SIGNIFICACIÓN FISIOPATOLÓGICA DE LAS CELULAS GLIALES

Psiquiatria.com. 2018 VOL 22

Artículo de revisión

Significación Fisiopatológica De Las Células Gliales
Dr. Alejandro Pérez Méndez. Psiquiatra
CIP 8-163-974
República de Panamá

Resumen
El siguiente artículo representa una revisión, (dentro de la Psiquiatria Molecular) del papel de
los astrocitos en el funcionamiento del Sistema Nervioso Central y la hipótesis fisiopatológicas
actuales. Su objetivo primordial es sentar las bases para un nuevo esquema de tratamiento,
sobre todo para la esquizofrenia.
Palabras clave: Astrocitos.

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INTRODUCCIÓN
La Psiquiatría actual, dentro de lo que llamamos "Psiquiatría Molecular" va encaminada a
explicar la conducta humana y sus trastornos, a través de procesos neurobioquímicos; atrás
queda el "Complejo de Edipo" como generador de problemas de conducta.
El siguiente artículo representa el inicio de los bases fundamentales de la neurobioquímica
de las Funciones Cerebrales Superiores.
Iniciamos con un repaso general de estructura y funcionamiento de la membrana neuronal,
esto se debe a su importante papel en las enfermedades neurodegenerativas. Seguido de las
bases neuroanatómicas y funcionales de las células gliales y en un próximo artículo,
presentaremos la relación entre estas y las enfermedades mentales.
Se avecina un nuevo capítulo de la Salud Mental, que traerá mejores y más eficientes
fármacos. Lo que nos permitirá dar una nueva estocada a los manicomios.

I.- LA MEMBRANA NEURONAL
Esta estructura es una bicapa lipídica, formada por fosfolípidos, que actúa como un esqueleto
o soporte en el cual se insertan numerosas otras estructuras moleculares como canales
iónicos, receptores químicos, transportadores, bombas iónicas, enzimas que generan
segundos mensajeros, proteínas de reconocimiento y de conexión con otras células, proteínas
que sirven de soporte a elementos del citoesqueleto.
La membrana plasmática puede, entonces, además de limitar la estructura de esta célula,
cumplir un amplio rango de funciones. Además de su naturaleza lipídica, la membrana se
caracteriza por estar polarizada eléctricamente ya que su lado interno esta "cubierto" por una
nube de cargas negativas, mientras que su exterior lo está de cargas positivas.

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La membrana separa dos compartimientos: el intraneuronal y el extraneuronal. Su
composición lipídica impide el paso a través de ella de moléculas hidrofilias (solubles en agua)
y/o de aquellas que tengan cargas eléctricas (iones) a través de esa fase. Sin embargo, se
comporta como una membrana semipermeable selectiva frente a algunas substancias. En
efecto, en reposo es permeable al ión potasio y al agua, pero impermeable a otras especies
iónicas como el sodio o el calcio. También es selectivamente permeable a ciertos metabolitos
como la glucosa u a otras moléculas, como los precursores de neurotransmisores.
El paso de iones se hace a través de canales protéicos, que son reguladas por señales químicas
(neurotransmisores, hormonas o drogas) o por cambios en la diferencia de voltaje que
caracteriza a la membrana, la cual es mantenida dentro de rangos muy estrechos por el
trabajo de las bombas iónicas (bomba de Na+-K+ y la bomba de Ca2+).
En base al funcionamiento coordinado de canales y bombas iónicas existe en las membranas
plasmáticas celulares un sistema que regula la excitabilidad neuronal y que le permite
responder en forma casi instantánea a una amplia variedad de estímulos, normales unos
(neurotransmisores, hormonas); perturbadores otros (drogas). Las respuestas que generan
las neuronas frente a estos estímulos son de naturaleza bioeléctricas y están representadas
por potenciales locales, que se propagan. Estos últimos están acoplados, en las neuronas, a
la liberación de neurotransmisores que son las señales a través de las cuales ellas se
comunican con otras células. Pero también las neuronas pueden responder generando
segundos mensajeros, que pueden interactuar entre sí e inducir cambios duraderos en la
conducta neuronal. Este tipo de mecanismo les confiere a las neuronas una alta plasticidad
funcional que es la base de procesos complejos como el aprendizaje y la memoria.
Los elementos constituyentes de la membrana son lípidos, proteínas y carbohidratos, además
de agua e iones metálicos. La proporción en que estos componentes están en la membrana
depende del tipo celular o, incluso, dentro de una misma célula, pueden variar de una a otra
parte de la misma (soma, dendritas, axón). Así, la membrana de la mielina puede contener
tres cuartas partes de su peso en forma de lípidos, mientras que la membrana interna de la
mitocondria puede tener esta misma proporción de proteínas. Por otra parte, no todos los
lípidos integrantes de la membrana son los mismos en cada célula u orgánulo celular.

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Loslípidos, atendiendo a su estructura, se clasifican en fosfolípidos, glucolípidos (tales como,
los esfingolípidos) y esteroles. Indudablemente, las propiedades estructurales y funcionales
de cada membrana dependen, en gran medida, de la proporción en que cada clase de lípido
se encuentre en la misma.

