Resumen de Mecanismos de Daño Celular

## Introducción La **lesión celular por hipoxia y por alteración de la homeostasis del calcio** explica cómo la falta de oxígeno y el exceso de calcio intracelular dañan la estructura y función celular. Este material desglosa los procesos principales, sus consecuencias y ejemplos clínicos relevantes para estudiantes universitarios. > **Definición:** La hipoxia es la insuficiente disponibilidad de oxígeno para mantener el metabolismo oxidativo celular; la alteración de la homeostasis de $\mathrm{Ca^{2+}}$ se refiere al aumento sostenido del calcio citosólico que activa rutas lesivas. ## 1. Hipoxia: origen y efecto sobre el metabolismo celular ### ¿Qué causa la hipoxia? - Reducción de la fracción inspirada de oxígeno (p. ej., ambientes con baja $O_2$) - Enfermedad respiratoria grave - Isquemia (flujo sanguíneo reducido) - Anemia (menos transporte de $O_2$) - Edema o alteraciones en la difusión de gases - Incapacidad celular para utilizar el oxígeno (defectos mitocondriales) ### Cambio metabólico principal - Conforme disminuye la tensión de oxígeno, el metabolismo oxidativo cesa y la célula pasa a metabolismo anaeróbico. - Resultado inmediato: disminución del ATP celular y acumulación de ácido láctico. > **Definición:** Metabolismo anaeróbico es la generación de energía sin uso de oxígeno, con producción de lactato y menor rendimiento energético por molécula de glucosa. ### Consecuencias bioquímicas de la disminución del ATP - Disminuye la actividad de la $\mathrm{Na^+/K^+}$-ATPasa → entrada de Na$^+$ y agua → tumefacción celular. - Aumento de la glucólisis y glucogenólisis para compensar → agotamiento de glucógeno, aumento de lactato y fosfatos inorgánicos → descenso del pH intracelular → alteración enzimática. - Disminuye la síntesis proteica por fallo en el gasto energético. ### Efectos en la mitocondria - La alteración mitocondrial genera poros de transición en la membrana mitocondrial, pérdida del potencial de membrana y disminución de la fosforilación oxidativa → menor producción de ATP. - Se incrementa la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) que dañan lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Did you know que la formación de ROS puede comenzar durante la reperfusión tras una isquemia y agravar la lesión inicial? ## 2. Cómo la hipoxia conduce a daño estructural - Tumefacción celular (edema intracelular) - Degeneración de organelos (mitocondrias, retículo endoplásmico) - Desnaturalización de proteínas y daño de membranas por peroxidación lipídica Tabla comparativa: efectos tempranos vs tardíos de la hipoxia | Efectos tempranos | Efectos tardíos | |---|---| | Disminución de ATP | Pérdida severa de integridad celular | | Tumefacción celular | Ruptura de membranas plasmáticas | | Acumulación de lactato, pH bajo | Activación de rutas de muerte celular (apoptosis/necrosis) | ## 3. Homeostasis anormal del calcio: origen y papel del $\mathrm{Ca^{2+}}$ - En condiciones normales, el calcio citosólico es bajo; se almacena en mitocondrias y retículo endoplásmico (RE). - Estímulos que alteran la homeostasis: privación de oxígeno/isquemia, toxinas, lesión de membrana, aumento de permeabilidad de canales. > **Definición:** Homeostasis del calcio es la regulación estricta de los niveles de $\mathrm{Ca^{2+}}$ intracelular para permitir señalización sin desencadenar daño. ### Mecanismo de aumento de $\mathrm{Ca^{2+}}$ - Liberación de depósitos intracelulares (RE, mitocondria) - Mayor entrada de $\mathrm{Ca^{2+}}$ a través de la membrana plasmática por canales dañados o abiertos - Resultado: incremento sostenido del calcio citosólico Did you know que pequeñas variaciones fisiológicas del $\mathrm{Ca^{2+}}$ citosólico actúan como señales para procesos normales como contracción muscular y secreción vesicular? ## 4. Consecuencias del exceso de $\mathrm{Ca^{2+}}$ en la célula - El aumento de $\mathrm{Ca^{2+}}$ puede abrir el poro de transición de permeabilidad mitocondrial (mPTP) → pérdida de ATP. - Activación de enzimas