UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS EN EL VALLE DE SULA Patología Tareas Asignadas NOMBRE: Yessy Elizabeth Martínez Pérez NUMERO DE CUENTA: 20052000180 SECCION: 15:01 29 DE AGOSTO DEL 2011 SAN PEDRO SULA, CORTES. HONDURAS Célula madre Las células madre (CM) son definidas como células con capacidad de auto renovación (capaces de dividirse indefinidamente) y con capacidad de diferenciación (capaces de originar varios tejidos o linajes celulares). Originalmente, estas células fueron clasificadas de acuerdo a su potencial de diferenciación (o plasticidad) en: totipotentes, pluripotentes y multipotentes. Son consideradas totipotentes las CM capaces de originar cualquier tipo celular proveniente de las tres capas germinativas (endodermo, mesodermo y ectodermo) siendo capaces de formar un organismo funcional completo, solo los estadios iniciales del zigoto constituirían CM totipotentes. Las CM embrionarias, que derivan de la masa interna del blastocisto, son consideradas como pluripotentes porque son capaces de originar cualquier tipo de tejido, a excepción de la placenta y las membranas ovulares (por lo cual no son capaces de originar un nuevo individuo) y las CM propias de cada órgano son multipotentes porque aunque presentan diferentes grados de plasticidad ya están comprometidas con la diferenciación celular. CÉLULAS MADRE ADULTAS Las células madre adultas son el “conjunto” propio de CM de cada órgano y que es responsable por la homeostasis celular. Cuando ocurre un daño celular mayor, estas CM adultas “aparentemente” no son capaces de reparar y regenerar el tejido lesionado, dando origen a la hipótesis de la existencia de fuentes externas a partir de las cuales las CM podrían ser movilizadas y direccionadas hacia el tejido lesionado para regenerarlo, siendo quizás la medula ósea la fuente principal de células. CÉLULAS MADRE DE MEDULA OSEA La médula ósea se compone de varios tipos celulares con funciones y fenotipos diferentes. Las CM de la médula ósea incluyen: CM hematopoyéticas y CM mesenquimales. Las CM hematopoyéticas dan origen a las células sanguíneas y pueden ser aisladas e identificadas por la presencia de marcadores celulares, como CD34 y CD133; mientras que las CM mesenquimales son precursoras de células de tejidos mesenquimales no hematopoyéticos, como condrócitos, miocitos, adipocitos y fibroblastos; éstas pueden ser aisladas y expandidas en medios de cultivo gracias a su propiedad de adhesión y proliferación clonal in vitro. MIELOPOYESIS Al igual que el resto de la hematopoyesis, la mielopoyesis toma lugar dentro de la medula ósea, sitio en donde las células troncales hematopoyéticas dan lugar a los progenitores mieloides comunes (PMC). Los PMC son células con una alta capacidad proliferativa (y por lo tanto activas en el ciclo celular), pero incapaces de auto-renovarse y cuyo potencial de diferenciación esta restringido a linajes específicos; estas células responsivas a un determinado tipo y numero de citocinas, evento que esta definido por el numero de receptores que cada progenitor presenta. Los PMC subsecuentemente se pueden diferenciar en progenitores mas específicos, tales como los progenitores granulomonociticos (PGM), y los progenitores eritroides-megacariociticos (PEM). La maduración posterior en cada uno de los linajes hematopoyeticos esta definida por dos procesos fundamentales: la pérdida definitiva del potencial de auto-renovación y la adquisición de una identidad específica. Estos procesos son controlados por programas genéticos en donde los genes que mantienen la capacidad de auto-renovación se apagan, al tiempo que los genes que regulan la diferenciación se encienden. De esta manera, los progenitores hematopoyeticos se diferencian a células precursoras, a través de una serie de eventos en donde grupos alternados de genes en asociación con diversos factores de crecimiento determinan el destino celular en donde cada célula madura tiene una identidad y función definitiva. Entre los principales genes involucrados en la diferenciación al linaje mieloide se encuentran: PU.1, Hox, C/EBPa, C/EBPb y C/EPBe, RUNX1 y SCL. Cabe hacer notar que altos niveles de expresión de PU.1 se asocian con la diferenciación granulocitica, mientras que su baja expresión se asocia con diferenciación hacia el linaje eritroide. PU.1, junto con los factores de transcripción GATA 1, GATA 2 y FOG, son esenciales para la maduración y diferenciación eritroide y megacariocitica. Una vez que los factores de transcripción se encienden o apagan son capaces de inducir la expresión de receptores de factores de crecimiento involucrados con la diferenciación eritroide, megacariocitica y granulo-monocitica. Progenitores Eritroides Diversos sistemas de cultivo han demostrado que los progenitores eritroides tienen diferente potencial proliferativo. Los progenitores eritroides mas primitivos son denominados unidades formadoras de brotes eritroides (del ingles BFUE), las cuales mantienen una alta tasa de proliferación en respuesta a citocinas, mientras que los progenitores eritroides mas maduros, denominados unidades formadoras de colonias eritroides (del ingles CFU-E) tienen un limitado potencial de proliferación. Estos progenitores dan lugar a precursores eritroides, dentro de los que se incluyen proeritroblastos, eritroblastos basofilos, eritroblastos policromatofilos, eritroblastos orocromaticos, y reticulocitos; estos últimos, a su vez, dan origen a los eritrocitos. A lo largo de esta ruta de diferenciación, la eritropoyetina (EPO) actúa como una de las principales citocinas reguladoras de la eritropoyesis. Esta molécula es producida por células renales y en menor proporción por células hepáticas. La principal actividad de la EPO es controlar la producción de células eritroides a través de la promoción de la sobrevivencia, proliferación y diferenciación de progenitores eritroides en la medula ósea. En células progenitoras eritroides tempranas (BFU-E), la EPO actúa como agente mitogenico y promueve su proliferación, mientras que en progenitores eritroides tardios (CFU-E), actúa como agente de sobrevivencia. Es importante destacar que además de la EPO, citocinas como interleucina 3 (IL-3), trombopoyetina (TPO), ligando de la tirosina fetal 3 (FLT-3L) y el factor de células seminales (SCF) participan también en la eritropoyesis; estas citocinas son capaces de sinergizar con EPO y regular la proliferación, diferenciación y sobrevivencia de células progenitoras y precursores eritroides. Progenitores Megacariocíticos En relacion a los progenitores megacariociticos, una clasificación jerárquica ha sido desarrollada con base en sus potenciales de proliferación y la expresión de c-mpl (el receptor de trombopoyetina) en su superficie. Los progenitores más tempranos son definidos como células formadoras de brotes megacariociticos (meg-BFC) y son capaces de formar colonias de alrededor de 100 células, después de 21 días de cultivo. Estos meg-BFC dan lugar a células formadoras de colonias de megacariocitos (meg-CFC) que representan a los progenitores tardíos, capaces de formar pequeñas colonias después de 12 días de cultivo. Estos meg-CFC a lo largo de 5 a 7 días, tienen diversas endomitosis (replicación del ADN sin división nuclear), que conducen a la formación de precursores poliploides denominados megacariocitos inmaduros, quienes una vez que desarrollan un citoplasma maduro dan lugar a megacariocitos maduros, que eventualmente darán lugar a las plaquetas. A lo largo de todo el proceso de diferenciación megacariocitica, el elemento regulador clave es la trombopoyetina, ya que promueve el crecimiento de los meg-CFC, incrementando sustancialmente la tasa de endocitosis y estimulando la diferenciación a megacariocitos maduros. Algunas otras citocinas involucradas con este proceso son IL-3, IL-6 e IL-11. Progenitores Granulo-Monocíticos Los progenitores mieloides por su parte incluyen unidades formadoras de colonias granulomonociticas (del ingles CFU-GM), que a su vez dan origen a unidades formadoras de colonias granulociticas (del ingles CFU-G) y unidades formadoras de colonias monociticas (del ingles CFU-M). Una vez encaminadas en la vía de diferenciación, las CFUG dan lugar a mieloblastos, promielocitos, mielocitos, metamielocitos y celulas maduras (eosinofilos, neutrofilos y basofilos). Mientras que las CFU-M dan lugar a monoblastos, promonocitos, monocitos, y finalmente macrófagos. A lo largo de toda la ruta de diferenciación, las células