Esquizofrenia. Inmuno-electro-microscopía y análisis digital de imágenes.

ESQUIZOFRENIA. INMUNO-ELECTRO-MICROSCOPÍA Y ANÁLISIS DIGITAL DE IMÁGENES
Dr. Segundo Mesa Castillo
hospital Psiquiátrico de la Habana.
segundo@infomed. sld. cu
esquizofrenia, análisis digital, Microscopía electrónica, virus, Membranas, Herpes simplex.
Schizophrenia, Digital analysis, Electron microscopy, virus, Membranes, Herpes simplex.

RESUMEN:
Con el uso de técnicas inmunoelectromicroscópicas y de análisis digital de imágenes obtenidas
de muestras del tejido cerebral de pacientes esquizofrénicos fallecidos, de su descendencia y de
animales experimentalmente inoculados con líquido céfalo-raquídeo (LCR) se observaron partículas y
un fenómeno de multiplicación anormal de membranas las que reaccionaron en forma positiva con el
antisuero para el herpes simplex hominis tipo I (VHS1). La similitud encontrada entre las
observaciones en fetos abortados de madres esquizofrénicas, en esquizofrénicos adultos y en los
animales inoculados, establece la posibilidad hipotética de un tipo de trasmisión vertical de la
enfermedad esquizofrénica ya que los postulados de Koch han sido parcialmente cumplidos. Un
estudio digital de los puntos de reacción antiherpes reveló la morfología de un virus con un diámetro
equivalente de 90 nm y su relación con estructuras de membrana. También fueron observadas
alteraciones mitocondriales en las muestras examinadas. Todos estos datos y un estudio control, se
analizaron conforme a los requerimientos epidemiológicos para las enfermedades infecciosas
aplicados a la esquizofrenia.

ABSTRACT:
With the use of immuno-electron microscope techniques and of a digital analysis of the images
obtained of post-mortem tissue brain samples of schizophrenic patients, their offspring and from
animals experimentally inoculated with cerebrospinal fluid (CSF), particles and a phenomenon of
abnormal multiplication of membranes were observed that reacted in a positive form with antiherpes simplex hominis type I (HSV1) antibody. The similarity among the observations in aborted
fetuses of schizophrenic mothers, in adult schizophrenics and the inoculated animals establishes the
hypothetical possibility of a type of vertical transmission of schizophrenic illness since the postulates
of Koch have been partially fulfilled . A digital study of the antiherpes reaction points revealed the
morphology of a virus with an equivalent diameter of 90 nm and its relation to membrane
structures. Mithocondria alterations were also observed in the examined samples. All these data and
a control study were analyzed according to the epidemic requirements for the infectious illnesses
applied to schizophrenia.

INTRODUCCIÓN
El conocimiento de la esquizofrenia a través de la historia se ha relacionado con el desarrollo
socio-económico, la ideología imperante y el desarrollo científico técnico[1, 2]. Aunque siempre se
consideró una enfermedad biopsicosocial, predominaron determinadas posiciones quedando aún la
incógnita de hasta que punto es el componente biológico, psicológico o social. Su etiología comienza
a aclararse en el siglo XIX con el descubrimiento del microscopio óptico un siglo antes por Antoni
van Leeuwenhoek (1632-1723) con el siguiente desarrollo de la histología y de la anatomía
patológica. Se concibe por primera vez la esquizofrenia como una enfermedad del cerebro. Los
estudios epidemiológicos en el siglo XX acumularon cada vez hay más evidencias que favorecieron
no solo el carácter orgánico de la enfermedad sino el comienzo prenatal de la misma. Estas
evidencias apuntan hacia factores medio ambientales intrauterinos que actúan específicamente
durante el segundo trimestre de embarazo produciendo un daño directo del cerebro del feto. En este
mismo siglo se produce un gran desarrollo de las técnicas de imagen, la biología molecular y la
microscopía electrónica que confirman el carácter orgánico de la enfermedad y definen las regiones
de interés [RDI[ del cerebro en la esquizofrenia. En relación a la microscopía electrónica el análisis
ultraestructural de las alteraciones morfológicas tisulares a través de esta técnica constituyó un
instrumento de indudable valor en la profundización del estudio patogénico de las enfermedades.
Especialmente en el campo de la patología neuropsiquiátrica en donde ha contribuido de modo
importante en desentrañar los mecanismos complejos en la génesis de los diferentes procesos
patológicos, inflamatorios, inmunológicos, neoplásicos y en la definición de entidades particulares.
Sin embargo, a pesar del gran desarrollo tecnológico, la tecnología disponible actualmente no
permite observar que sucede a nivel celular en el cerebro en la etapa intrauterina ya que el cerebro
humano no está expuesto a un análisis directo en esa etapa de la vida. La mayor parte de las
técnicas que han acumulado evidencias de daño cerebral prenatal han sido de poco poder de
resolución y mediante métodos indirectos. Es necesaria una técnica con alto poder de resolución que
permita obtener la información necesaria del cerebro del feto y de los factores ambientales que le
rodean. En 1977 comenzamos una investigación directa del cerebro en la esquizofrenia con técnicas
de microscopía electrónica. Fueron objeto de esta investigación: cerebros de adultos esquizofrénicos
fallecidos, animales experimentalmente inoculados con líquido céfalo-raquídeo de pacientes
esquizofrénicos y fetos abortados por razones médicas de madres esquizofrénicas. Los resultados
obtenidos orientan hacia una etiología viral de la enfermedad. En estos estudios se observó una
reacción positiva antígeno-anticuerpo para el herpes simplex hominis tipo I en las partículas
semejantes a virus y en estructuras de membrana mediante el uso de técnicas de
inmunoelectromicroscopía. Resultados posteriores de otros autores utilizando otras técnicas y
diseños de investigación relacionan el daño del cerebro, bien por la acción directa del virus
o indirectamente a través del daño inmunológico. En nuestra investigación las imágenes obtenidas de
los puntos de reacción antígeno-anticuerpo de diferentes estructuras y en aquellas en las que no se
definió una morfología viral mediante el análisis visual directo fueron sometidas a un análisis digital
y tratamiento de pseudocolor. El ojo humano no es capaz de discriminar diferentes tonalidades de
gris por debajo de determinados umbrales. Con ayuda de programas de análisis computarizado de
imágenes podemos, entre otras posibilidades, no solo discriminar tonalidades de gris sub-umbral
sino además dar un tratamiento de pseudcolor de estas imágenes que resalta e identifica
estructuras que pueden ser diferenciadas con mayor facilidad. Los resultados obtenidos con esta
técnica confirman los hallazgos hechos en los estudios de microscopia electrónica convencional e
inmuno-electromicroscopía en las tres experiencias señaladas.

