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LA CÉLULA
Hooke, Robert (1635-1703), científico inglés, conocido por su estudio de la
elasticidad. Hooke aportó también otros conocimientos en varios campos de la
ciencia.
Nació en la isla de Wight y estudió en la Universidad de Oxford. Fue ayudante del
físico británico Robert Boyle, a quien ayudó en la construcción de la bomba de
aire. Hooke realizó algunos de los descubrimientos e invenciones más importantes
de su tiempo, aunque en muchos casos no consiguió terminarlos. Formuló la
teoría del movimiento planetario como un problema de mecánica, y comprendió,
pero no desarrolló matemáticamente, la teoría fundamental con la que Isaac
Newton formuló la ley de la gravitación. Entre las aportaciones más importantes de
Hooke están la formulación correcta de la teoría de la elasticidad (que establece
que un cuerpo elástico se estira proporcionalmente a la fuerza que actúa sobre él),
conocida como ley de Hooke, y el análisis de la naturaleza de la combustión. Fue
el primero en utilizar el resorte espiral para la regulación de los relojes y desarrolló
mejoras en los relojes de péndulo. Hooke también fue pionero en realizar
investigaciones microscópicas y publicó sus observaciones, entre las que se
encuentra el descubrimiento de las células vegetales.
Célula
La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera
autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general
se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una
célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son
células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos
millones de células organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los
extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva,
carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propias
de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las
células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre
sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder
comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y
envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células
que lo constituyen.
Características generales de las células
Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células
bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1
µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se
encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas
prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del
cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células
vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celular
rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm
de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy
plegada.
Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están
envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una
sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen
lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y
eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término
que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células
contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido
desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y
asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y
otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi
idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y
las primeras que aparecieron sobre la Tierra.
Composición química
En los organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la
física. La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está
dominada por compuestos de carbono y se caracteriza por reacciones acaecidas
en solución acuosa y en un intervalo de temperaturas pequeño. La química de los
organismos vivientes es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema
químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño,
moléculas formadas por encadenamiento de subunidades químicas; las
propiedades únicas de estos compuestos permiten a células y organismos crecer
y reproducirse. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas,
formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN y ARN,
formados por bases nucleotídicas, y los polisacáridos, formados por subunidades
de azúcares.
Células procarióticas y eucarióticas
Entre las células procarióticas y eucarióticas hay diferencias fundamentales en
cuanto a tamaño y organización interna. Las procarióticas, que comprenden
bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas verdeazuladas), son células
pequeñas, entre 1 y 5 µm de diámetro, y de estructura sencilla; el material
genético (ADN) está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana
que separe esta región del resto de la célula. Las células eucarióticas, que forman
todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y
animales, son mucho mayores (entre 10 y 50 µm de longitud) y tienen el material
genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo
llamado núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego ‘núcleo
verdadero’, mientras que procarióticas significa ‘antes del núcleo.
Células procarióticas y eucarióticas
Entre las células procarióticas y eucarióticas hay diferencias fundamentales en
cuanto a tamaño y organización interna. Las procarióticas, que comprenden
bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas verdeazuladas), son células
pequeñas, entre 1 y 5 µm de diámetro, y de estructura sencilla; el material
genético (ADN) está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana
que separe esta región del resto de la célula. Las células eucarióticas, que forman
todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y
animales, son mucho mayores (entre 10 y 50 µm de longitud) y tienen el material
genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo
llamado núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego ‘núcleo
verdadero’, mientras que procarióticas significa ‘antes del núcleo’.
Elementos celulares
Las tres partes fundamentales de la célula eucariota son la membrana, el
citoplasma y el núcleo celular.
Membrana plasmática
El contenido de todas las células vivas está rodeado por una membrana delgada
llamada membrana plasmática, o celular, que marca el límite entre el contenido
celular y el medio externo. La membrana plasmática es una película continua
formada por moléculas de lípidos y proteínas, entre 8 y 10 nanómetros (nm) de
espesor y actúa como barrera selectiva reguladora de la composición química de
la célula. La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces
de cruzar de forma espontánea esta barrera, y precisan de la concurrencia de
proteínas portadoras especiales o de canales proteicos. De este modo la célula
mantiene concentraciones de iones y moléculas pequeñas distintas de las
imperantes en el medio externo. Otro mecanismo, que consiste en la formación de
pequeñas vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o
se separan de ella, permite a las células animales transferir macromoléculas y
partículas aún mayores a través de la membrana.
Casi todas las células bacterianas y vegetales están además encapsuladas en una
pared celular gruesa y sólida compuesta de polisacáridos (el mayoritario en las
plantas superiores es la celulosa). La pared celular, que es externa a la membrana
plasmática, mantiene la forma de la célula y la protege de daños mecánicos, pero
también limita el movimiento celular y la entrada y salida de materiales.
El núcleo
El órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales es el
núcleo; está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y
mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas
están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares
idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil
identificarlos por separado. Pero justo antes de que la célula se divida, se
condensan y adquieren grosor suficiente para ser detectables como estructuras
independientes. El ADN del interior de cada cromosoma es una molécula única
muy larga y arrollada que contiene secuencias lineales de genes. Éstos encierran
a su vez instrucciones codificadas para la construcción de las moléculas de
proteínas y ARN necesarias para producir una copia funcional de la célula.
El núcleo está rodeado por una membrana doble, y la interacción con el resto de la
célula (es decir, con el citoplasma) tiene lugar a través de unos orificios llamados
poros nucleares. El nucleolo es una región especial en la que se sintetizan
partículas que contienen ARN y proteína que migran al citoplasma a través de los
poros nucleares y a continuación se modifican para transformarse en ribosomas.
El núcleo controla la síntesis de proteínas en el citoplasma enviando mensajeros
moleculares. El ARN mensajero (ARNm) se sintetiza de acuerdo con las
instrucciones contenidas en el ADN y abandona el núcleo a través de los poros.
