La teoria más aceptada es la que propone un linaje diferente para astrocitos tipo 1 y astrocitos tipo 2, mientras que los oligodendrocitos compartirían la misma célula precursora con los astrocitos tipo 2 (Raff, 1989a). Para demostrarlo se ha empleado una suspensión de células procedentes de nervio óptico de embriones de rata; se marcaron las células con los anticuerpos Ran-2 y A2B5 y se mantuvieron en cultivo. Tras varios días en cultivo, las células Ran-2 positivas sólo dieron lugar a astrocitos tipo 1 y las células A2B5 positivas a astrocitos tipo 2. Para corroborar el distinto linaje de los astrocitos tipo 1 y 2, trataron la suspensión del nervio óptico con A2B5 más complemento, con objeto de destruir las células progenitoras A2B5 positivas, en el cultivo posterior sólo aparecieron astrocitos tipo 1 (Raff, 1983b; Raff, 1984).
Dependiendo de las condiciones del cultivo, las células A2B5 modifican su diferenciación, de manera que, cuando el medio contiene suero fetal al 10%, la mayoría se diferencia en astrocitos tipo 2. Sin embargo, cuando se cultivan en medio sin suero dan lugar a oligodendrocitos (Raff, 1983a; Williams, 1992.). Por tanto, se ha denominado a estas células progenitoras bipotenciales (O-2A), por su capacidad de generar oligodendrocitos o astrocitos tipo 2. De todas maneras, el desarrollo de los astrocitos tipo 2 depende en gran medida de señales de naturaleza protéica producidas en los astrocitos tipo 1 (Lillien, 1990a; Lillien, 1990b).
Estudios inmunocitoquímicos han puesto de manifiesto que en la rata los astrocitos tipo 1 comienzan a aparecer en el día 16 de gestación, los oligodendrocitos sólo son detectados después del nacimiento y, por último, los astrocitos tipo 2 aparecen durante la primera semana de vida postnatal (Abney, 1981; Williams, 1985; Williams, 1992).
Células de la glía o neuroglia
Son células que sirven como elemento de soporte tanto físico como metabólico para las neuronas. También tienen una gran importancia en el desarrollo y en los procesos de regeneración del sistema nervioso. Aunque originalmente se les adjudicó un papel meramente pasivo de armazón, las funciones de la glía han ido creciendo en importancia a lo largo de los últimos años, descubriéndose así que el correcto funcionamiento de la “parte noble” del sistema nervioso que son las neuronas reposa en buena medida en esta segunda línea de células.
En general, son células pequeñas de prolongaciones cortas y ramificadas, y existen varios tipos:
- Astrocitos. Muy frecuentes en el sistema nervioso central, presentan gran número de prolongaciones ramificadas que envuelven tanto los somas como las dendritas neuronales. Mediante estas ramificaciones forman los pies perivasculares alrededor de los capilares, formando parte de la barrera hemato-encefálica que limita el paso de sustancias hasta las neuronas; de este modo controlan el medio ambiente de la neurona. Así, por ejemplo, pueden captar K+ y regular su concentración extracelular.
- Oligodendrocitos. Forman la vaina de mielina en el sistema nervioso central y sirven para mantener unidas las fibras nerviosas.
- Células de Schwann. Forman la vaina de mielina en el sistema nervioso periférico y son el equivalente de los oligodendrocitos del sistema nervioso central. Cuando se sitúan sobre los somas neuronales se las denomina células satélite.
- Microglia. Son células pequeñas y escasas con funciones defensivas, al aparecer un daño tisular nervioso, se convierten en grandes macrófagos.
- Ependimocitos o células ependimarias. Son células, algunas ciliadas, de un epitelio cúbico simple, que tapizan las cavidades llenas de líquido cefalorraquídeo del sistema nervioso central.
6.4.1.1 Funciones de las células de la glía
- Son elementos de soporte, que sirven también para separar e incluso aislar grupos de neuronas.
- Dos tipos de células gliales sirven para formar la vaina de mielina.
- Algunas actúan como basureros, recogiendo restos tras una lesión o muerte celular.
- Tamponan y mantienen la concentración de potasio extracelular, algunas captan y retiran neurotransmisores en las sinapsis.
- Durante el desarrollo ciertas células gliales guían la migración de las neuronas y dirigen el crecimiento de los axones.
- Ciertos tipos de células gliales participan en la construcción de la barrera hematoencefálica que previene la entrada de tóxicos de la sangre al encéfalo.
- Algunas células gliales pueden participar en la nutrición de las neuronas.
Desarrollo y linaje de las líneas de células clonales
Las líneas de células inmortalizadas sirven como sistemas de modelo para el estudio del desarrollo neural y restauración de las funciones en modelos de enfermedades neurológicas. Recientemente, mediante técnicas de ingeniería genética se han producido líneas celulares con características específicas gracias a la inserción de genes en una célula inmortal preexistente o mediante la inmortalización de células primarias. Las líneas de células de neuroblastoma y glioma, obtenidas originariamente a partir de células tumorales únicas, suponen una oportunidad especial para investigar las diferencias que existen entra las neuronas y la glía. Las ventajas especiales se refieren a la producción de grandes poblaciones homogéneas de estas células mediante clonación, que pueden cultivarse en condiciones controlables y manipulables (Geller, 1991a). Estas líneas celulares comprenden diversos clonos celulares neuronales tales como la línea C1300, células glíales centrales de las cuales destacamos los astrocitomas C6 y CHB (McMorris, 1973) o células glíales periféricas como, por ejemplo, las líneas tumorales de células de Schwann, RN-2 (Pfeiffer, 1972). Las dos líneas de células clonales, neuroblastoma C1300 y glioma C6, producen un amplio rango de proteínas específicas distintas, lo que destaca su naturaleza esencialmente diferente.
