La apoptosis en sus distintas fases

El suicidio es algo extremadamente cotidiano en nuestro interior. Cada día, en cualquiera de nosotros, se produce el suicidio de alrededor de 10 mil millones de células. Esta elevada cantidad de muertes intencionadas no se debe, ni mucho menos, a una “conducta depresiva” de nuestras células, como si hubieran perdido la ilusión por vivir. Nada más lejos. La apoptosis o muerte celular programada (actualmente, hay cierta discusión sobre esta terminología) es un acto radical de altruismo, un sacrificio extremo por el bien común del resto de células y del que depende nuestra propia supervivencia.

De la misma manera que para que una especie se perpetúe van naciendo nuevos individuos y muriendo los más viejos y/o enfermos, en nuestro cuerpo las células más viejas y enfermas deciden quitarse voluntariamente de en medio para que la vida del organismo persista.

Así se suicida una célula

La apoptosis es un fenómeno celular regulado con extremo detalle. Todo comienza con una determinada señal, que puede aparecer en el interior de la célula o en el exterior. Aunque estas señales son muy diversas vamos a mencionar dos situaciones muy características:

-Una célula, tras haber vivido plenamente durante unos meses, ha acumulado tal cantidad de mutaciones en su ADN (causados por rayos ultravioletas, por ejemplo) que no es capaz de repararlos por sí misma. Ante tal circunstancia, la célula prefiere cortar por lo sano antes que funcionar mal y causar problemas a sus compañeras y al organismo en el que se encuentra y, así, decide entrar en apoptosis.

-Una célula está enfermita debido a la infección por un determinado virus. Una célula Natural Killer (literalmente, “asesina natural”) que anda haciendo su ronda de vigilancia por la zona se adhiere a la célula y se conecta con sus receptores, reconociendo el estado de infección de la célula e induciendo el comienzo de la apoptosis. Básicamente, “convence” a la célula de que se suicide, cosa no muy difícil, ya que muchas células tienen como lema “antes muerta que infectada”.

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Así se titula el vídeo creado por Ge Healthcare en el que vemos espectaculares imágenes de fluorescencia realizadas por múltiples científicos en todo el mundo. Los temas son diversos y proceden del concurso “Analizador de Imagen Intracelular” de 2010: Se observan neuronas en la enfermedad de Alzheimer, adipocitos en la obesidad, en “dermatology” aparecen células de la piel, en “neurobiology” neuronas y astrocitos, etc…

Todas las imágenes presentes en el vídeo pueden verse, con mucho mayor detalle en IN Cell Image Competition. Los ganadores de cada región participante (Asia, Europa y Norte América) ya han sido anunciados. La imagen ganadora en Estados Unidos ha sido la siguiente:

Células madre neurales humanas

Los núcleos de las células madre neurales humanas de la corteza cerebral fetal (ADN) aparecen en azul, en verde los cuerpos de las neuronas y en rojo los astrocitos.

¿Cómo logran hacer estas imágenes tan bonitas? Primero de todo, los científicos tienen que realizar un corte muy fino de una muestra, posteriormente utilizan unas sustancias llamadas fluorocromos que tienen la característica especial que cuando se aplica una luz de una determinada longitud de onda ellos emiten luz a una longitud de onda muy característica que el microscopio de fluorescencia detecta. A estos fluorocromos se les suele añadir anticuerpos para que se dirijan a las estructuras o compartimentos celulares que nosotros queramos y así se queden marcadas con fluorescencia (es lo que llamamos inmunofluorescencia). Si, además, queremos ver fluorescencia en vivo (el método anterior suele matar las células) para ver cómo las células hacen su vida casi normal mientras brillan más que un gusiluz utilizamos proteínas fluorescentes de fusión como la GFP (proteína fluorescente verde) de la cual ahora existen variantes de todos los colores.

Todo lo anterior puede ser digitalizado y las imágenes procesadas y analizadas informáticamente por ciertos tipos de software que te aportan datos extra sobre lo que estás viendo y que difícilmente podrían ser observados por el método analógico del ojímetro. Y, así, con el retoque de los analizadores de imágenes de fluorescencia, las células quedan más bonitas que los esqueletos andantes, Photoshop mediante, que salen en las revistas.

Visto en: Medgadget

Nada más nacer, el bebé pasa a experimentar gran cantidad de sensaciones que hasta el momento desconocía. Si en el interior del útero materno todo era calidez, humedad y protección, en el exterior experimenta por primera vez el frío, el aire y el dolor…

El dolor inducido por alguien que, nada más salir, empieza a golpearle en las nalgas provocándole su primer llanto. Sin duda, la primera experiencia desagradable tras el parto a la que ha tenido que hacer frente, marcando así el principio de otras más que estarán por llegar (infecciones cada dos por tres, caídas, berrinches…).