MATERIAL Y MÉTODOS
Esquizofrénicos adultos
Previo consentimiento informado se estudiaron para microscopía óptica y electrónica
muestras de tejido nervioso del lóbulo temporal izquierdo de un total de l6 pacientes fallecidos en el
hospital Psiquiátrico de la Habana con criterio diagnóstico para la investigación de esquizofrenia [3]
y con diferentes formas clínicas de la enfermedad y 10 controles fallecidos de causas no
relacionadas con enfermedad neurológica, psiquiátrica, ni infecciosa procedentes del Hospital
Oncológico de la Habana y del hospital Naval. Las muestras correspondieron en todos los estudios a
núcleo amigdalino, hipocampo y corteza auditiva primaria. De los 16 pacientes esquizofrénicos
estudiados, 8 (50%) tenían menos de 40 años de edad y se encontraban en el período productivo
de la enfermedad.
Fetos de madres esquizofrénicas
Previo consentimiento informado escrito por los familiares o representantes legales y los
pacientes, cuando su condición clínica les permitió hacerlo, se obtuvo una muestra del cerebro
correspondiente a la punta del lóbulo temporal izquierdo, de cinco fetos abortados por indicaciones
médicas de madres esquizofrénicas y tres fetos de madres sin antecedentes de enfermedad
psiquiátrica o neurológica. Los diagnósticos en las madres esquizofrénicas fueron: esquizofrenia
hebefrénica, 1 caso, esquizofrenia paranoide, 3 casos [Criterio diagnóstico DSM-IV] [3]. En una de
las madres esquizofrénicas se estudiaron 2 fetos gemelos monocigóticos, monocoriónicos y
biamnióticos. En los casos de madres esquizofrénicas se constató fuertes antecedentes familiares de
la enfermedad.

Animales experimentales
Se inocularon con LCR obtenido por indicación médica de la paciente L. M. S. con
diagnóstico para la investigación de esquizofrenia hebefrénica [4], criterio diez huevos de un día de
incubación. La inoculación se realizó en la cámara de aire con una décima de cc de LCR,
continuándose el proceso normal de incubación. Dos días después se pusieron a incubar siete
huevos controles inoculados con una décima de cc de agua destilada (5 en incubadora y 2 en
gallina). Al terminar el proceso de incubación se sacrificaron los pollos recién nacidos (inoculados y
controles) haciéndose trepanación del cráneo y obteniendo en todos los casos el hemisferio cerebral
izquierdo, estudiándose para técnicas de microscopía electrónica e inmuno-electromicroscopía 6
pollos inoculados con LCR y 3 controles inoculados con agua destilada.
Mediante trepanación del cráneo utilizando una fresa estomatológica, se inocularon
intracerebralmente en el hemisferio cerebral izquierdo, dos ratas Wistar, hembra y macho, de cinco
semanas de edad y de 150 gr. de peso, con una décima de cc de LCR de la paciente esquizofrénica
hebefrénica L. M. S. (Feighner et al) [4]. Dos meses después se aparearon las ratas inoculadas,
esperándose el tiempo de gestación hasta el nacimiento de la descendencia. De ésta se
seleccionaron cuatro ratas, las dos primeras de ocho días de nacidas, de 9, 9 gr. (distrófica) y 13, 9
gr. de peso respectivamente. Una semana después se seleccionaron dos ratas de 15, 9 gr. y 30, 6
gr. , la primera distrófica. Los controles N = 2, de 6 días de nacida y 16, 2 gr. de peso y 19 días de
nacida con 32, 2 gr. de peso. Todas las ratas se registraron con los números del 1 al 6, 1, 2, 4 y 5,
las ratas de padres inoculados y 3 y 6, las ratas controles. En todos los casos, después de la
trepanación del cráneo, se realizó toma del hemisferio izquierdo y fijación inmediata del tejido
cerebral en glutaraldehido- paraformaldehído al 1% durante 1 hora a 4º centígrados. Las muestras
así obtenidas, se trasladaron a los laboratorios de microscopía electrónica del Centro Nacional de
Investigaciones Científicas y al Departamento de patología del Instituto de Nefrología, donde fueron
procesadas mediante las técnicas inmunoelectromicroscópicas ya descritas en trabajos anteriores
[5]. Los cortes de los bloques fueron examinados en los laboratorios de microscopía electrónica de
los centros antes citados y en el laboratorio de microscopfa electr6nica del hospital "Hermanos
Ameijeiras". El trabajo de inoculación de las ratas, observación de las mismas y obtención de las
muestras, se realizó en el Departamento de Embriología del Instituto de Ciencias Médicas de Cuba y
en el bioterio del propio Instituto.

