Sincitio

Un sincitio (pl.: sincitio; del griego: σύν syn "juntos" y κύτος kytos "caja, es decir, célula") o symplasm es una célula multinucleada que puede resultar de múltiples fusiones celulares de células uninucleares (es decir, células con un solo núcleo), a diferencia de un cenocito, que puede ser el resultado de múltiples divisiones nucleares sin la citocinesis que la acompaña. La célula muscular que forma el músculo esquelético animal es un ejemplo clásico de célula sincitio. El término también puede referirse a células interconectadas por membranas especializadas con uniones hendidas, como se ve en las células del músculo cardíaco y ciertas células del músculo liso, que están sincronizadas eléctricamente en un potencial de acción.

El campo de la embriogénesis utiliza la palabra sincitio para referirse a los embriones cenocíticos de blastodermo de invertebrados, como Drosophila melanogaster.

Ejemplos fisiológicos

Protistas

En los protistas, los sincitios se pueden encontrar en algunos rizarianos (p. ej., cloraracniófitos, plasmodiofóridos, haplosporidios) y mohos limosos acelulares, dictyostélidos (amebozoos), acrasidos (Excavata) y Haplozoon.

Plantas

Algunos ejemplos de sincitios vegetales, que se producen durante el desarrollo de la planta, incluyen:

• Desarrollo de endosperm
• Los laticifers no aislantes
• El tapón plasmorial, y
• El "nucellar plasmodium" de la familia Podostemaceae

Hongos

Un sincitio es la estructura celular normal de muchos hongos. La mayoría de los hongos de Basidiomycota existen como un dicarión en el que las células filiformes del micelio están parcialmente divididas en segmentos, cada uno de los cuales contiene dos núcleos diferentes, llamados heterocarión.

Animales

Red nerviosa

Las neuronas que forman la red nerviosa subepitelial en las medusas peine (Ctenophora) están fusionadas en un sincitio neural, que consiste en una membrana plasmática continua en lugar de estar conectadas a través de sinapsis.

Músculo esquelético

Un ejemplo clásico de sincitio es la formación de músculo esquelético. Las grandes fibras del músculo esquelético se forman mediante la fusión de miles de células musculares individuales. La disposición multinucleada es importante en estados patológicos como la miopatía, donde la necrosis focal (muerte) de una porción de una fibra de músculo esquelético no produce necrosis de las secciones adyacentes de esa misma fibra de músculo esquelético, porque esas secciones adyacentes tienen su propio núcleo nuclear. material. Por lo tanto, la miopatía generalmente se asocia con dicha "necrosis segmentaria", en la que algunos de los segmentos supervivientes quedan funcionalmente separados de su inervación debido a la pérdida de continuidad con la unión neuromuscular.

Músculo cardíaco

El sincitio del músculo cardíaco es importante porque permite una contracción rápida y coordinada de los músculos en toda su longitud. Los potenciales de acción cardíacos se propagan a lo largo de la superficie de la fibra muscular desde el punto de contacto sináptico a través de discos intercalados. Aunque es un sincitio, el músculo cardíaco se diferencia porque las células no son largas ni multinucleadas. Por lo tanto, el tejido cardíaco se describe como un sincitio funcional, a diferencia del verdadero sincitio del músculo esquelético.

Músculo liso

El músculo liso del tracto gastrointestinal se activa mediante un compuesto de tres tipos de células: células del músculo liso (SMC), células intersticiales de Cajal (ICC) y receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRα), que están acoplados eléctricamente. y trabajar juntos como un sincitio funcional SIP.

Osteoclastos

Ciertas células animales derivadas del sistema inmunológico pueden formar células agregadas, como las células osteoclastas responsables de la resorción ósea.

Placenta

Otro sincitio de vertebrados importante se encuentra en la placenta de los mamíferos placentarios. Las células derivadas de embriones que forman la interfaz con el torrente sanguíneo materno se fusionan para formar una barrera multinucleada: el sincitiotrofoblasto. Probablemente esto sea importante para limitar el intercambio de células migratorias entre el embrión en desarrollo y el cuerpo de la madre, ya que algunas células sanguíneas están especializadas para poder insertarse entre células epiteliales adyacentes. El epitelio sincitial de la placenta no proporciona dicha vía de acceso desde la circulación materna al embrión.

Esponjas de vidrio

Gran parte del cuerpo de las esponjas hexactinélidas está compuesto de tejido sincicial. Esto les permite formar sus grandes espículas silíceas exclusivamente en el interior de sus células.

