mitosis y proliferar. Los fibroblastos migran hacia
la herida deslizándose sobre la fibrina del coágulo
inicial y de las fibras colágenas haciendo contacto
con la fibronectina.
El proceso de angiogénesis es aparente hacia
el cuarto día de iniciado el proceso reparativo y
esta determinado por la producción de factores
angiogénos sintetizados por el macrófago con
potentes efectos inductores sobre las células
mesoteliales y endoteliales, cuando éstas
proliferan se forman en la superficie de la herida
botones capilares. La colagenasa y el
plasminógeno facilitan la invasión celular hacia el
tejido pobremente vascularizado, construyendo
una amplia red de asas que se conectan entre sí,
comenzando a circular eritrocitos y plasma por
35
estos nuevos capilares, dependiendo del
requerimiento metabólico de la herida. Estos
capilares pueden permanecer, atrofiarse y
desaparecer después de terminado el proceso
reparador
EPITELIZACION: comienza con la migración
de células de la periferia hacia el centro,
estimulado por factores de crecimiento liberados
por los macrófagos y las plaquetas. Una capa
celular generaría capas adicionales por mitosis de
las células epidérmicas.
FORMACION DE LA MATRIZ: el más
importante para la formación de la matriz es el
tropocolágeno porque tiene un alto porcentaje de
aminoácidos, prolina y lisina, que luego son
hidroxilados, requiriendo la presencia de oxigeno,
hierro y Vit.C. La síntesis en máxima en las
primeras dos semanas y el depósito de colágeno
en la tercera y cuarta semana.
La fibronectina es importante para la formación
de tejido de granulación y unión de
macromoléculas, sirve como molde de deposito
para colágeno y tiene un papel decisivo en la
formación de la matriz intercelular, también
contribuye al debridamiento y remodelación de la
herida por su capacidad de opsonisar macrófagos
y fibroblastos. Por otra parte la sustancia
intercelular formada por glicosaminoglicanos,
glicoproteínas y proteoglicanos es la estructura
predominante de la sustancia intercelular, que da
soporte y permite la organización de las células del
colágeno.
REMODELACION DEL COLAGENO: ésta
fase puede durar meses o anos después de la
herida. En este proceso metabólicamente activo,
se sintetizan nuevas fibras de colágeno que se
yuxtaponen a los presentes, mientras otras se
absorben y remueven.
La colagenasa es una metalo-proteasa que
contiene Zinc, enzima responsable de la
degradación del colágeno1-2-3. La actividad de la
colagenasa y el proceso de síntesis del colágeno
esta en constante equilibrio.
CONTRACCION DE LA HERIDA: comprende
la migración del tejido preexistente en los bordes
de la herida y no la neoformación del mismo, éste
fenómeno es mediado por los fibroblastos que se
contraen sobre las fibras de colágeno y facilita el
deslizamiento de las mismas y para que se lleve a
cabo es necesario preservar la integridad de la
masa celular de los márgenes de la herida. Dura
meses o anos
RESISTENCIA DE LA HERIDA: Se evalúa la
misma por la fuerza de tensión y la resistencia a la
ruptura. La primera se debe al coágulo de fibrina
que llena la cavidad en los primeros días y después
de la síntesis del colágeno.
ALTERACIONES DE LA CICATRIZACION: 5-2
Pueden deberse a radiaciones ionizantes,
36
inmunosupresiones, glucocorticoides, mala
nutrición, deficiencia proteínica, vitaminas, ácidos
grasos esenciales, zinc, cobre, envejecimiento.
