La muerte celular isquémica , u oncosis , es una forma de muerte celular accidental. El proceso se caracteriza por un agotamiento de ATP dentro de la célula que conduce a un deterioro de las bombas iónicas, hinchazón celular, limpieza del citosol , dilatación del retículo endoplásmico y aparato de Golgi , condensación mitocondrial, aglomeración de cromatina y formación de ampollas citoplasmáticas. [1] La oncosis se refiere a una serie de reacciones celulares posteriores a una lesión que precede a la muerte celular. El proceso de la oncosis se divide en tres etapas. Primero, la célula se ve comprometida con la oncosis como resultado del daño sufrido en la membrana plasmática por toxicidad o isquemia, lo que resulta en la fuga de iones y agua debido al agotamiento de ATP. [2] El desequilibrio iónico que se produce posteriormente hace que la célula se hinche sin un cambio concurrente en la permeabilidad de la membrana para revertir la hinchazón. [3] En la etapa dos, se pasa el umbral de reversibilidad de la célula y la célula queda comprometida con la muerte celular. Durante esta etapa, la membrana se vuelve anormalmente permeable al azul tripán y al yoduro de propidio , lo que indica compromiso de la membrana. [4] La etapa final es la muerte celular y la eliminación de la célula mediante fagocitosis mediada por una respuesta inflamatoria. [5]
Aunque muerte celular isquémica es el nombre aceptado del proceso, se introdujo el nombre alternativo de oncosis ya que el proceso implica que las células afectadas se hinchen hasta un tamaño anormalmente grande en modelos conocidos. Se cree que esto se debe a una falla de las bombas iónicas de la membrana plasmática . El nombre oncosis (derivado de ónkos , que significa tamaño, y ónkosis , que significa hinchazón) fue introducido por primera vez en 1910 por el patólogo Friedrich Daniel von Recklinghausen . [6]
La oncosis y la apoptosis son procesos distintos de muerte celular. La oncosis se caracteriza por la inflamación celular causada por una falla en la función del transportador de iones . La apoptosis, o muerte celular programada, implica una serie de procesos de reducción celular, que comienzan con la reducción del tamaño celular y la picnosis , seguidos de la gemación celular y la cariorrexis , y la fagocitosis por macrófagos o células vecinas debido a la disminución del tamaño. [7] La eliminación fagocítica de las células apoptóticas previene la liberación de desechos celulares que podrían inducir una respuesta inflamatoria en las células vecinas. [8] Por el contrario, la fuga de contenido celular asociada con la alteración de la membrana en la oncosis a menudo incita una respuesta inflamatoria en el tejido vecino, causando una mayor lesión celular. [9] Además, la apoptosis y la degradación de orgánulos intracelulares están mediadas por la activación de caspasas , particularmente caspasa-3 . [10] La fragmentación del ADN oligonucleosomal se inicia mediante la desoxirribonucleasa activada por caspasa después de la escisión mediada por caspasa-3 del inhibidor de la enzima, ICAD. [11] Por el contrario, se ha demostrado que la vía oncótica es independiente de caspasa-3. [12]
El principal determinante de la muerte celular que se produce a través de la vía oncótica o apoptótica son los niveles de ATP celular. [13] La apoptosis depende de los niveles de ATP para formar el apoptosoma dependiente de energía . [14] Un evento bioquímico distintivo que sólo se observa en la oncosis es el rápido agotamiento del ATP intracelular. [15] La falta de ATP intracelular da como resultado una desactivación de la ATPasa de sodio y potasio dentro de la membrana celular comprometida. [16] La falta de transporte de iones en la membrana celular conduce a una acumulación de iones de sodio y cloruro dentro de la célula con una entrada simultánea de agua, lo que contribuye a la inflamación celular característica de la oncosis. [17] Al igual que con la apoptosis, se ha demostrado que la oncosis está genéticamente programada y depende de los niveles de expresión de la proteína desacopladora-2 (UCP-2) en las células HeLa . Un aumento en los niveles de UCP-2 conduce a una rápida disminución del potencial de membrana mitocondrial, lo que reduce los niveles de NADH mitocondrial y ATP intracelular, iniciando la vía oncótica. [18] El producto del gen antiapoptótico Bcl-2 no es un inhibidor activo de la muerte celular iniciada por UCP-2, lo que distingue aún más la oncosis y la apoptosis como mecanismos distintos de muerte celular. [19]