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Biología celular de las neuronas y la glía 23
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Tabla 2-4 Características morfológicas de las sinapsis
Gray tipo I y tipo II
Sinapsis Gray tipo I
Material denso presente en la membrana postsináptica pero no en la
presináptica (por lo que la sinapsis es visiblemente asimétrica)
Espacio sináptico de 30 nm de ancho
Vesículas sinápticas esféricas y grandes (30-60 nm), con centros claros
Región sináptica de hasta 1 -2 |xm de largo
Sinapsis Gray tipo II
Material denso presente tanto en la membrana presináptica como en la
postsináptica (por lo que la sinapsis parece simétrica)
Espacio sináptico de 20 nm de ancho
Vesículas sinápticas de forma oval, aplanada o pleomórfica (variable)
Región sináptica de menos de 1 |xm de largo
entre células nerviosas y efectoras. Los neurotransmisores se tratarán
al completo en el capítulo 4 y se mencionarán aquí brevemente en
relación a la estructura de una neurona típica.
Algunos neurotransmisores parecen ser, de manera consistente,
excitadores (p. ej., glutamato) o inhibidores (p. ej., GABA), pero
el efecto (excitación o inhibición) de un neurotransmisor sobre
una neurona postsináptica sensible no se debe a ninguna propiedad
inherente de la propia molécula señalizadora. Es más bien la
naturaleza del receptor específico la que dicta la respuesta. Por
ejemplo, las neuronas que responden al neurotransmisor dopamina
pueden expresar cualquiera de dos tipos diferentes de receptores para
dopamina. La unión de la dopamina a uno de ellos, el receptor Di,
provoca la activación de la adenilato ciclasa, mientras que la unión
de la dopamina al otro, el receptor D 2 , provoca la inhibición de la actividad
adenilato ciclasa.
Los neurotransmisores pueden ser aminas biógenas (p. ej., acetilcolina,
dopamina, noradrenalina), aminoácidos (p. ej., glutamato,
GABA), nucleótidos (p. ej., adenosina), neuropéptidos (p. ej., sustancia
P, colecistoquinina, somatostatina), o incluso gases (p. ej., óxido
nítrico, monóxido de carbono). Muchos de estos neurotransmisores se
almacenan y liberan de vesículas sinápticas del terminal axónico como
se ha descrito anteriormente; pero en otros casos (p. ej., óxido nítrico),
la generación y liberación del neurotransmisor no implica a vesículas.
Las aminas biógenas (acetilcolina) y los aminoácidos neurotransmisores
(GABA) son sintetizados en el terminal axónico, aunque las
enzimas necesarias para su síntesis son elaboradas en el soma celular
y enviadas al terminal mediante transporte axónico. El axón carece
de la maquinaria para sintetizar proteínas (o lípidos de membrana)
y por ello debe obtener estos materiales del soma celular. Por tanto,
el transporte axónico es siempre necesario para mantener la función
sináptica.
Trastornos del metabolismo
de los neurotransmisores
Los trastornos del metabolismo de los neurotransmisores son responsables
de una amplia variedad de enfermedades neurológicas y
psiquiátricas, pero su etiología no es bien conocida en muchos casos.
Esta categoría de enfermedades se encuentra bajo intensa investigación,
y se tratarán a continuación cuatro ejemplos brevemente.
La enfermedad de Parkinson afecta a las neuronas que sintetizan
dopamina localizadas en un área del tronco del encéfalo denominada
sustancia negra. Por razones desconocidas, estas células dopaminérgicas
comienzan a morir a un ritmo acelerado. La pérdida de dopamina
provoca un temblor característico y la incapacidad de controlar el
movimiento de forma adecuada. Originalmente, el tratamiento consistía
en la administración de suplementos de L-dopa, un precursor de la
dopamina. Actualmente, el tratamiento se basa en una combinación
de L-dopa con carbidopa, que inhibe la enzima descarboxilasa de
L-aminoácidos aromáticos. Debido a que la carbidopa no puede atravesar
la barrera hematoencefálica (que se definirá más tarde), disminuye
el metabolismo de la L-dopa en los tejidos periféricos, haciendo que
haya más L-dopa disponible en el SNC para la síntesis de dopamina
en las neuronas restantes.