CICATRIZACION EXCESIVA: cuando
las
condiciones favorecen la síntesis exagerada de
colágeno sobre la remodelación se presenta la
cicatrización excesiva:
QUELOIDES
CICATRIZ HIPERTROFICA
Son reparaciones que se caracterizan porque
las primeras raramente se resuelven
espontáneamente y tienden a crecer mas allá de
los bordes de la herida original; las segundas lo
hacen pero en ocasiones retrogradan. Hay
diferentes teorías que explican estas alteraciones,
como la teoría isquémica, en la cual el lactato
producido por la isquemia estimula la producción
de colágeno por el fibroblasto. Mecánica: explica
que los queloides se encuentran en área de
tensión aumentada. Inmunológica: es
controvertida, ya que los niveles de
inmunoglobulinas pueden encontrase altos, bajos
o normales. Hormonales: se relaciona con los
estados normales de crecimiento acelerado como
la pubertad y el embarazo, o anormales como la
acromegalia. Como predomina en personas de
raza negra se cree que la hormona melanocitoestimulante podría tener algo que ver. Factores de
crecimiento: también controvertida, ya que la
producción de dichos factores en los queloides
parece ser anormal.
ANATOMIA PATOLOGICA: 7-8 las cicatrices
tempranas, muestran gran vascularidad,
inflamación, estroma mixoide y fibroblastos. En la
cicatriz hipertrófica y queloide persiste una
anormal acumulación del tejido conectivo
extracelular, fundamentalmente colágeno tipo III,
colágeno soluble, colágeno inmaduro,
particularmente en lesiones tempranas. El
contenido de proteoglicanos, sobre todo condroitín
sulfato y agua se hallan incrementados.
La degradación del colágeno es anormal:
aumenta la colagenasa, alfa-tripsina, beta 2
macroglobulina .La colagenasa es inhibida en este
evento. En el queloide el resultado es morfología
dérmica nodular con bandas hialinizadas de fibras
colágenas orientadas al azar. El queloide y la
cicatriz hipertrófica son vasculares y celulares.
Tienen fibroblastos, mastocitos, plasmocitos, etc.
En la cicatriz hipertrófica el número de
fibroblastos y capilares son menores y decrecen a
las 5semanas. Las bandas de colágeno están
orientadas paralelas a la superficie, dividido por
vasos capilares en candelabro”. A veces pueden
evidenciar granuloma de cuerpo extraño. Esta
disposición es diferente del queloide, que tiene una
orientación arremolinada.
En la cicatriz inmadura o temprana, los
queloides y las cicatrices hipertróficas, tienen
muchos fibroblastos, éstos estimulan las células
REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL. 9 - Nº 1 (2008)
fibroblásticas que muestran características
funcionales del músculo liso.
APOPTOSIS EN LA NORMAL CICATRIZACION
DE LAS HERIDAS: 2
Las células en crecimiento son reguladas por la
apoptosis, ya que la población celular prolifera
rápidamente, durante la reconstrucción del tejido.
Las células inflamatorias deben ser removidas
para comenzar el nuevo proceso de cicatrización,
simultáneamente el tejido de granulación debe
disminuir en celularidad para evolucionar a
cicatriz. Las células apoptoticas más tempranas
han sido detectadas a las 12 horas en ratones no
diabéticos. Los picos de niveles de apoptosis van
disminuyendo en los días sucesivos. La infiltración
de células inflamatorias de neutrófilos se
encuentra presente a las12 horas.
Después de la injuria la expresión del BCL-2
se incrementa, mientras que el P53 decrece a
medida que la proliferación celular ocurre. Cuando
el proceso de inflamación decrece se invierten los
niveles. Ambos, desaparecen alrededor de 21 a 42
días. Los mayores picos de actividad se expresan
entre los 12 y 25 días.
En la apoptosis la expresión de la proteína P53
se encuentra incrementada durante la inflamación
y la proliferación, pero decrece durante el periodo
de remodelación, (14-28días). Las células
apoptosicas pueden aparecer en la zona periférica
de las quemaduras incrementando el P53. En la
regeneración de la epidermis ocurre a los 7-10
días., y juega un papel importante en la evolución
de la misma. La acumulación de P 53 esta
asociada con las proliferaciones epidérmicas.