Una vez en el citoplasma, el ARNm se acopla a los ribosomas y codifica la
estructura primaria de una proteína específica.
Citoplasma y citosol
El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba
numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se describirá más
adelante.
La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se
llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas
grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el
compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimiento
intracelular). En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes
de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de
moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que
constituyen la célula. Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en
estado de solución verdadera y se desplazan con rapidez de un lugar a otro por
difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras
ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco
para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de
las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas.
Orgánulos del citoplasma
1. Nucléolo
2. Núcleo celular
3. Ribosoma
4. Vesículas de secreción
5. Retículo endoplasmático rugoso
6. Aparato de Golgi
7. Citoesqueleto
8. Retículo endoplasmático liso
9. Mitocondria
10. Vacuola
11. Citoplasma
12. Lisosoma
13. Centríolo
Nucléolo
Micrografía de un núcleo. Puede observarse claramente un nucléolo de forma
irregular, teñido más intensamente. Nótese que la tinción intra-nucleolar no es
homogénea, sino con zonas de grises y negro
En biología celular, el nucléolo es una región del núcleo que se considera una
estructura supra-macromolecular, que no posee membrana que lo limite. La
función principal del nucléolo es la transcripción del ARN ribosomal por la
polimerasa I, y el posterior procesamiento y ensamblaje de los pre-componentes
que formarán los ribosomas.
La biogénesis del ribosoma es un proceso nucleolar muy dinámico, que involucra:
la síntesis y maduración de ARNr, sus interacciones transitorias con proteínas noribosomales y RNP y también el ensamblaje con proteínas ribosomales.
Además, el nucléolo tiene roles en otras funciones celulares tales como la
regulación del ciclo celular, las respuestas de estrés celular, la actividad de la
telomerasa y el envejecimiento.
Estos hechos muestran la naturaleza multifuncional del nucléolo, que se refleja en
la complejidad de su composición de proteína y de ARN, y se refleja también en
los cambios dinámicos que su composición molecular presenta en respuesta a las
condiciones celulares variables.
Núcleo celular
La célula central y la última de la derecha se encuentran en interfase, por lo que
su núcleo se ha teñido completamente. En la izquierda se encuentra una célula en
mitosis, por lo que su ADN se encuentra condensado y listo para la división.
En biología, el núcleo celular es un orgánulo membranoso que se encuentra en el
centro de las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material genético
celular, organizado en múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud
formando complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para
formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina
genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y
controlar las actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice
que el núcleo es el centro de control de la célula.
La principal estructura que constituye el núcleo es la envoltura nuclear, una doble
membrana que rodea completamente al orgánulo y separa ese contenido del
citoplasma, además de contar con poros nucleares que permiten el paso a través
de la membrana para la expresión genética y el mantenimiento cromosómico.
Aunque el interior del núcleo no contiene ningún subcompartimento membranoso,
su contenido no es uniforme, existiendo una cierta cantidad de cuerpos
subnucleares compuestos por tipos exclusivos de proteínas, moléculas de ARN y
segmentos particulares de los cromosomas. El mejor conocido de todos ellos es el
nucléolo, que principalmente está implicado en la síntesis de los ribosomas. Tras
ser producidos en el nucléolo, éstos se exportan al citoplasma, donde traducen el
ARNm.
Ribosoma
Subunidad mayor del ribosoma. En
azul las proteínas ribosomales y en
otros colores 2 o 3 moléculas de ARN
ribosomal.
Subunidad menor del ribosoma. El
ARNr es una sola molécula.
Los ribosomas son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico
(ARN) que se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo
endoplasmatico y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de
sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN
transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio
electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm
en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras
redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que
son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en
todas las células (excepto en los espermatozoides). Los ribosomas están
considerados en muchos textos como orgánulos no membranosos, ya que no
existen endomembranas en su estructura,1 aunque otros biólogos no los
consideran orgánulos propiamente por esta misma razón.2
En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan
su función de síntesis en el citosol. Están formados por ARN ribosómico (ARNr) y
por proteínas. Estructuralmente, tienen siempre dos subunidades: la mayor o
grande y la menor o pequeña. En las células, estas macromoléculas aparecen en
diferentes estados de disociación. Cuando están completas, pueden estar aisladas
o formando grupos (polisomas). Las proteínas sintetizadas por los ribosomas
actúan principalmente en el citosol; también pueden aparecer asociados al retículo
endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear, y las proteínas que sintetizan
son sobre todo para la secreción.
Tanto el ARNr como las subunidades de los ribosomas se suelen nombrar por su
coeficiente de sedimentación en unidades Svedberg. En las células eucariotas, los
ribosomas del citoplasma alcanzan 80 S. En plastos de eucariotas, así como en
procariotas, son 70 S. Los ribosomas mitocondriales son de tamaño variado, entre
55 y 70 S.
Vesícula
La vesícula en biología celular es también llamada vesícula pinocítica, es un
orgánulo que forma un compartimento pequeño y cerrado, separado del
citoplasma por una bicapa lipídica igual que la membrana celular.
Las vesículas almacenan, transportan o digieren productos y residuos celulares.
Son una herramienta fundamental de la célula para la organización del
metabolismo.