La superficie celular o membrana, que limita la neurona, reviste una especial importancia por su papel en la inclinación y la transmisión de los impulsos nerviosos. El plasmalema o membrana plasmática es una doble capa de moléculas de fosfolípidos que tiene cadenas de hidrocarburos hidrofóbicos orientados directamente hacia el aspecto medial de la membrana. Dentro de esta estructura se encuentran moléculas de proteínas, de las cuales algunas pasan a través de todo el espesor de este estrato y proporcionan canales hidrofílicos a través de los cuales los iones inorgánicos entran o salen de la célula. Los iones comunes (sodio, potasio, calcio y cloro) poseen un canal molecular específico. Los canales tienen una entrada que regula la carga eléctrica o voltaje, lo cual significa que se abre y cierra en respuesta a cambios de potencial eléctrico a través de la membrana.
El núcleo de este tipo de células es voluminoso hasta de 20 mm de diámetro, de forma esférica y situado en el centro del cuerpo nuclear, incluyendo una heterocromatina que se halla en cantidad pequeña y marginada en la superficie interna de la cubierta nuclear.
El cuerpo celular o pericarión suele ser grande en comparación con otras células y varía de 4 a 135 mm de diámetro, su forma es variable en extremo, y depende del número y orientación de sus prolongaciones.
El aparato de Golgi es un organelo citoplasmático provisto de acúmulos de cisternas aplanadas, estrechamente, yuxtapuestas, las cuales se encuentran apiladas y rodeadas por muchas vesículas pequeñas, es un sistema continuo agranular o de superficie lisa. La superficie es el área donde se adhieren los carbohidratos de algunas proteínas, que posteriormente se convierten en glucoproteínas, estas se transportan en forma de vesículas en dirección distal o a lo largo de las prolongaciones citoplasmáticas para renovar las vesículas sinápticas en los bulbos terminales de las terminaciones axónicas y también contribuyen a la renovación de la membrana neuronal (Roselli, 1997).
Los lisosomas son grandes vesículas que contienen enzimas que catalizan la descomposición de moléculas grandes no necesarias, generalmente son numerosas.
Las mitocondrias son organelos citoplasmáticos dispersos en el pericarión, dendritas y axones; son esféricos en forma de bastoncillo, o filamentosas, tienen una longitud de 0.2 a 1.0 mm y un diámetro de 0.2 mm. Las mitocondrias de las neuronas muestran su característica de membrana doble periférica con crestas o pliegues internos. En estas se depositan las enzimas que tienen que ver con diversos aspectos del metabolismo celular, incluyendo la respiración y la fosforilación; son el sitio donde se produce energía en las reacciones de la fisiología celular (Jones, et al., 1985).
El axón de una neurona principalmente está rodeado por una vaina de mielina, que empieza cerca del origen del axón y finaliza en las cercanías de sus ramas terminales en el sistema nervioso, la mielina es depositada por los oligodendrocitos y esta formada esencialmente por capas estrechamente superpuestas a sus membranas plasmáticas. La cubierta de mielina, por tanto, tiene una composición lipoproteíca y unas interrupciones llamadas nódulos de Ranvier, las cuales indican los sitios donde se unen las porciones formadas por diferentes oligodendrocitos contiguos. Los canales de sodio y sus poros que regulan el voltaje se presentan únicamente en los nodos de un axón mielinizado, de manera que ocurren solo en esos sitios movimientos iónicos en la conducción de ese impulso.
La envoltura de mielina aísla el axón entre los nodos y así hay una conducción casi instantánea del potencial de acción de un nodo al inmediato. Esta conducción saltatoria permite una señalización mucho más rápida en el axón mielinizado que en el amielínico. El grosor de la capa de mielina y la distancia entre los nodos tiende a ser directamente proporcional al diámetro y a la longitud del axón; la conducción del impulso nervioso es más rápida cuando el diámetro de la fibra nerviosa es mayor (Meyer, 1985).
También los axones de las neuronas se agrupan a menudo. En el SNC se les llaman tractos a los haces o masas de axones que llevan información u ordenes motoras de una clase completa. Los tractos forman la materia blanca del SNC. En el SNP, se llaman nervios a los haces discretos de axones que traen información hacia el SNC desde las estructuras periféricas y conducen órdenes motoras hacia las glándulas y los músculos (Meyer, 1985).
Las dendritas salen del cuerpo de la neurona y se ramifican en su cercanía; sus ramas pueden ser profusas e intrincadas. El citoplasma de las dendritas llamado dendroplasma, se parece al del pericarión, con retículo endoplásmico granular (sustancia cromatofílica o de Nilss). Se presenta en los troncos proximales de las dendritas y en los sitios donde se ramifican; en algunas neuronas; las ramas pequeñas tienen un gran número de diminutas salientes, llamadas espinas dendríticas, que participan en la sinapsis. La superficie del cuerpo celular puede ser incluida como área receptora de la neurona; en las neuronas motoras de la médula espinal, por ejemplo, gran número de terminaciones axónicas hace sinapsis con el cuerpo celular y también con las dendritas (Palo, 1997).
Las neuronas, al igual que las otras células de la glía poseen prolongaciones celulares filamentosas de naturaleza proteica que les confieren resistencia mecánica. Dentro de estos se distinguen tres tipos de organelos alargados: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios; representados químicamente por los neurotúbulos, estructuras localizadas en el interior de los axones, compuestas de tubulina asociada a proteínas denominadas dineínas y diseñadas para proporcionar rigidez y fortaleza mecánica a las prolongaciones filamentosas de neuronas y células gliales, también toman parte en las funciones dinámicas, tales como transporte axoplásmico y fluidez de las membranas celulares; neurofilamentos que representan a los filamentos intermediarios que son organulos citoplasmáticos fibrosos del sistema nervioso, su estructura proteica no es clara, pero se sabe que no están compuestos de tubulina ni actinia, están involucrados en el mecanismo de transporte axónico y suelen conferir una resistencia adicional a las prolongaciones largas y microfilamentos, compuestos de actina capaces de interaccionar con la miosina de una forma que sugiere que forman parte de un mecanismo contráctil y, por lo tanto, están involucrados en el movimiento.
