1.4: Respuesta Celular a Lesión Inducida por Tóxicos

Objetivos de aprendizaje

Después de completar esta lección, usted será capaz de:

• 1: Describir el rango de lesión celular que puede ocurrir después de la exposición a un tóxico.

• 2: Discutir los principales mecanismos de muerte celular inducida por tóxicos.

• 3: Comparar los procesos de necrosis y apoptosis en términos de causas incitantes y los cambios celulares que ocurren con cada uno.

Los tóxicos pueden ejercer una variedad de efectos a nivel molecular que tienen repercusiones significativas a nivel celular, tisular y orgánico. Los efectos de una exposición tóxica pueden variar desde la disfunción celular reversible hasta la lesión celular irreversible y la muerte celular, todo lo cual puede alterar la función normal de los órganos y tener un impacto significativo en la salud y el bienestar del cuerpo en su conjunto. La capacidad de las células, tejidos y órganos para superar el efecto de un tóxico a través de la reparación y/o adaptación dictará el resultado final de una exposición tóxica.

Figura\(\PageIndex{1}\): Acumulación de lípidos en el hígado comparando hígado normal (izquierdo) con hígado con esteatosis (centro). En las fotomicrografías de la derecha, los espacios blancos son áreas de acumulación lipídica.

Después del ataque tóxico, las células tienen un repertorio limitado de respuestas. La lesión celular no letal puede conducir a la degeneración celular, vista microscópicamente como hinchazón de las células. Las células lesionadas por tóxicos pueden acumular agua, lípidos, pigmentos, glucógeno o productos de desecho metabólicos debido al deterioro de las funciones normales de mantenimiento. La acumulación de lípidos en hepatocitos, denominada esteatosis o lipidosis hepática, es un efecto tóxico común observado en casos de enfermedad hepática relacionada con el alcohol. Los cambios degenerativos en las células suelen ser reversibles si se elimina la causa incitante. Cuando la lesión celular avanza más allá de la capacidad de autorreparación de la célula, se produce la muerte celular.

Mecanismos de muerte celular

Los principales mecanismos de muerte celular inducida por tóxicos incluyen la alteración de la estructura y/o función de la membrana celular, la pérdida de las funciones de mantenimiento celular y el deterioro de la producción de energía celular. La pérdida de integridad estructural o funcional de la membrana puede resultar en el paso incontrolado de agua, iones y otros compuestos dentro o fuera de la célula. La pérdida posterior del ambiente citosólico normal interfiere con los procesos bioquímicos normales necesarios para la función y/o supervivencia celular. La pérdida de capacidad para sintetizar proteínas y otras macromoléculas impide el mantenimiento de orgánulos y vías enzimáticas vitales para la supervivencia celular. El deterioro de la producción de energía celular generalmente ocurre cuando los efectos tóxicos alteran la función y/o estructura mitocondrial y pueden conducir a la muerte celular debido a la falta de producción de ATP suficiente para alimentar las funciones celulares esenciales.

Necrosis

Necrosis es el término utilizado para describir la muerte celular por lesión irreversible. Las células necróticas experimentan procesos degenerativos que incluyen hinchazón de orgánulos, pérdida de la función de orgánulos, degradación oxidativa e hidrolítica de membranas intracelulares y macromoléculas por electófilos y radicales libres y, en última instancia, lisis (pérdida de constituyentes celulares a los alrededores tejidos debido a la ruptura de la membrana celular). La necrosis generalmente da como resultado la generación de una respuesta inflamatoria ya que los componentes celulares y los radicales libres que se liberan a la matriz extracelular atraen a las células inflamatorias.

Apoptosis

Por el contrario, la apoptosis (a veces apodada “suicidio celular” o “muerte celular programada”) es una forma más ordenada de muerte celular. La apoptosis es un proceso activo que implica la activación de enzimas específicas que desencadena la fragmentación sistemática de los constituyentes celulares en veses de la membrana celular que pellizcan la célula principal para formar cuerpos apoptóticos. Durante esta fragmentación, la célula continúa produciendo energía y proteínas, a diferencia de la necrosis donde la producción de orgánulos y energía cesa antes de la fragmentación celular. El resultado final de la apoptosis son numerosos cuerpos apoptóticos, cada uno compuesto por una membrana celular que rodea componentes celulares intactos y funcionales. La apoptosis puede ser desencadenada por diversas formas de estrés oxidativo, particularmente la presencia de radicales libres derivados del oxígeno excesivos, debido a la generación excesiva de radicales libres y/o a la falta o agotamiento de antioxidantes endógenos. Debido a que los componentes intracelulares no se derraman en la matriz extracelular, la apoptosis generalmente no incita a una respuesta inflamatoria; en cambio, los cuerpos apoptóticos son eliminados por los fagocitos locales.

Figura\(\PageIndex{2}\): La apoptosis y la necrosis son dos formas muy diferentes de muerte celular.

Tema 4: Puntos Clave
En esta sección, exploramos los siguientes puntos principales:

• 1: La lesión celular inducida por tóxicos puede variar desde la disfunción celular reversible hasta la lesión celular irreversible y la muerte celular.

• 2: Las respuestas celulares a lesiones tóxicas pueden incluir degeneración celular y acumulación de sustratos dentro de la célula.
  • La esteatosis es la acumulación de lípidos dentro de los hepatocitos y es un efecto tóxico común secundario a la exposición al alcohol.
• 3: Los principales mecanismos de muerte celular incluyen la alteración de la estructura y/o función de la membrana celular, la pérdida de las funciones de mantenimiento celular y el deterioro de la producción de energía celular.

• 4: La necrosis es la muerte celular resultante del cese de la función de los orgánulos, la degradación de las estructuras intracelulares y la culminación en la lisis de la célula y atracción de células inflamatorias.

• 5: La apoptosis es una forma activa de muerte celular mediante la cual la función celular se mantiene a medida que los componentes celulares se compartimentan y empaquetan en cuerpos apoptóticos que pellizcan la célula principal.
  • La apoptosis puede ser desencadenada por estrés oxidativo causado por radicales libres derivados del oxígeno.
  • La apoptosis generalmente no se asocia con una respuesta inflamatoria.

Verificación de Conocimientos

1. La acumulación de exceso de lípidos dentro de las células hepáticas:

Responder

Esteatosis

2. La degeneración celular secundaria a un ataque tóxico se ve microscópicamente como:

Responder

Hinchazón Celular

3. La pérdida de la función de orgánulos, la degradación hidrolítica de las membranas intracelulares y la lisis de células son características de_______

Responder

necrosis

4. El desmantelamiento ordenado de orgánulos celulares sin pérdida de energía y síntesis de proteínas que conduce a la fragmentación en paquetes unidos a membrana es característico de_____.

Responder

apoptosis