Post on 16-Jul-2022
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 2
• Clásicamente se reconocen 2 tipos de muerte celular:
necrosis y muerte celular programada (ej.apoptosis)
• La apoptosis requiere energía en forma de ATP y es
notable la ausencia de inflamación local.
• La necrosis es el resultado final de una catástrofe
bioenergética producto de la depleción de ATP que se
caracteriza por la inducción de inflamación local.
Necrosis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 3
La aparición morfológica de la necrosis es
consecuencia de la desnaturalización de las
proteínas intracelulares y la digestión
enzimática de la célula con daños mortales.
Necrosis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 4
Ca2+
Calpainas
Catepsinas
Necrosis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 5
En la necrosis, la célula es digerida por sus propias
enzimas lisosomales activadas en el citoplasma
• Dilatación de las organelas.
• Ruptura de la membrana
plasmática.
• Liberación del contenido
citoplasmático.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 6
Necrosis - Ultraestructura
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 7
Morfología del Citoplasma en la Necrosis
• Aumento de eosinofilia: pérdida de RNA y
desnaturalización proteica.
• Vacuolización: Espacios en el citoplasma por la digestión
enzimática de las organelas.
• Figuras de mielina (ultraestructura): masas de
fosfolípidos originadas por la lesión de las membranas.
• Calcificación: degradación de los fosfolípidos y
saponificación con calcio.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 8
Cambios Citoplasmáticos en la Necrosis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 9
Sección de hígado de un paciente intoxicado con paracetamol
Eosinofilia
Vacuolisación
Morfología del Núcleo en la Necrosis
• Picnosis: condensación de la cromatina en una masa basófila
sólida (también en la apoptosis).
• Cariorrexis: el núcleo picnótico se fragmenta.
• Cariolisis: desaparece la basofilia de la cromatina por
degradación del DNA. Finalmente el núcleo desaparece . La
célula anucleada remanente se ve como una masa
homogénea y eosinófila.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 10
Cambios Nucleares en la Necrosis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 11
Riñón necrótico Picnosis (P)
Cariorrexis (C)
Aspectos Macroscópicos de la Necrosis
• Coagulación: El tejido aparece firme. Isquemia. La
desnaturalización proteica incluye a las enzimas hidrolíticas.
• Licuefacción: El tejido tiene aspecto semilíquido. En el
encéfalo, la relativa falta de proteínas extracelulares provoca
una rápida pérdida de la arquitectura.
• Caseificación: El tejido presenta consistencia blanda.
Granuloma. Masa proteinácea amorfa rodeada de margen
inflamatorio neto.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 12
Necrosis por Coagulación
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 13
Área de infarto renal
A pesar de la disolución del
material nuclear, la
arquitectura del glomérulo y
los túbulos se reconoce
Necrosis por Coagulación
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 14
A: Infarto renal; B: Imagen microscópica del margen del infarto. N: riñón
normal; I: células necróticas del infarto.
Necrosis por Licuefacción
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 15
Fase de licuefacción en un infarto
cerebral
No se conserva la arquitectura tisular.
Se ven restos celulares eosinófilos
F: células fagocíticas
H: Pigmentos de hemosiderina
(producto catabólico de
homoglobina)
• Las hidrolasas se activan y degradan los componentes
citoplasmáticos y nucleares.
• Liberación masiva de materiales intracelulares y aflujo
masivo de calcio.
• Diseminación de enzimas celulares potencialmente
destructivas al espacio extracelular con daño de tejidos
adyacentes.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 16
La Necrosis Induce Inflamación Local
• Las células necróticas son incapaces de mantener la
integridad de la membrana y sus contenidos se extravasan
y estimulan la inflamación en el tejido circundante.
• Las enzimas que digieren las células necróticas derivan de
los lisosomas de las células moribundas y de los lisosomas
de los leucocitos que son atraídos como parte de la
reacción inflamatoria.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 17
Infiltrado Inflamatorio en Pancreatitis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 18
La liberación a la circulación periférica de proteínas
intracelulares a través de la membrana celular
degradada proporciona un medio de detectar la
lesión y muerte celular específica del tejido utilizando
muestras de suero sanguíneo.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 19
• La evidencia histológica más precoz de la necrosis no
se hace manifiesta hasta 4 a 12 horas mas tarde de
iniciado el proceso.