Las líneas de células inmortalizadas sirven como sistemas de modelo para el estudio del desarrollo neural y restauración de las funciones en modelos de enfermedades neurológicas. Recientemente, mediante técnicas de ingeniería genética se han producido líneas celulares con características específicas gracias a la inserción de genes en una célula inmortal preexistente o mediante la inmortalización de células primarias. Las líneas de células de neuroblastoma y glioma, obtenidas originariamente a partir de células tumorales únicas, suponen una oportunidad especial para investigar las diferencias que existen entra las neuronas y la glía. Las ventajas especiales se refieren a la producción de grandes poblaciones homogéneas de estas células mediante clonación, que pueden cultivarse en condiciones controlables y manipulables (Geller, 1991a). Estas líneas celulares comprenden diversos clonos celulares neuronales tales como la línea C1300, células glíales centrales de las cuales destacamos los astrocitomas C6 y CHB (McMorris, 1973) o células glíales periféricas como, por ejemplo, las líneas tumorales de células de Schwann, RN-2 (Pfeiffer, 1972). Las dos líneas de células clonales, neuroblastoma C1300 y glioma C6, producen un amplio rango de proteínas específicas distintas, lo que destaca su naturaleza esencialmente diferente.
2.3.1. Líneas celulares de neuroblastoma
La línea de neuroblastoma C1300 fue establecida por Agusti-Tocco, G. y Sato, G. en 1969 por clonación de un neuroblastoma de ratón obtenido en el laboratorio Jackson (Bar Harbor, Maine). Las células tumorales fueron adaptadas a celúlas en cultivo utilizando técnicas de transito alternado animal-cultivo y crecidas en un medio Ham´s F10 suplementado con 15% de suero de caballo y 2.5 % de suero fetal bovino. El clon C1300 tiene en cultivo la apariencia de neuroblastos con procesos elongados que emanan del cuerpo (ATCC, 1992).
La línea C1300 aparece en cultivo como neuronas maduras y sintetiza las enzimas necesarias para la síntesis de neurotransmisores, principalmente, acetilcolinesterasa (EC 3.1.1.7), dopamina b-hidroxilasa (EC 1.14.2.1), colina acetiltransferasa (EC 2.3.1.6), catecol o-metiltransferasa (EC 2.1.1.6), DOPA descarboxilasa (EC 4.1.1.26) y tirosina 3-hidroxilasa (EC 1.14.3.a) (McMorris, 1973; Waymire, 1978). En células de neuroblastoma C1300, se ha demostrado que al inducir un aumento en el AMP cíclico incrementa específicamente la actividad de la tirosina hidroxilasa y de la dopamina b-hidroxilasa (Waymire, 1978).
Las células de neuroblastoma C1300 en cultivos muestran propiedades electrofisiológicas esencialmente similares a las neuronas normales. Entre ellas están la generación de potenciales de acción sensibles a la tetrodotoxina así como la sensibilidad a la acetilcolina. En estas células, muchas de las enzimas de la síntesis de neurotransmisores existen y son activas, siendo el AMP cíclico un agente importante en la estimulación y mantenimiento de algunas de estas enzimas. El AMP cíclico estimula así mismo, el crecimiento de neuritas en las células de neuroblastoma en cultivo (Rindler, 1978).
La línea de neuroblastoma C1300 fue establecida por Agusti-Tocco, G. y Sato, G. en 1969 por clonación de un neuroblastoma de ratón obtenido en el laboratorio Jackson (Bar Harbor, Maine). Las células tumorales fueron adaptadas a celúlas en cultivo utilizando técnicas de transito alternado animal-cultivo y crecidas en un medio Ham´s F10 suplementado con 15% de suero de caballo y 2.5 % de suero fetal bovino. El clon C1300 tiene en cultivo la apariencia de neuroblastos con procesos elongados que emanan del cuerpo (ATCC, 1992).
La línea C1300 aparece en cultivo como neuronas maduras y sintetiza las enzimas necesarias para la síntesis de neurotransmisores, principalmente, acetilcolinesterasa (EC 3.1.1.7), dopamina b-hidroxilasa (EC 1.14.2.1), colina acetiltransferasa (EC 2.3.1.6), catecol o-metiltransferasa (EC 2.1.1.6), DOPA descarboxilasa (EC 4.1.1.26) y tirosina 3-hidroxilasa (EC 1.14.3.a) (McMorris, 1973; Waymire, 1978). En células de neuroblastoma C1300, se ha demostrado que al inducir un aumento en el AMP cíclico incrementa específicamente la actividad de la tirosina hidroxilasa y de la dopamina b-hidroxilasa (Waymire, 1978).
Las células de neuroblastoma C1300 en cultivos muestran propiedades electrofisiológicas esencialmente similares a las neuronas normales. Entre ellas están la generación de potenciales de acción sensibles a la tetrodotoxina así como la sensibilidad a la acetilcolina. En estas células, muchas de las enzimas de la síntesis de neurotransmisores existen y son activas, siendo el AMP cíclico un agente importante en la estimulación y mantenimiento de algunas de estas enzimas. El AMP cíclico estimula así mismo, el crecimiento de neuritas en las células de neuroblastoma en cultivo (Rindler, 1978).
2.3.2. Líneas celulares de astrocitoma
El clon C6 ha sido aislado de un glioma de rata Wistar inducido por la inyección del carcinógeno N-nitrosometilurea, después de una serie de cultivos alternados y pasaje por animales (Benda, 1968.; McMorris, 1973). Las células fueron cultivadas en medio Ham´s F10 (82.5%) con suero de caballo (15%) y suero fetal bovino (2.5%). Esta línea celular es capaz de desempeñar sus funciones organo-específicas sobre un período de un año y es capaz de producir elevados niveles de actividad de la gliceril fosfato deshidrogenasa cuando es estimulada por glucocorticoides (ATCC, 1992).