de linaje mieloide son reguladas por un amplio numero de citocinas entre las que se encentran: el factor estimulador de colonias de granulocitos y monocitos (GM-CSF), el factor estimulador de colonias de granulocitos (G-CSF), el factor estimulador de colonias de monocitos (MCSF), la interleucina-3 (IL-3), IL-6 y el factor de células seminales (SCF), entre muchas otras. Los factores estimuladores de colonias son capaces de inducir la sobrevivencia y proliferación de células progenitoras hematopoyeticas, conduciéndolas hacia linajes específicos (macrofagico, megacariocitico, neutrofilico), dependiendo de la combinación de factores empleados. De esta forma, por ejemplo, el G-CSF tiene un efecto mas especifico para la diferenciación a linaje granulocitico, en donde, además de inducir la diferenciación, incrementa la funcionalidad de las células maduras. Referente a lo anterior, se sabe que citocinas como el SCF y el Flt-3L por si solos son capaces de estimular el crecimiento de células troncales y progenitoras hematopoyeticas, así como de los linajes linfoides y mieloides, aunque tienden a tener un mayor efecto cuando actúan en combinación con otros factores de crecimiento, como GM-CSF, IL-3, IL6, G-CSF, TPO y EPO. Cabe mencionar que además de las citocinas estimuladoras de la mielopoyesis existe tambien un número considerable de citocinas que la inhiben, tal y como sucede con el factor de necrosis tumoral-α (TNF-α), el factor de crecimiento transformante- β (TGF-β), la proteína inflamatoria de macrofagos-1α (MIP-1α) y los interferones (IFN), entre otras. Estas moléculas son capaces de disminuir los niveles de células troncales y progenitoras hematopoyéticas mediante la inhibición de su proliferación; dicha inhibición puede ocurrir de manera directa -por inducir la disminución de la expresión de receptores de moléculas estimuladoras- o a través del efecto sinergico entre dos o mas factores, causando un efecto supresor en la proliferación y formación de colonias hematopoyéticas. LINFOPOYESIS Tal y como ocurre en la mielopoyesis, la producción de las células del linaje linfoide (linfocitos B, linfocitos T, células NK y algunas categorías de células dendriticas) es un proceso dinámico y complejo, el cual esta determinado por combinaciones de factores intrínsecos y microambientales que guían la diferenciación de progenitores linfoides a partir de las células troncales hematopoyéticas. Definiendo a los Progenitores Linfoides Tempranos Esta bien establecido que la diferenciación del linaje linfoide progresa gradualmente en la medula ósea desde progenitores muy primitivos con potenciales múltiples hasta precursores restringidos que pierden opciones de diferenciación en paralelo con una ganancia de funciones especializadas. A lo largo de este progreso la transcripción del locus de la enzima que recombina los segmentos genéticos VDJ de la inmunoglobulina y del TCR, la recombinasa RAG1, marca a los progenitores linfoides mas primitivos del ratón, denominados ELPs (del ingles early lymphoid progenitors). Ellos son tempranos en términos de marcadores de superficie, factores de transcripción en contexto, y tiempo requerido para su diferenciación, y muestran un tremendo potencial para generar todas las líneas de células linfoides. Siendo responsables de la mayor producción de células dendriticas plasmacitoides (pDCs) y contribuyendo a la generación de las recientemente descritas células dendriticas asesinas productoras de interferon (IKDC), los ELPs dan origen a los progenitores linfoides comunes o CLPs, que son reconocidos como los mas eficientes precursores de linfocitos B y células NK en la medula ósea. Además, estos progenitores tempranos constituyen uno de los candidatos más probables para la colonización del timo y la iniciación de la linfopoyesis de T en el ratón. En la medula ósea y el cordón umbilical del ser humano una variedad de progenitores multipotentes residen en la fracción celular que no expresan en la superficie membranal ningún marcador de célula sanguínea madura, pero expresan moléculas CD34. La aparición de CD10 y de la enzima desoxinucleotidil-transferasa terminal (TdT) en dichas células es probablemente uno de los eventos iniciales que distinguen a los progenitores linfoides. Así mismo, el receptor de quimiocina CXCR4 es sustancialmente expresado en células con actividad precursora linfoide, de tal modo que se especula que podría ser un marcador distintivo de la contraparte de ELPs del ratón. Los posibles progenitores linfoides comunes (CLPs) expresan además el receptor de interleucina 7 (IL-7), CD38 y CD45RA, y aunque, tanto en cultivo como in vivo, muestran un potencial residual hacia células T, NK y dendriticas, se diferencian principalmente a linfocitos B. Por otro lado, células que expresan CD34, CD45RA y CD7, pero no expresan CD10 ni el receptor de IL-7, son altamente eficientes en la generación de células T y NK. Desarrollo de las Células B En la ontogenia, el desarrollo de las células B puede ocurrir en el epiplón y el hígado fetal, mientras que después del nacimiento se confina primordialmente a la medula ósea. Aun cuando la información acerca de los eventos de transición a partir de los potenciales CLPs a los precursores de células B es muy limitada, se han identificado poblaciones funcionales que definen la vía de diferenciación rio abajo, iniciando con las células B tempranas CD34+CD19-CD10+ y continuando con pro-B CD34+CD19+CD10+, pre-BI grandes CD34+CD19+CD10+, pre-BII grandes CD34-CD19+CD10+, pre-BII pequeñas CD34CD19+CD10+, B inmaduras CD34- CD19+CD10+sIgM+ hasta la producción de B maduras CD34-CD19+CD10-sIgM+sIgD+, que eventualmente serán exportadas a los tejidos linfoides periféricos para cumplir su función de reconocimiento de antígeno, activación y producción de anticuerpos específicos. El proceso completo en la medula ósea requiere de la acción concertada de múltiples factores de transcripción, incluyendo Ikaros, PU.1, E2A, EBF y Pax-5. Los dos primeros actúan paralelamente en el control de la transición de las células troncales a progenitores, mientras que E2A, EBF y Pax-5 regulan secuencialmente el desarrollo de las células B tempranas. La linfopoyesis de B en el humano parece cumplirse sin el requerimiento de algunas citocinas documentadas como esenciales para el proceso en el ratón, como la interleucina 7, y hasta el momento se desconocen los factores de crecimiento y/o citocinas que la dirigen. Desarrollo de las Células T Debido a que el timo no produce progenitores de renovación autologa, la linfopoyesis de T es mantenida por la importación periódica de progenitores hematopoyeticos a traves de la corriente sanguínea, y aunque a múltiples progenitores se les reconoce cierto potencial para generar células T, no todos ellos tienen la propiedad de establecerse en este órgano. Las bases moleculares de su entrada no han sido totalmente elucidadas, pero se predice que pudiera ser un proceso secuencial analogo al ‘homing’ de leucocitos, esto es: adhesión débil al endotelio vascular mediado por selectinas, señalización vía quimiocinas, adhesión fuerte a través de integrinas, y transmigración. Al respecto, los modelos experimentales han mostrado la importancia que CD44, P-selectina y CCR9 tienen en la colonización timica. Los precursores timicos mas tempranos (ETP) residen en la población CD34+CD1aCD38loCD44+IL-7R+ y a partir de ellos se inicia el proceso de compromiso de estadios intermedios de diferenciación desde células pre-T, células inmaduras CD4 uni-positivas pequeñas, células CD4 uni-positivas grandes, células tempranas doble-positivas (EDP), hasta los timocitos DP CD4+CD8+TCR+, los cuales darán origen a la diversidad de linfocitos T maduros CD4 y CD8 con capacidad de reconocimiento de antígeno y activación. La participación de algunos factores de transcripción en este proceso ha sido blanco de gran investigación, y actualmente es claro que las interacciones de los receptores Notch con sus ligandos juegan un papel crucial en el control de la diferenciación y proliferación de los precursores tempranos, dirigiendo así las decisiones de linaje de T en el timo, concomitante con la supresión del linaje de B. Así mismo, el balance de la expresión de las proteínas E y sus antagonistas naturales Id esta implicado en la diversificación timica T/NK, y el factor GATA3 es esencial para el re-arreglo apropiado de genes del receptor de células T. Respecto a la importancia de las citocinas, se conoce que la linfopoyesis