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Apoptosis vs necrosis: diferencia y comparación

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Procesos apoptóticos y necróticos

Tanto la apoptosis como la necrosis pueden verse como parte de un espectro de eventos bioquímicos compartidos que resultan en alguna forma de muerte celular.

La apoptosis, o muerte celular programada (PCD), hace que las células se encojan, desarrollen ampollas (puntos en forma de burbujas) en la membrana celular, se sometan a la degradación de los materiales genéticos y proteicos en el núcleo y hacen que sus mitocondrias se descompongan, liberando así citocromo. Cada uno de los fragmentos está envuelto en su propia membrana, con otras sustancias químicas (como ATP y UTP) que se liberan libremente. Estos productos químicos llevan a los macrófagos, cuerpos que comen células, a encontrar y eliminar las células muertas y sus fragmentos. Este mensaje de «cómeme» es provocado por un fosfolípido normalmente inerte en la membrana celular, y los macrófagos a su vez liberan citocinas que inhiben las respuestas inflamatorias.

Por el contrario, las células necróticas se hinchan o pueden formar vacuolas en su superficie, con estructuras interiores que se distienden o se encogen rápidamente, destruyendo los procesos y las estructuras químicas de las células. La liberación no regulada de citocromo y del fosfolípido de la membrana celular (llamado fosfatidilserina) provoca reacciones inmediatas en los tejidos circundantes, lo que lleva a hinchazón (inflamación) y edema; también suele desencadenar otras muertes celulares por apoptosis. A diferencia de la apoptosis, las células necróticas no son el objetivo de los macrófagos para limpiar sus restos celulares, por lo que los efectos de la ruptura celular pueden extenderse rápidamente y por todo el cuerpo durante largos períodos de tiempo.

Entrada de energía

La apoptosis depende de la energía, lo que significa que requiere la intervención de una célula para que ocurra la muerte celular, lo que lleva al término «suicidio celular». La necrosis no requiere ningún aporte de energía de una célula, ya que factores externos o infecciones localizadas son los que desencadenan la necrosis.

Caspasas

Para las vías apoptóticas que causan el suicidio celular, las señales moleculares primarias son proenzimas inactivas llamadas caspasas. La necrosis a veces hace uso de caspasas, pero en un grado mucho menor, y a menudo el proceso hace es inútil de ellos, ya que una célula misma se destruye de manera incontrolada durante los eventos necróticos. Por ejemplo, la necrosis es el proceso detrás del tejido moribundo o necrótico que rodea, digamos, una picadura de araña venenosa.

La investigación ha identificado hasta 13 caspasas, ampliamente categorizadas como iniciadoras, efectores o verdugos (los que desencadenan directamente la muerte celular) e inflamatorias. A pesar de lo que pueda parecer, las caspasas inflamatorias en realidad inhibir inflamación. Como la necrosis carece del aporte de caspasas inflamatorias, La inflamación siempre está presente en la muerte celular necrótica..

Síntomas apoptóticos y necróticos

Necrosis por mordedura de araña reclusa parda.

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Necrosis por mordedura de araña reclusa parda.

Debido a que la apoptosis es una parte normal del equilibrio celular de un organismo, no hay síntomas notables relacionados con el proceso. Por el contrario, la necrosis es un cambio incontrolado en el equilibrio celular de un organismo, por lo que siempre es dañino y produce síntomas negativos notables.

La necrosis se acompaña en sus primeras etapas de inflamación, a medida que se liberan componentes (incluidas las estructuras celulares, el citoplasma y el ADN / ARN) de las células rotas o dañadas. Para un organismo, este flujo no regulado de proteínas, sustancias químicas y material genético desencadena respuestas de emergencia, como inflamación para proteger los tejidos circundantes, así como un aumento en la producción de glóbulos blancos, macrófagos y células T para combatir infecciones. Estas reacciones a menudo van acompañadas de un aumento metabólico y fiebre, lo que puede provocar fatiga y un sistema inmunológico debilitado en general.

Si no se trata, los tejidos necróticos perderán vascularidad, lo que significa que perderán el flujo sanguíneo y, por lo tanto, comenzarán a morir. Cuando esto sucede, la necrosis se llama gangrena, una afección en la que el tejido finalmente muere y debe eliminarse para evitar que la necrosis se expanda.

Cuando la apoptosis no es saludable

La apoptosis se vuelve anormal solo cuando los procesos celulares que mantienen el equilibrio del cuerpo causan demasiadas muertes celulares o muy pocas. Se cree que muchas enfermedades autoinmunes, como la distrofia muscular y la enfermedad de Alzheimer, están relacionadas con la apoptosis excesiva, lo que hace que las células musculares o nerviosas mueran antes de tiempo. Las células que crecen sin control, lo que significa que la apoptosis no ocurre con la suficiente frecuencia, generalmente conducen a tumores, que a su vez pueden volverse cancerosos.

Causas generales de apoptosis y necrosis

Hay tres mecanismos que provocan la muerte celular:

  1. Señales autogeneradas en una célula, que pueden surgir por edad, infección, mitosis irregular (división celular) u otras causas. Este mecanismo se conoce como vía intrínseca o mitocondrial, mientras que los dos tipos siguientes de muerte celular son vías extrínsecas.
  2. Activación de activadores de la muerte, receptores en la superficie de una célula que responden a señales externas como hormonas u otros mensajeros químicos.
  3. Activación externa por especies reactivas de oxígeno, como los radicales libres, que son peligrosos para el cuerpo.