La forma de estas células depende, en gran parte, de las condiciones de cultivo utilizadas. Las células que crecen en cultivos en suspensión son casi siempre redondas con pocas prolongaciones. Sin embargo, cuando crecen sobre superficies planas muestran una diversidad morfológica notable, con prolongaciones celulares y neuritas, que se forman con facilidad, mientras que los cuerpos celulares adoptan una forma alargada (ATCC, 1992.; Benda, 1968).
El origen glíal de la C6, fue confirmado por la producción de altos niveles de la proteína S-100, el fenotipo molecular más característico del cerebro de los vertebrados y que ha sido encontrado en numerosos tumores cerebrales, tanto de humanos como en otros animales (ATCC, 1992.; Benda, 1968; Gysin, 1980; Pfeiffer, 1970). Se ha sugerido que la S-100 puede tener un papel importante en el desarrollo y fisiología del cerebro (Phillips, 1993), quizás en el control de la actividad de la trombina localizada en el cerebro con propósitos, tales como mitogénesis y diferenciación (Dinhanich, 1991) o en la modulación de la acción de la endotelina-1 sobre las arterias cerebrales (Ehrenreich, 1993).
Entre las propiedades específicas del glioma C6, están la biosíntesis de proteína S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993) y la inducción de la glicerol 3-fosfato deshidrogenasa mediante la hidrocortisona (Rindler, 1978). Lo mismo ocurre con la inducción de la lactato deshidrogenasa mediante la noradrenalina, que es precedida por una elevación del AMP cíclico. La movilización de glucógeno glíal mediante la noradrenalina también está presente en estas células y está mediada por AMP cíclico. Estos efectos resultan de la interacción de la noradrenalina con los receptores b situados en la superficie de las células glíales, ya que los b-antagonistas impiden estas respuestas (McMorris, 1973). Se ha demostrado en líneas de glioma C6-2B que la acumulación de AMP cíclico es inhibida por incremento de la concentración de Ca+2 en el citosol (Debernardi, 1993).
En los cultivos de células glíales clonales se ha estudiado la biosíntesis y propiedades de diversas macromoléculas. En este sentido, se ha investigado la síntesis de la proteina S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993), la de los mucopolisacáridos, glucolípidos y diversas glucoproteínas, demostrandose que son idénticas a las encontradas en el cerebro in vivo.
La acumulación de proteína fibrilar ácida de la glía (GFAP) es un rasgo característico de la gliosis astrocítica. El (-)-deprenil, un inhibidor específico de la monoamino oxidasa (MAO) (EC 1.4.3.4), disminuye la cantidad de mRNA GFAP en cultivos de glioma C6. Este estudio indica por lo tanto que el (-)-deprenil puede ser utilizado para regular la astrogliosis que sigue a daños en el sistema nervioso central al igual que en algunas enfermedades neurodegenerativas (Li, 1993).
En la línea celular del glioma C6, con una tasa de crecimiento muy elevada, apenas existen uniones comunicantes (Naus, 1991a). Sin embargo, la transfección de estas células con cDNA de la conexina 43 ( proteína que forma el canal de la uniones comunicantes en astrocitos), inhibe drásticamente su crecimiento (Giaume, 1991a; Zhu y col., 1991). Además, cuando las células del glioma C6 se cocultivan con células de esta misma línea transfectadas con cDNA de la conexina 43, se inhibe la proliferación de las células de glioma C6. Por consiguiente se ha sugerido que la inhibición de la proliferación es llevada a cabo por la secreción de factores inhibidores del crecimiento y que en esta secreción están directamente implicadas las uniones comunicantes (Zhu y col., 1992).
Los sistemas GABAérgicos han sido investigados en astrocitoma C6 y en neuroblastoma C1300 y comparados con los obserbados en córtex de cerebro de ratón. En las células en cultivo, solamente la actividad de la glutamato deshidrogenasa es igual o mayor que la del córtex cerebral. La actividad de la glutamato descarboxilasa en ambas líneas celulares fue ligeramente menor, mientras las actividades de la GABA-transaminasa y la semialdéhido succínico deshidrogenasa eran sensiblemente menores a las encontradas en cerebro. A pesar de la disparidad en la actividad enzimática, las concentraciones de GABA, glutamato y a-cetoglutarato son similares en las líneas celulares y en el córtex cerebral. Los farmacos anticonvulsivantes, tales como valproato y aminooxiacetato (AOA) incrementan la concentración de GABA en el córtex, aunque tienen poco o ningún efecto sobre las células en cultivo. Las diferencias en la respuesta de los sistemas GABAérgicos entre el cerebro de ratón y las líneas celulares pueden ser debidas a que las células en cultivo son de origen tumoral y no representan un sistema integrado (Passonneau y col., 1977).
Recientemente, estudios in vivo, ex vivo e in vitro de tumores inducidos en cerebros de rata por inyección de células de glioma C6, usando resonancia magnetica nuclear de carbonos en una (NMR-1D) y dos dimensiones (NMR-2D), ha reportado que el N-acetil-L-aspartato, GABA y N-acetil-L-aspartil-L-glutamato son indetectables en los estudios ex vivo e in vitro. Se detectan altas concentraciones en el medio ácido de los tumores de alanina, lactato y acetato, además de, aspartato, glutamato, glutamina, succinato y glicina, entre otros. Sin embargo, sólo se detecto en este tipo de células hipotaurina y fosfocolina. Las altas concentraciones de lactato en tumores de cerebro pueden deberse a un aumento de la glucolisis aerobia (Remy y col., 1994).
