En biología celular , una ampolla (o snout ) es una protuberancia de la membrana plasmática de una célula, caracterizada por una morfología esférica, "similar a una ampolla", voluminosa. [2] [3] [4] Se caracteriza por el desacoplamiento del citoesqueleto de la membrana plasmática, degradando la estructura interna de la célula, permitiendo la flexibilidad requerida para que la célula se separe en protuberancias individuales o bolsillos de la matriz intercelular. [4] Más comúnmente, las ampollas se ven en la apoptosis (muerte celular programada), pero también se ven en otras funciones no apoptóticas, incluida la secreción apocrina (secreción celular por desintegración de parte de una célula). La formación de ampollas , o zeiosis , es la formación de ampollas.
El crecimiento de la ampolla es impulsado por la presión intracelular (crecimiento anormal) generada en el citoplasma cuando la corteza de actina sufre contracciones de actomiosina. [5] La interrupción de las interacciones entre la corteza de actina y la membrana [4] depende de la actividad de la miosina-ATPasa [6]. La iniciación de la ampolla se ve afectada por tres factores principales: alta presión intracelular, disminución de las cantidades de proteínas de enlace corteza-membrana y deterioro de la corteza de actina. [7] [8] La integridad de la conexión entre la corteza de actina y la membrana depende de qué tan intacta esté la corteza y de cuántas proteínas unen las dos estructuras. [7] [8] Cuando esta integridad se ve comprometida, la adición de presión puede hacer que la membrana sobresalga del resto de la célula. [7] [8] La presencia de solo uno o dos de estos factores a menudo no es suficiente para impulsar la formación de ampollas. [8] La formación de ampollas también se ha asociado con aumentos en la contractilidad de la miosina y aumentos de la actividad local de la miosina. [7] [8]
La formación de ampollas se puede iniciar de dos maneras: 1) a través de la ruptura local de la corteza o 2) a través del desprendimiento local de la corteza de la membrana plasmática . [9] Esto genera un punto débil a través del cual fluye el citoplasma , lo que lleva a la expansión de la protuberancia de la membrana al aumentar el área de superficie a través del desgarro de la membrana de la corteza, tiempo durante el cual, los niveles de actina disminuyen. [5] El flujo citoplasmático es impulsado por la presión hidrostática dentro de la célula. [10] [3] Antes de que la ampolla pueda expandirse, la presión debe acumularse lo suficiente como para alcanzar un umbral. [8] Este umbral es la cantidad de presión necesaria para superar la resistencia de la membrana plasmática a la deformación. [8]
La formación de ampollas se ha inducido artificialmente en múltiples modelos de células de laboratorio utilizando diferentes métodos. [11] Al insertar una micropipeta en una célula, la célula puede ser aspirada rápidamente hasta que la destrucción de los enlaces corteza-membrana cause ampollas. [11] La rotura de los enlaces corteza-membrana también ha sido causada por ablación láser e inyección de un fármaco despolimerizante de actina , que en ambos casos eventualmente llevaron a la formación de ampollas en la membrana celular. [11] También se ha demostrado que los niveles artificialmente aumentados de contractilidad de miosina inducen ampollas en las células. [11] Se ha demostrado que algunos virus, como el virus de la viruela Vaccinia , inducen ampollas en las células al unirse a proteínas de superficie. [12] Aunque el mecanismo exacto aún no se entiende completamente, este proceso es crucial para la endocitosis del virión y la infección posterior. [12]
La formación de ampollas es una de las características definidas de la apoptosis . [6] Durante la apoptosis (muerte celular programada), el citoesqueleto de la célula se rompe y hace que la membrana se abulte hacia afuera. [13] Estas protuberancias pueden separarse de la célula, llevándose una porción del citoplasma con ellas, para convertirse en ampollas apoptóticas. [14] Las células fagocíticas eventualmente consumen estos fragmentos y los componentes se reciclan.
En la apoptosis se reconocen dos tipos de blebs. Inicialmente, se forman blebs superficiales pequeños. Durante etapas posteriores, pueden aparecer blebs más grandes, denominados blebs dinámicos, que pueden contener fragmentos de orgánulos más grandes, como partes más grandes del núcleo de la célula apoptótica fragmentada . [15]
Junto con los lamelipodios , las ampollas desempeñan un papel importante en la migración celular . [7] [11] Las células migratorias pueden polarizar la formación de ampollas, por lo que la formación de ampollas solo se produce en el borde delantero de la célula. [7] [11] Una célula en movimiento 2D puede usar moléculas adhesivas para ganar tracción en su entorno mientras que las ampollas se forman en el borde delantero. [7] [11] Al formar una ampolla, el centro de masa de la célula se desplaza hacia adelante y se logra un movimiento general del citoplasma. [7] También se sabe que las células logran un movimiento basado en ampollas 3D a través de un proceso llamado chimenea. [7] [11] En este proceso, las células ejercen presión sobre los sustratos superior e inferior apretándose, lo que hace que crezca una ampolla en el borde delantero y que la célula tenga un movimiento neto hacia adelante. [7] [11]
La secreción apocrina es el modo de secreción de las glándulas exocrinas en el que las células secretoras acumulan material en sus extremos apicales , y este material luego brota de las células. En muchos aspectos, puede verse como la apoptosis de una parte de una célula. El proceso de secreción generalmente se inicia con gránulos secretores que se acumulan en una ampolla apical (también llamada " hocico apical ") de la célula, que posteriormente se desintegra para liberar gránulos secretores en el lumen.
La formación de ampollas también tiene funciones importantes en otros procesos celulares, incluida la locomoción celular, la división celular y el estrés físico o químico. Se han observado ampollas en células cultivadas en ciertas etapas del ciclo celular. Estas ampollas se utilizan para la locomoción celular en la embriogénesis . [16] Los tipos de ampollas varían mucho, incluidas las variaciones en las tasas de crecimiento de las ampollas, el tamaño, el contenido y el contenido de actina . También desempeña un papel importante en las cinco variedades de necrosis , un proceso generalmente perjudicial. Sin embargo, los orgánulos celulares no se propagan en ampollas necróticas.
En 2004, se demostró que una sustancia química conocida como blebbistatina inhibe la formación de ampollas. [18] Este agente se descubrió en una prueba de inhibidores de moléculas pequeñas de la miosina IIA no muscular . [18] La blebbistatina inhibe alostéricamente la miosina II al unirse cerca del sitio de unión de la actina y el sitio de unión del ATP. [19] Esta interacción estabiliza una forma de miosina II que no está unida a la actina, lo que reduce la afinidad de la miosina con la actina . [18] [19] [20] [21] Al interferir con la función de la miosina, la blebbistatina altera las fuerzas contráctiles que inciden en la interfaz citoesqueleto -membrana y previene la acumulación de presión intracelular necesaria para la formación de ampollas. [8] [18] [19] [20] [21] La blebbistatina se ha investigado por sus posibles usos médicos para tratar la fibrosis , el cáncer y las lesiones nerviosas . [19] Sin embargo, se sabe que la blebbistatina es citotóxica , fotosensible y fluorescente , lo que lleva al desarrollo de nuevos derivados para resolver estos problemas. [19] Algunos derivados notables incluyen azidoblebbistatina, para -nitroblebbistatina y para -aminoblebbistatina. [19]