Todas las muestras obtenidas - de cerebros de adultos esquizofrénicos fallecidos, de fetos
abortados de madres esquizofrénicas y de cerebros de animales inoculados con LCR de pacientes
esquizofrénicos-se fijaron de forma inmediata en
glutaraldehído-paraformaldehído al 1% durante una hora. Cada una se dividió en fragmentos más
pequeños entre 2 y 3 mm, que fueron colocados en frascos independientes, previamente rotulados y
tapados con papel negro para identificación posterior y protección de los fijadores de microscopía
electrónica en su interior. El material una vez fijado se trasladó a una temperatura de 4º C a los
laboratorios de microscopía electrónica.

La técnica de microscopía electrónica fue la siguiente:
fijación en glutaraldehído al 3, 2% en buffer fosfato (Millonig) 0, 15M pH 7, 4, durante una hora a 4 ºC
y lavado con buffer posteriormente. Sección de las muestras y lavado durante la noche en buffer a 4
º C . Posteriormente, fijación con tetróxido de osmio al 2% en buffer fosfato durante una hora a 4 º
C y lavado dos veces con solución buffer por cinco minutos cada vez a la misma temperatura. La
deshidratación se hizo en alcohol al 50 y 70%, durante cinco minutos en cada fase, a la misma
temperatura, y en alcohol absoluto en tres ocasiones, 10 minutos en cada ocasión, a temperatura
ambiente. La inclusión se realizó en Epon 812. Inmunoelectromicroscopía. Previa fijación después de
dos lavados en buffer fosfato, se procedió, posteriormente, al bloqueo de la peroxidasa endógena
con metanol más peróxido de hidrógeno, durante 30 minutos a temperatura ambiente. Se lavó con
PBS (solución de buffer fosfato) 15 minutos varios cambios. Se lavó con Tris 3 (hidroximetil-aminometano) por 5 minutos, se usó suero normal de chivo 1/5. Se trató con diamino-bencidina (DAB),
ocho minutos, a temperatura ambiente Posteriormente, se añadió el antisuero anti-herpes simplex
hominis tipo I unido a peroxidasa durante 24 horas (Dako Lab. ), procediéndose después al lavado
con Tris, 3 por 15 minutos, alcohol al 30% durante 5 minutos, al 50% durante 5 minutos, al 70%
durante 10 minutos y alcohol absoluto 3 por 20 minutos. Óxido de propileno 3 por 15',
procediéndose a la inclusión en epoxi-resina Epon 1 durante 60 minutos, Epon II durante toda la
noche, terminándose la inclusión definitiva. Se hicieron inclusiones para bloques con diluciones del
antisuero al 1:20 y al 1:50, así como para bloques controles. En dos de las muestras estudiadas se
utilizaron técnicas de oro coloidal de 10 nm unidas a anticuerpo anti-herpes simplex hominis tipo I.
análisis digital de imágenes
Las imágenes obtenidas por inmunoelectromicroscopía, fueron procesadas con un analizador
de imágenes diseñado por EICISUFI que utiliza el programa IMPROSOR. Previamente las imágenes a
analizar fueron captadas en un monitor video de 512 X 512 píxeles, mediante una cámara de video
AVC-3250. Se utilizó también una microcomputadora de propósito general y un digitalizador de
imágenes ED-1182. Las imágenes así obtenidas fueron digitalizadas y filtradas en este programa y
en Adobe Photo Shop 8, mejorándose el contraste de las mismas, lo que permitió poner en
evidencia mediante un tratamiento de seudo color, los diferentes niveles de grises de las muestras
estudiadas. Parte de las imágenes fueron estudiadas mediante el programa Image J después de
escaneadas las fotos de microscopía electrónica e inmuno-electromicroscopía con un escáner Canon
modelo N67OU y analizadas en el programa ArcSoft PhotoStudio 2000.

RESULTADOS
En los estudios de inmuno-electromicroscopía y análisis digital de las imágenes de las
muestras de cerebro se observó en las tres experiencias: partículas virales, dentro y fuera del
núcleo, cuerpos nucleares y un fenómeno de replicación anormal de membranas. En los adultos
esquizofrénicos y en los fetos se observó además alteraciones mitocondriales. El diámetro de las
partículas virales varió entre 90 nm y 120 nm. La morfología de las partículas intranucleares en los
esquizofrénicos adultos consistió en un núcleo central y varias capas periféricas rodeando al núcleo
central (Fig. 1).

En los fetos las partículas tuvieron la apariencia de partículas inmaduras no definiéndose con
precisión el núcleo central en las localizadas dentro del núcleo (Fig. 2).

En los animales experimentalmente inoculados se observó en los puntos de reacción antígeno
anticuerpo la presencia de partículas maduras dentro y fuera del núcleo de las neuronas. En el
análisis digital las zonas de mayor luminosidad, aparecieron en el núcleo central de la partícula y en
la envoltura aplicada directamente a esta zona central (Fig. 3). Tamaño de las partículas 100-120
nm.