Muchas vesículas se crean en el aparato de Golgi, pero también en el retículo
endoplasmático rugoso (RER), o se forman a partir de partes de la membrana
plasmática. Las vesículas de SECRECIÓN se denominan GERL, que significa una
porción del retículo endoplásmico cerca del aparato de Golgi y carente de
ribosomas, estas vesículas se originan por secreción celular de las cisternas
membranosas del complejo de Golgi, presentes únicamente en las células
eucariotas y que se diferencian en LISOSOMAS (animales) y VACUOLAS
funcionales( en vegetales). Las vesículas con alto contenido enzimático (fosfatasa
ácida y otros complejos enzimáticos hidrosolubles) se encuentran empaquetados
dentro de los lisosomas en sus 4 tipos( Gránulo de Reserva, Heterofagosoma o
Vacuola digestiva, Cuerpos residuales y el Autofagosoma, citolisosoma o Vacuola
Autofágica), las enzimas lisosómicas son sintetizadas por los ribosomas y
empaquetadas y modificadas por las Cisternas membranosas del Complejo de
Golgi.
Retículo endoplasmático rugoso
El retículo endoplasmático rugoso (RER), también llamado Retículo
Endoplasmático Granular, Ergastoplasma o Retículo Endoplásmico Rugoso, es un
orgánulo que se encarga de la síntesis y transporte de proteínas en general.
Existen retículos sólo en las células eucariotas. En las células nerviosas es
también conocido como Cuerpos de Nissl. El término Rugoso se refiere a la
apariencia de este orgánulo en las microfotografías electrónicas, la cual es
resultado de la presencia de múltiples ribosomas en su superficie. El RER está
ubicado junto a la envoltura nuclear y se une a la misma de manera que puedan
introducirse los ácidos ribonucleicos mensajeros que contienen la información para
la síntesis de proteínas. Está constituido por una pila de membranas que en su
pared exterior presentan adosados.
Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas.
Pertenece al sistema de endomembranas. Está formado por unos 80 dictiosomas
(dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 40 o
60 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran
apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de
algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando
vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas
se forma en varias cisternas del aparato de Golgi. Dentro de las funciones que
posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección,
destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas,
al igual que los paroxítonas, que son vesículas de secreción de sustancias. La
síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo
Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal.
El Citoesqueleto es un orgánulo y también es un entramado tridimensional de
proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras
internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular.1 En
las células eucariotas, consta de filamentos de actina, filamentos intermedios,
micro túbulos y septinas, mientras que en las procariotas está constituido
principalmente por las proteínas estructurales FtsZ y MreB. Las septinas se
consideran el cuarto componente del citoesqueleto.2 El Citoesqueleto es una
estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular
(usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante
papel tanto en el tráfico intracelular (por ejemplo, los movimientos de vesículas y
orgánulos) y en la división celular.
Luego del descubrimiento del citoesqueleto a principios de los años 80 por el
biólogo Keith Porter, el Dr. McDonald Ingerir consideró que, desde un punto de
vista mecánico, la célula se comportaba de manera similar a estructuras
arquitectónicas denominadas estructuras de tensegridad.
La evolución del citoesqueleto ha sido un motivo de estudio actual, a partir de éste
enfoque se ha propuesto un modelo de evolución rápida conocido como el modelo
de "complejidad temprana". Este modelo propone que a través de procesos de
diversificación y especialización de moléculas ancestrales del citoesqueleto (protoactina y proto-tubulina), se incrementó la complejidad del sistema en el último
ancestro común de los eucariontes (LECA, por sus siglas en inglés "last eucaryotic
common ancestor"). El incremento de complejidad en el LECA se produjo por un
aumento en la cantidad de proteínas que conforman a cada uno de los filamentos,
así como por la aparición de un gran número de proteínas motoras y accesorias.
Retículo endoplasmático liso
Representación 3D del retículo endoplasmático liso (smooth endoplasmic) que
muestra la continuidad con el retículo endoplasmático rugoso.
El retículo endoplasmático liso (REL) es un orgánulo celular que consiste en un
entramado de túbulos membranosos interconectados entre sí y que se continúan
con las cisternas del retículo endoplasmático rugoso.1 A diferencia de éste, no
tiene ribosomas asociados a sus membranas (de ahí el nombre de liso) y, en
consecuencia, la mayoría de las proteínas que contiene son sintetizadas en el
retículo endoplasmático rugoso.1 Es abundante en aquellas células implicadas en
el metabolismo de lípidos, la detoxificación, y el almacenamiento de calcio.1
Participa en el transporte celular, en la síntesis de lípidos —triglicéridos,
fosfolípidos para la membrana plasmática, esteroides, etc.—, en la detoxificación
—gracias a enzimas destoxificantes que metabolizan el alcohol y otras sustancias
químicas— en la glucogenolisis —proceso imprescindible para mantener los
niveles de glucosa adecuados en sangre—, y actúa como reservorio de calcio.
Mitocondria
Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor
parte de la energía necesaria para la actividad celular (respiración celular). Actúan,
por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas
de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). La
mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones, metabolitos y
muchos polipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros
llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje), que permiten el
paso de moléculas de hasta 10 kDa de masa y un diámetro aproximado de 2 nm..
Debido a su tamaño y a su bajo índice de refracción, su observación in vivo es
muy difícil. Sin embargo, pueden visualizarse al microscopio óptico utilizando un
colorante vital como el verde Jano.
Al microscopio electrónico, las mitocondrias se observan formadas por dos
membranas que delimitan dos cámaras:
Membrana mitocondrial externa: limita por completo a la mitocondria. Su
estructura es la misma que la del resto de las membranas celulares: una doble
capa lipídica y proteínas asociadas. Contiene un 40% de lípidos, siendo el
colesterol más abundante que en la membrana interna, y un 60% de
proteínas. Entre las proteínas, hay enzimas implicadas en el matabolismo de los
lípidos y proteínas integrales denominadas porinas, que forman en la membrana
grandes canales no selectivos. Gracias a las porinas, que forman en la membrana
grandes canales selectivos. Gracias a las porinas, la membrana externa es
especialmente permeable y permite que ciertas moléculas de gran tamaño pasen
libremente hacia la cámara externa.
Membrana mitocondrial interna: presenta unos repliegues hacia la cámara interna
denominados crestas mitocondriales, que suelen disponerse transversalmente al
eje mitocondrial, pero que también se observan dispuestas longitudinalmente.
