La apoptosis es la manera ordenada en que una célula se destruye a sí misma cuando recibe una señal, venga de dentro o de fuera. Un cuerpo necesita perder células además de fabricarlas. Así mantiene el tamaño de sus tejidos, retira las que sobran o están dañadas y da forma a órganos como la mano.
La apoptosis es una muerte programada: al recibir una señal, la célula se desmonta a sí misma, en orden y sin dañar lo que tiene alrededor.
Esquema · proceso
Una célula en apoptosis muere porque ella misma pone en marcha su destrucción. Le llega una señal y responde con un programa que ya llevaba preparado. La señal puede salir de la propia célula, por ejemplo cuando está dañada, o llegar desde fuera.
Sirve de imagen un puesto de mercadillo que se recoge solo. El aviso puede darlo el ayuntamiento, desde fuera, o el propio tendero cuando ve su género estropeado. La comparación falla en un punto serio: el tendero vuelve al día siguiente y la célula no vuelve. Lo que se describe aquí es una muerte.
El tamaño de un tejido, que es un conjunto de células que hacen el mismo trabajo, depende de un equilibrio. A un lado están las células que nacen y al otro las que se pierden. En la plaza ocurre igual: caben puestos nuevos si otros se recogen. La apoptosis retira las células que sobran, las dañadas y las que ya no sirven, y así el tejido se mantiene estable.
Vista desde fuera, la célula primero se encoge y después se rompe en trocitos. Cada trocito queda envuelto en membrana, la capa fina que rodea a la célula, y recibe el nombre de cuerpo apoptótico. Las células vecinas se comen esos trocitos. En el mercadillo, todo va a cajas cerradas y los puestos de al lado se llevan las cajas.
Como nada se derrama, el tejido de alrededor apenas se altera y no se inflama. En experimentos se ha visto que los trocitos pueden formarse y desaparecer en menos de 24 horas. El dato vale para esos experimentos y no se puede aplicar sin más a cualquier célula.
Por dentro trabajan unas moléculas que cortan proteínas, como unas tijeras: las caspasas. Están apagadas mientras no hay señal. Cuando la señal llega, se activan y cortan las proteínas de la célula, y ese corte es lo que la desmonta. Son el cúter del tendero, guardado en su funda hasta que llega el aviso.
Existe otra manera muy distinta de morir, la que sigue a un golpe o a una lesión grave, y se llama necrosis. Ahí falta el orden: la célula se hincha, su membrana se rompe y lo que lleva dentro sale fuera. Ese contenido vertido puede provocar inflamación, la reacción de alarma del cuerpo. Sería el puesto atropellado por una furgoneta, con el género por el suelo y los servicios de limpieza acudiendo.
En el embrión, esta muerte ordenada también da forma a los órganos. Los dedos se separan porque mueren las células que hay entre ellos, igual que se recoge una fila entera de puestos para abrir un pasillo. En la extremidad que se está formando no hay un gen maestro que ordene morir. Señales de cada lugar deciden qué zonas mueren, como si cada tramo de la plaza recibiera su propio aviso.
Comparación
| Aspecto | Apoptosis | Necrosis |
|---|---|---|
| Cuándo ocurre | Tras una señal | Tras un golpe o una lesión grave |
| La célula | Se encoge y se rompe en trocitos | Se hincha y su membrana se rompe |
| Su contenido | Queda empaquetado en membrana | Sale fuera |
| Las vecinas | Se comen los trocitos | Puede haber inflamación |
La mano humana y la pata del pato. La muerte de células entre los dedos no tiene la misma fuerza en todos los animales. Es intensa en las especies de dedos libres, como el ser humano, el ratón o el pollo. Es débil en las que tienen los dedos unidos por una membrana, como el pato o el murciélago. El mismo proceso, con más o menos intensidad, deja formas distintas. Cuando falla donde debía ocurrir, queda tejido entre los dedos y estos siguen unidos, lo que se llama sindactilia.
