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35.1C: Glía - Biología

35.1C: Glía - Biología



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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

  • Describir las funciones específicas que desempeñan los siete tipos de glía en el sistema nervioso.

Si bien la glía (o células gliales) a menudo se considera el elenco de soporte del sistema nervioso, la cantidad de células gliales en el cerebro en realidad supera en número a la cantidad de neuronas en un factor de diez. Las neuronas no podrían funcionar sin las funciones vitales que cumplen estas células gliales. La glía guía a las neuronas en desarrollo a sus destinos, amortigua los iones y las sustancias químicas que de otro modo dañarían las neuronas y proporciona vainas de mielina alrededor de los axones. Los científicos han descubierto recientemente que también desempeñan un papel en la respuesta a la actividad nerviosa y en la modulación de la comunicación entre las células nerviosas. Cuando la glía no funciona correctamente, el resultado puede ser desastroso; la mayoría de los tumores cerebrales son causados ​​por mutaciones en la glía.

Tipos de glía

Hay varios tipos diferentes de glía con diferentes funciones. Los astrocitos entran en contacto con los capilares y las neuronas del SNC. Proporcionan nutrientes y otras sustancias a las neuronas, regulan las concentraciones de iones y sustancias químicas en el líquido extracelular y brindan soporte estructural para las sinapsis. Los astrocitos también forman la barrera hematoencefálica: una estructura que bloquea la entrada de sustancias tóxicas al cerebro. Se ha demostrado, a través de experimentos de imágenes de calcio, que se activan en respuesta a la actividad nerviosa, transmiten ondas de calcio entre los astrocitos y modulan la actividad de las sinapsis circundantes. La glía satélite proporciona nutrientes y soporte estructural a las neuronas del SNP. La microglía limpia y degrada las células muertas, protegiendo al cerebro de los microorganismos invasores. Los oligodendrocitos forman vainas de mielina alrededor de los axones en el SNC. Un axón puede ser mielinizado por varios oligodendrocitos; un oligodendrocito puede proporcionar mielina para múltiples neuronas. Esto es distinto del SNP, donde una sola célula de Schwann proporciona mielina para un solo axón, ya que toda la célula de Schwann rodea al axón. La glía radial sirve como puentes para el desarrollo de neuronas a medida que migran a sus destinos finales. Las células ependimarias recubren los ventrículos del cerebro llenos de líquido y el canal central de la médula espinal. Participan en la producción de líquido cefalorraquídeo, que sirve como cojín para el cerebro, mueve el líquido entre la médula espinal y el cerebro y es un componente del plexo coroideo.

Puntos clave

  • La glía guía a las neuronas en desarrollo a sus destinos, amortigua los iones y productos químicos dañinos y construye las vainas de mielina alrededor de los axones.
  • En el SNC, los astrocitos proporcionan nutrientes a las neuronas, dan soporte estructural a las sinapsis y bloquean la entrada de sustancias tóxicas al cerebro; La glía satélite proporciona nutrientes y soporte estructural para las neuronas del SNP.
  • La microglía limpia y degrada las células muertas, protegiendo al cerebro de los microorganismos invasores.
  • Los oligodendrocitos forman vainas de mielina alrededor de los axones en el SNC; La célula de Schwann forma vainas de mielina alrededor de los axones en el SNP.
  • La glía radial sirve como puentes para el desarrollo de neuronas a medida que migran a sus destinos finales.
  • Las células ependimarias recubren los ventrículos llenos de líquido del cerebro y el canal central de la médula espinal que producen líquido cefalorraquídeo.

Términos clave

  • glia satélite: célula glial que proporciona nutrientes a las neuronas del SNP
  • glía radial: célula glial que sirve como puente para el desarrollo de neuronas a medida que se mueven hacia sus destinos finales
  • astrocito: una célula neuroglial, en forma de estrella, en el cerebro