Partículas elementales F: se encuentran sobre la cara externa de las crestas de la
mitocondria, orientadas hacia la matriz y separadas entre sí unos 10 nm. Son
complejos de ATP-sintetasa y constan de una cabeza esférica o compleja F1, que
es una proteína globular constituida por tres subunidades, un pedúnculo o factor
constituido por tres o cuatro polinucleótidos, y una base hidrófila embutida en la
membrana. Todo este complejo se encuentra también en la membrana de los
tilacoides de los cloroplastos y en la membrana plasmática de las bacterias.
Cámara interna o matriz mitocondrial: material semifluido con consistencia de gel
debido a la presencia de una elevada concentración de proteínas hidrosolubles.
Cámara externa o espacio intermembrana: situada entre las membranas externa e
interna de la mitocondria, contiene enzimas que utilizan el ATP para fosforilar el
AMP, adenilato quinasa, u otros nucleótidos como la nucleótido difosfoquinasa.
CÉLULA EUCARIOTA Y PROCARIOTA
Células eucariotas
En las células eucariotas el núcleo está rodeado por una membrana nuclear,
mientras que en las procariotas no existe dicha membrana, por lo que el material
nuclear está disperso en el citoplasma. También se la llama carioplasma, y suele
tener una forma redondeada, o elíptica en las células prismáticas, en el centro de
la célula y mantiene casi siempre esta posición. El núcleo de una célula normal
puede presentarse en dos formas distintas, según sea el estadio en que se halle la
propia célula.
Al comenzar la división celular o mitosis se distinguen en el núcleo unos
corpúsculos característicos, susceptibles de ser coloreados, son los cromosomas,
portadores de los factores hereditarios o genes. Cuando la célula permanece sin
dividirse (periodo interfase), el núcleo presenta una estructura interna filamentosa,
poco visible al microscopio óptico, en la que destaca un orgánulo denominado
nucléolo.
Los Cromosomas. La función del núcleo, que consiste en transmitir, de una a otra
célula, la información genética que posee, sin modificarla ni empobrecerla, se
realiza propiamente en el momento de la división celular, que es
consecuentemente el de la división del núcleo. Esta división, la mitosis, provoca un
importante cambio de forma en el núcleo, que se presenta al microscopio bajo la
forma de los llamados cromosomas.
Son unos a modo de bastoncillos, curvos o en forma de V, que en el curso de la
mitosis aparecen siempre claramente diferenciados e individualizados. No se
conoce todavía de modo exacto la estructura de cada cromosoma, pero se supone
que cada uno de ellos consta de una o varias dobles hélices de ADN, varias veces
envueltas sobre sí mismas. El número de cromosomas de cada célula es
constante para cada especie, pero se reduce a la mitad en la célula, germinales o
gametos. En razón de este fenómeno, a estas células se las llama haploide, frente
a la denominación de diploides que tienen las demás.
-El nucléolo. Es un pequeño orgánulo, fácilmente distinguible con el microscopio
óptico debido a su tamaño (1 a 7 micrómetros de diámetro). Su tamaño y su
morfología son no obstante, variables en función de la especie, del tipo celular y
del estado fisiológico de la célula. Tienen forma redondeada, que desaparece
durante la división celular, pero mantiene contacto con regiones definidas de
algunos cromosomas. En realidad, el nucleolo es elaborado por los cromosomas,
y contiene principalmente proteínas, ARN, lípidos y algunos enzimas.
Célula procariota
LA CÉLULA PROCARIOTA: LAS BACTERIAS Son células sin núcleo, la zona de
la célula, donde está el ADN y ARN no está limitado por membrana. Ej. Bacteria.
Actualmente están divididas en dos grupos:
. Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por peptidoglicano o por
mureína. Incluye a la mayoría de las bacterias y también a las cianobacterias.
. Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes
celulares. Son todas aquellas características que habitan en condiciones extremas
como manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy elevada.
Procariota (Pros = Antes, Karion = Núcleo) es una célula sin núcleo celular
diferenciado, es decir, su ADN no está confinado en el interior de un núcleo, sino
libremente en el citoplasma. Las células con núcleo diferenciado se llaman
eucariotas. Procarionte es un organismo formado por células procariotas.
La celula procariota, también procarionte, organismo vivo cuyo núcleo celular no
está envuelto por una membrana, en contraposición con los organismos
eucariotas, que presentan un núcleo verdadero o rodeado de membrana nuclear.
Además, el término procariota hace referencia a los organismos conocidos como
móneras que se incluyen en el reino Móneras o Procariotas.
Están metidos en los dominios Bacteria y Archaea. Entre las características de las
células procariotas que las diferencian de las eucariotas, podemos señalar: ADN
desnudo y circular; división celular por fisión binaria; carencia de mitocondrias (la
membrana citoplasmática ejerce la función que desempeñarían éstas), nucleolos y
retículo endoplasmático.
Poseen pared celular, agregados moleculares como el metano, azufre, carbono y
sal. Pueden estar sometidas a temperatura y ambiente extremos (salinidad,
acidificación o alcalinidad, frío, calor). miden entre 1/10 Mm, posee ADN y ARN,
no tienen orgánulos definidos.
Evolución
Está aceptado que las células procariotas del dominio Archaea fueron las primeras
células vivas, y se conocen fósiles de hace 3.500 millones de años. Después de
su aparición, han sufrido una gran diversificación durante las épocas. Su
metabolismo es lo que más diverge, y causa que algunas procariotas sean muy
diferentes a otras.
Algunos científicos, que encuentran que los parecidos entre todos los seres vivos
son muy grandes, creen que todos los organismos que existen actualmente
derivan de esta primitiva célula. A los largo de un lento proceso evolutivo, hace
unos 1500 millones de años, las procariotas derivaron en células más complejas,
las eucariotas.