El clon C6 ha sido aislado de un glioma de rata Wistar inducido por la inyección del carcinógeno N-nitrosometilurea, después de una serie de cultivos alternados y pasaje por animales (Benda, 1968.; McMorris, 1973). Las células fueron cultivadas en medio Ham´s F10 (82.5%) con suero de caballo (15%) y suero fetal bovino (2.5%). Esta línea celular es capaz de desempeñar sus funciones organo-específicas sobre un período de un año y es capaz de producir elevados niveles de actividad de la gliceril fosfato deshidrogenasa cuando es estimulada por glucocorticoides (ATCC, 1992).
La forma de estas células depende, en gran parte, de las condiciones de cultivo utilizadas. Las células que crecen en cultivos en suspensión son casi siempre redondas con pocas prolongaciones. Sin embargo, cuando crecen sobre superficies planas muestran una diversidad morfológica notable, con prolongaciones celulares y neuritas, que se forman con facilidad, mientras que los cuerpos celulares adoptan una forma alargada (ATCC, 1992.; Benda, 1968).El origen glíal de la C6, fue confirmado por la producción de altos niveles de la proteína S-100, el fenotipo molecular más característico del cerebro de los vertebrados y que ha sido encontrado en numerosos tumores cerebrales, tanto de humanos como en otros animales (ATCC, 1992.; Benda, 1968; Gysin, 1980; Pfeiffer, 1970). Se ha sugerido que la S-100 puede tener un papel importante en el desarrollo y fisiología del cerebro (Phillips, 1993), quizás en el control de la actividad de la trombina localizada en el cerebro con propósitos, tales como mitogénesis y diferenciación (Dinhanich, 1991) o en la modulación de la acción de la endotelina-1 sobre las arterias cerebrales (Ehrenreich, 1993).
Entre las propiedades específicas del glioma C6, están la biosíntesis de proteína S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993) y la inducción de la glicerol 3-fosfato deshidrogenasa mediante la hidrocortisona (Rindler, 1978). Lo mismo ocurre con la inducción de la lactato deshidrogenasa mediante la noradrenalina, que es precedida por una elevación del AMP cíclico. La movilización de glucógeno glíal mediante la noradrenalina también está presente en estas células y está mediada por AMP cíclico. Estos efectos resultan de la interacción de la noradrenalina con los receptores b situados en la superficie de las células glíales, ya que los b-antagonistas impiden estas respuestas (McMorris, 1973). Se ha demostrado en líneas de glioma C6-2B que la acumulación de AMP cíclico es inhibida por incremento de la concentración de Ca+2 en el citosol (Debernardi, 1993).
En los cultivos de células glíales clonales se ha estudiado la biosíntesis y propiedades de diversas macromoléculas. En este sentido, se ha investigado la síntesis de la proteina S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993), la de los mucopolisacáridos, glucolípidos y diversas glucoproteínas, demostrandose que son idénticas a las encontradas en el cerebro in vivo.
La acumulación de proteína fibrilar ácida de la glía (GFAP) es un rasgo característico de la gliosis astrocítica. El (-)-deprenil, un inhibidor específico de la monoamino oxidasa (MAO) (EC 1.4.3.4), disminuye la cantidad de mRNA GFAP en cultivos de glioma C6. Este estudio indica por lo tanto que el (-)-deprenil puede ser utilizado para regular la astrogliosis que sigue a daños en el sistema nervioso central al igual que en algunas enfermedades neurodegenerativas (Li, 1993).
En la línea celular del glioma C6, con una tasa de crecimiento muy elevada, apenas existen uniones comunicantes (Naus, 1991a). Sin embargo, la transfección de estas células con cDNA de la conexina 43 ( proteína que forma el canal de la uniones comunicantes en astrocitos), inhibe drásticamente su crecimiento (Giaume, 1991a; Zhu y col., 1991). Además, cuando las células del glioma C6 se cocultivan con células de esta misma línea transfectadas con cDNA de la conexina 43, se inhibe la proliferación de las células de glioma C6. Por consiguiente se ha sugerido que la inhibición de la proliferación es llevada a cabo por la secreción de factores inhibidores del crecimiento y que en esta secreción están directamente implicadas las uniones comunicantes (Zhu y col., 1992).
Los sistemas GABAérgicos han sido investigados en astrocitoma C6 y en neuroblastoma C1300 y comparados con los obserbados en córtex de cerebro de ratón. En las células en cultivo, solamente la actividad de la glutamato deshidrogenasa es igual o mayor que la del córtex cerebral. La actividad de la glutamato descarboxilasa en ambas líneas celulares fue ligeramente menor, mientras las actividades de la GABA-transaminasa y la semialdéhido succínico deshidrogenasa eran sensiblemente menores a las encontradas en cerebro. A pesar de la disparidad en la actividad enzimática, las concentraciones de GABA, glutamato y a-cetoglutarato son similares en las líneas celulares y en el córtex cerebral. Los farmacos anticonvulsivantes, tales como valproato y aminooxiacetato (AOA) incrementan la concentración de GABA en el córtex, aunque tienen poco o ningún efecto sobre las células en cultivo. Las diferencias en la respuesta de los sistemas GABAérgicos entre el cerebro de ratón y las líneas celulares pueden ser debidas a que las células en cultivo son de origen tumoral y no representan un sistema integrado (Passonneau y col., 1977).
Recientemente, estudios in vivo, ex vivo e in vitro de tumores inducidos en cerebros de rata por inyección de células de glioma C6, usando resonancia magnetica nuclear de carbonos en una (NMR-1D) y dos dimensiones (NMR-2D), ha reportado que el N-acetil-L-aspartato, GABA y N-acetil-L-aspartil-L-glutamato son indetectables en los estudios ex vivo e in vitro. Se detectan altas concentraciones en el medio ácido de los tumores de alanina, lactato y acetato, además de, aspartato, glutamato, glutamina, succinato y glicina, entre otros. Sin embargo, sólo se detecto en este tipo de células hipotaurina y fosfocolina. Las altas concentraciones de lactato en tumores de cerebro pueden deberse a un aumento de la glucolisis aerobia (Remy y col., 1994).