II.- GENERALIDADES DE LAS CELULAS GLIALES
El cerebro humano contiene más de 80 mil millones de neuronas, pero esto solo supone el 15% del
total de células de este órgano, el 85% restante está ocupado por otro tipo de cuerpos microscópicos:
las llamadas células gliales. Las células gliales son compañeras interactivas de la actividad neuronal.
Nuevos hallazgos sobre la neurotransmisión extrasináptica nos ayudan a comprender la
neuromodulación, gracias al funcionamiento de las células gliales.

Se ha visto que, durante el desarrollo del Sistema Nervioso, las células gliales se encuentran implicadas
en la proliferación, migración y diferenciación de precursores neuronales, así como también en la
sinaptogenésis y la mielinización. De igual forma, la glia (astrocitos, oligodendrocitos (de origen
ectodérmico) y microglia (de origen mesodérmico)) forma parte activa en la intensidad o fuerza de la
transmisión sináptica, ayudando a modular el impulso, recaptar neurotransmisores y participan en el
procesamiento de la información al coordinar la actividad entre grupos de neuronas. A la inversa, los
estudios revelan que la actividad de las neuronas es capaz de inducir corrientes en la membrana y/o
señales citosólicas de calcio, potasio y aminoácidos en las células gliales.

Esto nos lleva a reconsiderar la participación de estas, en diferentes desórdenes neurológicos. Por tal
motivo, las células gliales deben ser consideradas como uno de los principales blancos para el
desarrollo de nuevos fármacos, así como métodos de diagnóstico y tratamiento clínico.

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1. FUNCIONES GENERALES DE LAS CÉLULAS GLIALES
1.- Soporte trófico de las neuronas
2.- Control del microambiente neuronal, a través de:
a) La composición iónica y regulación de la homeostasis. Producción de factores
neurotróficos, suministro de oxígeno y nutrientes.
b) Control de los niveles de neurotransmisores, mantenimiento de la capacidad de
señalización de las neuronas y preservación de las sinapsis.
c) Aporte de factores bioquímicos de crecimiento celular.
d) Modulación de los niveles de glutamato extracelular
e) Protección frente al estrés oxidativo, sobre todo a través del glutatión.

2.- TIPOS
2.1.- Astrocitos
Son las células gliales más abundantes y se denominan de esta manera por su forma
estrellada. Los astrocitos protoplasmáticos se encuentran en la sustancia gris de la corteza
cerebral, mientras que los astrocitos fibrosos se encuentran en la sustancia blanca del cerebro
y se encuentra en las células endoteliales del SNC que forman la barrera hematoencefálica.
Funciones Específicas:
·

Soporte estructural

·

Reparación y regeneración

·

Unidad neurovascular

·

Acoplamiento metabólico

·

Participación en la plasticidad

·

Gliotransmisión

·

Función neurotrófica

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·

Separación y aislamiento

·

Modulación y recaptación

·

Mantenimiento del potencial de acción

·

Co-activación de NMDAr

·

Reacción ante la inflamación

·

Regulación del ph extracelular y de los niveles de calcio y potasio

2.2.- Células Ependimarias
Las células ependimales son células especializadas que recubren los ventrículos cerebrales y
el canal central de la médula espinal. Se encuentran dentro del plexo coroideo de las
meninges. Estas células ciliadas rodean los capilares del plexo coroideo y forman líquido
cefalorraquídeo.

Tipos
Células epiteliales coroideas: cubren las superficies de los plexos coroideos. Los costados y las
bases de estas células forman pliegues y cerca de su superficie luminal, las células se
mantienen juntas por las uniones estrechas que las rodean. Estas estrechas uniones impiden
la filtración del líquido cefalorraquídeo hacia los tejidos subyacentes.
Ependimocitos: revisten los ventrículos del encéfalo y el conducto central de la médula
espinal. Están en contacto con el líquido cefalorraquídeo. Sus superficies adyacentes poseen
uniones en hendidura, pero el líquido cefalorraquídeo se comunica libremente con los
espacios intercelulares del sistema nervioso central.
Tanicitos: recubren el suelo del tercer ventrículo por encima de la eminencia media del
hipotalámo. Poseen prolongaciones basales largas que pasan entre las células de la eminencia
media y ubican sus células basales terminales sobre los capilares sanguíneos. Juegan un papel
importante en el transporte de las hormonas en el cerebro.

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Funciones Específicas:
Dan lugar a la capa epitelial que rodea el plexo coroideo en los ventrículos laterales del
hemisferio cerebral. Estas células epiteliales producen principalmente el líquido
cefalorraquídeo.
Las células ependimales tienen cilios y se sitúan frente a la cavidad de los ventrículos. El
movimiento coordinado de estos cilios influye en la dirección del flujo cerebroespinal, la
distribución de neurotransmisores y otros mensajeros para las neuronas.