La técnica utilizada, nos permitió al mismo tiempo, poner en evidencia aquellas estructuras
del sistema nervioso que se relacionan con las partículas analizadas, con lo que hemos verificado la
relación de las partículas con estructuras de membrana, tanto dentro del núcleo, en el citoplasma de
neuronas y en las vainas de mielina de los nervios (Fig. 4, 5, 6, 7). Tamaño de las partículas 100-120
nm.

La replicación de membranas se caracterizó por la presencia de estructuras laminares con
figuras mielínicas, dilatación de la envoltura nuclear con la presencia en ocasiones de partículas
virales en su interior.
Las alteraciones mitocondriales observadas en el sistema nervioso central fueron muy
evidentes en uno de los fetos estudiados con aumento en su número, en su tamaño y con
destrucción de las crestas. Partículas semejantes a virus fueron observadas ocasionalmente en
relación con las mitocondrias alteradas en los adultos esquizofrénicos estudiados (Fig. 8).


DISCUSIÓN
Adultos esquizofrénicos
Son pocos los estudios del cerebro en pacientes esquizofrénicos en los que se ha utilizado la
microscopía electrónica como técnica de investigación y menos aún los estudios en el sistema
límbico y la corteza auditiva a pesar de tratarse la esquizofrenia desde el punto de vista clínico de
una enfermedad cuya sintomatología se relaciona con una disfunción de este sistema dado los
trastornos en la esfera afectiva, del pensamiento, de la conducta psico-social y de las
sensopercepciones entre otros síntomas así como de la corteza auditiva primaria relacionada con las
alucinaciones auditivas síntoma frecuente en la esquizofrenia. En una revisión de las publicaciones
indexadas en Publicaciones Médicas de Norte-América (Medline) dando las palabras claves
esquizofrenia, lóbulo temporal y microscopía electrónica encontraremos que solo existen en la
literatura médica 6 trabajos relacionados con este tema de los que en uno solo se estudiaron tres de
las cuatro regiones de interés (RDIs) observadas en el cerebro en la esquizofrenia: la amígdala, el
hipocampo y la circunvolución transversa de Heschl (área 41 de Broadman) [6].

El resto de los estudios llevados a cabo por otros autores, en solo tres, de hecho relevantes para este tema, los
estudios se concentraron en otras áreas (corteza polo temporal, área 38, corteza temporal superior
no auditiva) y fueron dirigidos hacia estudios de la microglia, la sinapsis y los niveles de mRNA en
las vesículas sinápticas, habiéndose realizado o en un solo paciente o en pacientes en edades
avanzadas [7-9]. En nuestros trabajos, los que comenzamos en 1977 (10) seleccionamos las
muestras del hemisferio cerebral izquierdo, donde se reportaron posteriormente las áreas más
afectadas utilizando métodos imaginológicos y morfométricos (11-16) y un 50% de los pacientes
estudiados por nosotros tenían menos de 40 años de edad. Desde esa fecha hemos realizado
sucesivas publicaciones en este sentido a medida que íbamos realizando nuevos hallazgos. Entre
ellos es necesario destacar las alteraciones a nivel de las membranas celulares y su relación con las
partículas semejantes a virus posteriormente identificadas por técnicas inmuno-electromicroscópicas
como el virus herpes simplex hominis tipo I (17). En los estudios realizados por nosotros la mayor
parte de las alteraciones encontradas se relacionaron con las muestras obtenidas del núcleo
amigdalino tanto en microscopía óptica como electrónica aunque en el hipocampo y la corteza
auditiva también fueron observadas. Del estudio de microscopía óptica hemos podido confirmar los
aspectos neuropatológicos más significativos que han llamado la atención de otros investigadores
desde los trabajos iniciales [18, 19]. A nivel de la ultraestructura las alteraciones neuronales fueron
muy evidentes y debe destacarse la presencia de los cuerpos nucleares,
las alteraciones de las membranas y las partículas con morfología viral como los elementos más destacados. Todas estas
alteraciones y la presencia de partículas con morfología viral fueron más evidentes en la amígdala en
los núcleos de las neuronas y en los axones reaccionando las partículas en forma intensamente positiva cuando se usó anticuerpo contra el virus
herpes simplex hominis tipo I [20].

La selección de la amígdala en nuestro estudio se basó en
observaciones clínicas que han relacionado lesiones en la amígdala que pueden explicar la
sintomatología de la esquizofrenia [21, 22]. Es frecuente la asociación clínica de lesiones de distinta
naturaleza localizadas en el lóbulo temporal con trastornos neuropsiquiátricos que incluyen
trastornos psicóticos [23, 24]. La cirugía estereotáxica [25] que comenzó a desarrollarse en la
década del 60 en la que lesiones en la amígdala podían modificar una conducta agresiva en pasiva
en los humanos influyó en forma significativa en la selección posterior de las estructuras a
examinar. Otro tanto ocurrió al seleccionar el hipocampo y la corteza auditiva primaria dadas las
consideraciones teóricas que señalaban estas estructuras con
comprometidas en pacientes esquizofrénicos como la memoria, funciones potencialmente el déficit cognitivo y las
alucinaciones auditivas, síntomas frecuentes en la enfermedad [26]. También contribuyó en esta
selección los trabajos experimentales en animales con lesiones localizadas en esta área del cerebro
[27-29]. Desde los trabajos experimentales de Kluver y Buci [30] en la década del 30 ya se habían
reportado trastornos de la conducta psico-social, sexual y alimentaria en monos a los que se les
había amputado la punta de los lóbulos temporales.