de T es críticamente dependiente de IL-7, lo que ha sido sustentado por la profunda deficiencia en células T (pero no B) que desarrollan los pacientes con inmunodeficiencia severa combinada por defectos genéticos en el gen que codifica para la cadena γc del receptor de IL-7, así como los pacientes deficientes en IL-7R . Desarrollo de Células NK Las celulas asesinas naturales (NK) pueden producirse en múltiples sitios. En el feto se han encontrado precursores en medula ósea, hígado, timo, bazo y ganglios linfáticos, mientras que en niños y adultos la medula ósea es el sitio predominante de su desarrollo a partir de progenitores linfoides. Los factores de transcripción Id2 y Id3 controlan el desarrollo temprano de las células NK, mientras que los tres estadios que definen el proceso completo -el compromiso de linaje, la selección del repertorio de receptores NK y la maduración funcional- son críticamente dependientes de interleucina 15, que mantiene la viabilidad y sostiene la proliferación de las células en desarrollo. Desarrollo de Células Dendríticas A la fecha, el origen hematopoyetico del creciente numero de poblaciones de células dendriticas en el humano esta pobremente definido; sin embargo, la expresión de algunos genes asociados al linaje linfoide en las células plasmacitoides dendriticas (pDCs) sugiere una afiliación linfoide en la medula ósea, y datos recientes indican que Notch, en concierto con el factor de transcripcion Spi-B pudieran regular la diversificación de linaje T/pDC en el timo. Microambiente Hematopoyético• La hematopoyesis es un proceso finamente regulado que se lleva a cabo únicamente en ciertos órganos, denominados órganos hematopoyéticos (saco vitelino, bazo, hígado, medula ósea). En ellos las células hematopoyeticas se desarrollan en un ambiente especifico denominado microambiente hematopoyetico (MH). El MH consiste en una estructura tridimensional, altamente organizada, de células del estroma y sus productos (matriz extracelular, citocinas, quimiocinas, entre otras) que regula la localización y fisiología de las células hematopoyeticas. Células del Estroma La palabra estroma deriva del griego que quiere decir “cama” y del latin que quiere decir “colchon, ya que de acuerdo con la definición mas antigua se pensaba que las células estromales únicamente proveían un soporte físico para las células hematopoyeticas. Uno de los grandes avances para entender la biología de las células del estroma fue el desarrollo de los cultivos denominados a largo plazo tipo Dexter, los cuales hasta la fecha son un modelo in vitro que permite el crecimiento de células hematopoyeticas y estromales de medula ósea por varias semanas (humano) e incluso meses (raton). Este tipo de cultivos favorecen el crecimiento de una capa de células estromales, conformada en su mayor parte por fibroblastos estromales, una proporción menor de macrófagos y por diferentes tipos celulares como adipocitos y osteoblastos, los cuales permiten el desarrollo de las células hematopoyéticas sin la necesidad de añadir ningún elemento o citocina exogena al cultivo. A esta capa heterogenea de células adherentes se le denomina genericamente como estroma. Para su estudio, las células estromales pueden ser clasificadas de acuerdo a su origen en dos componentes: el componente hematopoyetico, conformado por los macrófagos estromales, los cuales derivan de las células troncales hematopoyeticas, y el componente mesenquimal, conformado por fibroblastos estromales, adipocitos y osteoblastos, los cuales derivan de la célula troncal mesenquimal. Componente Hematopoyético Los macrófagos estromales son los únicos elementos del estroma que presentan el antígeno CD45. Estas células pueden distinguirse gracias a que expresan moléculas específicas como las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad clase II (MHC II), el antígeno CD14, CD11c y CD68. Los macrófagos estromales son el segundo componente del estroma mas abundante de la medula ósea y de los cultivos líquidos a largo plazo. Dentro de la medula ósea estos se localizan en diferentes sitios: como macrófagos centrales en las islas eritroblasticas, en el endotelio y dispersos entre las células hematopoyeticas. Estas células llevan a cabo diferentes y muy importantes funciones, regulando la hematopoyesis mediante interacciones célula – célula, y por medio de la secreción de citocinas estimuladoras e inhibidoras de la hematopoyesis. Dentro de la variedad de citocinas producidas por los macrófagos encontramos el factor estimulante de colonias de macrófagos (FEC-M), de granulocitos y monocitos (FEC-GM), diversas interleucinas (IL) como la IL-3, la IL-1, la IL-6, IL-8 y el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) (39, 45,46). Componente Mesenquimal El componente mesenquimal se encuentra conformado por distintos tipos de células que provienen de una célula troncal mesenquimal y que, dependiendo de los factores que se encuentren en su ambiente, sigue un determinado patrón de diferenciación hacia fibroblastos estromales, adipocitos, y osteoblastos. Estas células estromales de origen mesenquimal tienen un papel fundamental en la regulación de la hematopoyesis. Fibroblastos Estromales La mayor parte de las células estromales CD45- son células vasculares tipo musculo liso, también conocidas como células reticulares o fibroblastos estromales o miofibroblastos. Estas células presentan varios marcadores que comparten con las células de musculo liso vascular, como las proteínas de citoesqueleto: actina alfa de musculo liso y metavinculina, entre otras. Estas células también expresan una variedad de moléculas de la matriz extracelular como vimetina, fibronectina, colagena tipo I, III y IV. En sistemas in vitro se ha demostrado que los fibroblastos estromales son capaces de mantener la hematopoyesis sin la adición de citocinas exogenas, ya que son capaces de sintetizar y secretar citocinas como la IL-1, 6, 7, 8, 11, FEC-M, FEC-G, el factor de crecimiento de células troncales (SCF) y el interferonbeta (IFN-β). Estas moléculas actúan sobre receptores específicos en las células hematopoyeticas, desencadenando cascadas de señalización que modulan la expresión de genes reguladores de proliferación, sobrevida, diferenciación, adhesión y secreción de citocinas. Los fibroblastos estromales también secretan una variedad de moléculas que forman parte de la matriz extracelular, como fibronectina, colagena tipo I y III, heparan sulfato, acido hialuronico las cuales interactúan con las células hematopoyeticas gracias a que estas expresan en su superficie una serie de moléculas de adhesión, como VLA-4, VLA-5, αLβ2 integrina y CD44, entre otras. Las moléculas de matriz extracelular también regulan la hematopoyesis a través de su interacción con citocinas, las cuales son captadas por esta matriz confiriéndoles estabilidad, incrementando su tiempo de vida y restringiendo su ubicación en el medio. Los fibroblastos estromales producen y secretan quimiocinas, como el factor derivado del estroma (SDF-1), el cual regula la quimiotaxis de las células B y T, la migración de las células CD34+, así como suprime la apoptosis y promueve la transición G0/G1 de las células CD34+. Tanto las citocinas, quimiocinas, moleculas de la matriz extracelular, moléculas de adhesión, son necesarias para regular la autorrenovación, diferenciación, maduración, proliferación, muerte (apoptosis) y migración de las células hematopoyeticas. Osteoblastos La función mas conocida de los osteoblastos es la de regular la reabsorción del hueso induciendo la expansión, maduración y activación de los precursores de los osteoclastos. Los osteoblastos son el blanco primario de los estímulos de reabsorción del hueso, como las prostaglandinas y la 1,25-dihidroxivitamina D3. El papel de los osteoblastos como parte del estroma hematopoyetico no había sido comprendido debido a su escasez en los cultivos tipo Dexter y a la falta de métodos para aislarlos y cultivarlos. Gracias a la técnica de cultivo por explante – en donde es cultivada una fracción de hueso de la medula ósea- se ha logrado establecer cultivos homogeneos de osteoblastos primarios. Los osteoblastos producen una gran variedad de citocinas, capaces de regular la hematopoyesis, tanto positiva como negativamente. Se ha reportado la presencia de ARN mensajero que codifica para el FEC-G, FEC-M, el FEC-GM, la IL-1 y la IL-6. La producción de estas citocinas es basal, y puede ser regulada positivamente por IL-1, el TNFα