El trastorno bipolar afecta a varios millones de estadounidenses y
parece estar causado por desequilibrios en los sistemas de neurotransmisores
ligados al fosfatidil inositol (FI). El incremento en el recambio
de FI es un cambio bioquímico desencadenado por algunas subcategorías
de receptores para acetilcolina, serotonina, noradrenalina e
histamina. Se cree que un desequilibrio patológico en el recambio de
FI puede provocar modificaciones del estado de ánimo. El fármaco
carbonato de litio estabiliza el recambio de FI, estabilizando, de este
modo, el estado anímico del paciente.
La enfermedad de Alzheimer afecta a más de un millón de estadounidenses.
Aunque la precisión del diagnóstico mediante tests
psicológicos ha mejorado, el diagnóstico definitivo sólo puede realizarse
mediante el examen microscópico post mortem del tejido cerebral.
La enfermedad de Alzheimer se caracteriza por la degeneración de
neuronas en los ganglios basales telencefálicos, la pérdida de sinapsis
en el córtex cerebral y el hipocampo, y la presencia de estructuras
denominadas ovillos neurofibrilares y placas seniles. Las células
corticales en condiciones normales reciben terminales de neuronas
colinérgicas (que liberan acetilcolina) de los ganglios basales telencefálicos.
En la enfermedad de Alzheimer estos terminales se pierden,
y la actividad de la colina acetiltransferasa (enzima responsable de
la síntesis de acetilcolina) en el córtex y el hipocampo de pacientes
afectados es extremadamente baja. Otros sistemas de neurotransmisores,
particularmente neuropéptidos, están también afectados
por esta enfermedad.
En muchos casos de miastenia gravis, el sistema inmunitario del
paciente produce anticuerpos contra el receptor nicotínico de acetilcolina,
un canal modulado por ligando, que se encuentra en la sinapsis
entre las motoneuronas periféricas y las fibras musculares esqueléticas.
La unión de estos anticuerpos al receptor provoca la destrucción
patológica de las uniones neuromusculares, que por su parte causan
la debilidad muscular característica de esta enfermedad.
GLÍA
A diferencia de las neuronas, las células gliales no propagan potenciales
de acción. Más bien proporcionan a las neuronas suporte estructural
y mantienen el microambiente apropiado esencial para la función
neuronal. Adicionalmente, un tipo de célula glial, el astrocito, modula
la actividad sináptica en sus proximidades mediante la liberación de
pequeñas cantidades de neurotransmisores.
La glía constituye la mayoría de las células en el sistema nervioso, y
la función cerebral normal requiere su presencia. Los tipos principales
de células gliales en el SNC (fig. 2-9; tabla 2-5) son los astrocitos
y oligodendrocitos, derivados del neuroectodermo, y la microglia,
derivada del mesodermo. Los tipos celulares análogos en el SNP son
las células satélites, las células de Schwann y los macrófagos.
ASTROCITOS
Los astrocitos se encuentran por todo el SNC. Son células enormemente
ramificadas con prolongaciones que contactan con la mayor parte
de la superficie de las dendritas y somas neuronales, así como con
algunas superficies y sinapsis axónicas. Otras prolongaciones astrocitarias
finalizan en una expansión denominada pie terminal (fig. 2-9). Los
pies astrocitarios se reúnen para perfilar completamente las superficies
de contacto entre el SNC y otros tejidos. La superficie externa del
encéfalo y de la médula espinal, donde se encuentra con la superficie
interna de la piamadre (la más interna de las membranas meníngeas
que envuelven al SNC), está cubierta con un recubrimiento de varias
capas de pies terminales agrupados denominado glía limitante (o
membrana limitante glial). De modo similar, cada vaso sanguíneo del
SNC está revestido por una capa de pies terminales que lo separa
del tejido nervioso.
Como se muestra en la figura 2-9, los astrocitos de la sustancia
gris, denominados astrocitos protoplasmáticos, difieren en forma
de los astrocitos de la sustancia blanca, denominados astrocitos fibrosos
debido a su mayor contenido en filamentos intermedios. Los
astrocitos pueden distinguirse inmunohistoquímicamente (para fines