• Las enzimas específicas del corazón y las proteínas que
se liberan del músculo necrótico pueden detectarse en
sangre tan pronto como 2 horas después de la muerte
de la célula miocárdica.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 20
• Músculo cardíaco:
Isoforma específica de la enzima creatinquinasa
Proteína contráctil troponina.
• Hígado
Hepatocito: Transaminasas
Vías biliares: Forma termorresistente de la enzima
fosfatasa alcalina
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 21
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 22
• Se llama muerte celular programada a aquella que es
controlada genéticamente. Implica cambios en la expresión
génica. Necesita energía (ATP).
• La apoptosis y la muerte asociada a autofagia se consideran
mecanismos de muerte celular programada.
Se describió en 1972 por su morfología distintiva.
El nombre proviene del griego antiguo y significa hojas
cayendo del árbol.
Sin apoptosis, 2 toneladas de hueso y 16 km de intestino
estarían acumulados en el organismo a los 80 años de edad.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 23
Apoptosis
Constituye un mecanismo intrínseco
de suicidio celular, el que es regulado
por una variedad de caminos de
señalización intracelular.
La morfología principal es la
contracción del citoplasma y el
núcleo con la formación de cuerpos
apoptoticos siempre rodiados de
membrana plasmática
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 24
• Condensación del citoplasma y
la cromatina,
• Fragmentación de la célula
formando cuerpos
apoptóticos.
• Remoción de las células
muertas por fagocitosis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 25
RECEPTOR DE MUERTE
• Miembros de la familia del
TNF se unen al receptor de
muerte iniciando una cascada
de señalización intracelular
que activa la caspasa 8, un
iniciador central de la
apoptosis, la cual finalmente
activa a la caspasa 3, el
ejecutor clave de la apoptosis.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 26
CAMINO MITOCONDRIAL
• El daño celular detectado por la
familia Bcl2 conduce a la
permeabilización de la
membrana mitocondrial
promoviendo la liberación de
proteínas apoptóticas que
activan la caspasa 9 (iniciadora),
la que finalmente activa la
caspasa ejecutora 3
3/10/2015 27 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro
• Esta formada por proteínas anti-apoptoticas
(BCL2, BCL-XL) y por proteínas pro-
apoptóticas (BAX-BAK)
• El balance entre las pro-apoptoticas y las anti-
apoptoticas determinan la vida o la muerte
celular
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 28
• Activación de caspasas.
• Destrucción del citoesqueleto.
• Activación de DNAsas.
• Fragmentación del DNA. Múltiplos de 180 a 200 pares
de bases. (Corrida electroforetica en gel de agarosa)
• Trasposición de fosfatidilserina a la capa externa de la
membrana plasmática. (marcación con anexina V)
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 29
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 30
Las alteraciones bioquímicas en la membrana celular permiten
el reconocimiento precoz de la célula apoptótica por los
macrófagos tisulares.
Permite la fagocitosis sin liberación de componentes celulares
proinflamatorios.
La respuesta apoptótica dispone de las células lesionadas, con
afectación mínima del tejido circundante.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 31
Apoptosis en Situaciones Patológicas
• Lesión del DNA.
• Acumulación de proteínas mal plegadas.
• Infecciones virales. Los linfocitos T inducen apoptosis de las
células infectadas
• Rechazo celular a los trasplantes, mediada por linfocitos T.
• Atrofia patológica de órganos parenquimatosos tras
obstrucción de un conducto (páncreas, parótida, riñón).
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 32
Apoptosis en Glándulas del Cólon
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 33
Paciente con trasplante de
médula ósea que presenta
enfermedad del injerto
(células inmunes del
donante atacan los tejidos
del huesped
A: Cuerpos apoptoticos
• Más del 50% de las neoplasias tienen defectos en la maquinaria molecular de apoptosis.
• Entre los más caracterizados están el incremento de la expresión de las proteínas anti-apoptoticas BCL2 y las mutaciones en el gen supresor de tumor TP53.
• El gen TP53, llamado el “guardián del genoma”, inicia la apoptosis en respuesta al daño del DNA.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 34
• Muchos agentes quimioterapeuticos inducen apoptosis en
las células tumorales.
• El inhibidor de la tirosin-quinasa (imatinib – Gleevec)
induce la expresión de miembros pro-apoptoticos de la
familia BCL2 .