FUNCIÓN CELULAR
Todo organismo realiza una serie de funciones para mantenerse con vida y
generar individuos como él. La célula es el ser vivo más sencillo aun así realiza
también esas funciones.



Función de nutrición.
Función de relación.
Función de reproducción.
Nutrición
Es la adquisición de nutrientes y posterior trasformación para poder realizar las
funciones vitales.
-
-
Autótrofos: organismos que utilizan dióxido de carbono para producir su
materia orgánica, pueden ser fotosintéticos (utilizan la luz como fuente de
energía) o quimiosintéticos (utilizan la energía liberada en algunas
reacciones químicas como fuente de energía).
Heterótrofos: organismos que se nutren de materia orgánica para producir
su propia materia orgánica.
Relación
Son los procesos encaminados a generar una respuesta mediante estímulos.
-
Estimulo: sucesos detectados por el organismo, que inducen a la
producción de un tactismo.
Tactismo: respuesta producida a través de la detección de un estímulo.
Reproducción
Mecanismos que establecen las células para dividirse con el fin de acrecentar el
número de individuos de la especie.
-
Asexual: modelo de reproducción que genera organismos idénticos al
progenitor.
Sexual: modelo de reproducción que genera individuos diferentes a los
progenitores. Se necesita realizar una meiosis.
NACIMIENTO CELULAR
La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al
nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan
cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la
transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones
ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar
a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles
de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de
años (giga-años o Ga.).5 6 nota 1 Se han encontrado evidencias muy fuertes de
formas de vida unicelulares fosilizadas en microestructuras en rocas de la
formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga.
Se trataría de los fósiles de células más antiguos encontrados hasta la fecha.
Evidencias adicionales muestran que su metabolismo sería anaerobio y basado en
el sulfuro.
Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células
de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y
vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen
células con propiedades características.
El proceso de división celular es necesario en todos los organismos. Así a partir de
una célula madre se originan células hijas, lo que permite, en organismos
unicelulares, reproducirse, y en organismos pluricelulares, que se puedan
reemplazar células muertas o que se formen nuevas para poder crecer.
¿Cuánto dura la división celular?
La duración de la división celular es variable.
En células de embriones tempranos, la división celular puede durar de diez
minutos a una hora.
Una bacteria, en condiciones óptimas, puede tardar en dividirse 15 ó 30 minutos.
Una célula eucariota puede dividirse una vez al día, aunque hay células que se
dividen muy lentamente, incluso algunas no lo hacen nunca.
REPRODUCCIÓN CELULAR
La noción de reproducción celular hace mención al procedimiento que
permite generar nuevas células a partir de una célula madre. Se trata de un
proceso de división de las células, que posibilita el crecimiento de los organismos.
La noción de reproducción celular hace mención al procedimiento que
permite generar nuevas células a partir de una célula madre. Se trata de un
proceso de división de las células, que posibilita el crecimiento de los organismos.
Durante los procesos de reproducción celular, las moléculas de ADN se condensar
y forman los cromosomas. Los cromosomas son estructuras con forma de
bastoncillos que presentan una estrangulación o centrómero que los divide en dos
sectores o brazos. Hay tres tipos de cromosomas: acrocéntrico, submetacéntrico y
metacéntrico.
La célula cuando se reproduce da lugar a nuevas células. Tal y como ya sabemos
existe organismos unicelulares y pluricelulares, estos últimos forman parte de los
diferentes tejidos que tienen la función de sustituir a una célula muerta o ayudarla
a crecer. Para la reproducción celular se necesita dos procesos:


División del núcleo
División de citoplasma(citocinesis)
Dependiendo de los distintos tipos de células podemos diferenciar dos clases de
reproducciones:


Mitosis: es la que se produce en todos los organismos menos los sexuales,
también llamadas células somáticas.
Meiosis: se reproduce en las células sexuales o también llamados
gametos.
La mitosis
La mitosis es un proceso de división celular en la que las dos células resultantes
obtienen exactamente la misma información genética de la célula progenitora. Se
realiza en las células somáticas cuando los organismos necesitan crecer o reparar
tejidos dañados. Para poder realizar la división celular es necesario realizar cuatro
fases. Para que se puedan realizar estas cuatro fases es necesaria una
preparación
conocida
como
interface
donde
la
célula
posee
un centriolo (orgánulo), donde el ADN se duplica para las fases posteriores. Y así
inicia la mitosis:
Profase: fase en la que se condensan los cromosomas (ya
que la cromatina estaba suelta por el núcleo) y empiezan a
unirse. Posteriormente se duplica el centriolo y la membrana
central se desintegra, dirigiéndose cada centriolo a los polos
opuestos.
Metafase: se crea el uso mitótico constituido de
fibras proteicas que une a los dos centriolos. Los
cromosomas formados constituyen el plano ecuatorial,
situado en medio de la célula en línea recta colgado del
huso mitótico.
Anafase: Las cromotidas de cada cromosoma se
separan y se mueven hacia los polos opuestos.
Telofase: los cromosomas están en los polos opuestos y
son cada vez más difusos. La membrana núclear se vuelve
a forma. El citoplasma se divide. Por último la célula madre
se divide en dos células hijas. Así termina la mitosis.
Meiosis
Cuando se produce la fecundación se unen los cromosomas PATERNOS con
los MATERNOS. Ambos poseen en total 46 cromosomas (23 cromosomas y sus
copias). Si uniéramos estos cromosomas el individuo poseería 92 cromosomas
por lo que no serias ser humano.
Para ello tiene lugar DOS divisiones celulares consecutivas, sin producirse
ninguna duplicación de los cromosomas. El comienzo de la meiosis, se inicia con
la profase I donde los cromosomas homólogos se juntan e intercambian
fragmentos de ADN este proceso se denomina sobre cruzamiento y hacen que
todos los descendientes de la misma pareja no salgan idénticos y cada una posea
sus características propias ya que si no, podría decirse que tendrían clones.