En relación a otros estudios con técnicas de imagen los hallazgos realizados por nosotros
coinciden con los estudios imaginológicos y morfométricos posteriores que han señalado a las
estructuras estudiadas como las más afectadas en la enfermedad. Los estudios imaginológicos
estructurales del cerebro en pacientes esquizofrénicos tuvieron entre sus objetivos principales desde
los primeros trabajos de Johnstone en 1976 encontrar aquellas áreas del cerebro más afectadas en
la enfermedad tanto desde el punto de vista funcional como morfológico las llamadas regiones de
interés (RDI). Estos estudios en opinión de algunos autores debían guiar a través de imágenes las
subsecuentes investigaciones post-mortem con el objeto de aclarar los cambios que subyacen a
nivel de la ultraestructura en relación con las alteraciones estructurales observadas con menor poder
de resolución [31]. En los primeros estudios se comprobó la dilatación del sistema ventricular en
pacientes esquizofrénicos que ya había sido reportada a principios del siglo pasado. Posteriormente
la mayor parte de los estudios han señalado aparte de la conocida dilatación del sistema ventricular
una reducción significativa del volumen en la cara medial del lóbulo temporal izquierdo, en
estructuras del sistema límbico específicamente en el núcleo amigdalino, el hipocampo y la corteza
para-hipocámpica y en la circunvolución temporal superior que incluye la corteza auditiva primaria
[11-13]. En un meta-análisis de trabajos realizados mediante RMN en el período de tiempo
comprendido entre 1988 a agosto del 2000 se comprobó dilatación del sistema ventricular en el
80% de los estudios revisados, dilatación del 3er ventrículo en el 73% de los estudios. Afectación
preferencial de estructuras de la cara medial del lóbulo temporal en 74% de los estudios revisados,
específicamente de la amígdala, el hipocampo y la circunvolución para-hipocámpica así como en
regiones neocorticales del lóbulo temporal, la circunvolución temporal superior (100% de los
estudios revisados) [14]. Desde esa fecha se han publicado 33 trabajos relevantes de estudios
imaginológicos en pacientes esquizofrénicos que comprenden resonancia magnética nuclear,
resonancia magnética funcional y tomografía por emisión de positrones, todos realizados en
pacientes esquizofrénicos crónicos o de primer ingreso, con o sin tratamiento previo o en familiares
con alto o poco riesgo de padecer la enfermedad. En todos los estudios se destaca la afectación del
complejo amígdala-hipocampo, especialmente del lado izquierdo (100% de los estudios revisados) o
de la circunvolución temporal superior. Esta observación se ha reportado en casos clínicos con
primer brote lo que descarta la influencia del efecto prolongado de la enfermedad o la acción de los
psicofármacos sobre el cerebro [15, 16]. La inducción de tristeza produce disfunción en la amígdala
tanto en pacientes como en hermanos no afectados lo cual ha sido demostrado por resonancia
magnética funcional [32-34]. Los estudios neuropatológicos morfométricos han señalado
la reducción del volumen de la amígdala y del hipocampo del lado izquierdo lo que ha sido confirmado
por la resonancia magnética nuclear de alta resolución destacándose una pérdida progresiva de
sustancia gris en estas estructuras nerviosas [35, 36]. Los estudios de tomografía por emisión de
positrones revelan una captación de serotonina anormal en la amígdala de pacientes lo cual se
relaciona con una disminución de su captación en pacientes con predominio de síntomas negativos
[37] o una no activación de circuitos filogenéticamente antiguos que intervienen en la respuesta
miedo-peligro por ejemplo la amígdala [38, 39].

La etiología viral de la esquizofrenia continúa considerándose entre las hipótesis que tratan
de explicar el origen de la enfermedad. Una teoría que se maneja hoy con frecuencia es la que
relaciona la enfermedad con un trastorno del neurodesarrollo en las primeras etapas de la vida
intrauterina. La acción de un virus actuando en esta primera etapa del desarrollo también se ha
incluido dentro de los posibles factores ambientales, interactuando con factores de tipo genético. El
virus herpes simplex hominis tipo I por sus características de permanecer latente en el sistema
nervioso central, de evolucionar en forma de crisis y remisiones en sus manifestaciones clínicas, de
afectar el lóbulo temporal, asiento del sistema límbico y sustrato anatómico de la esquizofrenia y de
replicarse entre otros factores por la acción de situaciones estresantes como ocurre también en esta
enfermedad
se le ha considerado como un posible candidato entre los agentes etiológicos virales. Hay numerosos
resultados en la investigación por diferentes métodos que apoyan la etiología por este virus (40-64).
Trabajos posteriores comienzan a relacionar cada vez más este virus con la esquizofrenia
[65]. Una mayor cantidad de estudios a nivel de la célula nerviosa utilizando técnicas
ultramicroscópicas aportarían una mayor cantidad de información sobre su estructura y sobre los
posibles agentes que actúan sobre ésta lo que pudiera contribuir al mejor conocimiento de la
fisiopatología de la enfermedad. En opinión de algunos autores como Daniel Weinberger -otro de los
pioneros de la investigación en esquizofrenia con el uso de nuevas tecnologías- "las nuevas
tecnologías de imagen amplían nuestro conocimiento de cómo es el aspecto del cerebro
anatómicamente y como funciona fisiológicamente. Para entender como los genes afectan el cerebro
en la forma que lo ponen a riesgo, necesitamos examinar realmente la célula en una forma mucho
más finamente detallada. Nosotros podemos hacer esto hasta cierto punto con tejido cerebral vivo y
podemos hacerlo con tejido cerebral post-mortem en un grado mucho mayor" [66]. Una asociación
de técnicas de alto poder de resolución unido a técnicas que exploren la función del sistema nervioso
a nivel celular parecen ser las metas en la investigación de la esquizofrenia en un futuro inmediato.
Fetos de madres esquizofrénicas
etiología de la esquizofrenia, se sustenta en evidencias que orientan hacia un daño prenatal en la
esquizofrenia en estructuras derivadas del ectodermo: la piel y el sistema nervioso. Se han descrito
en la esquizofrenia, en forma significativa en relación a la población normal, un número mayor de
anomalías congénitas de la cabeza y las extremidades, con anomalías físicas menores, alteraciones
del dermatoglifo y anomalías neurológicas menores. Estas anomalías se relacionan directamente con
un daño prenatal durante el segundo trimestre de embarazo, demostrado en estudios en humanos y
en la patología experimental en animales. Entre los posibles agresores medio-ambientales se han
descrito entre otros, el alcohol, el calor, las radiaciones, la falta de oxígeno, problemas nutricionales,
bridas amnióticas y los virus [69]. Entre estos últimos son bien conocidos los efectos deletéreos del
virus de la rubéola, el citomegalovirus y los virus herpes por el daño directo que producen en el
cerebro y en otros aparatos y sistemas [70].