En general, la apoptosis es parte de la vida, la continuación del ciclo celular iniciado por la mitosis. Sin embargo, la apoptosis puede desencadenarse por una variedad de estímulos dañinos, como calor, radiación, falta de oxígeno (hipoxia), drogas y traumatismos, entre otros. En estos casos, la apoptosis libera al cuerpo de las células dañadas o las células que ya no pueden funcionar normalmente y ayuda a curar las áreas dañadas. Mayores grados de daño por los mismos estímulos pueden provocar necrosis. Por ejemplo, una quemadura leve puede causar una pequeña ampolla que se cura en una semana, pero una quemadura de tercer grado provocará necrosis en el área afectada.

La apoptosis también puede ser causada por cambios hormonales y químicos en el cuerpo, un proceso que se observa con mayor frecuencia en el desarrollo embrionario. Tanto el sistema inmunológico como el nervioso se desarrollan con una gran sobreproducción de células que se reducen antes del nacimiento a través de procesos selectivos llevados a cabo por apoptosis. Por ejemplo, los fetos desarrollan manos y pies sin dedos individuales; Una vez que se libera un mensajero químico, el tejido palmeado entre los dedos de las manos y de los pies muere, separando cada dedo. Un proceso similar ocurre con la diferenciación sexual, ya que las hormonas guían el desarrollo fetal para suprimir o eliminar ciertos tejidos y estructuras a favor del desarrollo de otros. Por otro lado, si hay necrosis durante el desarrollo fetal, a menudo se requiere algún tipo de intervención médica y puede ocurrir deformación o aborto espontáneo.

Tipos de necrosis y sus causas

En la necrosis, la muerte de una célula suele estar provocada por una rotura repentina e incontrolada basada en dos mecanismos:

  1. Interferencia con el suministro de energía de la célula (sangre, plasma, oxígeno, etc.).
  2. Daño directo a la membrana celular.

La necrosis se clasifica de cinco formas, según la causa:

  1. Las infecciones bacterianas o fúngicas pueden causar necrosis por licuefacción. Esta es la necrosis que incluye la masa licuada de tejido muerto conocida como «pus».
  2. La necrosis que surge de las proteínas desnaturalizadas que impiden la circulación adecuada se denomina necrosis coagulativa. Este tipo se ve con mayor frecuencia en el corazón después de un infarto, así como en los riñones y las glándulas suprarrenales.
  3. Las infecciones por hongos y micobacterias, como la tuberculosis, pueden causar necrosis gaseosa. Esta combinación de necrosis licuefactiva y coagulativa es causada por células muertas que no son completamente digeridas por los microfagos; dejan un residuo granulado que impide la circulación.
  4. La necrosis que ocurre solo en el tejido graso se llama necrosis grasa. La forma más común de esta necrosis se asocia con pancreatitis, inflamación severa del páncreas.
  5. Los depósitos de antígenos y anticuerpos combinados con fibrina pueden adherirse y eventualmente bloquear las arterias y destruir su estructura. A esto se le llama necrosis fibrinoide.

Tratamiento

La apoptosis y la necrosis se tratan de formas muy diferentes, basándose principalmente en el hecho de que un proceso suele ser normal y el otro es evidentemente anormal.

Aunque se identifica gran parte del proceso de apoptosis, los mecanismos y la cascada de activación aún no se comprenden completamente. La investigación de las vías está muy extendida y en expansión, ya que los hallazgos clínicos tienen aplicaciones directas en enfermedades autoinmunes, como el Parkinson, Huntington, la esclerosis lateral amiotrófica y el VIH / SIDA, así como en casi todos los tipos de cáncer. Debido a que la apoptosis es un proceso de salud y enfermedad, cuanto más se comprenda, mayores serán las posibilidades de desarrollar tratamientos más efectivos y mejor dirigidos. En todos los casos, la necrosis no tratada es peligrosa y puede provocar la muerte.

En el caso de las enfermedades autoinmunes, donde la apoptosis está provocando demasiadas muertes celulares, el tratamiento consiste en inhibir los desencadenantes de la caspasa o reducir los desencadenantes externos que pueden estar precipitando el aumento de los suicidios celulares. Para el cáncer, se necesita lo contrario, por lo que el tratamiento para inducir la apoptosis en las células tumorales, haciendo que las células sean más vulnerables a los medicamentos y la radiación, es una parte clave de la mayoría de las terapias. Un nuevo tratamiento prometedor implica el compuesto genérico ácido dicloroacético (DCA), que ha demostrado ser muy eficaz para «reavivar» la apoptosis en ciertos tumores cancerosos.

Los tratamientos habituales para la necrosis son:

  1. Antibióticos / AINE: estos combaten la naturaleza infecciosa e inflamatoria de la necrosis y suelen ser la primera línea de defensa contra su daño. En casos extremos, se pueden recetar medicamentos inmunosupresores para reducir la respuesta inflamatoria.
  2. Desbridamiento: extracción del tejido muerto, desde la simple limpieza del área hasta la cirugía, incluida la amputación. Las larvas de mosca (gusanos) también se utilizan con bastante eficacia en algunas formas de desbridamiento.
  3. Antioxidantes: pueden usarse para tratar tejidos necróticos internos, la mayoría de las veces relacionados con la isquemia, el resultado final de la pérdida de vascularización del tejido cardíaco después de un infarto (ataque cardíaco).

Ocurrencia

Con más de 50 mil millones de células que mueren naturalmente en un cuerpo humano adulto cada día, la apoptosis es muy común y generalmente benigna, si no del todo beneficiosa. En comparación, la necrosis es relativamente rara y el grado de muerte celular depende en gran medida de si se aplican tratamientos efectivos, como antibióticos y antiinflamatorios.

Referencias

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