Biología e Introducción a la Biología Celular (091): Sistema de endomembranas (I)

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Resumen Breve

Este seminario introduce la endocitosis y la endocitosis mediada por receptor, enfocándose en la captación de LDL y su relación con la hipercolesterolemia familiar. Explica cómo las macromoléculas son internalizadas por la célula, el proceso de maduración de las vesículas endocíticas y el papel de los lisosomas en la digestión de estas moléculas. Además, se aborda la estructura del LDL, su importancia clínica en enfermedades cardiovasculares y un tratamiento farmacológico para la hipercolesterolemia familiar.

  • Endocitosis y endocitosis mediada por receptor son procesos clave para la internalización de macromoléculas.
  • El LDL es una partícula que transporta colesterol y su captación defectuosa puede llevar a la hipercolesterolemia familiar.
  • La hipercolesterolemia familiar aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares debido a la formación de placas de ateroma.

Introducción a la Endocitosis

La endocitosis es un proceso mediante el cual una célula incorpora macromoléculas desde su exterior. La membrana plasmática se invagina, rodeando la macromolécula y formando una vesícula endocítica, generalmente recubierta de clatrina. Esta vesícula madura hacia un endosoma temprano, que tiene un pH ácido de aproximadamente seis. En este ambiente ácido, la macromolécula se disocia de su receptor, el cual se recicla de vuelta a la membrana plasmática a través de un endosoma de reciclaje. El endosoma temprano madura luego a un cuerpo multivesicular y finalmente a un endosoma tardío.

Maduración del Endosoma y Digestión Lisosomal

El endosoma temprano evoluciona a un cuerpo multivesicular y luego a un endosoma tardío. Desde la red trans del aparato de Golgi, emergen vesículas que contienen hidrolasas ácidas, las cuales se fusionan con el endosoma tardío. Estas hidrolasas digieren la macromolécula incorporada. El receptor al que estaba unida la macromolécula retorna a la red trans del Golgi. Finalmente, el endosoma tardío madura a un lisosoma, donde se completa la digestión de la macromolécula.

Endocitosis Mediada por Receptor y Captación de LDL

La endocitosis mediada por receptor se distingue por la presencia de un receptor específico en la membrana plasmática que se une a una molécula de carga. En el caso del LDL, el receptor de LDL captura las partículas de LDL, y la membrana se invagina, reclutando moléculas de clatrina para formar una vesícula. Esta vesícula madura a un endosoma temprano, donde el pH ácido disocia el receptor de la partícula de LDL. El receptor retorna a la membrana plasmática a través de un endosoma de reciclaje, mientras que la partícula de LDL continúa su proceso hacia un endosoma tardío y luego un lisosoma, donde es digerida para liberar colesterol.

Estructura y Función del LDL

El LDL es una partícula que contiene ésteres de colesterol en su núcleo, rodeados por una monocapa de fosfolípidos. En la parte inferior, presenta una apoproteína B1, que es reconocida por el receptor de LDL. El hígado produce colesterol de manera endógena, el cual es distribuido a los tejidos para formar parte de la membrana plasmática y ser precursor de hormonas esteroideas.

Hipercolesterolemia Familiar y su Impacto Clínico

La hipercolesterolemia familiar es una enfermedad causada por una alteración estructural en el receptor de LDL, lo que impide la captación adecuada de partículas de LDL. Esto provoca la acumulación de LDL en el plasma, elevando los niveles de colesterol "malo". Esta acumulación aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares, ya que el LDL puede incorporarse en el endotelio de las arterias, formando placas de ateroma que obstruyen el flujo sanguíneo.

Tratamiento y Consecuencias de la Aterosclerosis

Existe un tratamiento farmacológico para la hipercolesterolemia familiar llamado Mipomersen, que evita la síntesis de LDL para reducir su acumulación. Las placas de ateroma, formadas por la acumulación de LDL en las arterias, obstruyen el flujo sanguíneo, generando inflamación y pudiendo ocasionar infartos. Se recomienda consultar el campus para más información y realizar actividades relacionadas con la biología celular y patologías humanas, profundizando en la formación de placas de ateroma y sus consecuencias en la salud.

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Transcript

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0:05 Bienvenidos al nuevo seminario de biología, introducción a la biología celular de UA21. Eh, en este seminario vamos a estar abordando el tema de endocitosis, relacionándolo con endocitosis mediada por receptor. En esta primera placa tenemos eh una membrana de una célula, ¿sí?, que eh comienza a incorporar una macromolécula desde su exterior celular. Y fíjense como eh se invagina la membrana plasmática rodeando a esa macromolécula y comienza a incorporarla formando una vesícula endocítica, como figura en la referencia.

0:50 Eh, esa vesícula endocítica, eh, generalmente está recubierta de clatrina, aunque hay algunas excepciones, ¿no? Todas las vesículas eh llevan una cubierta de clatina. Sí. Y posteriormente esta vesícula endocítica va a madurar hacia un endosoma temprano, ¿sí? Que es la figura más grande que se observa, eh, que contiene un pH ácido, relativamente ácido, ¿sí? Aproximadamente de seis. Eh, en esas condiciones de acidez, fíjense como eh las particulitas, que serían la macromolécula que incorporó eh se disocia de su receptor y ese receptor comienza a gemar de esa de ese endosoma

1:36 temprano y se convierte en un en un endosoma de reciclaje que va a llevar nuevamente el al receptor hacia el exterior. de la célula para que vuelva a incorporarse y ser usado nuevamente en otro proceso. Este endosoma temprano va a madurar y convertirse en un cuerpo multivesicular para posteriormente continuar su maduración hacia un endosoma tardío. Como pueden observar en la parte inferior de la imagen se ve la red transi. A partir de esa red trans del aparato de Golshi van a emerger vesículas que van a contener hidrolas ácidas. Estas hidrolazas se van

2:21 a fusionar con ese endosoma tardío, van a incorporar a la hidrolasa. El receptor al que está unido retorna al a la red trans del golshi y esas hidrolas van a digerir la macromolécula incorporada posteriormente cuando es endosoma tardío madure el isosoma. En esta placa van a ver las similitudes entre ese proceso de endocitosis y la endocitosis mediada por receptor, que ya anteriormente nos daba una pista porque teníamos un receptor en la membrana y una molécula carga que estaba siendo incorporada. La endocitiosis mediada por receptor tiene esta particularidad, ¿no?