En la esquizofrenia aparecen anomalías en el sistema nervioso consistentes en un aumento del tamaño de los ventrículos cerebrales y atrofia de la
sustancia gris especialmente en estructuras del sistema límbico, este último relacionado con la vida
psíquica y afectiva del ser humano. La controversia clásica en este contexto de ideas es hasta donde
influye en su origen lo genético o lo ambiental. En sí es la controversia clásica para todas las
enfermedades: nature vs nurture.

Un elemento determinante a favor de los factores
medioambientales lo constituye la no concordancia de esquizofrenia en un 100 por ciento de
gemelos idénticos. Estos comparten un cien por ciento del genoma derivado de un solo huevo o
zigoto; de ser la enfermedad puramente de origen genético ambos gemelos debían padecer la
enfermedad. De esta observación se deduce que las anomalías descritas en derivados del ectodermo
no pueden tener una explicación puramente genética considerando el efecto que producen en
humanos y animales factores ambientales de distinta naturaleza. Los virus se encuentran entre los
factores ambientales de mayor fuerza entre las evidencias de la teoría del neurodesarrollo [71]. La
mayor parte de las investigaciones relacionan la enfermedad con el virus de la influenza [72]. Los
métodos utilizados se basan en evidencias indirectas de aumento en el título de anticuerpos contra
este virus en madres cuyos hijos padecieron posteriormente de esquizofrenia o que estuvieron
embarazadas durante epidemias de influenza. Sin embargo trabajos recientes no demuestran la
presencia de este virus en el cerebro de los fetos ni signos de infección viral en estudios
experimentales en animales [73]. Los únicos estudios directos del cerebro de fetos de madres
esquizofrénicas con técnicas de microscopía electrónica realizados en el mundo hasta donde
conocemos fueron los realizados por nosotros [74]. En esos estudios hemos demostrado una
infección viral activa en el cerebro de fetos de madres esquizofrénicas durante el segundo trimestre
de embarazo por el VHS1.
Las infecciones por el VHS1 durante el desarrollo cerebral temprano causan daño
cromosómico que más tarde pueden mostrar anormalidades conductuales y daño cerebral en el
sujeto afectado. Este pudiera ser otro mecanismo de acción de este virus en la esquizofrenia
[75, 76]. Estudios post-natales han mostrado que el tamaño del efecto de exposición al VHS1 sobre
el daño cognitivo fue mayor en sujetos con esquizofrenia comparado con sujetos sin trastornos
-1615º Congreso Virtual de Psiquiatria. com. Interpsiquis 2014 psiquiátricos [77-80].

La exposición a este virus tiene un carácter predictible de la disfunción
cognitiva en la esquizofrenia. Desde el punto de vista estructural los pacientes expuestos al VHS1
tienen disminución de la sustancia gris en las áreas 9 de Brodmann (corteza prefrontal dorso lateral)
y 32 (corteza cingulada anterior) en comparación con pacientes sin evidencia serológica de
exposición al VHS1. Estas diferencias de asociación con este virus y la estructura cerebral no se ha
observado en sujetos normales. Estos hallazgos se asociaron con diferencias específicas que no
fueron atribuibles a la medicación, a la cronicidad o al uso comórbido de sustancias. Constituyen una
evidencia de la asociación de exposición al VHS1 y algunos de los cambios morfológicos que son
reportados en la esquizofrenia [81-84]. El aumento del título de anticuerpos contra el VHS1 en estos
estudios de asociación no indica en que momento específico se produjo este aumento de anticuerpos
contra este virus. Estos estudios se realizaron después que el diagnóstico de esquizofrenia se había
hecho. Una posible explicación de estos hallazgos es la reactivación de una infección latente,
característica de la biología del VHS1 lo que permitió distinguir entre individuos expuestos y no
expuestos. Sin embargo, estos resultados no pueden responder la interrogante de si los efectos
cognoscitivos y estructurales son debidos a una influencia aguda de la propia enfermedad o el
resultado de trastornos del desarrollo del cerebro relacionado con la exposición prenatal a este
agente infeccioso. En nuestros estudios las neuronas afectadas se encontraron en la región del
cerebro en las que este virus produce disfunción o muerte celular. Corresponde a la región de
interés del cerebro [RDI] de pacientes esquizofrénicos. Es importante señalar que ninguno de los
fetos estudiados presentaba signos clínicos ni anatomopatológicos de encefalitis, solo la presencia
del virus. Las madres de estos fetos no presentaban signos ni síntomas de infección. Este último
aspecto puede explicar la evolución lenta de la enfermedad y su aparición en la pubertad que
coincide con los cambios hormonales y las nuevas situaciones estresantes de este período de la vida
que favorecen la replicación viral [85].