APOPTOSIS EN LA ANORMAL
CICATRIZACION DE LAS HERIDAS 2
Del comportamiento apoptótico alterado
resultan una serie de procesos patológicos, de los
cuales los más notables son la cicatriz hipertrófica
y el queloide, dos formas de cicatrización
hiperproliferativas., con hipervascularidad e
hipercelularidad. Se caracterizan por cicatriz
excesiva, inflamación y sobreproducción de
componentes de la matriz extracelular, tales como
colágeno y proteoglicanos. Los queloides son
clínicamente similares a la cicatriz hipertrófica,
con la excepción que éstos se expanden más allá
REVISTA DE LA FACULTAD DE MEDICINA - VOL. 9 - Nº 1 (2008)
de los bordes originales.2-4-7-8
Mientras no esta claro el comportamiento
biológico de los mismos, la apoptosis resulta un
factor significativo. Waserman y col. Encontraron
que la expresión del BCL-2 en células
mononucleares de sangre periférica (PBMC) es
significativamente mayor en fibroblastos, llevando
a la anormal cicatrización.
BIBLIOGRAFIA
1. ROMANO MARIA SUSANA. (Dra.): Apoptosis: la muerte
necesaria para la vida. Revista Arg de Dermatología. Noviembre
de 2.001
2. NGANFONGHUANG, Bs, SAGEN ZAC-VARGHESE, Bsc.
Apoptosis en la cicatrizacion de heridas Much, Sunny Luke,
Dsc.Wounds 15(6)182-194 2.003 Health Management
Publications, Inc.
3. CURTIS A. RASKIN, MD. Phd: Apoptosis and cutaneus biology
St. Louis, Missouri. Journal of the American of Dermatology,
Vol.36Number 6, Part 1, June 1997. Pág. 885-895.
4. AMY KIM, MD; JOSH DICARLO, MD.; BARBARA McALPINE,
MD.; ANTHONY G. QUINN. PHD: Are Keloid really “gli-loid”s”?
High level expression of oncogene in Keloid. Et col. Journal Am.
Acad. Dermatolog. Vol. 45 Number5 Vol. 2001
5. PORRAS BEATRIZ REYES, MD.; MUSTOE THOMAS
A.:.Cicatrización conceptos actuales Acta colombiana Vol.
17nro1, enero-febrero 2001
6. WOSCOFF A. (Prof. Dr.); TROIELLI PATRICIA (Dra.). Label. M.
(Dr.): Principios de inmunodermopatologia Edición 2003.
Pág.318-321
7. FARMER DERMATHOPATHOLOGIA. : Disorder of collagen
scar, hypertrofic and keloidal PAG.414 1994
8. Nc Knee PHILLIP H.: Tumor of the dermis and subcutaneus fat.
Pathology of the skin, with clinical correlations. Second edition.
9. SPINELLI OSVALDO (Prof. Dr.): Adelantos en biología
molecular: P53: Proteína reguladora de la vida y muerte celular.
Cátedra de oncología. U.N. La Plata
10. SPINELLI OSVALDO (Prof. Dr.); ALTAMIRANO E. (Dr.);
CORRONS F y Col.: Apoptosis y cancer. Prensa medica
Argentina 2002; 89:301-307.
11. ROBBINS PATHOLOGY: Cellular adaptations, cell injury and cell
death. Chapter 1, Edition 2005.
12. CIRIGLIANO M. (Dr.). : Factores de crecimiento en la
cicatrización de heridas. Dermatología Arg. Vol. V Nro1 EneroMarzo 1999.
13. Cicatrización queloide. Arch Arg. Dermatología 2003 Vol. 48
Nro2 Pág. 73-81
14. TROIELLI P. (Dra.). WOSCOFF A. (Prof. Dr.) BILEVICH E.
(Dra.): Curación de Heridas. ATD , 18:43 1995
15. CIRIGLIANO M. (Dra.): Fisiología de la cicatrización.
Dermatología Arg. 1995/1 Pág. 78-88.
37