Interacciones glía-neurona en la retina de mamíferos

La retina de los mamíferos ofrece una excelente oportunidad para estudiar las interacciones glía-neurona y las interacciones de la glía con los vasos sanguíneos. En la retina de los mamíferos se encuentran tres tipos principales de células gliales que sirven para mantener la homeostasis retiniana: astrocitos, células de Müller y microglía residente. Las células de Müller, los astrocitos y la microglía no solo brindan soporte estructural, sino que también participan en el metabolismo, la fagocitosis de los desechos neuronales, la liberación de ciertos transmisores y factores tróficos y la captación de K (+). Los astrocitos se encuentran principalmente en la capa de fibras nerviosas y acompañan a los vasos sanguíneos en la capa nuclear interna. De hecho, al igual que las células de Müller, los procesos astrocíticos cubren los vasos sanguíneos que forman la barrera sanguínea de la retina y cumplen un papel importante en la homeostasis iónica. Entre otras actividades, la microglía puede estimularse para que cumpla una función de macrófago, así como para interactuar con otras células gliales y neuronas secretando factores de crecimiento. Esta revisión resume las principales relaciones funcionales entre las células gliales de la retina y las neuronas, presentando una imagen general de la retina modificada recientemente en base a observaciones experimentales. Por ejemplo, se discute la participación preferencial de las distintas células de la glía en términos de la actividad en la retina, mientras que las células de Müller pueden servir como progenitoras de las neuronas de la retina, los astrocitos y la microglía son responsables de la poda sináptica. Dado que los diferentes tipos de glía participan juntos en ciertas actividades en la retina, es imperativo explorar el orden de redundancia y explorar la heterogeneidad entre estas células. Estudios recientes revelaron la asociación de la heterogeneidad de las células gliales con funciones específicas. Finalmente, también se explorarán los efectos neuroprotectores de la glía sobre los fotorreceptores y las células ganglionares en condiciones normales y adversas.

Palabras clave: Astrocitos Matriz extracelular Glaucoma Células gliales Integrinas Macrófagos Microglia Müller glia Neuronas Neuroprotección Neurotrofinas Fotorreceptores Plasticidad Retina Células ganglionares de la retina Retinitis pigmentosa.

Copyright © 2015 Los Autores. Publicado por Elsevier Ltd .. Todos los derechos reservados.


Los científicos descubren dos nuevos tipos de células gliales en el cerebro de un ratón

Los dos tipos novedosos de células neurogliales & # 8212 generalmente denominadas simplemente células gliales o glía & # 8212 pueden desempeñar un papel importante en la plasticidad y reparación del cerebro, según una nueva investigación dirigida por la Universidad de Basilea.

Una célula de la glía de nuevo tipo (verde), que surge de las células madre adultas en el cerebro, entra en contacto con las células nerviosas (magenta). Crédito de la imagen: Biozentrum, Universidad de Basilea.

Las células madre neurales en el cerebro de un ratón adulto pueden generar neuronas y glía.

La ubicación exacta de cada célula madre puede determinar qué tipo de neuronas genera.

En el nuevo estudio, la profesora Fiona Doetsch de la Universidad de Basilea y sus colegas se centraron en las células madre de la zona ventricular-subventricular del cerebro de un ratón adulto.

En esta región, muchas de las células madre se encuentran en un estado inactivo, detectando señales en el entorno que las estimulan a despertar y transformarse en nuevas células nerviosas.

Los investigadores pudieron identificar una señal molecular que despertó a las células madre de su estado inactivo, lo que les permitió descubrir múltiples dominios que dan lugar a células gliales en este depósito de células madre.

"Encontramos un interruptor de activación para las células madre inactivas", dijo el profesor Doetsch.

"Es un receptor que mantiene las células madre en su estado de reposo".

"Pudimos apagar este interruptor y así activar las células madre".

Los científicos también pudieron visualizar el desarrollo de las células madre en diferentes células gliales en áreas específicas del nicho de células madre.

“Algunas de las células madre no se convirtieron en neuronas, sino en dos tipos diferentes de células gliales”, dijo el profesor Doetsch.

"Esta región del cerebro estudiada es, por tanto, un lugar de nacimiento para diferentes tipos de células gliales, así como su papel como caldo de cultivo para las neuronas".

"Lo que fue muy inesperado fue que se encontró un tipo de células gliales adheridas a la superficie de la pared del ventrículo cerebral, en lugar de en el tejido cerebral".

"Estas células están continuamente bañadas por líquido cefalorraquídeo e interactúan con axones de otras áreas del cerebro y, por lo tanto, están preparadas para detectar e integrar múltiples señales de largo alcance".