2.3.- Microglia
Las microglia son células extremadamente pequeñas del sistema nervioso central que
eliminan los desechos celulares y protegen contra microorganismos (bacterias, virus,
parásitos, etc.). Se piensa que la microglia son macrófagos, un tipo de glóbulo blanco que
protege contra la materia extraña. También ayudan a reducir la inflamación mediante la
liberación de citoquinas antiinflamatorias.
Funciones Específicas:
En condiciones normales, el número de células de microglia es pequeño, pero cuando se
produce una lesión o inflamación del tejido nervioso, estas células proliferan rápidamente (al
igual que lo hacen los astrocitos) y migran hacia la zona de la lesión para fagocitar los restos
celulares, fragmentos de mielina o neuronas lesionadas. La microglia actúa como una célula
fagocítica y protege el cerebro de microorganismos invasores.

2.4.- Oligodendrocitos
Los oligodendrocitos son estructuras del sistema nervioso central que envuelven algunos
axones neuronales para formar una capa aislante conocida como vaina de mielina. La vaina
de mielina, compuesta de lípidos y proteínas, funciona como un aislante eléctrico de los
axones y promueve una conducción más eficiente de los impulsos nerviosos.

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Un solo oligodendrocito puede mielinizar diferentes segmentos de un mismo axón o de
axones diferentes (de 20 a 60 axones diferentes). También tiene una función protectora sobre
los axones no mielinizados, ya que los rodea y los mantiene fijos. También están implicados
en el control del ambiente iónico del neuropilo sobre todo en lo que se refiere al transporte
de agua y cloro. Además, se ha demostrado que poseen receptores muscarínicos, receptores
para hormonas tiroideas, receptores nucleares para 3,5,5 tri-iodotironina, receptores de
glutamato de tipo AMPA/KA y receptores para factores de crecimiento derivados de
plaquetas

2.5.- Células de Schawnn
En el sistema nervioso periférico (SNP), las células de Schawnn hacen las mismas funciones
que las diferentes células gliales del SNC. Estas funciones son las siguientes:


Como los astrocitos, se sitúan entre las neuronas.



Como la microglia, fagocitan los restos en el caso de una lesión en los nervios
periféricos.



Como los oligodendrocitos, forman la mielina alrededor de los axones del SNP. Cada
célula de Schawnn forma un único segmento de mielina para un único axón.



Las células de Schwann tienen la capacidad de secretar varios componentes
neurotróficos, entre ellos el "Factor de Crecimiento Nervioso" (FCN), el primer factor
de crecimiento encontrado en el sistema nervioso. Esta molécula sirve para estimular
el crecimiento de las neuronas durante el desarrollo.

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3.- LOS ASTROCITOS
Son las células gliales más numerosas, sobre todo en los organismos más complejos. De origen
ectodérmico, juegan un papel clave en la fisiología sináptica; como el control y regulación de
la eficacia de la comunicación entre las neuronas de manera que contribuyen a los procesos
de transmisión y almacenamiento de información en el cerebro (memoria y aprendizaje).
Contienen una proteína específica en su citoesqueleto denominada proteína glial fibrilar
ácida.
Los astrocitos, y específicamente los astrocitos reactivos, desempeñan funciones esenciales
para el correcto funcionamiento del SNC. Existen numerosas evidencias de que las
alteraciones de la función astrocitaria pueden contribuir al desarrollo, e incluso provocar,
enfermedades del SNC, especialmente neurodegenerativas. Por un lado, la pérdida de
funciones de los astrocitos podría tener efectos negativos; por otro, el exceso de reactividad
astrocitaria podría causar, de modo análogo a la inflamación, efectos perjudiciales en el SNC.
En los astrocitos, procesos glicolíticos proporcionan la energía para la recaptura y conversión
de glutamato en glutamina (a través de la actividad de la enzima glutaminasintetasa), la
glutamina es entonces liberada por los astrocitos y recaptada por la neuronas, donde es
reconvertida en glutamato y en GABA; además están involucrados en el desarrollo y la
remodelación de las conexiones sinápticas, la concentración de neurotransmisores y liberan
lactato, que entra en la neurona para incorporarse al ciclo de ácido tricarboxilico para
producir ATP. Los astrocitos son también importantes en la regulación sináptica de los
NMDAr., pues contiene la enzima serina-racemasa, la cual es responsable de la
transformación de L-serina en D-serina. La D-serina es co-activadora del NMDAr, uniéndose
al sitio de la glicina en el receptor, cuya ocupación es indispensable para que el Glutamato
pueda producir la activación del canal iónico. (La hipótesis del glutamato en la esquizofrenia
indicaría una disminución de la activación de los NMDAr). Además, se encuentran receptores
purinérgicos, serotoninérgicos, colinérgicos, receptores funcionales para neuropéptidos
como la sustancia P y el neuropétido Y.

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Junto con la microglia, sintetizan y liberan muchos factores neurotróficos (factor neurotrófico
cerebral ­GDNF-que aumenta la plasticidad y la eficiencia sináptica y las neurotrofinas 3,4 y
5) y citokinas indispensables para la salud neuronal. Están implicados en las enfermedades
neurodegenerativas, en los procesos inflamatorios y en la regeneración.