3:06 Es decir, hay un receptor en este caso que es de LDL, ya que vamos a estar abordando la incorporación de partículas de LDL y ese receptor de LDL que está anclado en la membrana plasmática va a captar estas partículas que posteriormente vamos a ver cómo están formadas y de qué se trata. eh las empieza a incorporar y fíjense como esa depresión revestida sí empieza a reclutar a las moléculas de clatrina, perdón, que van a rodear posteriormente a esa vesícula. Eh, esa vesícula va a madurar a un endosoma temprano. Nuevamente tenemos el proceso de que se disocia por

3:53 el pH ácido el receptor de la partícula de LDL. Entonces retorna hacia la membrana plasmática a través de un eh endosoma de reciclaje el receptor para ser utilizado y volver a captar otra partícula de LDL. Mientras tanto, la partícula de LDL, que estaba en el endosoma temprano, va a continuar un proceso similar al que vimos recientemente, formando un cuerpo multivicular hacia eh madurando hacia un endosoma tardío donde nuevamente, que en esta figura no se muestra, pero va a recibir las hidrolas ácidas de la red trans delgolshi y van a digerir en un lisosoma eh a esa macromolécula que es el LDL y se va a generar la liberación de

4:39 colesterol. Ahora sí ustedes se preguntarán, bueno, pero ¿qué es un LDL? No, el LDL es una partícula, como muestra acá en la figura, que contiene en su núcleo esterés de colesterol que provienen de la síntesis hepática. El hígado nuestro puede producir eh colesterol de manera, como decimos, endógena y distribuirse a los tejidos para realizar funciones como las que vieron en otros seminarios, eh como puede ser eh formar parte de la membrana plasmática y también ser precursores de las hormonas esteroideas. Eh, esta partícula de LDL tiene, como decía, en su centro estees de colesterol y está rodeado de una monocapa de fosfolípidos. ¿Sí? Y fíjense que en la

5:26 parte inferior tiene eh una apoproteína B1. Esa poproteína es la que va a ser reconocida por el receptor. De todas formas, ustedes más adelante en la cursada van a ver en profundidad las interacciones de un receptor con un ligando o con otra molécula. Pero para que lo sepan, el receptor de LDL reconoce a la apoproteína B1 y a partir de ahí comienza el proceso que describimos anteriormente. Para relacionar este tema con eh la importancia clínica en realidad que tiene este tema, eh vamos a tratar lo que es la hipercolesterolemia familiar. ¿Sí? En este caso, eh, es una enfermedad que

6:12 se caracteriza por una alteración estructural del receptor de Llide la captación apropiada, ¿sí?, de esta partícula. Entonces, ¿qué pasa si la captación no es apropiada? Es como que la célula no no nos puede darse cuenta, no sabe, entre comillas, eh que hay LDL eh en condiciones de ser captado. Entonces, empieza a acumularse en el plasma. ¿Por qué en el plasma? Tengan en cuenta que esa monocapa fosfolipídica del LDL permite que puedan transportarse moléculas hidrofóbicas como son los esteles de colesterol en el plasma. que es hidrofílico, más bien acuoso.

6:58 Entonces, estas partículas en la hipercolesterolemia familiar comienzan a elevar los valores de L del en sangre, lo que llamamos colesterol malo. Esto genera un aumento en el riesgo de enfermedades cardiovasculares, eh porque como ustedes sabrán eh comienza a eso SLDL tiene la capacidad de incorporarse en el endotelio, es decir, en arterias de mediano y de gran calibre y empezar a tapar, entre comillas, las arterias e impedir el paso del flujo sanguíneo. Existe un tratamiento farmacológico para esta para esta enfermedad. Es un fármaco que se llama Mipomersen. Eh, se los dejo

7:44 el nombre para aquellos curiosos que lo quieran buscar, pero básicamente lo que consiste es en evitar la síntesis de LDL de manera de que no se genere esta acumulación, pero su mecanismo de acción es un tema mucho más complejo. En esta última placa les dejo una imagen de cómo una placa de ateroma empieza a acumularse en arterias de mediano y de gran calibre. Como pueden ver en la imagen superior, en condiciones normales, el flujo sanguíneo sí sigue su curso sin ningún tipo de obstrucción. En las últimas dos imágenes, a medida que se va que va creciendo esa placa de ateroma, va obstaculizando el paso de sangre. Sí. Y

8:31 eso, bueno, tiene todas unas características fisiopatológicas porque genera inflamación, además de obstruir el paso de sangre y eso puede ocasionar infartos, por ejemplo. Eh, cualquier consulta que tengan respecto de este tema, no duden en consultarnos en el campus y les recomiendo que realicen una de las actividades que se llama relacionando la biología celular con patologías humanas, ¿sí? donde también van a encontrar en profundidad eh cómo es la formación de placas de atera, ¿sí?, y las consecuencias que tienen eh en la salud. Eh, nos vemos en próximos videos y en próximos seminarios. M.

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