Los autores también encontraron que ambos tipos de células gliales se activaron en un modelo de desmielinización.

Pueden ser una fuente de células para su reparación en enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis múltiple o después de una lesión.

Ahora planean rastrear estos nuevos tipos de células gliales e investigar sus roles en la función normal del cerebro y cómo responden en diferentes contextos fisiológicos.

"Esto proporcionará pistas importantes para comprender la plasticidad cerebral y cómo se produce la renovación y reparación del tejido neural", dijeron.


Neuronas, glía, matriz extracelular y unidad neurovascular: un enfoque de biología de sistemas para la complejidad de la plasticidad sináptica en la salud y la enfermedad

La hendidura sináptica ha sido ampliamente investigada en las últimas décadas, dando lugar a un modelo novedoso y fascinante de las modificaciones funcionales y estructurales relacionadas con la transmisión sináptica y el procesamiento cerebral. El modelo neurocéntrico clásico que abarca las terminales neuronales presinápticas y postsinápticas explica en parte las modificaciones plásticas afinadas en circunstancias tanto patológicas como fisiológicas. La evidencia experimental reciente ha agregado indiscutiblemente oligodendrocitos, astrocitos y microglía como elementos fundamentales para la formación y remodelación de sinapsis (sinapsis tripartita) tanto en el cerebro en desarrollo como en el adulto. Además, la plasticidad sináptica y su contraparte patológica (plasticidad desadaptativa) han mostrado una conexión profunda con otros elementos moleculares de la matriz extracelular (MEC), una vez considerada como un mero andamio estructural extracelular junto con el pegamento celular (es decir, la glía). El ECM agrega otro nivel de complejidad al modelo moderno de la sinapsis, particularmente, para la plasticidad a largo plazo y el mantenimiento del circuito. Este modelo, llamado sinapsis tetrapartita, se puede implementar aún más al incluir la unidad neurovascular (NVU) y el sistema inmunológico. Aunque hasta ahora se consideraba que estaban estrechamente separados de la plasticidad del sistema nervioso central (SNC), al menos en condiciones fisiológicas, la evidencia reciente respaldaba estos elementos como actores estructurales y primordiales en la plasticidad sináptica. Este escenario es, hasta donde han demostrado las especulaciones y la evidencia, un modelo consistente para la plasticidad tanto adaptativa como desadaptativa. Sin embargo, todavía falta una comprensión completa de los procesos cerebrales y la complejidad de los circuitos. Aquí proponemos que una mejor interpretación de la complejidad del SNC puede ser otorgada por un enfoque de biología de sistemas a través de la construcción de modelos moleculares predictivos que permitan iluminar la lógica reguladora de las complejas redes moleculares que subyacen a la función cerebral en la salud y la enfermedad, abriendo así el camino. a tratamientos más efectivos.

Palabras clave: glía, sinapsis tripartita, plasticidad sináptica, unidad neurovascular, biología de sistemas.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declararon no tener conflicto de intereses.

Cifras

Representación esquemática del sináptico ...

Representación esquemática de la hendidura sináptica. Los principales componentes celulares y extracelulares implicados ...

Elementos celulares en el sináptico ...

Elementos celulares en la hendidura sináptica. La representación esquemática de una sinapsis glutamatérgica ...


35 - COMPLEJO DE GOLGI Y ANTICUERPOS DE ENDOSOMAS

El complejo de Golgi y los endosomas son orgánulos citoplasmáticos implicados en la modificación, procesamiento y transporte postraduccionales de la superficie celular y macromoléculas intracelulares. Los autoantígenos en el complejo de Golgi incluyen giantin / macrogolgin, golgin-245, golgin-160, golgin-97, golgin-95 / gm130 y golgin-67. Los autoantígenos del endosoma incluyen el antígeno del endosoma temprano 1 (EEA1, 162 kDa), la proteína enlazadora citoplasmática 170 (CLIP-170, 170 kDa), el ácido lisobisfosfatídico (LBPA) y la proteína de interacción con el receptor de glutamato (GRIP), la proteína 1 asociada con el receptor de glutamato (GRASP). 1). Es interesante que todos los autoantígenos del complejo de Golgi y del endosoma, con la excepción de LBPA, son proteínas en espiral. No se conoce la importancia de esta observación, excepto para señalar que los autoanticuerpos contra estos autoantígenos ricos en espirales en espiral son generalmente muy específicos para cada autoantígeno individual y no reaccionan de forma cruzada con otros. Un diagnóstico clínico común de los pacientes con anticuerpos anti-Golgi es el síndrome de Sjögren & # x27s, aunque se observan en una variedad de enfermedades reumáticas sistémicas y otras afecciones. Se observaron anticuerpos contra EEA1 en una variedad de afecciones, incluidos pacientes con una enfermedad neurológica.


