Células de la glía

¿Es tan sólo un aglutinante? ¿Interviene en la formación del pensamiento? La ciencia avanza a paso seguro en el conocimiento de las células de la glía.

Células de la glía: imagen de microglia

En síntesis

Las células de la glía abundan en el cerebro. En el caso de la corteza humana, dispone de diez células gliales por cada neurona.


Se diferencian tres variedades de glía en el sistema nervioso central: la microglía, los oligodendrocitos y los astrocitos. Cada tipo realiza funciones concretas e importantes para las neuronas.


Al parecer, los astrocitos incluso coordinan la actividad de las neuronas de distintas áreas cerebrales. Se ha hallado que participan en las sacudidas de una variante de epilepsia: la esclerosis del asta de Amón.

Las neuronas no son los componentes mayoritarios de nuestro cerebro; decuplican su número las células de la glía. De acuerdo con la doctrina tradicional, las gliales desempeñan funciones de soporte y asistencia a las neuronas. Durante el desarrollo, proporcionan el armazón de guía para las células nerviosas migratorias y las prolongaciones celulares expansivas y, cuando el sistema nervioso ha alcanzado la madurez, aíslan eléctricamente a las neuronas del medio. Además, cumplen una misión capital en las defensas inmunitarias del cerebro y regulan el equilibrio iónico neuronal.


La investigación reciente nos obliga a modificar el cuadro. Es más que probable que las células de la glía aporten su grano de arena al procesamiento general de la información por el sistema nervioso. E intervendrían en la epilepsia.

 

El estudio de las células de la glía: los primeros pasos

  • Rudolf Virchow (1821-1902) no pudo imaginar la veloz carrera de su objeto preferido de inquisición: la “neuroglía”, así denominó a la sustancia donde se alojaban las neuronas. 

  • Pío del Río Hortega (1882-1945) descubrió más tarde que existían tres tipos diferentes de células gliales en el sistema nervioso central: microglía, oligodendrocitos y astrocitos, clasificación que aún hoy se mantiene prácticamente intacta.

Para qué sirven las células de la glía

Las células de la microglía participan en la defensa inmunitaria. Los oligodendrocitos crean “vainas aislantes de mielina” alrededor de las prolongaciones, algunas de ellas larguísimas, de las neuronas cerebrales, posibilitando con ello una transmisión extraordinariamente rápida de los estímulos. Esta función la asumen las células de Schwann en el sistema nervioso periférico. Por último, los astrocitos establecen un contacto estrecho con los lugares de comunicación entre dos neuronas —la sinapsis— y, además, poseen una comunicación inmediata con los vasos sanguíneos. Por lo que se sabe, este tipo de célula glial, la más común, es responsable de multitud de funciones variadísimas.

Tal descripción es harto reciente. A los astrocitos se les reputaba simples células de nutrición y sostén para las neuronas. Desempeñan, sin embargo, misiones auxiliares muy diversas: 

  • Se ocupan de que las concentraciones iónicas permanezcan constantes en el espacio situado entre las células cerebrales

  • ecogen las sustancias mensajeras —los neurotransmisores— liberadas por las neuronas y bloquean sus efectos;

  • or último, proveen de nutrientes a las células nerviosas. 

  • Va ganando terreno, además, la idea de que el propio grupo de astrocitos se compone, a su vez, de tipos celulares muy distintos que, en parte, realizan trabajos completamente diferentes. 

  • Por si fuera poco, se les empieza a reconocer a los astrocitos su participación en el procesamiento de la información cerebral, capacidad que se suponía exclusiva de las neuronas. 

La ola celular y las células de la glía

Las membranas externas de los astrocitos contienen los mismos canales iónicos y receptores para neurotransmisores que las neuronas. Puesto que estas células gliales envuelven las sinapsis con sus prolongaciones celulares, podrán, a buen seguro, registrar con la máxima precisión cualquier información transmitida entre neuronas. Al parecer, los neurotransmisores no sólo entablan comunicación entre neuronas, sino también entre las neuronas y los astrocitos.

