son el componente más pequeño del cuerpo que puede realizar todas las funciones básicas de la vida. Cada célula realiza funciones especializadas y desempeña un papel en el mantenimiento de la homeostasis. Si bien cada célula es una entidad independiente, está muy afectada por el daño a las células vecinas. Estos diversos tipos de células se combinan para formar tejidos, que son colecciones de células especializadas que realizan un número relativamente limitado de funciones específicas para ese tipo de tejido. Varios billones de células componen el cuerpo humano. Estas células son de varios tipos, que pueden diferir mucho en tamaño, apariencia y función.

Componentes celulares primarios

Aunque hay aproximadamente 200 tipos de células, todas tienen características similares: membrana celular, citoplasma, orgánulos y núcleo. La única excepción es que los glóbulos rojos maduros no contienen un núcleo. Las toxinas pueden dañar cualquiera de los componentes de la célula causando la muerte celular o daños y mal funcionamiento.

La Figura 1 muestra los diversos componentes de una célula compuesta.

Figura 1. Estructura celular básica
(Fuente de la imagen: adaptado de iStock Photos, ©)

Los componentes principales de una célula típica incluyen los siguientes:

• Membrana celular: una bicapa de fosfolípidos que también contiene colesterol y proteínas; sus funciones son proporcionar soporte y controlar la entrada y salida de todos los materiales. Discutiremos la estructura de la membrana celular y los mecanismos por los cuales los productos químicos pueden penetrar o ser absorbidos dentro o fuera de la célula en la sección de Introducción a la Absorción más adelante en ToxTutor.
• Citoplasma-una solución acuosa de minerales, moléculas orgánicas y gases que se encuentran entre la membrana celular y el núcleo.
• Núcleo: parte de una célula unida a una membrana que contiene nucleótidos, enzimas y nucleoproteínas; el núcleo controla el metabolismo, la síntesis de proteínas y el almacenamiento y procesamiento de información genética.
• Citosol-la parte líquida del citoplasma que distribuye los materiales por difusión a través de la célula.
• Nucléolo-una región densa del núcleo que contiene el ARN y el ADN; es el sitio para la síntesis y el ensamblaje del ARNr de los componentes del ribosoma.
• Retículo endoplásmico: una extensa red de canales en forma de membrana que se extiende por todo el citoplasma; sintetiza productos secretores y es responsable del almacenamiento y transporte intracelular.
• Ribosomas: estructuras muy pequeñas que consisten en ARN y proteínas y realizan la síntesis de proteínas; algunos ribosomas están fijos (unidos al retículo endoplásmico), mientras que otros ribosomas están libres y dispersos dentro del citoplasma.
• Mitocondrias: orgánulos ovalados unidos por una doble membrana con pliegues internos que encierran enzimas metabólicas importantes; producen casi todo (95%) del ATP y la energía que requiere la célula.
• Lisosomas: vesículas que contienen enzimas digestivas fuertes; los lisosomas son responsables de la eliminación intracelular de orgánulos o patógenos dañados.
• Peroxisomas: Orgánulos muy pequeños unidos a la membrana que contienen una gran variedad de enzimas que realizan un conjunto diverso de funciones metabólicas.
• Aparato Golgi: pilas de membranas aplanadas que contienen cámaras; sintetizan, almacenan, alteran y empaquetan productos secretores.
• Centriolos-hay dos centriolos, alineados en ángulo recto, cada uno compuesto de 9 trillizos de microtúbulos; organizan fibras específicas de cromosomas durante la división celular, que mueven los cromosomas.
• Cilios: proyecciones en forma de hilo de la capa externa de la membrana celular, que sirven para mover sustancias sobre la superficie celular.

Componentes celulares Más susceptibles a los xenobióticos

Mientras que todos los componentes de la célula pueden ser dañados por xenobióticos o productos corporales producidos en reacción a los xenobióticos, los componentes más propensos a estar involucrados en el daño celular son la membrana celular, el núcleo, los ribosomas, los peroxisomas, los lisosomas y las mitocondrias.