Durante la meiosis I los cromosomas se separan y cada uno va a una célula hija
diferente, por lo que cada uno posee información similar pero no igual.
En la meiosis II las cromátidas de cada cromosoma se separan y son repartidas
entre las células hijas, concluyendo así este proceso con cuatro células haploide
distintas entre sí.
MUERTE CELULAR
Las células proliferativas, quiescentes y fijas-postmitóticas pueden ser eliminadas
en cualquier momento de su ciclo celular. Esta eliminación puede estar mediada
por mecanismos internos celulares o por la acción de agentes externos. La
apoptosis es el proceso por el cual una célula entra en degeneración y termina con
su eliminación al activarse un mecanismo intracelular (un proceso interno). Por las
peculiaridades que presenta, también es conocida como “suicidio celular” o
“muerte celular programada” (MCP). La necrosis es el resultado de la muerte y
eliminación de la célula, pero en este caso se produce como consecuencia de la
acción de un agente externo (traumatismo, etc.).
Aunque la apoptosis y la necrosis tienen un final común, cual es la eliminación de
la célula afectada, ambos procesos como ya hemos comentado, tienen un inicio o
desencadenante diferente. Pero lo más característico de ambos es que los
sistemas que empleará la célula para conducir a su muerte son diferentes y, su
conocimiento ha producido un importante avance en el campo de la investigación
de la longevidad celular.
La necrosis
La necrosis de una célula sucede cuando algún agente externo (traumatismo,
tóxico, agentes infecciosos, etc.) actúa sobre ella induciendo su muerte. Las
células que degeneran ocasionan una serie de reacciones locales que conducen a
respuestas de tipo inflamatorio que son probablemente la manifestación más
importante de este proceso.
La acción del agente inductor de la necrosis produce una alteración en las
membranas plasmática y mitocondrial, donde se alojan las bombas iónicas
(fundamentalmente de Na+, K+ y Ca++) que se encargan de mantener el
adecuado equilibrio iónico intra-extracelular. Esta alteración en los sistemas
homeostáticos dispara un mecanismo de defensa frente a la alteración de la
homeostasis. Así, el núcleo de la célula comienza a transcribir ADN con
información para la síntesis de proteínas protectoras de la célula (hsp – heatshock proteins-, chaperonas). En ocasiones estas proteínas son capaces de
restaurar las funciones celulares, pero en otras no y es entonces cuando la célula
continuará de manera inevitable hacia su destrucción.
Los iones Na+ y Ca++ comienzan a entrar en la célula y son acompañados de
agua, para mantener el equilibrio osmótico, lo que determina que los diversos
organoides celulares (mitocondrias, retículo, etc.) sufran un proceso de hinchazón
y fragmentación intracelular (Figura 5). Asimismo el citosol se llena de agua y
electrolitos y, la célula en su conjunto sufre un proceso de turgencia general que
conduce a una vacuolización, ruptura de la membrana citoplasmática e inicio de
una reacción inflamatoria por la liberación de moléculas proinflamatorias (Edinger
y Thompson, 2004).
Esquema que muestra las dos vías principales de muerte celular. La necrosis implica la eliminación
celular por alteración de la homeostasis y lleva aparejada una reacción inflamatoria. La apoptosis o
muerte celular programada (MCP) es un proceso más selectivo por el cual las células son
eliminadas y no se acompaña de inflamación. En este caso los macrófagos de la zona fagocitan los
restos celulares (cuerpos apoptóticos) (adaptada del Libro de Anatomía Patológica de Robbins,
2004).
Los macrófagos locales, células con capacidad fagocítica del tejido muerto,
comienzan un proceso de fagocitosis para eliminar los restos celulares necróticos.
Si la población celular en necrosis es muy elevada, puede ser necesario el
reclutamiento de más células que actúen en el proceso de limpieza como son los
monocitos, que abandonarán el torrente sanguíneo para ingresar en el tejido
lesionado, donde se transforman en macrófagos para incrementar la fagocitosis.
Esto se desarrolla en el contexto de una reacción inflamatoria y unido a otras
manifestaciones producirá las expresiones clínicas (calor, dolor y rubor) y
bioquímicas (liberación de interleucinas, etc.) ya conocidas. La necrosis tiene una
significación funcional menos importante que la apoptosis, desde el punto de vista
del envejecimiento.
La apoptosis
Desde el punto de vista del envejecimiento, el proceso de eliminación de células
por apoptosis tiene una significación funcional más importante. Durante el
desarrollo embrionario y en las fases posteriores además de la proliferación celular
se produce, de forma fisiológica, un proceso de remodelación de los órganos de la
economía que implica la muerte “programada” de numerosas células. Sin este
proceso de muerte celular programada nuestro organismo tendría una morfología
difícil de reconocer y probablemente muchas de sus funciones estarían
comprometidas. Por medio de la MCP se eliminan células que después de haber
cumplido sus funciones, fundamentalmente en el desarrollo, deben ser eliminadas.
Si bien, durante el desarrollo, el proceso de MCP era bien conocido, fueron los
estudios de Kerr et al., 1972, los que mostraron que representaba la forma
“natural” de eliminación de células a lo largo de toda la vida del organismo,
incluido el envejecimiento. Estos autores sugirieron que la MCP que ocurría en el
adulto debía denominarse apoptosis (del griego “caerse”), en semejanza a la caída
otoñal de las hojas de los árboles.