3.1.- Funciones Específicas de los Astrocitos
Desarrollo del sistema nervioso y plasticidad sináptica
Los astrocitos son células que desempeñan un papel fundamental en el desarrollo del sistema
nervioso. Los axones en crecimiento son guiados hacia sus blancos, mediante moléculas guía
derivadas de astrocitos, como tenascina C y proteoglicanos. Así mismo, estas células podrían
desarrollar un papel importante en la poda sináptica, mediante las vías fagocíticas. y la
liberación de señales que inducen la expresión de la proteína C1q, iniciadora de la vía clásica
del complemento. Por otro lado, los astrocitos participan activamente en la sinaptogénesis,
tanto durante el desarrollo como tras el padecimiento de lesiones en el Sistema Nervioso
Central. (SNC). El aumento del número de sinapsis es mediado por unas proteínas asociadas
a la matriz, llamadas trombospondinas. Las trombospondinas son una familia de 5 proteínas
homólogas, al menos 4 de las cuales se expresan en los astrocitos durante el desarrollo y tras
daño cerebral, que inducen sinaptogénesis. Las trombospondinas son capaces de inducir la
formación de sinapsis ultraestructuralmente normales, tanto a nivel presináptico, como
postsináptico. Sin embargo, estas sinapsis son silentes y necesitan que los astrocitos secreten
otra proteína, todavía no identificada, que induce respuesta postsináptica a glutamato
(AMPA). Además, el colesterol formando complejos con lipoproteínas con ApoE también
aumenta la función presináptica. La secreción de trombospondinas por astrocitos inmaduros
está mediada por ATP y otros neurotransmisores, lo que sugiere que la actividad neuronal
puede a su vez controlar la capacidad sinaptogénica de los astrocitos. Paradójicamente, el gen
de la trombospondina es uno de los pocos que están mucho más expresados en seres
humanos que en el resto de primates, lo que sugiere que contribuyen a la gran plasticidad
cerebral característica de los humanos.

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Debido a esto y a su papel en la eliminación de sinapsis, se ha propuesto también que los
astrocitos participan en la construcción de nuevos circuitos y en la reconstrucción de los
mismos tras lesión.
Los astrocitos regulan la plasticidad sináptica y se encargan de la eliminación de sinapsis
inoperantes o superfluas y de la formación de nuevos contactos. Algunas células gliales
excretan moléculas que promueven la formación de nuevas conexiones entre las neuronas
mientras que otros rodean y digieren las sinapsis que están siendo poco utilizadas, cambiando
las conexiones cerebrales todos los días, durante toda la vida. Participan también en
funciones cognitivas superiores como el aprendizaje y la memoria. Tras el aprendizaje, se
produce un incremento (up-regulation) de los genes implicados en el acoplamiento entre
astrocitos y neuronas.
Soporte estructural:
Los astrocitos, se encuentran entre las neuronas y proporcionan soporte físico a las neuronas,
meninges y vasos sanguíneos y contribuyen a la adecuada consistencia en el encéfalo.

Reparación y regeneración:
Las células gliales mantienen su capacidad de dividirse a lo largo de la vida. Cuando se produce
una lesión en el SNC, los astrocitos proliferan y emiten numerosas prolongaciones. Los
astrocitos limpian la zona lesionada, ingiriendo y digiriendo los restos de neuronas mediante
fagocitosis. Además, los astrocitos proliferan para "llenar el vacío" dejado por la lesión. Por
otra parte, los astrocitos podrían tener un papel muy importante en la regeneración de las
neuronas debido a que liberan diversos factores de crecimiento. Tras un daño cerebral, los
astrocitos se convierten en reactivos, modifican su morfología y cambian su expresión de
genes. Pueden luchar también contra patógenos, modificando la permeabilidad de la barrera
hematoencefálica y secretar citoquinas que atraen a células inmunitarias desde la circulación
sanguínea para luchar contra el daño cerebral. Los astrocitos son resistentes a la falta de
oxígeno y de glucosa, y pueden aguantar mucho más tiempo vivo que las neuronas tras la
privación de estas moléculas, porque almacenan glucógeno en su interior y pueden obtener

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ATP de forma anaeróbica. Por ello son importantes en condiciones extremas o patológicas.
Cuando se producen traumas o daños en el encéfalo se observa una hipertrofia o hiperplasia
de astrocitos que se denominan gliosis reactiva. Durante esta proliferación se han encontrado
dos tipos de astrocitos con efectos diferentes. Los astrocitos A2 son básicamente reparadores,
mientras que los A1 favorecen la degradación del tejido. Los A2 son importantes para la
formación

de

vasos

sanguíneos

(angiogénesis).

También

en

enfermedades

neurodegenerativas como el Parkinson, Alzheimer y la Corea de Huntington se observa glía
reactiva. Además, debido a su capacidad de división, los astrocitos son responsables de la
generación de los tumores cerebrales denominados gliomas.

Unidad neurovascular:
Los astrocitos envuelven perfectamente los vasos sanguíneos haciendo que todo lo que salga
de la sangre hacia el tejido nervioso tenga que pasar a través de ellos. Así, si llega una
sustancia tóxica, la pararán, evitando que haga daño a las neuronas y asegurando una
correcta homeostasis en el cerebro. También modulan el propio flujo sanguíneo en función
de los niveles de oxígeno y CO2. La glía es imprescindible hasta para respirar. Si tenemos poco
oxígeno y mucho CO2, baja el pH en la sangre. Los astrocitos del bulbo raquídeo, incrementan
su señalización intracelular de calcio y empiezan a secretar ATP. Este, estimula a las neuronas
a su alrededor a disparar, lo que incrementa la respiración, lo que lleva más oxígeno al
cerebro. Si el pH sube en vez de bajar, el ritmo de respiración se hace más lento.