Los agentes que pueden provocar cambios en la permeabilidad de la membrana y la integridad estructural de una célula pueden dañar las membranas celulares. El movimiento de sustancias a través de las membranas celulares se controla con precisión para mantener la homeostasis de la célula. Los cambios en la permeabilidad de la membrana celular inducida por toxinas pueden causar directamente la muerte celular o hacerla más susceptible a la entrada de la toxina u otras toxinas que le siguen. Los efectos en este caso pueden ser muerte celular, alteración de la función celular o división celular incontrolada (neoplasia).Los núcleos contienen el material genético de la célula (cromosomas o ADN). Los xenobióticos pueden dañar el núcleo, lo que en muchos casos conduce a la muerte celular, al impedir su capacidad de dividirse. En otros casos, la composición genética de la célula puede alterarse de modo que la célula pierda los controles normales que regulan la división. Es decir, continúa dividiéndose y convirtiéndose en una neoplasia. Cómo sucede esto se describe en la sección Cáncer de ToxTutor.

Los ribosomas utilizan la información proporcionada por el ADN nuclear para fabricar proteínas. Las células difieren en el tipo de proteína que fabrican. Por ejemplo, los ribosomas de las células hepáticas fabrican proteínas sanguíneas, mientras que los ribosomas de las células grasas fabrican triglicéridos. Los ribosomas contienen ARN, estructuralmente similar al ADN. Los agentes capaces de dañar el ADN también pueden dañar el ARN. Por lo tanto, el daño tóxico a los ribosomas puede interferir con la síntesis de proteínas. En caso de daño a los ribosomas de las células hepáticas, puede producirse una disminución de la albúmina sanguínea con deterioro del sistema inmunitario y del transporte de sangre.

Los lisosomas contienen enzimas digestivas que normalmente funcionan en la defensa contra enfermedades. Pueden descomponer bacterias y otros materiales para producir azúcares y aminoácidos. Cuando los xenobióticos dañan los lisosomas, las enzimas pueden liberarse en el citoplasma, donde pueden destruir rápidamente las proteínas de los otros orgánulos, un proceso conocido como autólisis. En algunas enfermedades hereditarias, los lisosomas de un individuo pueden carecer de una enzima lisosómica específica. Esto puede causar una acumulación de desechos celulares y productos de desecho que normalmente son desechados por los lisosomas. En estas enfermedades, conocidas como enfermedades de almacenamiento lisosomal, las células vitales (como en el corazón y el cerebro) pueden no funcionar normalmente, lo que resulta en la muerte de la persona enferma.

Los peroxisomas, que son más pequeños que los lisosomas, también contienen enzimas. Los peroxisomas normalmente absorben y neutralizan ciertas toxinas, como el peróxido de hidrógeno (H2O2) y el alcohol. Las células hepáticas contienen peroxisomas considerables que eliminan y neutralizan las toxinas absorbidas del tracto intestinal. Algunos xenobióticos pueden estimular ciertas células (especialmente el hígado) para aumentar el número y la actividad de los peroxisomas. Esto, a su vez, puede estimular la división celular. Los xenobióticos que inducen el aumento de peroxisomas se conocen como «proliferadores de peroxisomas».»Su papel en la causa del cáncer se discute en la sección de Cáncer de ToxTutor.

Las mitocondrias proporcionan la energía para una célula (necesaria para la supervivencia), mediante un proceso que implica la síntesis de ATP. Si un xenobiótico interfiere con este proceso, la muerte de la célula se producirá rápidamente. Muchos xenobióticos son venenos mitocondriales.

• Ejemplos de venenos que causan muerte celular al interferir con las mitocondrias incluyen cianuro, sulfuro de hidrógeno, cocaína, DDT y tetracloruro de carbono.