La muerte celular es el evento en el que una célula biológica deja de realizar sus funciones. Esto puede ser el resultado del proceso natural por el cual las células viejas mueren y son reemplazadas por otras nuevas, como en la muerte celular programada , o puede ser el resultado de factores como enfermedades , lesiones localizadas o la muerte del organismo del que forman parte las células. . La apoptosis o muerte celular de tipo I y la autofagia o muerte celular de tipo II son formas de muerte celular programada, mientras que la necrosis es un proceso no fisiológico que se produce como resultado de una infección o lesión. [1]
La muerte celular programada (PCD) es la muerte celular mediada por un programa intracelular. [2] [3] La PCD se lleva a cabo en un proceso regulado, que generalmente confiere ventajas durante el ciclo de vida de un organismo . Por ejemplo, la diferenciación de los dedos de manos y pies en un embrión humano en desarrollo se produce porque las células entre los dedos de las manos sufren apoptosis ; el resultado es que los dígitos se separan. La PCD cumple funciones fundamentales durante el desarrollo de tejidos tanto de plantas como de metazoos (animales multicelulares).
La apoptosis es el procesador de la muerte celular programada (PCD) que puede ocurrir en organismos multicelulares . [3] Los eventos bioquímicos conducen a cambios celulares característicos ( morfología ) y muerte. Estos cambios incluyen ampollas , contracción celular, fragmentación nuclear , condensación de cromatina y fragmentación del ADN cromosómico . Ahora se piensa que, en un contexto de desarrollo, las células son inducidas a suicidarse positivamente mientras se encuentran en un contexto homeostático; la ausencia de ciertos factores de supervivencia puede impulsar el suicidio. Parece haber cierta variación en la morfología y, de hecho, en la bioquímica de estas vías suicidas; algunos siguen el camino de la "apoptosis", otros siguen un camino más generalizado hacia la deleción, pero ambos suelen estar motivados genética y sintéticamente. Existe cierta evidencia de que ciertos síntomas de "apoptosis", como la activación de la endonucleasa, pueden inducirse de manera espuria sin involucrar una cascada genética; sin embargo, presumiblemente la verdadera apoptosis y la muerte celular programada deben estar mediadas genéticamente. También está quedando claro que la mitosis y la apoptosis están alternadas o vinculadas de alguna manera y que el equilibrio logrado depende de las señales recibidas de factores apropiados de crecimiento o supervivencia. [4]
La autofagia es citoplasmática , caracterizada por la formación de grandes vacuolas que devoran orgánulos en una secuencia específica antes de la destrucción del núcleo . [5] La macroautofagia , a menudo denominada autofagia , es un proceso catabólico que resulta en la degradación autofagosómica - lisosomal del contenido citoplasmático en masa , agregados proteicos anormales y orgánulos excesivos o dañados . La autofagia generalmente se activa por condiciones de privación de nutrientes , pero también se ha asociado con procesos fisiológicos y patológicos como el desarrollo, la diferenciación, las enfermedades neurodegenerativas , el estrés , las infecciones y el cáncer .
Se han descubierto otras vías de muerte celular programada. [6] Llamadas "muerte celular programada no apoptótica" (o " muerte celular programada independiente de caspasa "), estas rutas alternativas hacia la muerte son tan eficientes como la apoptosis y pueden funcionar como mecanismos de respaldo o como el tipo principal de PCD.
Algunas de estas formas de muerte celular programada son la anoikis , casi idéntica a la apoptosis excepto en su inducción; cornificación , una forma de muerte celular exclusiva de los ojos; excitotoxicidad ; ferroptosis , una forma de muerte celular dependiente del hierro [7] y degeneración walleriana .
Las células vegetales experimentan procesos particulares de PCD similares a la muerte celular autofágica. Sin embargo, algunas características comunes de la PCD están altamente conservadas tanto en plantas como en metazoos.
La muerte celular inducida por activación (AICD) es una muerte celular programada causada por la interacción del receptor Fas (Fas, CD95) y el ligando Fas (FasL, ligando CD95). [8] Ocurre como resultado de la estimulación repetida de receptores de células T específicos (TCR) y ayuda a mantener la tolerancia inmune periférica. [9] Por lo tanto, una alteración del proceso puede conducir a enfermedades autoinmunes. [8] En otras palabras, AICD es el regulador negativo de los linfocitos T activados.
La muerte celular isquémica , u oncosis, es una forma de muerte celular accidental o pasiva que a menudo se considera una lesión letal. El proceso se caracteriza por inflamación mitocondrial , vacuolización del citoplasma e inflamación del núcleo y el citoplasma. [10]
La catástrofe mitótica es un mecanismo oncosupresor que puede provocar la muerte celular debido a la entrada prematura o inadecuada de las células en la mitosis. [11] Es el modo más común de muerte celular en células cancerosas expuestas a radiación ionizante y muchos otros tratamientos contra el cáncer. [12]
La muerte celular inmunogénica o apoptosis inmunogénica es una forma de muerte celular causada por algunos agentes citostáticos como las antraciclinas , el oxaliplatino y el bortezomib, o la radioterapia y la terapia fotodinámica (PDT). [13]
La piroptosis es una forma altamente inflamatoria de muerte celular programada que ocurre con mayor frecuencia tras la infección con patógenos intracelulares y es probable que forme parte de la respuesta antimicrobiana en las células mieloides. [14]
La PANoptosis es una vía de muerte celular inflamatoria única que integra componentes de otras vías de muerte celular. La totalidad de los efectos biológicos en la PANoptosis no pueden explicarse individualmente mediante piroptosis, apoptosis o necroptosis únicamente. La PANoptosis está regulada por complejos macromoleculares multifacéticos denominados PANoptosomas. [15]
La necrosis es la muerte celular en la que una célula ha sufrido graves daños debido a fuerzas externas, como un trauma o una infección, y se produce de varias formas diferentes. En la necrosis, una célula se hincha, seguida de una ruptura incontrolada de la membrana celular y se expulsa el contenido celular. Estos contenidos celulares a menudo causan inflamación en las células cercanas. [16] Una forma de necrosis programada, llamada necroptosis , ha sido reconocida como una forma alternativa de muerte celular programada. Se plantea la hipótesis de que la necroptosis puede servir como respaldo de la muerte celular a la apoptosis cuando la señalización de la apoptosis es bloqueada por factores endógenos o exógenos, como virus o mutaciones. Las vías necroptóticas están asociadas con receptores de muerte, como el receptor 1 del factor de necrosis tumoral. [16] La identificación de la muerte celular se clasificaba anteriormente según la morfología, pero en los últimos años cambió a condiciones moleculares y genéticas.
El término "necrobiología celular" se ha utilizado para describir los procesos vitales asociados con cambios morfológicos, bioquímicos y moleculares que predisponen, preceden y acompañan a la muerte celular, así como las consecuencias y la respuesta de los tejidos a la muerte celular. [17] La palabra se deriva del griego νεκρό que significa "muerte", βìο que significa "vida" y λόγος que significa "el estudio de". El término se acuñó inicialmente para definir ampliamente las investigaciones de los cambios que acompañan a la muerte celular, detectados y medidos mediante citometría de flujo multiparamétrica y de escaneo láser. [14] Se ha utilizado para describir los cambios en tiempo real durante la muerte celular, detectados mediante citometría de flujo. [18]
