CICLO CELULAR, DIFERENCIACIÓN Y CÁNCER.

En el presente ensayo se brindara información a detalle de temas que han

tomado gran relevancia en la actualidad debido a su impacto en la salud de las

personas a nivel mundial. Estos temas son el ciclo vital de las células, la

diferenciación celular y una de las patologías con más prevalencia e incidencia en

el mundo actual.

La división celular es una propiedad fundamental de los organismos vivos que por

llamarlo de alguna manera ayuda a preservar la vida. Todas las células se originan

por división de células ya existentes. En seres multicelulares existen dos tipos de

células, las haploides que hacen referencia a las células sexuales destinadas a la

reproducción como lo son los ovocitos y los espermatozoides. Estas células se

originan por una división celular especial llamada MEIOSIS que reduce la cantidad

de cromosomas a la mitad. Todas las demás células que forman los tejidos del

cuerpo se originan por medio de otra división llamada MITOSIS que mantiene los

46 pares de cromosomas en la célula.

Enfocándonos a la mitosis, analizar las distintas fases que llevan a la división

celular es importante debido a que es necesario conocer los distintos estadios

para comprender la etiología de la patología que mencionaremos más adelante.

Antes de la división celular, las células sufren un crecimiento que conlleva duplicar

su masa y sus organelos. Además se sintetiza DNA con replicación exacta de

todas las cadenas lo que lleva a dos células hijas con un DNA completamente

idéntico al de la madre.

Nuestro organismo necesita constantemente de procesos mitóticos debido a que

muchos tejidos sufren renovación permanente en distinto grado o también por

reparación de algún tejido dañado traumáticamente, químicamente o cualquier

daño que provoque muerte de células que necesite ser remplazada por células

nuevas.

La regeneración normal de un tejido se basa en tres procesos, la formación,

diferenciación y perdida celular. Estos procesos están regulados por distintos

mecanismos que previenen el exceso o la falta de división.

Las distintas poblaciones celulares del organismo se pueden clasificar de acuerdo

a su actividad mitótica. Las poblaciones estáticas o poblaciones en diferenciación

terminal como las neuronas son células que se dividen en el desarrollo

embrionario pero que no vuelven a dividirse en edades más avanzadas por lo que

se dice que se encuentran en fase G0.

Las poblaciones estables son las células que rara vez se dividen y entre estas

están las endoteliales y los hepatocitos. Y por ultimo las poblaciones renovables

son las que se encuentran en división constante como la epidermis.

El envejecimiento celular se da a la par del envejecimiento del organismo, y la

característica más destacable de esta etapa es la perdida de la capacidad de

división celular. Por citar un ejemplo, el fibroblasto de un feto se divide 50 veces y

posteriormente pasa a G0, a diferencia del fibroblasto de una persona de 70 años

que se divide de 20 a 30 veces y pasa a G0.

Como todo ser vivo las células mueren, y este proceso se lleva a cabo de dos

maneras distintas:

La apoptosis es también llamada muerte programada y es un proceso regulado

genéticamente a través de enzimas que vuelven a la celula rigida y la llevan a

romperse en pedazos causando su muerte. Cabe destacar que las membranas

que conforman las células se mantienen intactas hasta que la celula es fagocitada

por otras células.

Por otro lado la necrosis es un proceso que es causado por una lesión traumatica

o química principalmente, se da gracias a la liberación de enzimas lisosimicas que

generan la autolisis de la célula.

Adentrándonos específicamente en el proceso de división celular destacaremos

que dicho proceso se divide en una INTERFASE y la propia MITOSIS. Dentro de

la interfase encontraremos los episodios G1, S y G2 continuados por la mitosis

conformando asi el ciclo de reproducción celular.

En la fase G1 que prosigue a la Mitosis, existe una síntesis intensa de RNA y

proteínas que conlleva al crecimiento celular. En la fase S se suscita la replicación

total del DNA cromosómico, este proceso aun no modifica el aspecto del nucleo

celular. En la fase G2 la célula verifica que todos los sustratos necesarios para la

existosa división se encuentren disponibles y siendo asi se da paso a la mitosis

que dividirá a la celula.

Podemos señalar que sin una regulación constante y efectiva del ciclo celular la

aparición de patologías como el cáncer seria constante.

El conjunto de procesos que ocurren durante el ciclo celular llevan un orden y

supervisión estrictos.

Las ciclinas y las cinasas dependientes de ciclinas son proteínas que regulan el

ciclo celular y actúan en la fase G1 y en la fase G2 precedente a la mitosis.En

estos puntos el ciclo se detiene hasta corroborar que la celula está preparada para

la división. La unión de las ciclinas y las quinasas forma complejos que permiten

superar los puntos de control antes mencionados.

Existe un punto de restricción se encuentra casi al final de G1 se conoce así

puesto que si la célula lo pasa se encuentra comprometida irreversiblemente a

entrar al ciclo celular, independientemente de lo que suceda en el exterior. Los

complejos CDK 4 y CDK 6- ciclina son los responsables del paso de la célula por

este punto.

Los puntos de control son, por así decirlo, pequeños retenes donde se revisan

distintas características del medio y de la célula misma, la célula debe estar sana y

el medio debe ser lo suficientemente bueno para que se continué el ciclo celular.

Pero además de ello, los controladores implicados en estos puntos tienen la

capacidad de “llamar” a otros a reparar, cuando por ejemplo el material genético

está dañado o a terminar distintos procesos.