La cola del renacuajo. Cuando un renacuajo se transforma en rana o en sapo, los músculos de su cola se eliminan por muerte celular. Lo que desaparece no es un puñado de células sobrantes, es una parte ya formada del animal. En los anfibios que se están desarrollando, una misma hormona hace dos cosas a la vez. Estimula el crecimiento general del animal y provoca la muerte de células en la cola y en las branquias. Es un ejemplo de señal que le llega a la célula desde fuera.
Esquema · bifurcación
«Que una célula muera es siempre un fallo.» Perder células forma parte del funcionamiento normal de un cuerpo. Un tejido conserva su tamaño porque las pérdidas compensan los nacimientos, y unos dedos quedan libres porque murieron las células que los unían.
«Apoptosis y necrosis son dos nombres para lo mismo.» Las separa lo que dejan detrás. En la primera, los restos quedan empaquetados y las vecinas los retiran. En la segunda, la célula revienta, su contenido se esparce y el cuerpo puede reaccionar inflamándose.
«La célula se destruye porque sí, sin que nada se lo indique.» Hace falta una señal, propia o ajena, para que las tijeras se enciendan. En la extremidad del embrión, además, esas señales son locales: cada zona recibe la suya y no hay una orden general.
¿Por qué un tejido no puede limitarse a fabricar células nuevas?
Porque su tamaño resulta de lo que entra y de lo que sale. Si solo nacieran células y ninguna se perdiera, el equilibrio se rompería y el tejido dejaría de ser estable.
¿Qué pasaría en el tejido de alrededor si una célula en apoptosis vertiera su contenido en lugar de empaquetarlo?
Se parecería a una necrosis: el contenido suelto podría provocar inflamación. El empaquetado en trocitos con membrana es lo que evita esa reacción.
¿Por qué tiene sentido que las caspasas estén apagadas mientras no hay señal?
Porque cortan las proteínas de la propia célula. Si estuvieran activas sin aviso, desmontarían una célula que no tenía que morir.
Un pato y un pollo forman sus patas con el mismo proceso. ¿Qué explica que una tenga membrana y la otra no?
La intensidad de la muerte celular entre los dedos. En el pollo es fuerte y los dedos quedan libres; en el pato es débil y la membrana se conserva.
¿En qué se parece la señal que recibe la cola del renacuajo al aviso del ayuntamiento en el mercadillo?
En que viene de fuera. La hormona no nace en las células de la cola: les llega y ellas responden destruyéndose.
Universitario · En inglés
Roger D. Kamm
Cambridge University Press, 2006
Reúne distintos enfoques para modelar la mecánica celular, con aportaciones de la biofísica, la bioingeniería y la química física. Cada autor plantea una perspectiva propia sobre los sistemas biológicos estudiados.
Universitario · En inglés
Mohammad R. K. Mofrad
Cambridge University Press, 2006
Reúne distintos enfoques para modelar la mecánica celular, con aportaciones desde la biofísica, la bioingeniería y la química física. Cada perspectiva ofrece una visión particular sobre el funcionamiento de los sistemas biológicos.
Universitario · En inglés
Maria Kavallaris
Humana Press, 2012
Manual universitario sobre el citoesqueleto y su relación con la patología celular, con enfoques desde la genética, la bioquímica y la oncología.
Universitario · En inglés
Michael Melkonian
Springer, 1991
Monografía universitaria sobre el citoesqueleto de protistas flagelados y ciliados, centrada en su fisiología y organización microscópica.
Institución · Universitario
ascb.org
Sociedad científica dedicada a la biología celular que ofrece publicaciones, recursos educativos y información sobre investigación en el campo.
Revista científica · Universitario
cell.com
Revista científica que publica investigación original revisada por pares en biología celular, molecular y otras ciencias de la vida, junto con artículos de revisión y comentarios.
Recurso educativo · Introducción
micro.magnet.fsu.edu
Recurso educativo sobre la estructura de células animales, vegetales y bacterianas, y sus virus asociados, con gráficos tridimensionales e introducción a las herramientas de microscopía.
Institución · Universitario · En inglés
stowers.org
Instituto de investigación biomédica centrado en procesos biológicos fundamentales, con información sobre sus laboratorios, publicaciones científicas y recursos educativos.