Cuando lo observamos al microscopio el proceso de apoptosis se caracteriza por
el hecho de que la célula adquiere una morfología arrugada a la cual se asocian
cambios específicos en el núcleo y el citoplasma (Figura 5). El núcleo cambia
notablemente de forma y se aprecia como la cromatina, que normalmente está en
forma de eucromatina o cromatina dispersa (indica actividad transcripcional del
ADN), comienza a concentrarse formando cromatina condensada o
heterocromatina (indica que el ADN no está transcribiendo). Finalmente todo el
núcleo se hace muy denso por la condensación total de la cromatina (falta total de
actividad transcripcional del ADN). La consecuencia última de este proceso es la
falta de síntesis de ARN mensajero, ribosómico y de transferencia, la imposibilidad
de la síntesis de proteínas y la consiguiente muerte y fragmentación de la célula.
Este proceso de fragmentación se manifiesta morfológicamente por la aparición de
diferentes vesículas esféricas (cuerpos apoptóticos), rodeados de membrana
celular, que contienen diversos organoides citoplasmáticos degenerados. Estos
cuerpos apoptóticos van siendo fagocitados por los macrófagos sin ningún tipo de
reacción inflamatoria acompañante. Esta ausencia de reacciones locales del tipo
inflamatorio es fundamental para entender la “limpieza” biológica del proceso de
apoptosis en contraposición al proceso de necrosis.
El mecanismo interno que constituye la muerte celular por apoptosis se puede
desencadenar por estímulos de origen extracelular o intracelular. El estímulo
extracelular más frecuente, durante el desarrollo, es la falta de factores tróficos
encargados de mantener la funcionalidad celular (v. gr., factor de crecimiento
neural –NGF–). Las señales extracelulares en el adulto, entre las que destacan las
moléculas de la familia del factor de necrosis tumoral, activan la vía extrínseca de
la apoptosis por medio de su unión a receptores específicos de la membrana
celular (apoptosis mediada por receptor). Los estímulos intracelulares más típicos
son: la expresión de mensajes genéticos de suicidio celular, la hipoxia celular o
que la célula no pase los controles –check-points– para entrar en mitosis, como
estudiaremos más adelante (capítulo dedicado a la reparación del ADN).
Sea cual sea el inductor de la apoptosis (extra o intracelular), la primera reacción
por parte de la célula, es la expresión de genes para la síntesis de un tipo
particular de proteínas con alta actividad enzimática (proteasas). Concretamente
las primeras proteasas identificadas que actúan en la apoptosis son las del tipo
ICE, así denominadas por su parecido estructural con la Interleukin-1 Converting
Enzyme (actualmente se denomina caspasa 1 y se han identificado más de 11
tipos). Cuando estas proteasas se activan, actúan sobre otras proteínas celulares
o sobre el ADN nuclear originando su destrucción.
Basándose en sus funciones proapoptóticas, las caspasas se han dividido en dos
grupos: caspasas iniciadoras y caspasas efectoras. Las iniciadoras actúan sobre
las efectoras que son en definitiva las que degradan múltiples sustratos,
incluyendo proteínas estructurales y enzimáticas en el núcleo y el citoplasma
celular. Además las mitocondrias se afectan por el daño apoptótico y se origina la
liberación del citocromo-c y la formación de apoptosomas (complejos de proteínas
conteniendo el citocromo-c). Una vez que se forma el apoptosoma se le une la
caspasa-9, desencadenando una cascada de reacciones de proteólisis que
conducen a la muerte celular.
Inmunosenescencia
El sistema inmune posee dos vías para responder a los antígenos: la respuesta
inmune celular y la humoral. La inmunidad celular implica a las diferentes familias
de linfocitos T, mientras que la respuesta de inmunidad humoral implica a los
linfocitos de tipo B.
Esquema que muestra las vías de activación de las respuestas de inmunidad celular y humoral. El linfocito T4 (CD4+) se
activa por la célula presentadora de antígenos y libera citoquinas que a su vez activan a linfocitos B para la formación de
anticuerpos. Por otra parte también la célula CD4+ activa linfocitos citotóxicos (CD8+) que liberan perforina que agujerea la
membrana del agente extraño y produce su destrucción (imagen tomada de lyC; adaptado de López Moratalla, 1998).
Inmunosenescencia celular
El modelo celular más ampliamente utilizado para el estudio de la apoptosis ha
sido el linfocito de origen tímico (célula o linfocito T). El timo es un órgano linfoide
primario que tiene como función fundamental la formación de linfocitos T. En las
primeras etapas del desarrollo uterino (semanas 7-8), el saco vitelino forma
linfocitos inmaduros que, vía el torrente sanguíneo, llegan a colonizar el timo
(timocitos) que en esos momentos se está formando. La función de los timocitos
es proliferar en un ambiente libre de antígenos y formar de esta manera linfocitos
T maduros, reconocibles porque ya poseen en su superficie receptores específicos
de estas células (receptor T). Las células T maduras abandonan el timo y van
colonizando el resto de órganos linfoides y tejidos conjuntivos, donde ejercen una
función de defensa frente a microorganismos invasores. Además vigilan la
composición molecular del organismo y destruyen aquellas células que expresan
mutaciones que pueden conducir a la formación de neoplasias.
Lo que nos interesa resaltar del timo y de los linfocitos T son dos peculiaridades.
En primer lugar, un aspecto importante referido a la maduración de los linfocitos T,
es que la gran mayoría de ellos (95%) no cumplen los criterios biológicos de
madurez inmunológica y entran en un proceso de apoptosis. Esto se debe a una
selección negativa que impide la maduración de linfocitos T auto-reactivos. De
esta manera se eliminan las células T que reconocen lo propio como extraño,
patología que se encuentra en la base de las enfermedades autoinmunes. En
segundo lugar, el timo es un órgano transitorio, pues, después de sembrar de
linfocitos T nuestro organismo, llegada la pubertad comienza a degenerar (la
llamada involución etaria) y va siendo sustituido por tejido conjuntivo y material
graso de tal manera que en el adulto este órgano no es ya reconocible
(Pantelouris, 1973). Algunos autores han señalado la desaparición del timo como
el principio del envejecimiento.