y lipopolisacaridos. A nivel de proteína se ha corroborado la producción de G-CSF, GMCSF, IL-6; asi como se ha encontrado la expresión del factor inhibitorio de la leucemia (LIF), TNFα, el factor de crecimiento vascular (VEGF), TGF-β y linfotoxina TNF-β (LT). Los osteoblastos han demostrado tener la capacidad para mantener la proliferación de células CD34+ en sistemas de co-cultivos. Se observo que estimulan preferentemente a los progenitores de colonias granulociticas (UFC-G), lo cual se debe probablemente a la secreción de grandes cantidades de FEC-G en ausencia de estímulos de inflamación, a diferencia de lo que ocurre con otros tipos celulares mesenquimales. De acuerdo con este modelo, los fibroblastos estromales, las células endoteliales y los miofibroblastos estarían únicamente incrementando la granulopoyesis, pero no manteniendo la basal. Los osteoblastos son capaces de producir factores que permiten a las células hematopoyeticas dirigirse a la medula ósea (homing), como la angiopoyetina 1 (Ang-1) y el factor derivado del estroma (SDF-1). La Ang-1 promueve la adhesión de las CTH a la fibronectina y colagena a través de su receptor Tie2, permitiendo que las CTH se localicen en un sitio especifico de la medula ósea (nicho) que promueve su quiescencia y sobrevida. Se ha observado que la expresión de Ang-1 por parte de los osteoblastos es fundamental para el establecimiento de la hematopoyesis definitiva en la medula ósea. Al parecer, los osteoblastos presentan en su superficie varios receptores que permiten localizar a las células hematopoyéticas mas primitivas, como el receptor de vitronectina (αVβ3), N-caderina, Tie2 y Jagged-1. Estos hallazgos han permitido establecer que los osteoblastos forman una zona o “nicho” que favorece la expansión de las CTH, lo cual tiene una gran relevancia no solo en la investigación básica sino en la clínica. Adipocitos La presencia de adipocitos en el estroma post-natal depende de varios factores: 1) el estadio de desarrollo del esqueleto, ya que se ha observado que la adipogenesis progresa de la diáfisis a la epífisis; 2) La edad, el numero de adipocitos incrementa con la edad; y 3) el nivel de hematopoyesis, debido a que la adipogenesis aparentemente correlaciona de manera inversa con la celularidad, y con la proporción del hueso que esta llevando a cabo hematopoyesis. Su papel en la hematopoyesis no es muy claro, se ha propuesto que sean inhibidores de la hematopoyesis, que regulen el tamaño del nicho hematopoyetico o que su regulación sea a través de la secreción de leptina. Bibliografia. http://www.javeriana.edu.co/universitas_scientiarum/universitas_docs/vol10n1/1-CELULAS.pdf http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:Q2YbeiViHcJ:www.ehu.es/~oivmoral/IOtema2.html+celula+pluripotencial++linaje+linfoide&cd=7&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:FYcOhqhteBQJ:www.virtual.unal.edu.co /cursos/enfermeria/2005359/contenido/sanguineo/5.html+celula+pluripotencial++linaje+linfoide&cd=2&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:OaKk1iEK9oJ:www.derecho.usmp.edu.pe/itaest2008/abril_2008/miscelanea_02.htm+celula+pluripotencial +definicion&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:b9lFHM2sGvIJ:www.elergonomista.co m/patologia/fisio.html+celula+pluripotencial&cd=20&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google. hn Apoptosis: muerte celular programada Desde el embrión hasta el organismo adulto fisiológicamente sano, millones de células mueren sin dejar cicatrices ni activar células inflamatorias. Este fenómeno no tiene lugar de una forma aleatoria, sino que se trata de un proceso activo, bien definido genéticamente, en el que las células están destinadas a morir en un tiempo fijado. En el proceso en que las células se autodestruyen sin desencadenar reacciones de inflamación ni dejar cicatrices en los tejidos se conoce como la apoptosis Los cambios morfológicos observados durante la apoptosis incluyen: fragmentación del ADN cromosómico, condensación de la cromatina, acidificación del citoplasma y ruptura del núcleo. Finalmente, la célula se encoge y se rompe en fragmentos rodeados por membrana denominados cuerpos apoptóticos. En la apoptosis es por tanto considerada como 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. El segundo tipo de muerte es la necrosis que reúne los procesos violentos y catastróficos, donde la degeneración celular es pasiva sin un requerimiento de energía en forma de ATP. Aparece frecuentemente como consecuencia de un daño traumático o por la exposición a toxinas. En ella tiene lugar la pérdida aguda de la regulación y de la función celular que conlleva un proceso osmótico desmesurado y finaliza con la lisis de la membrana celular, liberando el contenido intracelular. Este fenómeno conduce a las células vecinas también hacia la muerte, atrayendo, al mismo tiempo, a las células inflamatorias, lo que hace que en las áreas donde se observan células necróticas sea frecuente encontrar nuevas células que desarrollan este tipo de muerte celular, además de originar una reacción de inflamación y una cicatriz fibrosa que deforma el tejido y el órgano afectado. Diferencias entre los procesos de necrosis y apoptosis Durante los procesos de muerte celular se pueden distinguir tres etapas: activación, propagación y ejecución. Fase de activación Los procesos apoptóticos pueden ser activados bien por una inducción negativa (como la pérdida de una actividad supresora, la falta de factores de crecimiento o la disminución de los contactos con las células que la rodean) o por una inducción positiva como es el resultado de la unión de un ligando a un receptor o la recepción de señales conflictivas. Por otro lado, los mamíferos presentan mecanismos que permiten al organismo dirigir a células individuales a la autodestrucción, apoptosis «instructiva», especialmente importante en el sistema inmunológico. Fase de decisión Una vez que la célula recibe una señal de muerte, debe decidir si debe sobrevivir o desencadenar los procesos de muerte. En esta fase de decisión se ha situado a la mitocondria como organelo fundamental. Uno de los acontecimientos principales que tienen lugar en la mitocondria es la alteración de la permeabilidad de sus membranas debido a la formación de un complejo multiproteico (poro de permeabilidad transitoria mitocondrial) que conduce a la liberación del contenido intramitocondrial como el citocromo C, el factor inductor de apoptosis y miembros de la familia de caspasas. Otros episodios son alteraciones en la cadena transportadora de electrones, pérdida del potencial electroquímico de membrana y cambios del ciclo metabólico de óxido/reducción. Fase de ejecución Una vez que la célula ha tomado la decisión de morir, en su interior se produce una serie de procesos bioquímicos que conducen a la degradación de proteínas y de la cromatina. La proteólisis, a diferencia de la mayoría de las modificaciones postranslacionales, es irreversible y quizás por ello es altamente específica. Regula fenómenos biológicos críticos en los que se ve involucrado un grupo reducido de sustrato. La mayoría de las proteasas son sintetizadas como precursores de muy baja actividad catalítica que son activados por procesamiento proteolítico mediado por la unión a un cofactor o por la retirada de un inhibidor. Inductores de la apoptosis Patologías asociadas con alteraciones en los valores de apoptosis Vías de la apoptosis La “vía extrínseca” es activada a través de los “receptores asesinos” (Fas o TRAIL-R), moléculas que se sitúan en la membrana celular, y trasmiten en base a esa situación señales del exterior de la célula hacia su interior. Cuando los “ligandos asesinos” (Fash, TRAIL) se unen a sus respectivos receptores, se forma un complejo entre los receptores, el adaptador FADD y la pro-caspase . Tal complejo provoca la activación de la caspase 8, activación que puede ser impedida por c-FLIP. Después de activada, la caspase 8 activa otras caspases, concretamente la 1 y la 3. La activación de la caspase 3 se provoca la degradación de proteínas importantes para el buen funcionamiento de la célula, que por ello termina muriendo. La función pro-apoptótica de la caspase 3 puede ser ampliada a través de la “vía intrínseca”. Esta vía es utilizada en la mayoría de los casos en que la apoptosis no se produce a consecuencia de los “receptores asesinos”. El punto de convergencia de las vías utilizadas por estas variadas señales es la mitocondria, frecuentemente