Pero en un mundo tan nuevo para él, el bebé posee una serie de comportamientos innatos, primitivos y básicos que le permiten aliviar su alto estado de desprotección. Nadie le ha enseñado a succionar ni a agarrar, ni tan siquiera a buscar el contacto de los demás, pero algo dentro de él (que ha pasado a lo largo de toda nuestra especie sin la necesidad del boca a boca, ni registros escritos) le permite hacerlo. Por instinto, succiona cuando se le acerca un pecho o una boquilla de aspecto similar. Por instinto, cierra la mano, cuando se le acerca un objeto lo suficientemente pequeño para rodearlo completamente con sus pequeños dedos. El bebé posee tal cantidad de comportamientos instintivos protectores que cuesta imaginarse cómo ha podido recurrir a ellos sin nadie que se los chivara. Unos conocimientos “de serie” que todos hemos tenido y que transmitiremos, sin saber muy bien a través de qué mecanismo, a nuestros descendientes.

El bebé, este ser tan enigmático ha intrigado y sigue intrigando a pediatras, psicológos y psiquiatras. Si la explicación de su comportamiento resulta intrigante más aún resultaba ver qué era para él lo más importante. A qué comportamientos innatos recurría más para tratar de sobrevivir. La primera respuesta en la que todos pensaríamos, sería el alimento. ¿Qué iba a ser de un bebé sin leche? ¿Cómo haría para sobrevivir? Estas cuestiones eran las que un psicólogo llamado Harry Harlow se preguntaba. Para tratar de dilucidar el asunto, era necesario la realización de experimentos pero, ¿cómo experimentar con un bebé? No sería ético. Así que Harry Harlow recurrió a uno de nuestros parientes más cercanos, los monos rhesus. Y menos mal, que fueran ellos. Sus experimentos fueron realmente crueles y de ser aplicados en seres humanos, habría creado personas traumatizadas de por vida. Harlow entendió que para comprender hasta el fondo el corazón humano tenía que estar dispuesto a destrozarlo y así lo hizo, en los pequeños monos. La tortura de la violación, las damas de hierro o el foso de la desesperación eran algunos de los nombres que dió a los dispositivos de sus experimentos.

A pesar de las características generales de los experimentos, hubo uno realmente emblemático y que ayudó a responder qué era aquello más importante para el ser humano siendo un bebé.

El experimento era bastante sencillo. Harlow cogía a unos monos rhesus bebés y les daba a elegir entre dos madres artificiales. Se trataban de modelos, semejantes a una mona adulta para que el bebé tratará de creer que era su madre. Una de ellas simplemente estaba cubierta de felpa. La otra, simplemente tenía barrotes de hierro pero tenía un biberón con leche.

Cuando el experimento comenzó, los resultados fueron abrumadores, los monos preferían el contacto de felpa materno, que el de hierro, aunque éste tuviera leche. Los pequeños monos preferían agarrarse a la madre de felpa buscando su contacto y protección que acercarse a la madre de hierro para tomar leche. Cuando la sensación de hambre era ya insoportable, iban corriendo a la madre de hierro, tomaban la leche suficiente y volvían corriendo a agarrarse a la madre de felpa. Más tarde, se comprobó que cuando se trataba de asustar a los monos, salían corriendo a buscar refugio en la madre de felpa.

Este comportamiento, tan claro al principio, iba perdiéndose conforme los monos iban haciéndose adultos y cada vez iban buscando más el alimento que el contacto “materno”.

Más tarde, se probó que ocurría con estos monos, al cambiarlos en un ambiente diferente. Los monos que estaban junto a su madre de felpa, se agarraban fuertemente a ella, hasta que tenían la valentía de explorar los alrededores y después volvían al refugio que su madre artificial les ofrecía. Sin embargo, aquellos que tenían que enfrentarse a un ambiente diferente sin su madre artifical se quedaban paralizados, asustados y no dejaban de llorar. Algunos de los monos incluso buscaban entre los objetos esperando encontrar a su madre simulada, mientras gritaban y lloraban. Lo mismo ocurría para aquellos monos que se encontraban junto a su madre de barrotes de hierro.

Con ese experimento y otros más que se realizaron posteriormente en monos, quedó claro que en ellos era principalmente importante el contacto materno para su desarrollo, y que su principal comportamiento estaba dirigido a buscar y solicitar esa atención materna tan necesaria para ellos. Pero, ¿hasta qué punto estos resultados podían ser extrapolables al ser humano? ¿Seríamos lo suficientemente similares cómo para compartir esta característica? ¿Cómo íbamos a responder a esa cuestión sin recurrir a esos traumáticos experimentos?

Las respuestas a estas preguntas, en la continuación del artículo.