De todas formas, existen diferencias notables en el tipo de conducción de las señales por las neuronas y las células de la glía: las neuronas transmiten la información a través de señales eléctricas rápidas, en tanto que los astrocitos no producen ningún “potencial de acción” semejante.

Cuando un neurotransmisor, por ejemplo el glutamato que aumenta la actividad, se une a un receptor de la membrana astrocítica, se eleva la concentración de iones de calcio en la célula glial. El aumento en la concentración de esta sustancia señalizadora importante se propaga dentro de la célula como una ola de espectadores en un estadio de fútbol, alcanzando incluso a las conexiones intercelulares con forma de canal —las denominadas uniones de intervalo (gap junctions) o sinapsis eléctricas— de los astrocitos vecinos.

Hace poco, nuestro grupo de la Clínica Universitaria de Bonn, en colaboración con el grupo de Andrea Volterra, de la Universidad de Lausana, ha demostrado que los astrocitos pueden liberar por sí mismos neurotransmisores después de este tipo de activación; en el caso examinado se trataba del glutamato. Para ello, utilizan mecanismos completamente distintos de los empleados por las neuronas: tras almacenar los mensajeros en vesículas que se fusionan con la membrana celular, descargan tales moléculas transmisoras al entorno celular una vez presentado el estímulo. Los astrocitos participan, pues, en la transmisión de la información cerebral.

Pero no sólo actúan sobre la transmisión de los estímulos locales, sino que alcanzan también neuronas más remotas, merced al acoplamiento eléctrico de las células gliales a través de las uniones de intervalo. Es muy probable que los astrocitos coordinen incluso la actividad de las neuronas de distintas regiones del encéfalo a través de la propagación de las olas de los iones de calcio.

 

Descarga sincrónica: las neuronas de la glía y la epilepsia

Así empezaron las células de la glía a llamar la atención de los expertos en epilepsia. Esta enfermedad neurológica, rodeada de misterio, se caracteriza por la descarga repentina y sincrónica de las neuronas de una región cerebral. Una descarga excesiva. A consecuencia de la misma, las funciones del territorio cerebral afectado se paralizan por un momento.

Considerando el estrecho contacto entre los astrocitos y las neuronas, ¿podrían intervenir los primeros en la aparición de este fenómeno?

Para dar con la respuesta, hemos examinado, en colaboración con otros investigadores del neurocentro de Bonn, el tejido del hipocampo de pacientes epilépticos.

Dicha región, situada en el lóbulo temporal, resulta decisiva para la aparición y extensión de la actividad epiléptica de muchos pacientes. Cuando un sujeto se halla muy afectado y no responde o deja de hacerlo al tratamiento farmacológico, se puede acudir como último recurso a la extirpación quirúrgica de parte del hipocampo para suprimir las crisis. Podemos, pues, investigar este tejido nervioso, siempre y cuando el paciente otorgue su consentimiento.

 

Con ayuda de la técnica de pinzamiento de membrana, o registro zonal (patch-clamp), registrábamos las corrientes iónicas que fluían a través de las membranas celulares de los astrocitos en cortes finos de la sustancia cerebral extraída. Esta técnica permite analizar la actividad de cada canal iónico o receptor de neurotransmisores. A nosotros nos interesaba, en particular, saber si estas proteínas de los astrocitos poseían propiedades singulares que contribuyeran al origen y la propagación de la actividad epiléptica en determinadas condiciones.

Descubrimos que había dos tipos fundamentales de astrocitos en el cerebro normal: las denominadas células GluT y las células GluR. Se conoce una forma frecuente de epilepsia del lóbulo temporal —esclerosis del asta de Amón—, donde faltan todas las células GluT del hipocampo de los pacientes. Por lo común, estos astrocitos captan el glutamato liberado de forma selectiva a través de proteínas transportadoras especiales e impiden, con ello, una excitación excesivamente prolongada de las neuronas.