Desarrollo y linaje de las líneas de células clonales
Las líneas de células inmortalizadas sirven como sistemas de modelo para el estudio del desarrollo neural y restauración de las funciones en modelos de enfermedades neurológicas. Recientemente, mediante técnicas de ingeniería genética se han producido líneas celulares con características específicas gracias a la inserción de genes en una célula inmortal preexistente o mediante la inmortalización de células primarias. Las líneas de células de neuroblastoma y glioma, obtenidas originariamente a partir de células tumorales únicas, suponen una oportunidad especial para investigar las diferencias que existen entra las neuronas y la glía. Las ventajas especiales se refieren a la producción de grandes poblaciones homogéneas de estas células mediante clonación, que pueden cultivarse en condiciones controlables y manipulables (Geller, 1991a). Estas líneas celulares comprenden diversos clonos celulares neuronales tales como la línea C1300, células glíales centrales de las cuales destacamos los astrocitomas C6y CHB (McMorris, 1973) o células glíales periféricas como, por ejemplo, las líneas tumorales de células de Schwann, RN-2 (Pfeiffer, 1972). Las dos líneas de células clonales, neuroblastoma C1300 y glioma C6, producen un amplio rango de proteínas específicas distintas, lo que destaca su naturaleza esencialmente diferente.
Las líneas de células inmortalizadas sirven como sistemas de modelo para el estudio del desarrollo neural y restauración de las funciones en modelos de enfermedades neurológicas. Recientemente, mediante técnicas de ingeniería genética se han producido líneas celulares con características específicas gracias a la inserción de genes en una célula inmortal preexistente o mediante la inmortalización de células primarias. Las líneas de células de neuroblastoma y glioma, obtenidas originariamente a partir de células tumorales únicas, suponen una oportunidad especial para investigar las diferencias que existen entra las neuronas y la glía. Las ventajas especiales se refieren a la producción de grandes poblaciones homogéneas de estas células mediante clonación, que pueden cultivarse en condiciones controlables y manipulables (Geller, 1991a). Estas líneas celulares comprenden diversos clonos celulares neuronales tales como la línea C1300, células glíales centrales de las cuales destacamos los astrocitomas C6y CHB (McMorris, 1973) o células glíales periféricas como, por ejemplo, las líneas tumorales de células de Schwann, RN-2 (Pfeiffer, 1972). Las dos líneas de células clonales, neuroblastoma C1300 y glioma C6, producen un amplio rango de proteínas específicas distintas, lo que destaca su naturaleza esencialmente diferente.
2.3.1. Líneas celulares de neuroblastoma
La línea de neuroblastoma C1300 fue establecida por Agusti-Tocco, G. y Sato, G. en 1969 por clonación de un neuroblastoma de ratón obtenido en el laboratorio Jackson (Bar Harbor, Maine). Las células tumorales fueron adaptadas a celúlas en cultivo utilizando técnicas de transito alternado animal-cultivo y crecidas en un medio Ham´s F10 suplementado con 15% de suero de caballo y 2.5 % de suero fetal bovino. El clon C1300 tiene en cultivo la apariencia de neuroblastos con procesos elongados que emanan del cuerpo (ATCC, 1992).
La línea C1300 aparece en cultivo como neuronas maduras y sintetiza las enzimas necesarias para la síntesis de neurotransmisores, principalmente, acetilcolinesterasa (EC 3.1.1.7), dopamina b-hidroxilasa (EC 1.14.2.1), colina acetiltransferasa (EC 2.3.1.6), catecol o-metiltransferasa (EC 2.1.1.6), DOPA descarboxilasa (EC 4.1.1.26) y tirosina 3-hidroxilasa (EC 1.14.3.a) (McMorris, 1973; Waymire, 1978). En células de neuroblastoma C1300, se ha demostrado que al inducir un aumento en el AMP cíclico incrementa específicamente la actividad de la tirosina hidroxilasa y de la dopamina b-hidroxilasa (Waymire, 1978).
Las células de neuroblastoma C1300 en cultivos muestran propiedades electrofisiológicas esencialmente similares a las neuronas normales. Entre ellas están la generación de potenciales de acción sensibles a la tetrodotoxina así como la sensibilidad a la acetilcolina. En estas células, muchas de las enzimas de la síntesis de neurotransmisores existen y son activas, siendo el AMP cíclico un agente importante en la estimulación y mantenimiento de algunas de estas enzimas. El AMP cíclico estimula así mismo, el crecimiento de neuritas en las células de neuroblastoma en cultivo (Rindler, 1978).
La línea de neuroblastoma C1300 fue establecida por Agusti-Tocco, G. y Sato, G. en 1969 por clonación de un neuroblastoma de ratón obtenido en el laboratorio Jackson (Bar Harbor, Maine). Las células tumorales fueron adaptadas a celúlas en cultivo utilizando técnicas de transito alternado animal-cultivo y crecidas en un medio Ham´s F10 suplementado con 15% de suero de caballo y 2.5 % de suero fetal bovino. El clon C1300 tiene en cultivo la apariencia de neuroblastos con procesos elongados que emanan del cuerpo (ATCC, 1992).
La línea C1300 aparece en cultivo como neuronas maduras y sintetiza las enzimas necesarias para la síntesis de neurotransmisores, principalmente, acetilcolinesterasa (EC 3.1.1.7), dopamina b-hidroxilasa (EC 1.14.2.1), colina acetiltransferasa (EC 2.3.1.6), catecol o-metiltransferasa (EC 2.1.1.6), DOPA descarboxilasa (EC 4.1.1.26) y tirosina 3-hidroxilasa (EC 1.14.3.a) (McMorris, 1973; Waymire, 1978). En células de neuroblastoma C1300, se ha demostrado que al inducir un aumento en el AMP cíclico incrementa específicamente la actividad de la tirosina hidroxilasa y de la dopamina b-hidroxilasa (Waymire, 1978).
