Psicofarmacología 60

Psicofarmacología 10:60, Febrero 2010 Dra. Gabriela Beatriz Acosta Investigadora Independiente del CONICET. Instituto de Investigaciones Farmacológicas (ININFA) CONICET-UBA. Jefa de Trabajos Prácticos, Cátedra de Fisiología, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires (UBA). Junín 956. 5 º piso. C1113AAD. Buenos Aires. Argentina. Fecha de recepción: 15 de octubre de 2009 Fecha de aceptación: 12 de enero de 2010 Neurobiología de la glía y sus funciones en el desarrollo, la fisiología y la patología del SNC The Neurobiology of Glial Cells and the Function they Perform in the Development, Physiology and the Pathology of the Central Nervous System (CNS) Resumen Las células gliales presentan una función similar a sus homólogos más excitables del sistema nervioso central (SNC), las neuronas. Dentro del sistema nervioso en desarrollo, los astrocitos y células de Schwann ayudan activamente a promover la formación de sinapsis y la función, e incluso han sido implicados en la eliminación de sinapsis. En el cerebro adulto, los astrocitos responden a la actividad sináptica por la liberación de los transmisores que modulan esta actividad. De esta forma, las células glíales son participantes activos en la función cerebral. Investigaciones recientes han cambiado la percepción de la glía, que además de ser células de apoyo y soporte para las neuronas, son socios dinámicos que participan en el metabolismo del cerebro y la comunicación entre las neuronas. El descubrimiento de nuevas funciones gliales coincide con los estudios crecientes de la participación de la glía en las enfermedades cerebrales más comunes, como el traumatismo craneoencefálico, el accidente cerebrovascular, la lesión de la médula espinal, la esclerosis múltiple, la epilepsia, la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la esclerosis lateral amiotrófica, el síndrome de Down, el glioma, el trastorno depresivo mayor y el autismo. Sin embargo, quedan muchas preguntas sobre la identidad de la glia y su importancia. Palabras clave Células gliales - Desarrollo del cerebro - Formación de sinapsis - Enfermedades neurológicas Abstract Glial cells have a function similar to their counterparts more excitable central nervous system (CNS), neurons. Within the developing nervous system, astrocytes and Schwann cells actively help to promote synapse formation and function, and have even been involved in the elimination of synapses. In the adult brain, the astrocytes respond to synaptic activity by releasing transmitters that modulate synaptic activity. Thus, glia are active participants in brain function. Recent research has changed the perception of glia, in addition to help and support cells to neurons, are also dynamic partners participating in brain metabolism and communication between neurons. The discovery of new glial functions coincides with growing studies of the involvement of glia in brain diseases are the most common head injury, stroke, injury to the spinal cord, multiple sclerosis, epilepsy, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Down´s syndrome, glioma, major depressive disorder and autism. Many questions remain about the identity of the glial and importance. Key words Glial cells - Brain development - Synapse formation - Neurological diseases Acosta Gabriela. “Neurobiología de la glía y sus funciones en el desarrollo, la fisiología y la patología del SNC”. Psicofarmacología 2010;60:13-22. Puede consultar otros artículos publicados por los autores en la revista Psicofarmacología en www.sciens.com.ar EDITORIAL SCIENS // 13

Dra. Gabriela Beatriz Acosta Introducción El tejido glial fue descripto por primera vez en 1856 por el patólogo Rudolf Virchow (Ketternmann y Ranson, 2005) quien lo caracterizó como un tipo de cola o pegamento nervioso; para él, las células gliales eran más bien elementos estáticos sin una función relevante. Lo describió como el tejido conectivo propio del cerebro. Fue Santiago Ramón y Cajal, en 1891, quien descubrió las células gliales, y las diferenció de las neuronas (la teoría de que las neuronas son las unidades fundamentales del cerebro); las identificó claramente como parte del tejido nervioso, y no creyó que la glía fuese necesariamente pegamento. En 1919, Pío del Río Hortega desarrolló una técnica histológica, con base en carbonato de plata, que permitió diferenciar la microglía de las neuronas, en el cerebro de