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PRINCIPALES MECANISMOS BIOQUÍMICOS DE LESIÓN CELULAR
La respuesta celular depende de la naturaleza, duración y gravedad de la lesión.
Las consecuencias de la lesión celular dependen del tipo, estado, adaptabilidad y composición genética de la célula
DISMINUCIÓN DEL ATP
Induce muerte celular por necrosis
Causas
Reducción de oxígeno
Daño mitocondrial
Acciones de tóxicos (cianuro)
Provoca
Reducción de la actividad de la bomba Na,K-ATPasa
Aumento de la glucólisis anaeróbica
Aumenta la entrada de calcio
Disminuye la síntesis proteica
DAÑO MITOCONDRIAL
Causas
Incremento de calcio
Hipoxia
Toxinas
Especies reactivas de O2
Consecuencias
Apertura del poro de transición de la permeabilidad mitocondrial. Lo que provoca pérdida del potencial de membrana mitocondrial, induce insuficiencia de fosforilación oxidativa, agotamiento de ATP y finalmente muerte por necrosis.
Fosforilación oxidativa anómala induce la formación de especies reactivas del oxígeno.
Liberación de citocromo C que activa indirectamente las enzimas inductoras de apoptosis; caspasas.
PÉRDIDA DE LA HOMEOTASIA DEL CALCIO
Normalmente
Su disminución protege a la célula de lesiones provocadas por diversos estímulos nocivos.
Concentración citosólica menor comparada con la concentración extracelular
Secuestrado mayormente en mitocondrias y RE.
Consecuencias por aumento de calcio
Provoca la apertura del poro de transición de permeabilidad mitocondrial
Activa enzimas: fosfolipasas, proteasas, endonucleasas, y ATPasas
Inducen apoptosis, por activación directa de caspasas y aumento de permeabilidad mitocondrial.
ACUMULACIÓN DE RADICALES LIBRES
Radicales libres
Especies químicas que tienen un electrón desapareado en sus orbitales externos. Altamente reactivos, atacan a moléculas orgánicas e inorgánicas.
ERO
Especies reactivas del oxígeno.
Producidos normalmente durante la respiración mitocondrial y degradados y eliminados por los sistemas de defensa celular.
Produce estrés oxidativo; por aumento de producción de EROS o disminución de su eliminación.
Lesión celular
Cáncer
Envejecimiento
Alzheimer
Producidos en gran cantidad en neutrófilos y macrófagos durante reacciones inflamatorias
Producción
Reacciones de oxidación-reducción: produce anión superóxido (O2, 1 electrón), peróxido de hidrógeno (H2O2, 2 electrones), iones hidroxilo (OH, 3 electrones).
Absorción de energía radiante: produce radicales OH e H
En leucocitos activados en proceso de inflamación (EROS)
Metabolismo enzimático de sustancias químicas exógenas o fármacos (NO ERO)
Metales de transición (hierro, cobre)
Óxido nítrico
Eliminación
Antioxidantes; vitaminas liposolubles E y A, ácido ascórbico y el glutatión del citosol
Disminución de hierro y cobre
Enzimas; catalasa, superóxido dismutasas, glutatión peroxidasa.
Efectos patológicos
Peroxidación lipídica en membranas
Modificación oxidativa de proteínas; mal plegamiento y degradación
Lesiones del ADN: mutaciones
DEFECTO EN LA PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS
Mecanismos de daño
Daño directo de membrana plasmática por; toxinas bacterianas, proteínas víricas, complementos líticos del complemento y múltiples agentes físicos y químicos.
Especies reactivas del oxígeno (ERO)
Síntesis de fosfolípidos reducida
Incremento de la degradación de fosfolípidos (fosfolipasas mediadas por calcio)
Anomalías esqueléticas (proteasas mediadas por calcio)
Consecuencias de daño
M. Mitocondrial: Daños ya mencionados anteriormente.
M. Plasmática: pérdida del equilibrio osmótico, del flujo de líquido y iones, metabolitos y del contenido celular.
M. Lisosómica: liberación de enzimas hidrolíticas; ARNasas, ADNasas, proteasas, fosfatasas y glucosidasas. Muerte por necrosis.
DAÑO DEL ADN Y PROTEÍNAS
Causas
Exposición a fármacos
Radiación
Estrés oxidativo
Temperaturas extremas
Hipoxia
Las células contienen mecanismos que reparan los daños producidos en el ADN, pero cuando la afección es demasiado grave para ser correguido se induce una muerte por apoptosis.
La reacción se asemeja a los casos de proteínas mal plegadas consecuentes de mutaciones hereditarias o causantes adquiridos como radicales libres.