35.1 Neuronas y células gliales

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Enumerar y describir las funciones de los componentes estructurales de una neurona.
  • Enumere y describa los cuatro tipos principales de neuronas.
  • Comparar las funciones de diferentes tipos de células gliales.

Los sistemas nerviosos en todo el reino animal varían en estructura y complejidad, como lo ilustra la variedad de animales que se muestran en la Figura 35.2. Algunos organismos, como las esponjas marinas, carecen de un verdadero sistema nervioso. Otras, como las medusas, carecen de un cerebro verdadero y, en cambio, tienen un sistema de células nerviosas (neuronas) separadas pero conectadas llamado "red nerviosa". Los equinodermos, como las estrellas de mar, tienen células nerviosas agrupadas en fibras llamadas nervios. Los gusanos planos del filo Platyhelminthes tienen un sistema nervioso central (SNC), formado por un pequeño "cerebro" y dos cordones nerviosos, y un sistema nervioso periférico (SNP) que contiene un sistema de nervios que se extiende por todo el cuerpo. El sistema nervioso de los insectos es más complejo pero también bastante descentralizado. Contiene un cerebro, un cordón nervioso ventral y ganglios (grupos de neuronas conectadas). Estos ganglios pueden controlar movimientos y comportamientos sin intervención del cerebro. Los pulpos pueden tener el más complicado de los sistemas nerviosos invertebrados: tienen neuronas que están organizadas en lóbulos especializados y ojos que son estructuralmente similares a las especies de vertebrados.

En comparación con los invertebrados, los sistemas nerviosos de los vertebrados son más complejos, centralizados y especializados. Si bien existe una gran diversidad entre los diferentes sistemas nerviosos de los vertebrados, todos comparten una estructura básica: un SNC que contiene un cerebro y médula espinal y un SNP formado por nervios sensoriales y motores periféricos. Una diferencia interesante entre los sistemas nerviosos de los invertebrados y los vertebrados es que los cordones nerviosos de muchos invertebrados se ubican ventralmente, mientras que la médula espinal de los vertebrados se ubica dorsalmente. Existe un debate entre los biólogos evolutivos sobre si estos diferentes planes del sistema nervioso evolucionaron por separado o si la disposición del plan del cuerpo de los invertebrados de alguna manera "cambió" durante la evolución de los vertebrados.

Enlace al aprendizaje

Mire este video del biólogo Mark Kirschner discutiendo el fenómeno de “volteo” de la evolución de los vertebrados.

El sistema nervioso está formado por neuronas, células especializadas que pueden recibir y transmitir señales químicas o eléctricas, y glía, células que brindan funciones de apoyo a las neuronas al desempeñar una función de procesamiento de información que es complementaria a las neuronas. Una neurona se puede comparar con un cable eléctrico: transmite una señal de un lugar a otro. Glia se puede comparar con los trabajadores de la compañía eléctrica que se aseguran de que los cables vayan a los lugares correctos, mantengan los cables y retiren los cables rotos. Aunque la glía se ha comparado con los trabajadores, la evidencia reciente sugiere que también usurpa algunas de las funciones de señalización de las neuronas.

Existe una gran diversidad en los tipos de neuronas y glía que están presentes en diferentes partes del sistema nervioso. Hay cuatro tipos principales de neuronas y comparten varios componentes celulares importantes.