Además, en su membrana celular disponen de canales de potasioy, por consiguiente, pueden también limpiar de iones de potasio el espacio intercelular.

Los astrocitos de tipo GluT se encuentran unidos en grandes redes a través de centenares de uniones de intervalo. De esta manera, las sustancias absorbidas pueden pasar de una célula a otra y alcanzar una región completamente diferente del cerebro o bien llegar, a través de las comunicaciones pertinentes, hasta los vasos sanguíneos.

Por eso, la pérdida de células GluT impide que los mensajeros e iones liberados por las neuronas sean eliminados con rapidez de esta región cerebral. La consecuencia es que estas sustancias se acumulan en el entorno neuronal y activan las células nerviosas con intensidad y prolongación desmesuradas. La probabilidad de una descarga exagerada parece evidente.

Otra consecuencia de la pérdida de las células GluT se refleja en el agotamiento de la energía neuronal. En un tejido sano, los astrocitos recogen la glucosa de la sangre y la transforman en ácido láctico, sustancia que aprovechan las neuronas para obtener su energía. La pérdida de los astrocitos GluT por los pacientes con una esclerosis del asta de Amón altera, y de un modo notable, la nutrición de las neuronas vecinas.

 

El bloqueo del transporte de potasio y las células de la glía

Las células GluR no disponen, sin embargo, de acoplamiento a través de uniones de intervalo. En vez de proteínas transportadoras, cuentan con receptores especiales para los diferentes mensajeros, entre otros el glutamato. De todas maneras, la función exacta de estas células aún no está muy clara. Es cierto que disponen de canales de potasio en la membrana, pero como los astrocitos GluR no están unidos entre sí a través de ninguna red, tales iones no pueden ser eliminados. Resulta curioso cómo estas células gliales se parecen, en algunos aspectos, a las neuronas. Por eso, nosotros las denominamos también astrones, un neologismo compuesto por “astrocito” y “neurona”.

Los pacientes con esclerosis del asta de Amón poseen células GluR, pero la densidad de los canales de potasio de su membrana celular es mucho menor que la del cerebro sano. Además, los receptores de glutamato de estas células operan con mayor lentitud. En consecuencia, las neuronas pueden descargar con más facilidad, con el riesgo aumentado de una crisis epiléptica.

En resumen, nuestro grupo ha demostrado una manifiesta relación entre los astrocitos y las sacudidas cerebrales, al menos en esta variante de epilepsia. No sabemos si la epilepsia se debe a la falta o a las alteraciones de tales células gliales; ni tampoco, si las anomalías constituyen una secuela de la enfermedad. Añádase que el resultado aquí obtenido no puede trasladarse automáticamente a otros tipos de epilepsia, pues se diferencian mucho entre sí.

Cualquiera que sea la razón, no abrigamos la menor duda de la estrecha vinculación entre las células gliales y las neuronas. Las neuronas activan a los astrocitos que, a su vez, pueden liberar neurotransmisores. Quien quiera examinar en el futuro las alteraciones patológicas de una región cerebral, deberá examinar con lupa estas dos categorías celulares, en lugar de concentrarse, como hasta ahora, en las neuronas. A los investigadores compete elaborar nuevos conceptos que tomen en cuenta la contribución activa de las células gliales —en particular, de los astrocitos— en el procesamiento de la información del sistema nervioso sano y enfermo. Sólo así se podrán descubrir nuevos principios terapéuticos eficaces.

 

 

Puedes obtener el artículo en...

¿Tienes acceso a la revista?

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.

Responsable: Prensa Científica, S.A. Finalidad: enviarle por correo electrónico los boletines que haya solicitado recibir. Derechos: tiene derecho a acceder, rectificar y suprimir sus datos, así como a otros derechos, como se explica en la información adicional y detallada que puede consultar en nuestra Política de Privacidad.