a través de la activación de miembros pro-apoptóticos de la familia Bcl-2, tales como Bax, Bad, Bak, Bid o Bik. Estas proteínas interaccionan con los miembros anti–apoptóticos (Bcl-2 y BCL-xL ), y en el caso de que la balanza caiga de su lado, inducen la liberación de citocromo c de la mitocondria, que juntamente con Apaf1, una molécula tambien pro-apoptótica, activan la caspase 9, y consecuentemente, la caspase 3. Las caspase 3 es por tanto el punto de convergencia entre las dos vías de señalización. Después de su actuación, son activadas una variedad enorme de subprogramas, cuyo resultado es el desmantelamiento y destrucción de la célula. La caspase 3 puede ser inhibida por una serie de moléculas que no constan en este diagrama (por ejemplo las IAPs). La intercomunicación entre las dos vías es fortalecida por Bid (un miembro de la familia de Bcl-2). Conviene señalar que en la mayoría de los casos estas dos vías de señalización no se comunican una con otra. Sabemos ahora que existen otras vías de comunicación, con funciones idénticas a las aquí referidas, aunque su identidad nos es aun desconocida. Vías de supervivencia celular Algunas vías de señalización promueven la supervivencia celular mediante la inhibición de la apoptosis. Estas vías de señalización controlan el destino de una gran variedad de células cuya supervivencia depende de factores de crecimiento extracelulares o de interacciones célula-célula. Entre los primeros, figuran las neurotrofinas y en particular el factor de crecimiento derivado del cerebro (BDNF). Una de las principales vías de señalización intracelular que promueve la supervivencia de la célula comienza en la enzima fosfoinositido-3 quinasa (PI3K), que es activada bien por la proteína tirosina quinasa o bien por receptores asociados a proteínas G. La PI3K activa indirectamente a la proteína serina/treonina quinasa Akt . Un sustrato de Akt es un miembro de la familia de Bcl-2 denominado Bad. Bad es uno de los miembros de la familia de Bcl-2 que, como Bid, induce la muerte celular estimulando la liberación de citocromo c desde la mitocondria. La fosforilación de Bad por Akt genera un sitio de unión para las proteínas que secuestran a Bad en el citosol, impidiendo de esta manera la translocación de Bad a la membrana mitocondrial (22). Akt también puede bloquear directamente la activación de las caspasas mediante la fosforilación de la caspasa 9. Otra vía de señalización que conduce a la supervivencia celular es la vía de las Ras/Raf/MAPK (proteínas quinasas activadas por mitógeno). El mecanismo mediante el cual esta vía inhibe la apoptosis implica la fosforilación y activación por la quinasa regulada por señales extracelulares (ERK) de una proteína quinasa denominada quinasa ribosómica S6 90 kDa (RSK). Al igual que Akt, RSK fosforila a Bad (23), de tal manera que Bad es un punto de convergencia de las vías de la PI3K/Akt y de las MAPK en la señalización de la supervivencia celular. Además ERK y RSK pueden fosforilar factores de transcripción que afectan a la expresión de genes que regulan la apoptosis Bibliografía http://docencia.izt.uam.mx/acbc/documentos/pdf/diaporamas/16_apoptosis_r_ortiz.pdf http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:hJkGlcOkxMAJ:www.revistabiosofia.co m/index.php%3Foption%3Dcom_content%26task%3Dview%26id%3D139%26Itemid%3D41+via+in trinseca+y+extrinseca+de+la+apoptosis&cd=8&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:8G_HESKq8PsJ:scielo.isciii.es/scielo.php %3Fpid%3Ds036566912003000700004%26script%3Dsci_arttext+via+intrinseca+y+extrinseca+de+la+apoptosis&cd= 13&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn CAMBIOS ADAPTATIVOS CELULARES ASPECTOS GENERALES DE LA RESPUESTA CELULAR AL ESTRÉS Y A LOS ESTÍMULOS NOCIVOS La célula normal está limitada a un abanico bastante estrecho de función y estructura por sus programas genéticos de metabolismo, diferenciación y especialización; por las restricciones de las células de la vecindad, y por la disponibilidad de sustratos metabólicos. Sin embargo, es capaz de responder a las demandas fisiológicas normales, manteniendo un estado estable denominado homeostasia. Los tipos de estrés fisiológicos más intensos y algunos estímulos patológicos pueden dar lugar a un número de adaptaciones celulares fisiológicas y morfológicas, durante los cuales se alcanzan nuevos, pero alterados, estados estables, preservando la viabilidad de la célula y modulando su función según responde a tales estímulos. Si se sobrepasan los límites de la respuesta adaptativa a un estímulo, o en ciertas situaciones cuando la célula está expuesta un agente lesivo o a estrés, se sucede una secuencia de acontecimientos que se denomina lesión celular reversible hasta cierto punto, pero si el estímulo persiste o es bastante intenso, la célula alcanza un punto de no retorno y sufre lesión celular irreversible y finalmente, muerte celular. Diferentes tipos de estrés pueden inducir cambios celulares y tisulares distintos. Los trastornos metabólicos en las células pueden asociarse con acúmulos intracelulares de diversas sustancias, incluyendo proteínas, lípidos e hidratos de carbono, calcio. Finalmente, el envejecimiento celular también se acompaña de cambios morfológicos y funcionales característicos. Adaptaciones celulares del crecimiento y diferenciación. Hiperplasia: Esta clase de diferenciación se caracteriza por un incremento en el número de células de un organo o tejido, que a su vez se puede acompañar de un aumento del volumen. Este fenómeno sólo tiene lugar en las células con capacidad de división, ya que un aumento en el número de células implica mitosis, por lo tanto sólo se produce si la población celular es capaz de sintetizar ADN. A su vez podemos distinguir dos tipos de hiperplasia: Hiperplasia Fisiológica: Hiperplasia hormonal: (un ejemplo es la proliferación del epitelio glandular de la mama femenina durante la pubertad y el embarazo), así como un aumento de la hormona ACTH que provoca un aumento del número de células en la corteza suprarenal. Hiperplasia compensadora. Se produce cuando se extirpa quirúrgicamente una parte del hígado, ante esto tiene lugar un mecanismo de regeneración para compensar la masa de tejido perdida, que consiste en que todas las poblaciones celulares maduras que constituyen el hígado empiezan a proliferar, en especial los hepatocitos. En esta proliferación celular intervienen diversos factores de crecimiento como por ejemplo el factor de crecimiento de hepatocitos (HGF y su receptor c-met), así como, citocinas, diversas señales de cebado entre las que se incluyen la degradación de la matriz extracelular que activa el HGF y una vez realizada la proliferación celular participan inhibidores de crecimiento como TGF-BETA (sintetizado por células no parenquimatosas del hígado). Hiperplasia patológica: Se produce en casos de estimulación hormonal excesiva (por ejemplo en la hiperplasia del endometrio, en la que se produce una gran proliferación potenciada por hormonas hipofisarias y estrógenos ovaricos. Otro ejemplo se produce en la glándula paratiroides, que se hiperplasia en todas las situaciones en las que hay una disminución de la calcemia como en los casos por de_ciencia de vitamina D, malabsorción del calcio, o tubulopat ía con aumento de la calciuria..., o también por los efectos de factores de crecimiento sobre glándula efectoras (en las que destaca el papel de la hiperplasia en las células del tejido conjuntivo concretamente en la curación de las heridas, así como ciertas infecciones virales (papiloma virus). Ejemplos de hiperplasia: 1.- Mielocitos medulares en respuesta a la infección por la acción de Factores Estimulantes de colonias. 2.- Células de Leidig de un hombre con hipogonadismo o un hombre anciano. Ellos no producen andrógenos, por lo cual las gonadotropinas harán multiplicar estas células (hiperplasia) 3.- Células tiroideas por acción de la TSH y dietas deficientes de yodo. Por estimulación autoinmune de receptores de TSH en la enfermedad de Graves Basedow o por factores desconocidos como en el bocio idiopático. En este caso la dieta deficiente de yodo, no puede producir hormona tiroidea suficiente, por lo cual comienzan a elevarse los niveles de TSH 4.- Hiperplasia de células endometriales por estimulo hormonal estrogénico. 5.- Hiperplasia de la próstata 6.- Hiperplasia de glándulas sebáceas en el RINOFIMA 7.- Hiperplasia gingival en paciente que estén recibiendo tratamiento con Dilantin o fenitoina 8.