Deben considerarse además diferentes posibles mecanismos patofisiológicos a través de los
cuales la exposición materna a una infección viral puede dar lugar al desarrollo posterior de psicosis
en su descendencia [86]. Es posible que el feto haya sido directamente infestado durante el
embarazo. Otra posibilidad es que el feto sea portador del virus el cual fue transmitido del padre o la
madre a través de las células sexuales o gametos en el momento de la fecundación. Ya que no
existen estudios de muestras para cultivos de virus o DNA viral de los gametos de padres cuya
descendencia padeció esquizofrenia, la posibilidad de la proporción y replicación del virus en ese
momento es solamente una hipótesis. En este sentido una consideración especial se relaciona con el
estudio de fetos gemelos monocigóticos.

La concordancia de esquizofrenia en gemelos
monocigóticos no es de un 100% lo que habla a favor de la acción de factores medio ambientales
que actuaron en forma independiente de los factores genéticos en relación a la etiología de la
enfermedad [87, 88]. Si es importante el estudio de gemelos monocigóticos para determinar en que
medida influyen los factores genéticos y los medioambientales en la etiología de la esquizofrenia lo
es aún más el estudio de gemelos discordantes. Este estudio puede contribuir a determinar con
mayor precisión que factores medio ambientales influyeron en uno de los gemelos para que
apareciera la enfermedad. Existe un cúmulo de evidencias en relación a factores medioambientales
presentes en el 2do. trimestre de embarazo que se han relacionado con el padecimiento posterior de
esquizofrenia y con una serie de anomalías más frecuentemente observadas en esta enfermedad
que en la población no esquizofrénica [89-97]. Éstas son: 1) la presencia de un número mayor de
anomalías físicas menores. Estas anomalías físicas se localizan en la cabeza,  manos y pies, así
como anomalías dermatoglificas. 2) anomalías neurológicas menores frecuentemente observadas en
videos tomados por familiares de niños que posteriormente padecieron esquizofrenia, alteraciones
en los reflejos y en la respuesta a estímulos de diferente naturaleza 3) anomalías en el sistema
nervioso central con dilatación del sistema ventricular, atrofia del complejo amígdala-hipocampo y
de la corteza auditiva con atrofia del lóbulo temporal, principalmente del lado izquierdo.
Por lo tanto cobra aún mayor interés observar cómo se comportan estas anomalías en gemelos discordantes lo
que ha sido motivo de numerosas investigaciones [98-116]. Se ha observado diferencias
significativas en las anomalías físicas menores en el gemelo que padece la enfermedad en relación al
gemelo sano. Las anomalías neurológicas menores se observan más frecuentemente en el gemelo
enfermo así como las alteraciones en el dermatoglifo. En nuestro estudio se observó criptorquidismo
en el gemelo con las alteraciones neuropatológicas lo que es un elemento más a favor de la
enfermedad por tratarse de una anomalía congénita. En los estudios imaginológicos de gemelos
monocigóticos se observa mayor dilatación del sistema ventricular junto al resto de las alteraciones
descritas en el sistema nervioso central en el gemelo esquizofrénico en relación al gemelo normal.
La mayor parte de estos estudios se han realizado en el período postnatal.

Todos estos resultados indican que el gemelo enfermo estuvo sometido a una agresión
intrauterina en el 2do. trimestre de embarazo [que es el período de tiempo donde se producen estas
anomalías] que actuó sobre éste en forma diferenciada dando lugar a la presencia de las anomalías
señaladas. Se han considerado distintos factores medio ambientales que incluyen entre los más
estudiados [117]: el efecto del calor, las radiaciones, factores nutricionales, factores físicos como las
bridas amnióticas, el alcohol y factores químicos de distinta naturaleza, toxinas, el estrés,
respuestas inmunológicas y los virus. En relación a los virus se han realizado diferentes estudios
principalmente en animales experimentales sometiendo a los padres, más frecuentemente a las
madres a la acción de estos agresores medioambientales durante la gestación. La mayor parte de
los estudios concluyen que las anomalías observadas en la descendencia se corresponden en el
humano con el segundo trimestre de embarazo de la madre. Los métodos de investigación utilizados
han sido métodos indirectos ya que el cerebro humano no está expuesto a un escrutinio directo
durante la etapa intrauterina lo que ha dejado en una incógnita la confirmación de los posibles
agresores.