Las células de neuroblastoma C1300 en cultivos muestran propiedades electrofisiológicas esencialmente similares a las neuronas normales. Entre ellas están la generación de potenciales de acción sensibles a la tetrodotoxina así como la sensibilidad a la acetilcolina. En estas células, muchas de las enzimas de la síntesis de neurotransmisores existen y son activas, siendo el AMP cíclico un agente importante en la estimulación y mantenimiento de algunas de estas enzimas. El AMP cíclico estimula así mismo, el crecimiento de neuritas en las células de neuroblastoma en cultivo (Rindler, 1978).
2.3.2. Líneas celulares de astrocitoma
El clon C6 ha sido aislado de un glioma de rata Wistar inducido por la inyección del carcinógeno N-nitrosometilurea, después de una serie de cultivos alternados y pasaje por animales (Benda, 1968.; McMorris, 1973). Las células fueron cultivadas en medio Ham´s F10 (82.5%) con suero de caballo (15%) y suero fetal bovino (2.5%). Esta línea celular es capaz de desempeñar sus funciones organo-específicas sobre un período de un año y es capaz de producir elevados niveles de actividad de la gliceril fosfato deshidrogenasa cuando es estimulada por glucocorticoides (ATCC, 1992).
La forma de estas células depende, en gran parte, de las condiciones de cultivo utilizadas. Las células que crecen en cultivos en suspensión son casi siempre redondas con pocas prolongaciones. Sin embargo, cuando crecen sobre superficies planas muestran una diversidad morfológica notable, con prolongaciones celulares y neuritas, que se forman con facilidad, mientras que los cuerpos celulares adoptan una forma alargada (ATCC, 1992.; Benda, 1968).
El origen glíal de la C6, fue confirmado por la producción de altos niveles de la proteína S-100, el fenotipo molecular más característico del cerebro de los vertebrados y que ha sido encontrado en numerosos tumores cerebrales, tanto de humanos como en otros animales (ATCC, 1992.; Benda, 1968; Gysin, 1980; Pfeiffer, 1970). Se ha sugerido que la S-100 puede tener un papel importante en el desarrollo y fisiología del cerebro (Phillips, 1993), quizás en el control de la actividad de la trombina localizada en el cerebro con propósitos, tales como mitogénesis y diferenciación (Dinhanich, 1991) o en la modulación de la acción de la endotelina-1 sobre las arterias cerebrales (Ehrenreich, 1993).
Entre las propiedades específicas del glioma C6, están la biosíntesis de proteína S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993) y la inducción de la glicerol 3-fosfato deshidrogenasa mediante la hidrocortisona (Rindler, 1978). Lo mismo ocurre con la inducción de la lactato deshidrogenasa mediante la noradrenalina, que es precedida por una elevación del AMP cíclico. La movilización de glucógeno glíal mediante la noradrenalina también está presente en estas células y está mediada por AMP cíclico. Estos efectos resultan de la interacción de la noradrenalina con los receptores b situados en la superficie de las células glíales, ya que los b-antagonistas impiden estas respuestas (McMorris, 1973). Se ha demostrado en líneas de glioma C6-2B que la acumulación de AMP cíclico es inhibida por incremento de la concentración de Ca+2 en el citosol (Debernardi, 1993).
En los cultivos de células glíales clonales se ha estudiado la biosíntesis y propiedades de diversas macromoléculas. En este sentido, se ha investigado la síntesis de la proteina S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993), la de los mucopolisacáridos, glucolípidos y diversas glucoproteínas, demostrandose que son idénticas a las encontradas en el cerebro in vivo.
La acumulación de proteína fibrilar ácida de la glía (GFAP) es un rasgo característico de la gliosis astrocítica. El (-)-deprenil, un inhibidor específico de la monoamino oxidasa (MAO) (EC 1.4.3.4), disminuye la cantidad de mRNA GFAP en cultivos de glioma C6. Este estudio indica por lo tanto que el (-)-deprenil puede ser utilizado para regular la astrogliosis que sigue a daños en el sistema nervioso central al igual que en algunas enfermedades neurodegenerativas (Li, 1993).
En la línea celular del glioma C6, con una tasa de crecimiento muy elevada, apenas existen uniones comunicantes (Naus, 1991a). Sin embargo, la transfección de estas células con cDNA de la conexina 43 ( proteína que forma el canal de la uniones comunicantes en astrocitos), inhibe drásticamente su crecimiento (Giaume, 1991a; Zhu y col., 1991). Además, cuando las células del glioma C6 se cocultivan con células de esta misma línea transfectadas con cDNA de la conexina 43, se inhibe la proliferación de las células de glioma C6. Por consiguiente se ha sugerido que la inhibición de la proliferación es llevada a cabo por la secreción de factores inhibidores del crecimiento y que en esta secreción están directamente implicadas las uniones comunicantes (Zhu y col., 1992).
Los sistemas GABAérgicos han sido investigados en astrocitoma C6 y en neuroblastoma C1300 y comparados con los obserbados en córtex de cerebro de ratón. En las células en cultivo, solamente la actividad de la glutamato deshidrogenasa es igual o mayor que la del córtex cerebral. La actividad de la glutamato descarboxilasa en ambas líneas celulares fue ligeramente menor, mientras las actividades de la GABA-transaminasa y la semialdéhido succínico deshidrogenasa eran sensiblemente menores a las encontradas en cerebro. A pesar de la disparidad en la actividad enzimática, las concentraciones de GABA, glutamato y a-cetoglutarato son similares en las líneas celulares y en el córtex cerebral. Los farmacos anticonvulsivantes, tales como valproato y aminooxiacetato (AOA) incrementan la concentración de GABA en el córtex, aunque tienen poco o ningún efecto sobre las células en cultivo. Las diferencias en la respuesta de los sistemas GABAérgicos entre el cerebro de ratón y las líneas celulares pueden ser debidas a que las células en cultivo son de origen tumoral y no representan un sistema integrado (Passonneau y col., 1977).