Acoplamiento metabólico:
Los astrocitos son células que también contribuyen al correcto metabolismo del SNC. Esta
función la realizan gracias a los procesos de contacto con los vasos sanguíneos. Dichos
procesos permiten que los astrocitos capten la glucosa de la circulación y proporcionen
metabolitos energéticos a las neuronas. De hecho, múltiples investigaciones han evidenciado
que los astrocitos resultan la principal reserva de gránulo de glucógeno del cerebro. Así
mismo, estos gránulos resultan mucho más abundantes en zonas de alta densidad sináptica

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y, por lo tanto, de mayor gasto energético. Finalmente, también se ha demostrado que los
niveles de glucógeno en astrocitos están determinados por el glutamato y que los metabolitos
de glucosa se transmiten a astrocitos vecinos mediante uniones gap. Los astrocitos tienen
transportadores de glucosa y son las únicas células capaces de almacenar energía en el
cerebro adulto, en forma de glucógeno. Estos depósitos energéticos se movilizan mediante
señales neuroactivas como la noradrenalina y el péptido intestinal vasoactivo. Tras las señales
adecuadas, los astrocitos liberan lactato que es aprovechado por las neuronas. El lactato es
liberado por la glía y entra en las neuronas para incorporarse al TCA (ciclo del ácido
tricarboxílico) para producir ATP a través de fosforilación oxidativa. Además, los procesos
glucolíticos de este azúcar dentro de los astrocitos proporcionan la energía necesaria para la
conversión de glutamato en glutamina y para el mantenimiento del gradiente de sodio, a
través de la actividad ATPasa Sodio/Potasio.
Regulación del flujo sanguíneo
Otra función importante de los astrocitos consiste en regular el flujo sanguíneo que llega al
sistema nervioso. Esta actividad es desempeñada a través del acoplo de los cambios en la
microcirculación cerebral con la actividad neuronal. Las oleadas de calcio en astrocitos se
correlacionan positivamente con incrementos en la micro-circulación vascular. Así mismo, se
han reportado evidencias de que las señales neuronales inducen oleadas de calcio en los
astrocitos que liberan mediadores como la prostaglandina E o el óxido nítrico. Esta función
se realiza ya que los astrocitos poseen dos dominios: un pie vascular y un pie neuronal. La
estrecha unión entre neuronas, astrocitos y vasos sanguíneos se conoce como unión
neurovascular y es uno de los elementos más importantes para garantizar un adecuado
funcionamiento del sistema nervioso.
Gliotransmisión:
Ciertos estudios han evidenciado que los astrocitos participan de forma directa en la
transmisión sináptica mediante la liberación de moléculas sinápticamente activas conocidas
como gliotransmisores. Estas moléculas son liberadas por los astrocitos en respuesta a la
actividad sináptica neuronal, la cual produce la excitación de estas células gliales con oleadas
de calcio. Así mismo, a la vez, estas moléculas dan lugar a la excitabilidad neuronal.
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Los astrocitos presentan numerosos receptores y canales iónicos similares a los de las
neuronas. Pueden también liberar neurotransmisores, eliminarlos de la sinapsis y controlar
cuanto neurotransmisor liberará una neurona en el futuro. En muchas sinapsis
glutamatérgicas, los astrocitos envuelven la hendidura sináptica y comunican con el elemento
presináptico y el postsináptico, en lo que se ha llamado una sinapsis tripartita. Esta
información es procesada por el astrocito, que puede modular la actividad neuronal liberando
gliotransmisores como D-serina, glutamato, ácido gamma-aminobutírico (GABA), trifosfato
de adenosina (ATP) o adenosina. Otra enzima expresada fundamentalmente por astrocitos
es la piruvatocarboxilasa, que proporciona el esqueleto de 4 carbonos necesario para la
síntesis de novo de glutamato y GABA neuronales lo que sugiere que la velocidad a la que los
astrocitos liberan este precursor determina la velocidad a la que las neuronas disparan. Otras
sustancias secretadas por astrocitos que pueden estar implicadas en la función sináptica son
los ácidos grasos poliinsaturados y esteroides como el estradiol, la progesterona y otros
intermediarios y metabolitos que son neuroactivos, y tienen especial afinidad por receptores
GABA Los astrocitos poseen virtualmente todo el sistema de receptores y canales iónicos
encontrados en las neuronas, incluyendo transportadores especiales para la recaptación glial
del glutamato de las sinapsis, proporcionando neuroprotección. Por este mecanismo los
astrocitos reducen los niveles extracelulares de glutamato, que podrían ser potencialmente
tóxicos. Otra función de los astrocitos es la conversión de glutamato en glutamina a través de
la actividad de la enzima glutaminsintetasa. La glutamina es entonces liberada por los
astrocitos y recaptada por las neuronas, donde es reconvertida en glutamato y en GABA para
restaurar el pool de neurotransmisor de las vesículas sinápticas.
Función neurotrófica:
Los astrocitos, junto con la microglia, sintetizan y liberan muchos factores neurotróficos y
citokinas indispensables para la salud neuronal como el factor de crecimiento neural, el factor
neurotrófico cerebral (BDNF), y las neurotrofinas-3, 4 y 5. También liberan específicamente
un factor neurotrófico, (GDNF), el cual tiene un efecto local de aumento de la plasticidad y de
la eficiencia sináptica. Mientras que no es todavía claro en qué grado las neuronas adultas
requieren soporte trófico para su sobrevivencia, se ha sido visto que factores neurotróficos
regulan la función neuronal e inducen brotación y crecimiento de arborizaciones. La retirada
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de estos factores está asociada con vulnerabilidad, daño y muerte celular. Los astrocitos
también producen estrógenos después de una lesión, por la acción de la enzima aromatasa,
la cual regula la producción de estrógeno a partir de precursores y aumenta los niveles locales
del mismo. Como los estrógenos contribuyen para el mantenimiento y recuperación de la
función cerebral normal y promueven la plasticidad sináptica en el cerebro adulto, el déficit
de células gliales podría resultar en afectación de la neuroprotección mediada por el
estrógeno y predisponer a la neurotoxicidad. Los astrocitos también, protegen a las células
del SNC captando glutamato potencialmente excitotóxico, liberando glutatión para
contrarrestar el estrés oxidativo, degradando péptido -amiloide o facilitando la reparación
de la barrera hematoencefálica.
Separación y aislamiento:
Actúan como una barrera entre las neuronas sobre la difusión de diferentes sustancias como
los iones o los neurotransmisores (los astrocitos aíslan las sinapsis impidiendo la dispersión
del neurotransmisor liberado por los botones terminales). Una función muy importante de
los astrocitos está relacionada con la regulación del paso de sustancias del torrente sanguíneo
al parénquima cerebral y viceversa; contribuyen así al establecimiento de la barrera
hematoencefálica, a través de las terminaciones perivasculares de sus prolongaciones
celulares. La barrera hematoencefálica es una estructura vital del sistema nervioso que
permite regular la "entrada" de sustancias al cerebro. Esta barrera está constituida por células
endoteliales que forman estrechas uniones y que se encuentran rodeadas por la lámina basal,
pericitos perivasculares y los terminales de los astrocitos. Así pues, se postula que los
astrocitos podrían desempeñar un papel importante en la formación y la actividad de la
barrera hematoencefálica.
Modulación y la recaptación:
De los neurotransmisores y parcelan la sustancia gris en compartimentos funcionales cuyos
niveles umbrales de activación y las eferencias hacia el exterior son definidas por las células
gliales. La red de microdominios delimitada por los astrocitos regula la actividad neuronal y
el flujo sanguíneo generando una coordinación marcada por la glía.