Las células T también envejecen, en el sentido de que su activación se vuelve
más lenta y menos eficaz y la respuesta proliferativa al estímulo de la citoquina IL2 está muy disminuida. Además unen una proteína llamada FAS-ligando (FAS-L o
LFAS) a la proteína FAS de la célula a destruir. FAS es una proteína
transmembrana que sirve, por medio de su dominio externo, para informar a la
célula de las variaciones en el microambiente extracelular. La activación de FAS
induce el inicio de la apoptosis y los linfocitos T liberan perforinas que crean
agujeros en la membrana de la célula a destruir. El proceso de envejecimiento
repercute de forma importante en la calidad y cantidad de la respuesta inmune.
Para activar la inmunidad celular, el antígeno es fagocitado y procesado por los
macrófagos (Figura 6). El antígeno así procesado se incorpora a la membrana
celular del macrófago ligado a proteínas del sistema HLA (sistema de
histocompatibilidad), quien lo presenta al linfocito T. Estos macrófagos, llamados
células presentadoras de antígenos activan a un subgrupo de células T vírgenes
denominados CD4+ o linfocitos helper. Los CD4+ activados comienzan a liberar
citoquinas y activan a linfocitos CD8+ citotóxicos que producen la lisis de las
células afectadas, la bacteria intrusa, etc. Pasada la respuesta celular, algunos
linfocitos que reconocen el antígeno nuevo que ha penetrado en el organismo
quedan como centinelas ante posibles reentradas y se denominan linfocitos-T
memoria (Figura 6).
Con el envejecimiento, la capacidad proliferativa de los linfocitos va disminuyendo.
Se ha visto que los linfocitos T derivados de neonatos tienen una capacidad
mitótica de 52 divisiones, los de adultos-jóvenes (20-30 años) alcanzan las 40
divisiones y aquellos de ancianos (70-90 años) sólo llegan a 32 divisiones
(McCarron et al., 1987).
La proliferación conduce al progresivo acortamiento de los telómeros (porciones
más distales de los cromosomas) hasta un punto crítico de longitud mínima que
conduce a la apoptosis. La medición de la longitud de los telómeros ha mostrado
que los de las células CD4+ de los jóvenes tenían una longitud de 10-12 kb. Se
considera que por debajo de 5 kb se ocasiona el suicidio celular (apoptosis). En
este sentido tiene gran importancia el observar que los telómeros analizados de
personas centenarias mostraron una longitud de 7,5 kb. Esta inusual longitud en
los telómeros de los linfocitos de las personas centenarias ha sugerido que el
mantenimiento de una adecuada actividad inmune es uno de los pilares que
condiciona la longevidad como veremos más adelante.
Respecto de los linfocitos T memoria, sabemos que persisten durante largo tiempo
en nuestro organismo, pero no de manera indefinida. Esta duración se ha sugerido
que es dependiente del antígeno que reconozcan y de las características y
peculiaridades propias de la genética de cada individuo. El mantenimiento de la
memoria inmunológica puede ser problemática en personas muy mayores, pero
también en los jóvenes sometidos a estrés inmunológico crónico (tumores,
infestación por parásitos, infecciones virales persistentes, etc.).
Inmunosenescencia humoral
La inmunidad humoral se caracteriza por la participación de los linfocitos B que
actúan frente a los antígenos con respuestas de producción de moléculas
específicas denominadas anticuerpos (inmunoglobulinas). Pasada la respuesta de
inmunidad humoral, quedan algunos linfocitos B memoria y células plasmáticas
que se pueden reactivar ante la nueva entrada del antígeno que las programó. Se
ha visto que con el envejecimiento se reduce la afinidad de los anticuerpos frente
a los antígenos específicos. Además en las respuestas inmunes humorales que se
producen en edades tardías se ha visto que se incrementa la cantidad de
autoanticuerpos.
Con el envejecimiento se va perdiendo la capacidad del organismo para renovar la
población de linfocitos “vírgenes”, de tal manera que ante un antígeno nuevo
existen pocas posibilidades de encontrar una célula capaz de interaccionar con él
y desencadenar la respuesta de inmunidad. Del mismo modo también van
disminuyendo las diversas poblaciones de linfocitos T y B memoria pues no son
renovadas, fruto del envejecimiento celular. La capacidad de síntesis de
anticuerpos está disminuida y lo mismo la de formación de nuevas
inmunoglobulinas.
La Inmunosenescencia explica:
La reacción de hipersensibilidad retardada que ocurre en la piel de la personas
mayores (Dworsky, et al., 1983).
Que las personas mayores sean más sensibles a infecciones banales que las
jóvenes (gripe, etc.).
Que las vacunaciones en las personas mayores tengan menos éxito al no producir
la inoculación de los antígenos la respuesta antigénica apropiada (vacuna
antigripal, etc.).
El incremento del número y malignidad de las neoplasias al permitir el sistema
inmune por su envejecimiento la presencia y proliferación de células mutadas.
Un decremento de las enfermedades autoinmunes.
Por otra parte, una ventaja de la inmunosenescencia es el hecho de que los
transplantes de tejidos u órganos son tolerados más fácilmente que en los jóvenes
y son necesarias dosis más bajas de fármacos inmunosupresores para impedir el
rechazo frente al nuevo injerto.
Un aspecto muy interesante respecto a la relación entre envejecimiento y
respuesta inmune es el hecho observado en personas centenarias de que los
parámetros citológicos y bioquímicos que marcan el estado del sistema inmune
(ver capítulo de biomarcadores del envejecimiento) están en valores próximos a
los encontrados en adultos de 40 años (Franceschi, et al., 1995). Este hecho
explicaría de algún modo que el correcto funcionamiento del sistema inmune juega
un papel fundamental en la longevidad, dadas las importantes acciones de este
sistema en el mantenimiento de nuestra integridad.