Neuronas

El sistema nervioso de la mosca de laboratorio común, Drosophila melanogaster, contiene alrededor de 100.000 neuronas, el mismo número que una langosta. Este número se compara con 75 millones en el ratón y 300 millones en el pulpo. Un cerebro humano contiene alrededor de 86 mil millones de neuronas. A pesar de estos números tan diferentes, el sistema nervioso de estos animales controla muchos de los mismos comportamientos, desde reflejos básicos hasta comportamientos más complicados como encontrar comida y cortejar compañeros. La capacidad de las neuronas para comunicarse entre sí, así como con otros tipos de células, es la base de todos estos comportamientos.

La mayoría de las neuronas comparten los mismos componentes celulares. Pero las neuronas también son altamente especializadas: diferentes tipos de neuronas tienen diferentes tamaños y formas que se relacionan con sus roles funcionales.

Partes de una neurona

Como otras células, cada neurona tiene un cuerpo celular (o soma) que contiene un núcleo, un retículo endoplásmico liso y rugoso, un aparato de Golgi, mitocondrias y otros componentes celulares. Las neuronas también contienen estructuras únicas, ilustradas en la figura 35.3, para recibir y enviar las señales eléctricas que hacen posible la comunicación neuronal. Las dendritas son estructuras en forma de árbol que se extienden desde el cuerpo celular para recibir mensajes de otras neuronas en uniones especializadas llamadas sinapsis. Aunque algunas neuronas no tienen dendritas, algunos tipos de neuronas tienen múltiples dendritas. Las dendritas pueden tener pequeñas protuberancias llamadas espinas dendríticas, que aumentan aún más el área de superficie para posibles conexiones sinápticas.

Una vez que la dendrita recibe una señal, viaja pasivamente al cuerpo celular. El cuerpo celular contiene una estructura especializada, el montículo axónico que integra señales de múltiples sinapsis y sirve como unión entre el cuerpo celular y un axón. Un axón es una estructura en forma de tubo que propaga la señal integrada a terminaciones especializadas llamadas terminales de axón. Estos terminales, a su vez, hacen sinapsis con otras neuronas, músculos u órganos diana. Los productos químicos liberados en los terminales de los axones permiten que las señales se comuniquen a estas otras células. Las neuronas suelen tener uno o dos axones, pero algunas neuronas, como las células amacrinas de la retina, no contienen ningún axón. Algunos axones están cubiertos con mielina, que actúa como aislante para minimizar la disipación de la señal eléctrica a medida que viaja por el axón, lo que aumenta en gran medida la velocidad de conducción. Este aislamiento es importante ya que el axón de una neurona motora humana puede tener una longitud de hasta un metro, desde la base de la columna hasta los dedos de los pies. La vaina de mielina en realidad no es parte de la neurona. La mielina es producida por células gliales. A lo largo del axón hay huecos periódicos en la vaina de mielina. Estos espacios se denominan nodos de Ranvier y son sitios donde la señal se "recarga" a medida que viaja a lo largo del axón.

Es importante señalar que una sola neurona no actúa sola; la comunicación neuronal depende de las conexiones que las neuronas establecen entre sí (así como con otras células, como las células musculares). Las dendritas de una sola neurona pueden recibir contacto sináptico de muchas otras neuronas. Por ejemplo, se cree que las dendritas de una célula de Purkinje en el cerebelo reciben contacto de hasta 200.000 otras neuronas.

Conexión visual

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. El soma es el cuerpo celular de una célula nerviosa.
  2. La vaina de mielina proporciona una capa aislante a las dendritas.
  3. Los axones llevan la señal del soma al objetivo.
  4. Las dendritas llevan la señal al soma.

Tipos de neuronas

Existen diferentes tipos de neuronas y el papel funcional de una neurona determinada depende íntimamente de su estructura. Existe una asombrosa diversidad de formas y tamaños de neuronas que se encuentran en diferentes partes del sistema nervioso (y entre especies), como lo ilustran las neuronas que se muestran en la figura 35.4.