Tegumento

La fina estructura del tegumento de los helmintos es esencialmente la misma tanto en los cestodos como en los trematodos. Un tegumento típico tiene entre 7 y 16 μm de espesor y tiene capas distintas. Es un sincitio que consta de tejidos multinucleados sin límites celulares distintos. La zona exterior del sincitio, llamada "citoplasma distal" está revestido por una membrana plasmática. Esta membrana plasmática está a su vez asociada a una capa de macromoléculas que contienen carbohidratos conocida como glicocálix, cuyo espesor varía de una especie a otra. El citoplasma distal está conectado a la capa interna llamada "citoplasma proximal", que es la "región celular o citón o perikarya" a través de tubos citoplasmáticos que están compuestos de microtúbulos. El citoplasma proximal contiene núcleos, retículo endoplásmico, complejo de Golgi, mitocondrias, ribosomas, depósitos de glucógeno y numerosas vesículas. La capa más interna está limitada por una capa de tejido conectivo conocida como "lámina basal". A la lámina basal le sigue una gruesa capa de músculo.

Ejemplos patológicos

Infección viral

Los sincitios también se pueden formar cuando las células se infectan con ciertos tipos de virus, en particular HSV-1, VIH, MeV, SARS-CoV-2 y neumovirus, p. virus respiratorio sincitial (VRS). Estas formaciones sincitiales crean efectos citopáticos distintivos cuando se observan en células permisivas. Debido a que muchas células se fusionan, los sincitios también se conocen como células multinucleadas, células gigantes o policariocitos. Durante la infección, las proteínas de fusión viral utilizadas por el virus para ingresar a la célula se transportan a la superficie celular, donde pueden hacer que la membrana de la célula huésped se fusione con las células vecinas.

Reoviridae

Por lo general, las familias virales que pueden causar sincitios están envueltas, porque se necesitan proteínas de la envoltura viral en la superficie de la célula huésped para fusionarse con otras células. Ciertos miembros de la familia Reoviridae son excepciones notables debido a un conjunto único de proteínas conocidas como proteínas transmembrana pequeñas asociadas a la fusión (FAST). La formación de sincitios inducida por reovirus no se encuentra en humanos, pero se encuentra en otras especies y es causada por ortoreovirus fusogénicos. Estos ortoreovirus fusogénicos incluyen el ortoreovirus reptiliano, el ortoreovirus aviar, el ortoreovirus de Nelson Bay y el ortoreovirus de babuino.

VIH

El VIH infecta las células T colaboradoras CD4⁺ y las hace producir proteínas virales, incluidas proteínas de fusión. Luego, las células comienzan a mostrar glicoproteínas superficiales del VIH, que son antigénicas. Normalmente, una célula T citotóxica vendrá inmediatamente a "inyectar" linfotoxinas, como perforina o granzima, que matarán las células T colaboradoras infectadas. Sin embargo, si las células T auxiliares están cerca, los receptores gp41 del VIH que se muestran en la superficie de la célula T auxiliar se unirán a otros linfocitos similares. Esto hace que docenas de células T colaboradoras fusionen membranas celulares en un sincitio gigante no funcional, lo que permite que el virión del VIH mate muchas células T colaboradoras infectando solo una. Se asocia con una progresión más rápida de la enfermedad.

Paperas

El virus de las paperas utiliza la proteína HN para adherirse a una posible célula huésped, luego, la proteína de fusión le permite unirse con la célula huésped. Luego, la HN y las proteínas de fusión quedan en las paredes de la célula huésped, lo que hace que se una a las células epiteliales vecinas.

COVID-19

Las mutaciones dentro de las variantes del SARS-CoV-2 contienen variantes de proteína de pico que pueden mejorar la formación de sincitios. La proteasa TMPRSS2 es esencial para la formación de sincitios. Los sincitios pueden permitir que el virus se propague directamente a otras células, protegidas de anticuerpos neutralizantes y otros componentes del sistema inmunológico. La formación de sincitios en las células puede ser patológica para los tejidos.

"Los casos graves de COVID-19 se asocian con daño pulmonar extenso y la presencia de neumocitos sincitiales multinucleados infectados. Los mecanismos virales y celulares que regulan la formación de estos sincitios no se comprenden bien,". pero el colesterol de membrana parece necesario.

Los sincitios parecen ser duraderos; la "regeneración completa" de los pulmones después de una gripe grave "no sucede" con COVID-19.