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Mantenimiento del potencial de acción:
Cuando una neurona genera un impulso eléctrico, recoge iones de sodio (Na+) para volverse
más positivo con el exterior. Este proceso por el cual se manipula las cargas eléctricas del
exterior y del interior de las neuronas produce un estado conocido como despolarización, el
cual hace que nazcan los impulsos eléctricos que recorren la neurona hasta terminar en el
espacio sináptico. Durante su viaje, el medio celular siempre busca el equilibrio en la carga
eléctrica, por lo que va perdiendo en esta ocasión iones de potasio (K+), para igualarse con el
medio extracelular. Además, tiene un papel esencial en la regulación de la concentración del
ión Calcio, fuera de las neuronas. Regulan el ph intracelular, a través de canales de Cloro, la
concentración de electrolitos y regulan el volumen de espacio extracelular del SNC a través
de la ATPasa Na/K.
La transmisión de señales eléctricas en los astrocitos se da gracias a la molécula mensajera
IP3 y el calcio. La IP3 activa los canales de calcio en los orgánulos celulares, liberándolo en el
citoplasma del astrocito. Los iones de calcio así liberados estimulan la producción de más IP3
y el efecto neto es una onda eléctrica que se propaga de astrocito a astrocito. A nivel
extracelular es la liberación de ATP, y la consecuente activación de receptoras purinergicos
de los astrocitos vecinos, la que interviene y media la comunicación.
En el cerebro en desarrollo los factores secretados en la astroglía y en las neuronas quizás
regulen la sinaptogenesis. El péptido VIP puede estimular a los primeros para que genere
factores neurotróficos como el ADNF el cual actúa en la neurona promoviendo una respuesta
de glutamato y un desarrollo morfológico. Se especula con que este factor en el sistema
nervioso de un organismo adulto pueda tener algo que ver con el aprendizaje y procesos
comportamentales. Pues regula las subunidades 2A y 2B de los receptores de NMDA,
implicados en procesos de Potenciación a largo plazo (PLP) entre otras funciones.

