Apoptosis


La apoptosis (del griego antiguo ἀπόπτωσις , apóptōsis , 'caerse') es una forma de muerte celular programada que ocurre en organismos multicelulares . [1] Los eventos bioquímicos conducen a cambios celulares característicos ( morfología ) y muerte. Estos cambios incluyen formación de ampollas , encogimiento celular , fragmentación nuclear , condensación de cromatina , fragmentación del ADN y desintegración del ARNm . El ser humano adulto promedio pierde entre 50 y 70 mil millones de células cada día debido a la apoptosis. [a]Para un niño humano promedio entre las edades de 8 y 14, aproximadamente entre 20 y 30 mil millones de células mueren por día. [3]

A diferencia de la necrosis , que es una forma de muerte celular traumática que resulta de una lesión celular aguda, la apoptosis es un proceso altamente regulado y controlado que confiere ventajas durante el ciclo de vida de un organismo. Por ejemplo, la separación de los dedos de las manos y los pies en un embrión humano en desarrollo se produce porque las células entre los dedos sufren apoptosis. A diferencia de la necrosis, la apoptosis produce fragmentos de células llamados cuerpos apoptóticos que los fagocitos pueden engullir y eliminar antes de que el contenido de la célula se derrame sobre las células circundantes y les cause daño. [4]

Debido a que la apoptosis no puede detenerse una vez que ha comenzado, es un proceso altamente regulado. La apoptosis puede iniciarse a través de una de dos vías. En la vía intrínseca, la célula se mata a sí misma porque detecta el estrés celular , mientras que en la vía extrínseca la célula se mata a sí misma debido a las señales de otras células. Las señales externas débiles también pueden activar la vía intrínseca de la apoptosis. [5] Ambas vías inducen la muerte celular mediante la activación de caspasas , que son proteasas o enzimas que degradan las proteínas. Las dos vías activan las caspasas iniciadoras, que luego activan las caspasas ejecutoras, que luego matan a la célula degradando las proteínas de forma indiscriminada.

Además de su importancia como fenómeno biológico, los procesos apoptóticos defectuosos se han implicado en una amplia variedad de enfermedades. La apoptosis excesiva causa atrofia , mientras que una cantidad insuficiente da como resultado una proliferación celular descontrolada, como el cáncer . Algunos factores como los receptores Fas y las caspasas promueven la apoptosis, mientras que algunos miembros de la familia de proteínas Bcl-2 inhiben la apoptosis.

El científico alemán Carl Vogt fue el primero en describir el principio de la apoptosis en 1842. En 1885, el anatomista Walther Flemming entregó una descripción más precisa del proceso de muerte celular programada. Sin embargo, no fue hasta 1965 que resucitó el tema. Mientras estudiaba tejidos mediante microscopía electrónica, John Kerr de la Universidad de Queensland pudo distinguir la apoptosis de la muerte celular traumática. [6] Tras la publicación de un artículo que describe el fenómeno, Kerr fue invitado a unirse a Alastair Currie , así como a Andrew Wyllie , quien era estudiante de posgrado de Currie, [7] en la Universidad de Aberdeen .. En 1972, el trío publicó un artículo fundamental en el British Journal of Cancer . [8] Kerr había utilizado inicialmente el término necrosis celular programada, pero en el artículo, el proceso de muerte celular natural se denomina apoptosis . Kerr, Wyllie y Currie dieron crédito a James Cormack, profesor de lengua griega en la Universidad de Aberdeen, por sugerir el término apoptosis. Kerr recibió el premio Paul Ehrlich y Ludwig Darmstaedter el 14 de marzo de 2000 por su descripción de la apoptosis. Compartió el premio con el biólogo de Boston H. Robert Horvitz . [9]

Durante muchos años, ni "apoptosis" ni "muerte celular programada" fue un término muy citado. Dos descubrimientos llevaron la muerte celular de la oscuridad a un campo importante de investigación: la identificación de los componentes del control de la muerte celular y los mecanismos efectores, y la vinculación de las anomalías en la muerte celular con la enfermedad humana, en particular el cáncer.


La apoptosis comienza cuando el núcleo de la célula comienza a encogerse. Después de la contracción, la membrana plasmática ampolla y se pliega alrededor de diferentes orgánulos. Las ampollas continúan formándose y los orgánulos se fragmentan y se alejan unos de otros.
John Sulston ganó el Premio Nobel de Medicina en 2002 por su investigación pionera sobre la apoptosis.
Control de los mecanismos apoptóticos
Descripción general de las vías de transducción de señales.
Descripción general de la señalización de TNF (izquierda) y Fas (derecha) en la apoptosis, un ejemplo de transducción directa de señales.
Diferentes pasos en el desmontaje de células apoptóticas. [57]
Imágenes de células vivas a largo plazo (12 h) de preadipocitos de ratón multinucleados que intentan experimentar mitosis. Debido al exceso de material genético, la célula no se replica y muere por apoptosis.
Una sección de hígado de ratón que muestra varias células apoptóticas, indicadas por flechas.
Una sección de hígado de ratón teñida para mostrar células en apoptosis (naranja)
Ultraestructura de cardiomiocitos neonatales tras anoxia-reoxigenación.