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 35
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 37
Única forma de trafico de membranas que entrega
macromoléculas y organelas del citoplasma a los
lisosomas para su degradación.
• La autofagia es un proceso en el cual las células
generan energía y metabolitos mediante la digestión
de sus propias organelas y macromoléculas.
• La autofagia permite la sobrevida a las células
privadas de nutrientes o de factores de crecimiento.
Sin embargo, si esta situación se prolonga, la célula
finalmente muere.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 38
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 39
Cytoplasmic components including organelles
Lysosome
Preautophagosomalstructure
Isolationmembrane
Autophagosome Autolysosome
• Ocurre a niveles basales en varios tejidos
(cerebro, hígado).
• Recambio fisiológico de componentes
citoplasmáticos.
• Desarrollo, la diferenciación y la
remodelación del tejido.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 40
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 41
• Se induce durante el
ayuno o por la falta
de factores de
crecimiento.
• Insulina e IGF
inhiben la autofagia
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 42
Beclin1
LC3 (MAP1 light chain 3) es un marcador altamente específico de autofagia.
Beclin1 gen supresor de tumor necesario para el proceso de autofagia
• La autofagia fue relacionada a muchos procesos patológicos.
• El hallazgo de estructuras autofágicas en esos procesos
patológicos relacionó la autofagia con la muerte celular.
• La muerte celular por autofagia parece ocurrir primariamente en
el desarrollo, en procesos homeostáticos que requieren
eliminación masiva de células, en un proceso patológico o en
respuesta a agentes antineoplásicos.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 43
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 44
Sobrevida celular
Muerte celular
Apoptosis Necrosis
Autofagia
• No se rompe la membrana plasmática.
• No genera inflamación local.
• Degradación temprana de las organelas citoplasmáticas.
• Preservación del citoesqueleto.
• Independiente de caspasas.
• Ausencia de cromatina condensada.
• Utiliza la maquinaria lisosomal endógena.
• Presencia de autofagosomas.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 45
• Cancer
• Enfermedades hepáticas
• Miopatías
• Enfermedades neurodegenerativas
• Diabetes tipo II
• Infarto de miocardio.
• Infecciones
• Pancreatitis
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 46
• La autofagia tiene un rol complejo en cancer.
• La autofagia presumiblemente funcione como un mecanismo
supresor de tumor.
• Muchos oncogenes (PTEN, TSC2 ) promueven la autofagia.
• La pérdida individual de genes de autofagia (Beclin1) resultan
en linfomas y tumores gastrointestinales en modelos murinos y
los mismos genes estan frecuentemente mutados en cancer.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 47
• Respuesta celular a la excesiva producción de proteínas (Estrés
de RE) que conduce a proteínas no plegadas que se acumulan
en el RE .
• Esta mediada por proteínas que residen en la membrana del
RE.
• Los dominios del lumen captan las alteraciones en el
plegamiento proteico.
• Los dominios citoplasmáticos activan vías de señalización que
reducen los niveles de proteínas mal plegadas en la célula.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 48
• Las chaperonas protegen a las proteínas plegadas o semiplegadas y las guían hacia las organelas.
• Las chaperonas reparan proteínas mal plegadas.
• Las proteínas mal plegadas son marcadas para su degradación en el proteasoma.
• Los acúmulos de proteínas mal plegadas desencadenan autofagia.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 49
Reparación celular
Si persiste la generación de proteínas mal plegadas:
•Se afecta el flujo autofágico y conduce a necrosis o apoptosis
•Se activa la caspasa 12 (residente en el RE) y se desencadena apoptosis.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 50
Muerte celular
Es el resultado de:
• la declinación progresiva en la capacidad
proliferativa
• los efectos de la exposición continuada a influencias
exógenas
• acumulación progresiva de daño celular y molecular.
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 51
• Se reduce la fosforilación oxidativa.
• Se reduce la síntesis de ácidos nucleicos, de proteínas estructurales y
enzimáticas, de receptores y factores de transcripción.
• Capacidad disminuida para captar nutrientes y reparar daño cromosómico.
• Glicosilación avanzada de proteínas que induce acumulación de proteínas
mal plegadas.
• Se acortan los telómeros progresivamente y se inhibe la proliferación
celular (senescencia replicativa).
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 52
3/10/2015 Prof. Dra. Maria I. Vaccaro 53
Disminución de la
capacidad de depuración
lisosomal (LAMP2)