No obstante los virus se consideran entre los posibles agresores, los de mayor
probabilidad. En este sentido se han realizado estudios en sueros conservados en refrigeración de
madres gestantes cuyos hijos posteriormente padecieron esquizofrenia. Se han relacionado los
resultados obtenidos con el virus de la influenza. Otros estudios han relacionado una mayor
probabilidad de padecer esquizofrenia en fetos expuestos a epidemias por este virus [118-125]. Los
métodos utilizados han sido indirectos. No se ha comprobado la presencia del virus de la influenza
en los cerebros de los fetos durante la gestación [73]. En los resultados obtenidos por nosotros se
utilizó un método directo de observación a nivel celular. Las partículas virales observadas se
localizaron en forma selectiva en el núcleo de las neuronas [ricas en ácido desoxi-ribonucléico]
donde el virus identificado [VHS1] se replica específicamente, las muestras correspondieron al lóbulo
temporal donde este virus ejerce también una acción selectiva. Las observaciones se hicieron
durante el segundo trimestre de embarazo, que es el período de tiempo donde se considera actúan
los factores medioambientales que agreden el cerebro en el desarrollo de la esquizofrenia. No se
observó infección clínica de la madre durante la gestación. Las partículas observadas presentaron
características de virus incompletos lo que es congruente con la fisiopatología de la enfermedad ­
teoría del neurodesarrollo donde se plantea el daño inicial prenatal y un período de quiescencia
hasta la pubertad donde comienza el cuadro clínico en forma de brotes y remisiones como ocurre en
la expresión clínica del HSV1. Este hecho puede explicarse por un período de latencia del virus que
permanece en forma incompleta en estructuras del sistema nervioso central y que bajo la acción de
estresares ambientales en la pubertad o la adultez temprana comienza un nuevo período de
replicación en estructuras del sistema límbico.

La no presencia del virus en uno de los gemelos estudiados se corresponde con el resto de las investigaciones realizadas por otros autores en
gemelos monocigóticos discordantes donde no solo hay diferencia en la aparición o no de la
enfermedad sino que en los resultados obtenidos mediante diferentes técnicas se observan
diferencias significativas entre el gemelo enfermo y el sano, lo cual se considera una evidencia a
favor de factores medioambientales en la etiología de la enfermedad. En general en la investigación
de la esquizofrenia y específicamente en el estudio de gemelos monocigóticos discordantes la
diferencia de los métodos utilizados se relaciona con el período de tiempo en que se realiza
la investigación y el carácter directo o indirecto del método utilizado. La mayor parte de los estudios en
la esquizofrenia en gemelos monocigóticos discordantes han sido estudios post-natales con métodos
de un poder de resolución limitado. Nuestros estudios fueron pre-natales y con una técnica de alto
poder de resolución que permite hacer observaciones a nivel celular.

Solo con esta técnica es posible visualizar los virus ya que estas estructuras se encuentran a este nivel de resolución.
Debido a que los resultados obtenidos se relacionan con la etiología y fisiopatología de la
esquizofrenia en la etapa prenatal, es por este motivo plausible considerar un estudio de las células
del líquido amniótico mediante técnicas virológicos y ultraestructurales en mujeres embarazadas en
riesgo de tener una descendencia de esquizofrenia [126]. Un trabajo de coordinación con las
Instituciones encargadas, en aquellos casos en que esté indicada la amniocentesis puede ofrecer
posibilidades para este tipo de investigación. De comprobarse la presencia de una infección viral,
puede considerarse la aplicación de un tratamiento antiviral temprano o la interrupción voluntaria
del embarazo previa explicación a la gestante de los riesgos de tener una descendencia que padezca
la enfermedad.


Alteraciones mitocondriales
En los últimos años las mitocondrias han sido objeto de estudio en la esquizofrenia por
diferentes investigadores. Las evidencias acumuladas en la última década sugieren el rol de la
disfunción mitochondrial en la patogénesis de la esquizofrenia, del trastorno bipolar y de otras
enfermedades psiquiátricas [127, 128]; sin embargo no hay estudios de las mitocondrias mediante
técnicas de microscopía electrónica. La mayor parte de los estudios han utilizado métodos indirectos
en la búsqueda de disfunción mitocondrial en la esquizofrenia y los trastornos bipolares. Entre estos
métodos se destaca la cuantificación total del DNA mitocondrial y la depleción normal con resultados
contradictorios [129]. La mayor parte de estos estudios se limitaron a la corteza frontal [130]. En
relación a métodos de análisis directo hay pocas publicaciones. Los únicos estudios de microscopía
electrónica que ofrecieron detalles en la ultraestructura del sistema nervioso en la esquizofrenia
comenzaron en la década del 70. Especialmente en el estudio de embriones de madres
esquizofrénicas casi todos los estudios fueron realizados por investigadores rusos [131, 132]. En
estos estudios destacaron las alteraciones encontradas en cerebros de embriones en diferentes
estadios de evolución, desde 7 hasta 12 semanas. Las características de los cambios celulares en los
cerebros de embriones consistieron en un mayor desarrollo del sistema de membranas.

Las alteraciones mitocondriales fueron muy evidentes con aumento en su número, en su tamaño y con
destrucción de las crestas. Ellos señalaron también la presencia de estructuras laminares que
denominaron "lamelosomas" [133, 134]. Las alteraciones mitocondriales han sido interpretadas
como parte de un proceso general de alteraciones de membrana en la esquizofrenia [135]. Los
lamelosomas y la proliferación de membranas han sido observados en nuestros estudios en adultos
esquizofrénicos, en embriones de pollo inoculados con LCR de pacientes esquizofrénicos y en el
sistema nervioso de fetos de madres esquizofrénicas. El rol fisio-patológico de las alteraciones
mitocondriales en la esquizofrenia pudiera estar relacionado no solo con el proceso oxidativo sino
también con el sistema de conducción celular debido al compromiso de las membranas. La alteración
encontrada en las mitocondrias puede implicar una afectación del metabolismo cerebral, mayor
vulnerabilidad al estrés oxidativo y daño en el desarrollo y crecimiento del cerebro debido al papel
que juega este organelo en la supervivencia neuronal [136], de mayor importancia en la etapa fetal.