El primer punto de control, se encuentra justo después del punto de restricción,

aún en G1. En general podríamos decir que el primer control se encarga de revisar

las condiciones del medio, buscando factores externos que induzcan el progreso

del ciclo celular, revisar que la célula haya crecido lo suficiente y que el material

genético esté intacto.

Vale mucho la pena destacar que en este punto el gen p53 es uno de las más

conocidos supresores de tumores, usualmente se encuentra en la célula y ayuda a

prevenir la división no controlada de las células. Si el material genético está

dañado la p53 induce a la apoptosis evitando así la división y nacimiento de

células mutadas.

A grandes rasgos, el segundo punto de control que se encuentra al final de G2 se

encarga de revisar que el material genético se haya duplicado completamente en

la fase S, y que el material genético no tenga errores además de que el medio

extracelular sea adecuado.

Despues de superados estos puntos la célula entra en fase de Mitosis. En esta

fase se reparte a las células hijas el material genético duplicado, a través de la

segregación de los cromosomas.

La fase M, para su estudio se divide en 4 estadíos.

La Profase, etapa en donde los cromosomas se condensan en el núcleo, mientras

en el citoplasma se comienza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas.

Posteriormente en la metafase Comienza el rompimiento de la membrana nuclear,

de esta manera los cromosomas se pueden unir al huso mitótico. Una vez unidos

los cromosomas estos se alinean en el ecuador de la célula.

Al entrar en la anafase se produce la separación de las cromátidas hermanas, las

cuales dan lugar a dos cromosomas hijos, los cuales migran hacia polos opuestos

de la célula. Después en la telofase ambos juegos de cromosomas llegan a los

polos de la célula y adoptan una estructura menos densa, posteriormente se forma

nuevamente la envoltura nuclear. Al finalizar esta fase, la división del citoplasma y

sus contenidos comienza con la formación de un anillo contráctil.

Un proceso llamado Citocinesis finaliza la mitosis. Finalmente se divide la célula

mediante el anillo contráctil de actina y miosina, produciendo dos células hijas

cada una con un juego completo de cromosomas. Cuando ya no se requieren más

células, estas entran en un estado denominado G0, en el cual abandonan el ciclo

celular y entran en un periodo de latencia, lo cual no significa que entren en

reposo ya que éstas células presentan un metabolismo activo, pues si estas

células reciben el estimulo adecuado abandonan el estado G0 y entran al G1.

Algunas poblaciones celulares altamente especializadas como las fibras

musculares o neuronas al entrar en estado G0 abandonan indefinidamente el ciclo

celular.

Cuando en el ciclo antes descrito se suscitan irregularidades o alteraciones puede presentarse alguna patología. El cáncer es la más común de todas, se refiere a una alteración caracterizada por la proliferación celular descontrolada en algún tejido del cuerpo.

En el cáncer, se altera el ADN de las células y en lugar de morir por medio de apoptosis, se siguen reproduciendo formando tumores de células igualmente dañadas. Estas modificaciones del ADN pueden tener origen distinto, por mencionar algunos factores que influyen en esta alteración se encuentran los siguientes:

Los retrovirus, que se instalan en el ADN de su huésped y alteran los genes aledaños al sitio de su inserción provocando modificaciones en el metabolismo celular. Los protooncogenes son genes encargados de la regulación del ciclo celular y una alteración en estos debida a la presencia de sustancias toxicas para el organismo también produce la proliferación de las células de manera incontrolada. La mutación de ciertos genes y ausencia o inactivaciones de los genes supresores de tumores como los que codifican la proteína P53 pueden desencadenar una mitosis descontrolada. Esa combinación trágica puede ser disparada por el consumo de tabaco, las dietas con grasas en exceso y la radiación ultravioleta, entre otros factores. De igual manera la herencia es un factor muy relacionado a la aparición de cáncer.

Los cambios genéticos inducen crecimiento persistente de la célula tumoral, supresión de la apoptosis (muerte celular programada) confiriendo a la célula larga vida o inmortalidad, alteración de la transcripción del DNA. Los oncogenes codifican las proteínas denominadas oncoproteínas, que semejan los productos normales de los protooncogenes con la excepción de que las oncoproteínas están desprovistas de los elementos reguladores.

El gen p53 está mutado en cerca del 50% de los tumores humanos, sin embargo esto parece no ser un evento inicial sino que aparece en las fases tardías del desarrollo del tumor, es un gen supresor que se codifica en el cromosoma 17q, una de sus funciones importantes es la detectar alguna anomalía en la célula en crecimiento y en caso de alguna alteración en su estructura producirle la muerte celular programada (apoptosis), en muchas neoplasias está sobreexpresado este gen (mutado) lo que nos indica que no está cumpliendo la función para lo que está programado.

Los diferentes mecanismos que se conocen para la transformación maligna de una célula implica conocimiento de la forma más simple como es el ciclo celular, hasta las diferentes vías muy especializadas para la alteración de crecimiento, proliferación y muerte, con la ayuda de la tecnología actual es posible conocer cual de los mecanismos celulares y moleculares se encuentra alterados, lo que nos estimula a pensar que quizá en años posteriores podrá ser posible prevenir el desarrollo de cánceres en pacientes de alto riesgo, así mismo el conocimiento de estas alteraciones nos ayuda a tratar de diferentes maneras estas enfermedades en la que sabemos que los factores etiológicos son variados.