mamíferos. Se pensó que las células gliales (conocidas también genéricamente como glía o neuroglía) eran células nodriza del SNC que desempeñaban la función de soporte de las neuronas e intervenían en el procesamiento cerebral de la información. La palabra glía deriva del griego gliok, que se traduce como pegamento o también puede significar fango, limo, ciénaga (Volterra y Meldolesi, 2005). Hace veinte años, George Somjen comenzó su excelente reseña sobre la historia de la glía señalando parte de la investigación que hoy en día se sigue realizando para responder a las preguntas formuladas por primera vez hace un siglo (Somjen, 1988). Aunque ha habido un gran progreso, las preguntas principales sobre el desarrollo del cerebro, la función y el desarrollo de las enfermedades cerebrales son relativamente poco conocidas. ¿Cómo se forman las sinapsis, cómo se estabilizan y cómo se logra su especificidad? ¿Cómo podemos aprender y recordar? ¿Cómo son las neuronas y células gliales generadas? ¿Cómo sucede la mielinización? ¿Cómo hace el SNC para regenerar los axones? Si se observan al microscopio cortes del cerebro de pacientes con diferentes enfermedades neurológicas, no sólo se ven neuronas sino que, al menos la mitad del volumen del cerebro humano, está constituido por células gliales como astrocitos, oligodendrocitos y células de la microglía (Barres, 2008; Allen y Barres, 2009). La especialización de las diferentes células gliales son (Figura 1): • Microglía: son las células inmunes en el SNC que, en respuesta a un daño, pueden migrar hacia ese sitio, donde a través de la liberación de sustancias químicas pueden contribuir al daño neuronal. Son las células más pequeñas y se hallan dispersas en todo el SNC. En sus pequeños cuerpos celulares se originan prolongaciones ondulantes ramificadas que tienen numerosas proyecciones como espinas. Son inactivas en el SNC normal, proliferan en la enfermedad y son activamente fagocíticas (su citoplasma se llena con lípidos y restos celulares). Son acompañados por los monocitos de los vasos sanguíneos vecinos. • Oligodendrocitos: tienen la función de la mielinización central de los axones. La disfunción de estas células está asociada con enfermedades como la esclerosis múltiple. • NG2+: son células maduras del SNC. La función de estas células no se conoce demasiado, son también llamadas precursores de oligodendrocitos. Se expresan en canales voltajedependiente, a pesar de que su densidad es insuficiente para generar un potencial de acción y reciben conexiones sinápticas inhibitorias y excitatorias. • Astrocitos: se unen con otros para constituir uniones estrechas (gap junctions) formando un sincicio. Los numerosos procesos de los astrocitos pueden contactarse con la vasculatura y con la sinapsis de las neuronas. Esta relación estructural brinda la oportunidad de señales bidireccionales entre las neuronas y la vasculatura. Por lo tanto, los astrocitos tienen una importante función como soporte metabólico y en la convergencia de los niveles de la actividad neuronal de la vasculatura para regular el flujo local de sangre. La proteína fibrilar acídica de la glia, también llamada filamentos gliales o proteína gliofibrilar ácida (GFAP), es una de las proteínas fibrosas que forman los filamentos intermedios del citoesqueleto intracelular, en particular de células gliales como los astrocitos y las células de Schwann. Potenciales funciones de los astrocitos en la formación de las sinapsis y la plasticidad Los astrocitos podrían tener funciones tan heterogéneas como las neuronas. Se dividen en dos grupos: los astrocitos protoplasmáticos, que se encuentran en la sustancia gris; y los astrocitos fibrosos, que se encuentran en la sustancia blanca (Figura 2). Los astrocitos protoplasmáticos están íntimamente asociados con el cuerpo neuronal de las células, la sinapsis y los vasos sanguíneos. Los astrocitos fibrilares (o fibrosos) se asocian con axones neuronales, contactan con el nódulo de Ranvier y los vasos sanguíneos. Los tipos de astrocitos protoplasmáticos difieren entre varias zonas de la FIGURA 1 Existen diferentes tipos de glía de acuerdo con su morfología, función y localización en el SNC. FIGURA 2 El astrocito protoplasmático (verde) envolviendo al cuerpo celular y los procesos de la neurona (rojo). Microglía Células de Schwann Astrocitos Oligodendrocitos Fotografía tomada de Neuron 457:675-677, 2008. 14 // EDITORIAL SCIENS