Si bien hay muchos subtipos de células neuronales definidos, las neuronas se dividen ampliamente en cuatro tipos básicos: unipolar, bipolar, multipolar y pseudounipolar. La figura 35.5 ilustra estos cuatro tipos básicos de neuronas. Las neuronas unipolares tienen una sola estructura que se extiende fuera del soma. Estas neuronas no se encuentran en los vertebrados, pero se encuentran en los insectos donde estimulan los músculos o las glándulas. Una neurona bipolar tiene un axón y una dendrita que se extienden desde el soma. Un ejemplo de neurona bipolar es una célula bipolar de la retina, que recibe señales de las células fotorreceptoras que son sensibles a la luz y las transmite a las células ganglionares que llevan la señal al cerebro. Las neuronas multipolares son el tipo de neurona más común. Cada neurona multipolar contiene un axón y múltiples dendritas. Las neuronas multipolares se pueden encontrar en el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal). Un ejemplo de neurona multipolar es una célula de Purkinje en el cerebelo, que tiene muchas dendritas ramificadas pero solo un axón. Las células pseudounipolares comparten características con las células unipolares y bipolares. Una célula pseudounipolar tiene un solo proceso que se extiende desde el soma, como una célula unipolar, pero este proceso luego se ramifica en dos estructuras distintas, como una célula bipolar. La mayoría de las neuronas sensoriales son pseudounipolares y tienen un axón que se ramifica en dos extensiones: una conectada a las dendritas que reciben información sensorial y otra que transmite esta información a la médula espinal.

Conexión diaria

Neurogénesis

En un momento, los científicos creían que las personas nacían con todas las neuronas que tendrían. Las investigaciones realizadas durante las últimas décadas indican que la neurogénesis, el nacimiento de nuevas neuronas, continúa hasta la edad adulta. La neurogénesis se descubrió por primera vez en pájaros cantores que producen nuevas neuronas mientras aprenden canciones. Para los mamíferos, las nuevas neuronas también juegan un papel importante en el aprendizaje: cada día se desarrollan alrededor de 1000 nuevas neuronas en el hipocampo (una estructura del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria). Si bien la mayoría de las nuevas neuronas morirán, los investigadores encontraron que un aumento en la cantidad de nuevas neuronas supervivientes en el hipocampo se correlacionaba con lo bien que las ratas aprendían una nueva tarea. Curiosamente, tanto el ejercicio como algunos medicamentos antidepresivos también promueven la neurogénesis en el hipocampo. El estrés tiene el efecto contrario. Si bien la neurogénesis es bastante limitada en comparación con la regeneración en otros tejidos, la investigación en esta área puede conducir a nuevos tratamientos para trastornos como el Alzheimer, el accidente cerebrovascular y la epilepsia.

¿Cómo identifican los científicos nuevas neuronas? Un investigador puede inyectar un compuesto llamado bromodesoxiuridina (BrdU) en el cerebro de un animal. Si bien todas las células estarán expuestas a BrdU, BrdU solo se incorporará al ADN de las células recién generadas que se encuentran en la fase S. Se puede usar una técnica llamada inmunohistoquímica para unir una etiqueta fluorescente a la BrdU incorporada, y un investigador puede usar microscopía fluorescente para visualizar la presencia de BrdU y, por lo tanto, nuevas neuronas en el tejido cerebral. La figura 35.6 es una micrografía que muestra neuronas marcadas con fluorescencia en el hipocampo de una rata.

Enlace al aprendizaje

Este sitio contiene más información sobre la neurogénesis, incluida una simulación de laboratorio interactiva y un video que explica cómo BrdU etiqueta nuevas células.

Si bien a menudo se piensa que la glía es el molde de apoyo del sistema nervioso, la cantidad de células gliales en el cerebro en realidad supera en número a la cantidad de neuronas en un factor de diez. Las neuronas no podrían funcionar sin las funciones vitales que cumplen estas células gliales. La glía guía a las neuronas en desarrollo a sus destinos, amortigua los iones y las sustancias químicas que de otro modo dañarían las neuronas y proporciona vainas de mielina alrededor de los axones. Los científicos han descubierto recientemente que también desempeñan un papel en la respuesta a la actividad nerviosa y en la modulación de la comunicación entre las células nerviosas. Cuando la glía no funciona correctamente, el resultado puede ser desastroso: la mayoría de los tumores cerebrales son causados ​​por mutaciones en la glía.