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Co-activación de NMDAr:
Los astrocitos son también importantes en la regulación sináptica de los NMDAr. Los
astrocitos de la materia gris cortical contienen la enzima serina-racemasa, la cual es
responsable de la transformación de L-serina en D-serina. La D-serina es co-activadora del
NMDAr, uniéndose al sitio de la glicina en el receptor, cuya ocupación es indispensable para
que el Glu pueda producir la activación del canal iónico. Los astrocitos pueden regular la
actividad del NMDAr a través de la regulación de la cantidad disponible de D-serina. La
importancia de la D-serina es subrayada por su localización en los procesos astrocitarios en
estrecho contacto con la hendidura la sináptica. Adicionalmente, la D-serina tiene más de tres
veces mayor potencia como agonista de la glicina en el NMDAr, sugiriendo su importancia
como ligando endógeno en el sitio de la glicina en el NMDAr. Como solamente los astrocitos
contienen serina-racemasa y como la D-serina está presente en concentraciones similares a
la glicina en el PFC, es casi cierto, el papel crucial de los astrocitos en la activación de los
NMDAr. Hay otras influencias potenciales gliales sobre la activación de los NMDAr. El
quinolato es liberado por las células gliales y es un agonista selectivo del NMDAr, mientras
que, otros dos animoácidos gliales relacionados, pueden influenciar negativamente la
activación de los NMDAr y balancear los efectos agonistas detallados anteriormente.
Primeramente, el N-acetil-aspartil-glutamato, que es un antagonista NMDA y que es
producido por la enzima glial, glutamato-carboxipeptidasa II (Carter y col., 1998). La expresión
regional de este neuropéptido semeja al GLT-I, y puede reflejar un efecto contrabalanceador
funcional. Seguidamente, el kinurenato, un derivado del triptófano que inhibe el sitio de la
glicina en el NMDAr, y que es sintetizado casi exclusivamente por los astrocitos. La regulación
para más o para menos de los niveles del kinurenato cerebral ha sido mostrada y relacionada
a la actividad glutaminérgica.

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Inflamación:
Los astrocitos están implicados en las enfermedades neurodegenerativas, en los procesos
inflamatorios y en la regeneración. En respuesta a una lesión, ellos se activan y aumentan su
número y tamaño y cambian su patrón de expresión genética (Peter y col., 1991) de tal
manera que aumentan grandemente la producción de proteína fibrilar ácida glial (GFAP). La
activación de la glía puede producir efectos benéficos o perjudiciales según las circunstancias.
El aumento de la astrogliosis no es necesariamente un reflejo de procesos
neurodegenerativos, puede ser reflejo de procesos reparativos inespecíficos que requieren
activación glial. Los astrocitos activados también liberan factores neurotróficos en respuesta
a la lesión y estos promueven la reparación y la sobrevivencia neuronal.

Regulación de ritmos circadianos:
Los astrocitos se comunican con las neuronas a través de la adenosina, una sustancia que está
implicada en la homeostasis del sueño y en los efectos cognitivos resultantes de la deprivación
del sueño. En este sentido, la inhibición de la gliotransmisión de los astrocitos resulta uno de
los elementos que previene el déficit cognitivo asociado a la deprivación del sueño.
Metabolismo lipídico y secreción de lipoproteínas
El cerebro es el órgano del cuerpo humano más rico en colesterol. Los niveles de colesterol
están estrechamente regulados entre neuronas y glía, y alteraciones en el metabolismo de
lípidos, especialmente del colesterol, están estrechamente relacionadas con el desarrollo de
enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de
Niemann-Pick tipo C. Las lipoproteínas y el colesterol en SNC no proceden de sangre
periférica, sino que son sintetizados por la glía, fundamentalmente por los astrocitos. La
ApoE es la principal apo del SNC y las lipoproteínas con ApoE glial suministran a las neuronas
colesterol y otras moléculas por medio de receptores de la familia LDL. Estos receptores
actúan no solo internalizando las lipoproteínas, sino también como transductores de señales
ante la unión de sus ligandos. Así, las lipoproteínas con ApoE estimulan el crecimiento axonal
en SNC, y el colesterol unido a lipoproteínas con ApoE participa en la sinaptogénesis. También

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se ha visto que la ApoE media el efecto neuroprotector de los estrógenos en la isquemia global
en un modelo de ratón. Además, la ApoE tiene efectos antiinflamatorios y de protección
frente a la apoptosis. En definitiva, los lípidos producidos por la glía, y más concretamente
por los astrocitos, median funciones esenciales y su alteración podría afectar la homeostasis
del SNC. De hecho, se han descrito alteraciones en la biosíntesis de colesterol cerebral y
reducción de la secreción de lipoproteínas que contienen ApoE en la enfermedad de
Huntington, tanto en seres humanos como en modelos animales. También la relación entre
la enfermedad de Alzheimer y la ApoE ha sido ampliamente estudiada, ya que la herencia del
alelo ??4 de la Apo E es un factor de riesgo para padecer la enfermedad y está relacionado
con una menos efectiva eliminación de A. Así mismo, las alteraciones en el metabolismo de
lípidos, especialmente el colesterol, también se encuentran relacionadas con el desarrollo de
enfermedades neurodegenerativas como la Enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de
Pick.

III.- CELULAS GLIALES Y ENFERMEDAD MENTAL

En la esquizofrenia hay pérdida de neuronas gabaérgicas en el hipocampo, lo que provoca
hiperactividad dopaminérgica. Hay reducción de los receptores muscarínicos y nicotínicos en
los núcleos cuadado, putamen e hipocampo.