Hace unas pocas horas que he terminado de subtitular el vídeo de la replicación del VIH. Aquí lo tienen:

Les pediría que criticaran el trabajo (constructivamente, claro) para saber en qué puedo mejorar a la hora de subtitular vídeos. Lo que sea: Tipo de fuentes, traducción, color de las fuentes, tamaño, sincronización, sugerencias sobre videos para subtitular…

Mientras estaba cuadrando los tiempos con el vídeo de la “Replicación del VIH” se me ocurrió que por qué no hacía esto con otros muchos videos que circulan por la red. Buena parte de ellos son realmente interesantes, pero están en inglés y poca gente comprende el idioma hablado, sobre todo cuando se trata de jerga científica. Así que, aprovechando los conocimientos que tengo en biología/medicina, inglés y en subtítulos (por mi pasado fansuber), he decidido subtitular videos de temática biológica y/o médica e irlos colgando en YouTube al tiempo que los anuncio por aquí. Así, cada dos o tres semanas, iré publicando un vídeo subtitulado.

Por supuesto, estaré encantada de escuchar sugerencias sobre videos para subtitular.

Una mitosis es un proceso de división celular por el cual, a partir de una única célula, se consiguen dos células idénticas. En el video del final del artículo, podemos ver un baile de natación sincronizada que comienza con el final de la prometafase de la mitosis.

En el video los elementos son los siguientes:

Palotes Verdes Brillantes y Alargados: Microtúbulos
Las 2 Personas que tienen los palotes verdes brillantes y alargados: Centriolos
Las 6 Personas en el centro de la piscina: 6 Cromátidas
Las 3 Parejas que forman las 6 personas anteriores: 3 Cromosomas
Las 4 personas que están al borde de la piscina: Vesículas con elementos de la pared celular

Al final de la prometafase encontramos los cromosomas en el ecuador de la célula, listos para unirse a los microtúbulos. Estos microtúbulos provienen de los dos centriolos.

Conforme va avanzando la mitosis, los cromosomas (las parejas que están en medio de la piscina) se unen a los microtúbulos para desplazarse cada uno a un extremo de la célula. Momento en el cual se rompe la unión entre las dos cromátidas.

Cuando este proceso termina, se produce la separación del citoplasma de las dos células. Por la forma en que lo hacen, diría que son dos células vegetales y los que se tiran a la piscina están formando un tabique.

Todo ello, al ritmo de música clásica. Que lo disfruten:

Cellular Visions: The Inner Life of a Cell

O más concretamente, de un leucocito (glóbulo blanco) de paseo por los vasos sanguíneos. Con rodamiento por el endotelio para después hacer una diapédesis al final del todo. Un espectacular video en 3D que no deja a un lado el rigor científico. Entre la gran cantidad de elementos que pueden verse se distinguen mitocondrias, un sublime Aparato de Golgi (fotografía de la derecha), polimerización y despolimerización de microtúbulos, microfilamentos, la exocitosis de vesículas con contenido proteico. En definitiva, una gran cantidad de mecanismos celulares que tantas veces hemos tenido que estudiar aquellos que nos dedicamos a las ciencias biológico-sanitarias pero que nunca podíamos haber contemplado de forma tan viva y realista.

A mí me ha llegado a emocionar. Eso de ver en una realidad virtual procesos que no había otra forma que imaginar mentalmente (o ver los procesos aislados en dibujos) es dar un paso adelante en la comprensión de todo el complejo mundo de la célula. De hecho videos de este estilo se han utilizado para dar un apoyo a los estudiantes y el rendimiento aumentó considerablemente (no me extraña, dan ganas de estudiar tras verlo) Una joya de animación científica que no sólo enseña sino que además entretiene.

Para los que no dispongan de Flash, aquí está el video que he subido a YouTube (más breve y con peor calidad, eso sí):

Y para descargarlo:

Inner Cell

Actualización

Agar nos explica, paso por paso, los diferentes procesos que se observan en el video:

La Vida Secreta de una Célula

Creo en el DNA todopoderoso, creador de los seres vivos.
Creo en el RNA, su único hijo, que fue concebido por obra
y gracia de la RNA polimerasa.

Nació como transcrito primario, padeció bajo el poder
de nucleasas, metilasas y adenilasas. Fue procesado,
modificado y transportado.
Descendió del citoplasma, a los pocos segundos
fue traducido a proteina.

Ascendió por el retículo endoplasmático
y el aparato de Golgi, y está anclado sobre
la membrana plasmática a la derecha de una proteina G.

Desde ahí ha de controlar la traducción
de señales en células normales y apoptóticas.
Creo en la biología molecular, la terapia génica
y la biotecnología en la secuencia del genoma humano,
la corrección de las mutaciones, la clonación de Dolly
y la vida eterna.

Amén.

Me ha encantado, sencillamente genial. Si tuviera que creer en algún credo me quedaba con éste.

Perdón a los lectores que no entiendan de la materia, comprendo que la mayor parte les resultará incomprensible. Las siguientes entradas serán explicadas y redactadas de forma que cualquier persona no entendida de la materia pueda comprenderlo. Esta entrada va dirigida a aquellos que se encuentran dentro del mundillo de las ciencias biológicas y sanitarias, seguro que a más de uno le arrancará una sonrisa.