Tipos de glía

Hay varios tipos diferentes de glía con diferentes funciones, dos de las cuales se muestran en la figura 35.7. Los astrocitos, que se muestran en la figura 35.8a, hacen contacto con los capilares y las neuronas del SNC. Proporcionan nutrientes y otras sustancias a las neuronas, regulan las concentraciones de iones y sustancias químicas en el líquido extracelular y brindan soporte estructural para las sinapsis. Los astrocitos también forman la barrera hematoencefálica, una estructura que bloquea la entrada de sustancias tóxicas al cerebro. Se ha demostrado a través de experimentos de imágenes de calcio que los astrocitos, en particular, se activan en respuesta a la actividad nerviosa, transmiten ondas de calcio entre los astrocitos y modulan la actividad de las sinapsis circundantes. La glía satélite proporciona nutrientes y soporte estructural a las neuronas del SNP. La microglía limpia y degrada las células muertas y protege el cerebro de los microorganismos invasores. Los oligodendrocitos, que se muestran en la figura 35.8b, forman vainas de mielina alrededor de los axones en el SNC. Un axón puede ser mielinizado por varios oligodendrocitos y un oligodendrocito puede proporcionar mielina para múltiples neuronas. Esto es distinto del SNP, donde una sola célula de Schwann proporciona mielina para un solo axón, ya que toda la célula de Schwann rodea al axón. La glía radial sirve como andamiaje para el desarrollo de neuronas a medida que migran a sus destinos finales. Las células ependimarias recubren los ventrículos del cerebro llenos de líquido y el canal central de la médula espinal. Participan en la producción de líquido cefalorraquídeo, que sirve como cojín para el cerebro, mueve el líquido entre la médula espinal y el cerebro y es un componente del plexo coroideo.


Neurogénesis

En un momento, los científicos creían que las personas nacían con todas las neuronas que tendrían. Las investigaciones realizadas durante las últimas décadas indican que la neurogénesis, el nacimiento de nuevas neuronas, continúa hasta la edad adulta. La neurogénesis se descubrió por primera vez en pájaros cantores que producen nuevas neuronas mientras aprenden canciones. Para los mamíferos, las nuevas neuronas también juegan un papel importante en el aprendizaje: cada día se desarrollan alrededor de 1000 nuevas neuronas en el hipocampo (una estructura del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria). Si bien la mayoría de las nuevas neuronas morirán, los investigadores encontraron que un aumento en la cantidad de nuevas neuronas supervivientes en el hipocampo se correlacionaba con lo bien que las ratas aprendían una nueva tarea. Curiosamente, tanto el ejercicio como algunos medicamentos antidepresivos también promueven la neurogénesis en el hipocampo. El estrés tiene el efecto contrario. Si bien la neurogénesis es bastante limitada en comparación con la regeneración en otros tejidos, la investigación en esta área puede conducir a nuevos tratamientos para trastornos como el Alzheimer, el accidente cerebrovascular y la epilepsia.

¿Cómo identifican los científicos nuevas neuronas? Un investigador puede inyectar un compuesto llamado bromodesoxiuridina (BrdU) en el cerebro de un animal. Si bien todas las células estarán expuestas a BrdU, BrdU solo se incorporará al ADN de las células recién generadas que se encuentran en la fase S. Se puede usar una técnica llamada inmunohistoquímica para unir una etiqueta fluorescente a la BrdU incorporada, y un investigador puede usar microscopía fluorescente para visualizar la presencia de BrdU y, por lo tanto, nuevas neuronas en el tejido cerebral. La figura 16.6 es una micrografía que muestra neuronas marcadas con fluorescencia en el hipocampo de una rata.

Figura 16.6. Esta micrografía muestra nuevas neuronas marcadas con fluorescencia en un hipocampo de rata. Las células que se están dividiendo activamente tienen bromodoxiuridina (BrdU) incorporada en su ADN y están etiquetadas en rojo. Las células que expresan la proteína ácida fibrilar glial (GFAP) están marcadas en verde. Los astrocitos, pero no las neuronas, expresan GFAP. Por lo tanto, las células que están marcadas con rojo y verde son astrocitos en división activa, mientras que las células marcadas con rojo solo son neuronas en división activa. (crédito: modificación del trabajo de la Dra. Maryam Faiz, et. al., datos de barra de escala de la Universidad de Barcelona de Matt Russell)