Se ha visto:
1.- Alteraciones genéticas variadas han sido observadas en pacientes esquizofrénicos en
genes relacionados a la mielina y a las proteínas de adherencia sináptica producidas por los
oligondendrocitos, que consecuentemente, alterarán la fuerza de la unión sináptica y el
tránsito del impulso eléctrico por las misma. Alteraciones en el tamaño del soma de las
neuronas piramidales y reducción de sus arborizaciones dendríticas en las áreas cerebrales
en que concomitantemente el número de oligodendrocitos está disminuido. Resultados
recientes del grupo también han sugerido que los oligodendrocitos son los responsables del
suministro de energía a los axones, para que éstos logren ejecutar correctamente tareas de
gran complejidad. Estos son más pequeños y producen menos mielina que lo normal; y la
conducción de las señales eléctricas en los nervios era más lenta.
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Se ha venido investigando de qué manera el déficit de aproximadamente diez proteínas
distintas producidas por oligodendrocitos impacta sobre el funcionamiento del cerebro;
particularmente de tres ellas: MBP (myelin basic protein), MOG (myelin oligodendrocyte
glycoprotein) y CNP (2',3'-Cyclic-nucleotide 3'-phosphodiesterase)
2.- Alteraciones de la estructura de las capas corticales, que podrían ser consecuencia de fallas
en la migración neuronal durante el período embrionario debido a defectos en las neuronas
o en la glía radial a nivel de moléculas guías u otras causas entre las cuales se puede contar la
hipótesis viral.

3.- Alteraciones en el número o actividad de los astrocitos que producirían, desde alteraciones
tróficas en las neuronas por deficiencia de soporte metabólico y/o disminución en la
liberación de factores de crecimiento. Alteraciones en los astrocitos, expresadas en la
disminución del tamaño y extensión de los procesos astrocitarios, con la consecuente
disminución del contacto de estos, con los cuerpos neuronales, que obviamente también
acarrearía perturbaciones en el transporte e intercambio de sustancias a través de los mismos
con las neuronas. Aunque muchos factores genéticos contribuyen a la esquizofrenia, se cree
que pequeñas deleciones de una región en el cromosoma 22 plantean un riesgo particular
debido a que varios genes en ese lugar están implicados en el desarrollo y la función de las
neuronas en el cerebro, lo que conduce a la diferenciación anormal de las neuronas y un
desequilibrio entre el número de neuronas y astrocitos en el cerebro. Encontramos que las
células derivadas de pacientes se diferenciaron en un menor número de neuronas y un mayor
número de astrocitos.

4.- Alteraciones de la regulación de los neurotransmisores por deficiencia en la recaptación
y metabolización o de deficiencias en la producción y liberación de co-agonistas de los
NMDAr.

Alteraciones en la transmisión glutamatérgica debido a factores neuronales y/o

gliales que comprometerían los mecanismos de liberación, recaptación y metabolización del
glutamato y el trastorno de producción y liberación de co-activadores del NMDAr (D-serina)
por los astrocitos.

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5.- Un estudio que se dio a conocer en la revista Molecular Neuropsychiatry sugiere que una
parte significativa de las alteraciones en el cerebro que se observan en los portadores de
esquizofrenia puede tener origen en la actuación disfuncional de lo complejo proteico
conocido como espliceosona, que se encuentra directamente implicado en el proceso de
síntesis de las proteínas. En el nivel celular, las proteínas son sintetizadas según un proceso
en lo cual las informaciones del ADN son transcriptas por lo ARN mensajero y posteriormente
sometidas a un trabajo de edición (splicing) por la espliceosona, cuyo rol es unir las partes del
código genético a la molécula precursora, de ese modo dejándola en su formato funcional. El
grupo de Martins-de-Souza realizó un análisis comparativo del tejido cerebral post mortem
de 12 pacientes con esquizofrenia y de ocho personas sin enfermedad mental (el grupo de
control) y detectó una gran cantidad de proteína con la expresión alterada en dos regiones
del cerebro que, de acuerdo con estudios anteriores, están alteradas morfológica y
funcionalmente en portadores de la enfermedad: el lóbulo temporal anterior y el cuerpo
calloso.

6.- La mejor evidencia de la función de genes de desconectividad en la esquizofrenia es la
convergencia de evidencia que implica múltiples genes que regulan no solo la conectividad
neuronal en general, sino también la formación y eliminación de la sinapsis glutamatérgica en
particular. Entre estos se incluye la disbindina, la neuregulina, el ErbB4 y el DISC1, entre otros.
La disbindina, también conocida como proteína 1 de unión a distrobrevina, participa en la
formación de estructuras sinápticas y en la regulación de la actividad del transportador
vesicular de glutamato, vGluT. La neuregulina participa en la migración neuronal, en la génesis
de células gliales y en la consiguiente mielinización de neuronas por glía.
La disbindina, el DISC1 y la neuregulina, los tres afectan a la formación normal de sinapsis.
Todos afectan al número de receptores NMDA al alterar el tráfico de receptores NMDA a la
membrana postsináptica (el enlace del receptor NMDA en esa membrana), y la endocitosis
del receptor NMDA que hace circular los receptores fuera de la membrana para eliminarlos.

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