- Corazón del anciano. Aunque es mayor el componente de hipertrofia que de hiperplasia. 9.- Músculos del fisicoculturista Hipertrofia: La hipertrofia esta relacionada con un aumento en el tamaño de las células, y que a su vez desencadena un aumento del tamaño del órgano al que afecta, acompañado de un aumento de su capacidad funcional, a sí como síntesis de componentes estructurales. Suele aparecer en tejidos permanentes, en los que no hay capacidad de división celular, como el cardíaco y el músculo esquelético La hipertrofia puede ser fisiológica o patológica: Hipertrofia fisiológica: Un ejemplo sería el crecimiento fisiológico masivo del útero durante el embarazo, debido a una gran estimulación de hormonas estrogénicas a través de receptores estrogenitos del músculo liso, que interactuan con el ADN y permiten la síntesis de proteínas del músculo liso. Hiperplasia patológica: Es la hipertrofia que sufren las células del músculo estriado, tanto el cardíaco como el esquelético, el estímulo que causa está hipertrofia es la cantidad de trabajo, como ocurre en el corazón (en el que hay una alteración del tamaño y del fenotipo de cada miocito, así como un aumento de las síntesis de proteínas y miofilamentos, lo que permite una mayor capacidad de trabajo por parte del corazón). Además se inducen algunos genes como el anf, y un cambio en la síntesis de proteinas contráctiles, así como genes que codi_can factores reguladores iniciales, factores de crecimiento (TGF-¯), factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), agentes vasoactivos (ENDOTELINA 1, ANGIOTENSINA 2), y diversos componentes implicados en las vias de señal mediadas por receptor y por cinasas. Por lo tanto los desencadenantes de hipertrofia en el corazón son dos: Desencadenantes mecánicos (estiramiento), y desencadenantes tróficos (factores de crecimiento polipeptídicos y sustancias vasoactivas). Todo esto se podrá mantener durante un período de tiempo considerable, a partir de ese tiempo, el aumento de masa muscular, ya no es capaz de compensar la carga, y esto ocasiona cambios degenerativos en las fibras miocárdicas, así como lisis y muerte de miocitos, por disminución de la capacidad oxidativa de las mitocondrias y alteración en las síntesis y degradación de proteínas. Ejemplos de hipertrofia: 1.- Normoblastos en medula ósea después de una hemorragia severa, por la influencia de la eritropoyetina. 2.- Túbulos renales en el riñón contralateral después de nefrectomía, no se sabe el mecanismo. 3.- Corteza adrenal en situaciones de stress. Su peso normal en conjunto es de 8grms. Bajo situaciones de stress sobre el peso de las dos suprarrenales a 30 grms. 4.- Útero en embarazo. 5.- Glándula mamaria, diferentes etapas dela vida de la mujer. 6.- Corazón bajo estímulos permanente por la sobrecarga de volumen. Metaplasia: Se denomina así a un cambio reversible mediante el cual una célula adulta es sustituida por otra célula adulta de un tejido diferente, es decir, sería la sustitución adaptativa de unas células sensibles a una determinada causa por otras que son capaces de resistir mejor la patogenia. Se origina por la reprogramación de células madre que se encuentran en los epitelios y se conocen con el nombre de células reserva, o bien células mesemquimales indiferenciadas del tejido conjuntivo, las cuales sufren una modificación, que está desencadenada por: señales de citocinas, factores de crecimiento (que inducen factores de transcripción específicos que activan genes que forman el fenotipo de la nueva célula), componentes de la matriz extracelular en el ambiente de la célula, así como varios genes de especificidad tisular y diferenciación. Causas de Metaplasia La metaplasia se podría decir que posee una etiología multifactorial, en la que in_uyen sobre todo: agentes físicos, tales como el roce de un DIU sobre la mucosa endometrial o los cálculos sobre la mucosa de los conductos biliares o el uréter, agentes químicos como el consumo de tabaco, o el déficit de vitamina A, agentes inflamatorios como la bronquitis que causa una metaplasia escamosa del epitelio bronquia, Envejecimiento de los tejidos, afecta sobre todo a personas ancianas causando una metaplasia ósea en los cartílagos, isquemia crónica, como en las cicatrices en las que hay un déficit vascular puede aparecer una metaplasia cartilaginosa y los infartos de glándulas exocrinas como páncreas, próstata o glándulas salivales. Hormonas: El tratamiento con estrógenos del carcinoma de próstata favorece la aparición de metaplasia escamosa en las glándulas, Factores de crecimiento como el TGF-¯ y ciertos fármacos citostáticos producen errores en la mutilación del ADN, afectando sobre todo a células mesenquimales. Variedades de metaplasia En las variedades de metaplasia podemos distinguir tres tipos: Metaplasia a partir de células primigénias: en la que las células primitivas de un tejido lábil son sustituidas por otras, como ocurre en el endocérvix en el que hay una metaplasia escamosa, o en las células mesenquimales que causan la metaplasia ósea de las cicatrices. Metaplasia directa: transformación de células maduras en otras maduras como ocurre en el riñón en la metaplasia de células de músculo liso que se convierten en células productoras de renina. Metaplasia indirecta: tiene lugar en células diferenciadas que proliferan y se transforman en otras diferenciadas (metaplasia escamosa del epitelio bronquial). Ejemplos de metaplasia: 1.- Epitelio respiratorio cilíndrico ciliado por epitelio escamoso. 2.- En vejiga, epitelio transicional, por epitelio escamoso en respuesta a cuerpos extraños, parásitos, cálculos, etc. 3.- Endocérvix: epitelio cilíndrico por epitelio escamoso en respuesta a fenómenos irritativos o a la infección por HPV ( Human Papilomavirus) 4.- Epitelio corneal de cúbico bajo o aplanado por escamoso en respuesta a deficiencias de vitamina A 5.- Desarrollo de hueso en cuerpos cavernosos, después de utilizar papaverina en pacientes impotentes. 6.- Glándulas prostáticas epitelio cuboidal hace cambio a epitelio escamoso por acción estrogénica en pacientes con cáncer de próstata quienes reciben este tipo de tratamiento. 7.- En esófago: El epitelio plano estratificado es cambiado por epitelio gástrico. (Esófago de Barret) Atrofia La atrofia se entiende como una disminución del tamaño de la célula por pérdida de sustancias celulares. Es una forma de respuesta adptativa que suele afectar casi siempre a una número significativo de células de un organo o tejido, y consiste en la reducción de los componentes estructurales de la célula. Entre las causas más frecuentes de la atrofia podemos señalar: La disminución de la cantidad de trabajo puede provocar atrofia de un músculo al inmovilizar un tejido (hueso), se puede producir por pérdida de la inervación, por disminución del aporte sanguíneo, debido a una nutrición insuficiente, a una pérdida de la estimulación endocrina, a una envejecimiento y a una mayor presión ejercida sobre un órgano o tejido que poco a poco va causando su destrucción. En relación con los mecanismos bioquímicos responsables no se conocen, aunque pueden afectar al equilibrio entre la síntesis y degradación de las proteinas, sobre todo la regulación de la degradación de las proteinas a través de los lisosomas y por la vía de la ubicuitina proteasoma que está relacionada con una proteolísis acelerada. La atrofia a su vez puede ser fisiológica y patológica. La atrofia fisiológica es frecuente durante las primeras fases del desarrollo, así durante el desarrollo fetal algunas estructuras como la notocorda y el conducto tirogloso sufren atrofia, la disminución del útero después del embarazo, la involución del timo, la pérdida de algunos caracteres sexuales secundarios y las alteraciones que se producen en el envejecimiento se consideran ejemplos de atrofia fisiológica. La atrofia patológica puede ser generalizada o local según afecte a todo el organismo o sólo a un órgano o tejido. La atrofia patológica generalizada se produce en estados de desnutrición por hambre o en enfermedades del aparato digestivo, en enfermedades caquetizantes del tipo de las neoplasias y en el hipopituitarismo. La atrofia patológica localizada, como la anemia anaplasica, en la que hay una atro_a del tejido hematopoyético principalmente debido a tóxicos y a fármacos. Por último destacar que también suele afectar al hígado, donde produce unos surcos de atrofia en la superficie y también aparece ligada a enfermedades como la osteoporosis que causa la atrofia del tejido óseo cortical y medular. Respuestas Celulares a la Lesión Naturaleza del estímulo lesivo Respuesta celular Estímulo fisiológico alterado: Adaptaciones celulares: Aumento de la demanda, aumento del estímulo trófico (factores de crecimiento, hormonas) Atrofia Disminución de nutrientes, estimulación Hipertrofia Irritación crónica (química o física) Hiperplasia Metaplasia Aporte reducido de O2; lesión química; infección microbiana: Daño celular: Lesión aguda reversible Aguda y autolimitada Progresiva y grave (daño al DNA) Lesión irreversible Lesión crónica leve Alteraciones subcelulares Alteraciones metabólicas, genéticas o adquiridas Acumulaciones intracelulares Calcificaciones Duración prolongada de la vida con lesión subletal acumulativa Envejecimiento celular Bibliografía. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:TOmqO0kvvuYJ:introduccionpato logi.blogcindario.com/2008/05/00004.html+mecanismos+de+adaptacion+celular&cd=3&hl =es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:QJ6xTt4AkG8J:eusalud.uninet.edu/apuntes/t ema_03.pdf+mecanismos+de+adaptacion+celular&hl=es&gl=hn&pid=bl&srcid=ADGEES gohA0wL5jy2AVBrgXQuk1nISfjYZTHqpa3oO4Unfw2dg9nR0Q5BQeOiLKSkgWyfaDkr_Q9kLjEXyIkPK8YXDUSGrgKp_Vvs6maVQePL3aU67S7xX_9YgBjciM5JVo5YV4dww&sig=AHIEtbSA N7t424oXELD-W5bMAcSMNzOfjA http://eusalud.uninet.edu/apuntes/tema_03.pdf SITIOS DE ATAQUE A LA CELULA Sistemas celulares más vulnerables a lesiones que inducen necrosis: 1. Membranas celulares 2. Respiración aeróbica 3. Aparato sintético (proteínas y enzimas) 4. Aparato genético CAUSAS DE DAÑO DE MEMBRANA Existen una gran variedad de agentes capaces de dañar las membranas celulares. Entre los más importantes destacamos: a) activación de proteasas endógenas b) toxinas fosfolipasas exógenas en bacterias, venenos de serpientes c) toxinas formadoras de poros d) complemento (la secuencia de ataque del complemento, C5-C9) e) infecciones virales que activan proteasas endógenas o fosfolipasas f) entrada de Ca++ por cualquier causa CONSECUENCIAS MORFOLÓGICAS Y FUNCIONALES DEL DAÑO SOBRE LA MEMBRANA CELULAR La desagregación y desgranulación del RER, causada presumiblemente por la peroxidación lipídica, puede interferir directamente con la interacción de los ribosomas y el RNAm. A continuación se producen todos los cambios descritos anteriormente, y actuación del Ca sobre las mitocondrias y exacerbación de los efectos sobre la célula. Seguidamente se produce una reducción en la síntesis de proteínas. Concretamente de la apolipoproteína, sintetizada en los hepatocitos. Esta proteína utilizada en la síntesis en la exportación de los triglicéridos conduce a un acúmulo de lípidos en el interior del hepatocito, conduciendo a una lipidosis. De hecho, el acúmulo de lípidos es una de las causas comunes de muchas formas de daño celular. Los rasgos descritos son anteriormente por la intoxicación de CCl4 son probablemente el resultado de una peroxidación lipídica, con la consecuente disfunción de la membrana. Los rasgos que diferencian sean probablemente la implicación inicial del RER. MITOCONDRIAS Los cambios en la estructura mitocondrial y en sus funciones son los primeros indicadores de la lesión celular hipóxica. Inicialmente la mitocondria sufre una condensación de lamatriz, y a continuación una tumefacción mitocondrial, con disminución de la altura de las crestas mitocondriales. .Hasta este momento la lesión celular es de tipo reversible. Si progresa la tumefacción, los gránulos de la matriz desaparecen y esta conserva una apariencia aclarada. Se forman unas condensaciones densas de depósitos amorfos correspondientes a lipoproteínas y proteínas desnaturalizadas. Asimismo, la entrada del ión Ca++ provoca depósitos de sales insolubles. Se forman megamitocondrias, mitocondrias de menor tamano. EL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO En los primeros estadios sufre una dilatación y fragmentación. Producida por el acúmulo de agua e iones de sodio en su interior, al atravesar la membrana hacia la luz cisternal, a continuación se produce una degranulación y desagregación de los polirribososmas. Más tarde aparecen consecuencias sobre las proteínas ribosomiales y los ácidos nucleicos. ALTERACIONES DEL RER Y RIBOSOMAS - Aumento/disminucion de RER y ribosomas - Degranulacion del RER - Condensacion y acumulacion. de protei'nas en el interior de cisternas. - Fragmentación o rotura de cisternas de RER ALTERACIONES DEL REL - Aumento del numero de cisternas - Dilatación y vesiculacion difusa de cisternas - Fragmentación o rotura de cisternas - Inactivación de enzimas detoxicantes Anatomía Patológica General 3º. Curso 2003-2004 LISOSOMAS Contienen potentes enzimas hidrolíticos capaces de digerir todos los componentes del citoplasma. La evacuación enzimática provoca con toda seguridad la muerte celular y por supuesto supone una exacerbación de la lesión. Sin ninguna duda la tumefacción lisosomial es el primer cambio debido al flujo de iones yagua antes de que la lesión celular sea irreversible. La evacuación de los enzimas al citosol celular antes de que se vuelva irreversible la lesión es dificil demostrar. Esto contrasta con lo que ocurre con los neutrófilos y macrófagos, en los que se secretan en la célula viva. ALTERACIONES DE LOS LISOSOMAS - Grandes lisosomas con material acumulado - Figuras de mielina - Gránulos de lipofuscina Otras organelas (El Complejo de Golgi) Interviene en la síntesis proteica y puede sufrir una atrofia e hipertrofia de los sáculos y acúmulos de material en el interior. Al igual que las anteriores también sufre una tumefacción. Bibliografía. http://www.uch.ceu.es/anatomia_patologica/Asignaturas/APG_03/TEMA3_MEC_LES_CE_ESQL.P DF http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:FDaWA3qx32kJ:www.buenastareas.co m/ensayos/PatologiaCelular/711476.html+Sistemas+celulares+m%C3%A1s+vulnerables+a+lesiones&cd=2&hl=es&ct=cl nk&gl=hn&source=www.google.hn EQUILIBRIO HOMEOSTATICO El equilibrio homeostático constituye el fundamento de la vida, y todos los procesos tienden a mantener los valores de cada uno de los elementos dentro de los márgenes fisiológicos. Todo proceso patológico, desde una simple deshidratación, una pérdida gástrica u otras noxas, cualquiera sea su magnitud, pueden ocasionar serios trastornos del equilibrio homeostático y agravar el curso de la enfermedad, de ahí la imperiosa necesidad de detectarlos y tratarlos correctamente. La homeostasis son procesos cuyo objetivo es mantener en equilibrio de forma constante el medio interno, que es aquel espacio donde tiene lugar toda la actividad. El líquido intersticial procede del líquido bascular y ambos son el líquido extracelular. Los líquidos intracelular y extracelular forman el líquido de todo el cuerpo, que constituye un 60% de éste. Gran parte del líquido sale por los vasos linfáticos. Para regular el equilibrio existen unos mecanismos reguladores de la homeostasis: de tipo local, de tipo regional y de tipo central. 1. MECANISMOS LOCALES Sucede a nivel del espacio intersticial y consisten en mecanismos o respuestas vasculares de forma que ante un aumento de demanda se produce una vasodilatación y ante menos demanda hay una vasoconstricción. Se van a producir respuestas en el metabolismo y en los líquidos corporales. Índice mitótico: tanto por ciento de células que se dividen en un momento determinado, la mitosis es una respuesta local a la homeostasis. Atrofia: cuando los componentes y el número de células disminuyen. Hipertrofia: aumento de los componentes celulares por aumento de demanda, las mitocondrias se dividen en dos, el núcleo más sistemas de membranas. Hiperplasia: aumento del índice mitótico. 2. MECANISMOS REGIONALES Se ponen en marcha cuando los mecanismos locales no garantizan el equilibrio. Están basados en los reflejos y hacen actuar el arco reflejo. Por ejemplo cuando se come demasiado que entran ganas de vomitar. 3. MECANISMOS CENTRALES El pensamiento de la acción construyen teorías. Procesos de retroalimentación: Puede ser positiva o negativa Positiva: ante la presencia de un producto, se estimula la síntesis de ese producto. Por ejemplo la presencia de oxitocina en sangre hace que el hipotálamo provoque la síntesis de esa hormona. Negativa: una determinada concentración de un producto final, provoca la supresión de los antecedentes. Bibliografía. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:MKvv7yl4POgJ:sisbib.unmsm.edu.pe/bi bvirtual/libros/medicina/cirugia/tomo_i/Cap_27_Cirug%C3%ADa%2520Pedi%C3%A1trica.htm+eq uilibrio+homeostatico&cd=13&hl=es&ct=clnk&gl=hn&source=www.google.hn http://www.ugr.es/~ramirezr/Templates/FISIO1-2007.pdf http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:M9C5sHbUF0J:www.elergonomista.com/biologia/homeostasis.htm+homeostasis&cd=3&hl=es&ct=clnk&gl= hn&source=www.google.hn Ciclo de krebs El Ciclo de Krebs es una ruta central común del catabolismo de los carbohidratos, lípidos y aminoácidos. Es una ruta metabólica catalizada por un conjunto de enzimas que oxidan el acetato (2 carbonos) del acetil-CoA hasta CO2 con la producción de equivalentes reductores (en la forma de las coenzimas reducidas NADH y FADH2), las cuales son oxidadas en la cadena de transporte de electrones, para finalmente reducir el O2 y para formar el H2O. La ecuación general es la siguiente: Acetil-CoA + 3NAD+ + FADH + GDP + Pi + H2O 2CO2 + 3H+ CoA + 3NADH + FADH2 + GTP + Además de su papel en el catabolismo, muchos de sus intermediarios van a ser punto de partida para rutas anabólicas, por eso al ciclo se le considera una ruta anfibólica. Etapas del Ciclo de Krebs Reacción 1: Citrato sintasa (De oxalacetato a citrato) El sitio activo de la enzima, activa el acetil-CoA para hacerlo afín a un centro carbonoso del oxalacetato. Como consecuencia de la unión entre las dos moléculas, el grupo tioéster (CoA) se hidroliza, formando así la molécula de citrato. La reacción es sumamente exoergónica (ΔG'°=-31.4 kJ/mol), motivo por el cual este paso es irreversible. El citrato producido por la enzima, además, es capaz de inhibir competitivamente la actividad de la enzima. Incluso estando la reacción muy favorecida (porque es exoergónica), la citrato sintasa puede ser perfectamente regulada. Este aspecto tiene una notable importancia biológica, puesto que permite una completa regulación del ciclo de Krebs completo, convirtiendo a la enzima en una especie de marcapasos del ciclo. Reacción 2: Aconitasa (De citrato a isocitrato) La aconitasa cataliza la isomerización del citrato a isocitrato, por la formación de cis-aconitato. La enzima cataliza también la reacción inversa, pero en el ciclo de Krebs tal reacción es unidireccional a causa de la ley de acción de masa: las concentraciones (en condiciones estándar) de citrato (91%), del intermediario cis-aconitato (3%) y de isocitrato (6%), empujan decididamente la reacción hacia la producción de isocitrato. En el sitio activo de la enzima está presente un clúster hierro-azufre que, junto a algunos residuos de aminoácidos polares, liga el sustrato. En concreto, la unión al sustrato se asegura por la presencia de un resto de serina, de arginina, de histidina y de aspartato, que permiten sólo la unión estereospecifica del citrato 1R,2S, rechazando la forma opuesta. Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa (De isocitrato a oxoglutarato) La isocitrato deshidrogenasa mitocondrial es una enzima dependiente de la presencia de NAD+ y de Mn2+ o Mg2+. Inicialmente, la enzima cataliza la oxidación del isocitrato a oxalsuccinato, lo que genera una molécula de NADH a partir de NAD+. Sucesivamente, la presencia de un ión bivalente, que forma un complejo con los oxígenos del grupo carboxilo en posición alfa, aumenta la electronegatividad de esa región molecular. Esto genera una reorganización de los electrones en la molécula, con la consiguiente rotura de la unión entre el carbono en posición gamma y el grupo carboxilo adyacente. De este modo se tiene una descarboxilación, es decir, la salida de una molécula de CO2, que conduce a la formación de α-cetoglutarato, caracterizado por dos carboxilos en las extremidades y una cetona en posición alfa con respecto de uno de los dos grupos carboxilo. Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa (De oxoglutarato a Succinil-CoA) Después de la conversión del isocitrato en α-cetoglutarato se produce una segunda reacción de descarboxilación oxidativa, que lleva a la formación de succinil CoA. La descarboxilación oxidativa del αchetoglutarato es muy parecida a la del piruvato, otro α-cetoácido. Ambas reacciones incluyen la descarboxilación de un α-cetoácido y la consiguiente producción de una unión tioéster a alta energía con la coenzima A. Los complejos que catalizan tales reacciones son parecidos entre ellos. La α-cetoglutarato deshidrogenasa (o, más correctamente, oxoglutarato deshidrogenasa), está compuesta de tres enzimas diferentes: * Subunidad E1: las dos cetoglutarato deshidrogenasas. * Subunidad E2: la transuccinilasa. (La subunidad E1 y E2 presentan una gran homología con las de la piruvato deshidrogenasa.) * Subunidad E3: la dihidrolipoamida deshidrogenasa, que es el mismo polipéptido presente en el otro complejo enzimático. Reacción 5: Succinil-CoA sintetasa (De Succinil-CoA a succinato) El succinil-CoA es un tioéster a alta energía (su ΔG°′ de hidrólisis está en unos -33.5 kJ mol-1, parecido al del ATP que es de -30.5 kJ mol-1). La citrato sintasa se sirve de un intermediario con tal unión a alta energía para llevar a cabo la fusión entre una molécula con dos átomos de carbono (acetil-CoA) y una con cuatro (oxalacetato). La enzima succinil-CoA sintetasa se sirve de tal energía para fosforilar un nucleósido difosfato purinico como el GDP. La energía procedente del tioéster viene convertida en energía ligada a una unión fosfato. El primer paso de la reacción genera un nuevo intermediario a alta energía, conocido como succinil fosfato. Sucesivamente, una histidina presente en el sitio catalítico remueve el fosfato de la molécula glucídica, generando el producto succinato y una molécula de fosfohistidina, que dona velozmente el fosfato a un nucleósido difosfato, recargándolo a trifosfato. Se trata del único paso del ciclo de Krebs en el que se produce una fosforilación a nivel de sustrato. El GTP está implicado principalmente en las rutas de transducción de señales, pero su papel en un proceso energético como el ciclo de Krebs es, en cambio, esencialmente trasladar grupos fosfato hacia el ATP, en una reacción catalizada por la enzima nucleósido difosfoquinasa. Reacción 6: Succinato deshidrogenasa (De succinato a fumarato) La parte final del ciclo consiste en la reorganización de moléculas a cuatro átomos de carbono hasta la regeneración del oxalacetato. Para que eso sea posible, el grupo metilo presente en el succinato tiene que convertirse en un carbonilo. Como ocurre en otras rutas, por ejemplo en la beta oxidación de los ácidos grasos, tal conversión ocurre mediante tres pasos: una primera oxidación, una hidratación y una segunda oxidación. Estos tres pasos, además de regenerar oxalacetato, permiten la extracción ulterior de energía mediante la formación de FADH2 y NADH. La primera reacción de oxidación es catalizada por el complejo enzimático de la succinato deshidrogenasa, la única enzima del ciclo que tiene como aceptor de hidrógeno al FAD en vez de al NAD+. El FAD es enlazado de modo covalente a la enzima por un residuo de histidina. La enzima se vale del FAD ya que la energía asociada a la reacción no es suficiente para reducir el NAD+. El complejo enzimático también es el único del ciclo que pasa dentro de la membrana mitocondrial. Tal posición se debe a la implicación de la enzima en la cadena de transporte de los electrones. Los electrones pasados sobre el FAD se introducen directamente en la cadena gracias a la unión estable entre la enzima y el cofactor mismo. Reacción 7: Fumarasa (De fumarato a L-malato) La fumarasa cataliza la adición en trans de un protón y un grupo OHprocedentes de una molécula de agua. La hidratación del fumarato produce L-malato. Reacción 8: Malato deshidrogenasa (De L-malato a oxalacetato) La última reacción del ciclo de Krebs consiste en la oxidación del malato a oxalacetato. La reacción, catalizada por la malato deshidrogenasa, utiliza otra molécula de NAD+ como aceptor de hidrógeno, produciendo NADH. La energía libre de Gibbs asociada con esta última reacción es decididamente positiva, a diferencia de las otras del ciclo. La actividad de la enzima es remolcada por el consumo de oxalacetato por parte de la citrato sintasa, y de NADH por parte de la cadena de transporte de electrones. Bibliografía. http://150.185.75.79:8080/CicloKrebs/index.html http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:IiNpUeYq8K0J:www.ciclodekrebs.com/ etapas_del_ciclo_de_krebs+reacciones+del+ciclo+de+krebs+bioquimica&cd=3&hl=es&ct=clnk&gl= hn&source=www.google.hn