Recientemente, estudios in vivo, ex vivo e in vitro de tumores inducidos en cerebros de rata por inyección de células de glioma C6, usando resonancia magnetica nuclear de carbonos en una (NMR-1D) y dos dimensiones (NMR-2D), ha reportado que el N-acetil-L-aspartato, GABA y N-acetil-L-aspartil-L-glutamato son indetectables en los estudios ex vivo e in vitro. Se detectan altas concentraciones en el medio ácido de los tumores de alanina, lactato y acetato, además de, aspartato, glutamato, glutamina, succinato y glicina, entre otros. Sin embargo, sólo se detecto en este tipo de células hipotaurina y fosfocolina. Las altas concentraciones de lactato en tumores de cerebro pueden deberse a un aumento de la glucolisis aerobia (Remy y col., 1994).
El clon C6 ha sido aislado de un glioma de rata Wistar inducido por la inyección del carcinógeno N-nitrosometilurea, después de una serie de cultivos alternados y pasaje por animales (Benda, 1968.; McMorris, 1973). Las células fueron cultivadas en medio Ham´s F10 (82.5%) con suero de caballo (15%) y suero fetal bovino (2.5%). Esta línea celular es capaz de desempeñar sus funciones organo-específicas sobre un período de un año y es capaz de producir elevados niveles de actividad de la gliceril fosfato deshidrogenasa cuando es estimulada por glucocorticoides (ATCC, 1992).
La forma de estas células depende, en gran parte, de las condiciones de cultivo utilizadas. Las células que crecen en cultivos en suspensión son casi siempre redondas con pocas prolongaciones. Sin embargo, cuando crecen sobre superficies planas muestran una diversidad morfológica notable, con prolongaciones celulares y neuritas, que se forman con facilidad, mientras que los cuerpos celulares adoptan una forma alargada (ATCC, 1992.; Benda, 1968).El origen glíal de la C6, fue confirmado por la producción de altos niveles de la proteína S-100, el fenotipo molecular más característico del cerebro de los vertebrados y que ha sido encontrado en numerosos tumores cerebrales, tanto de humanos como en otros animales (ATCC, 1992.; Benda, 1968; Gysin, 1980; Pfeiffer, 1970). Se ha sugerido que la S-100 puede tener un papel importante en el desarrollo y fisiología del cerebro (Phillips, 1993), quizás en el control de la actividad de la trombina localizada en el cerebro con propósitos, tales como mitogénesis y diferenciación (Dinhanich, 1991) o en la modulación de la acción de la endotelina-1 sobre las arterias cerebrales (Ehrenreich, 1993).
Entre las propiedades específicas del glioma C6, están la biosíntesis de proteína S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993) y la inducción de la glicerol 3-fosfato deshidrogenasa mediante la hidrocortisona (Rindler, 1978). Lo mismo ocurre con la inducción de la lactato deshidrogenasa mediante la noradrenalina, que es precedida por una elevación del AMP cíclico. La movilización de glucógeno glíal mediante la noradrenalina también está presente en estas células y está mediada por AMP cíclico. Estos efectos resultan de la interacción de la noradrenalina con los receptores b situados en la superficie de las células glíales, ya que los b-antagonistas impiden estas respuestas (McMorris, 1973). Se ha demostrado en líneas de glioma C6-2B que la acumulación de AMP cíclico es inhibida por incremento de la concentración de Ca+2 en el citosol (Debernardi, 1993).
En los cultivos de células glíales clonales se ha estudiado la biosíntesis y propiedades de diversas macromoléculas. En este sentido, se ha investigado la síntesis de la proteina S-100 (Gysin, 1980; Phillips, 1993), la de los mucopolisacáridos, glucolípidos y diversas glucoproteínas, demostrandose que son idénticas a las encontradas en el cerebro in vivo.
La acumulación de proteína fibrilar ácida de la glía (GFAP) es un rasgo característico de la gliosis astrocítica. El (-)-deprenil, un inhibidor específico de la monoamino oxidasa (MAO) (EC 1.4.3.4), disminuye la cantidad de mRNA GFAP en cultivos de glioma C6. Este estudio indica por lo tanto que el (-)-deprenil puede ser utilizado para regular la astrogliosis que sigue a daños en el sistema nervioso central al igual que en algunas enfermedades neurodegenerativas (Li, 1993).
En la línea celular del glioma C6, con una tasa de crecimiento muy elevada, apenas existen uniones comunicantes (Naus, 1991a). Sin embargo, la transfección de estas células con cDNA de la conexina 43 ( proteína que forma el canal de la uniones comunicantes en astrocitos), inhibe drásticamente su crecimiento (Giaume, 1991a; Zhu y col., 1991). Además, cuando las células del glioma C6 se cocultivan con células de esta misma línea transfectadas con cDNA de la conexina 43, se inhibe la proliferación de las células de glioma C6. Por consiguiente se ha sugerido que la inhibición de la proliferación es llevada a cabo por la secreción de factores inhibidores del crecimiento y que en esta secreción están directamente implicadas las uniones comunicantes (Zhu y col., 1992).
Los sistemas GABAérgicos han sido investigados en astrocitoma C6 y en neuroblastoma C1300 y comparados con los obserbados en córtex de cerebro de ratón. En las células en cultivo, solamente la actividad de la glutamato deshidrogenasa es igual o mayor que la del córtex cerebral. La actividad de la glutamato descarboxilasa en ambas líneas celulares fue ligeramente menor, mientras las actividades de la GABA-transaminasa y la semialdéhido succínico deshidrogenasa eran sensiblemente menores a las encontradas en cerebro. A pesar de la disparidad en la actividad enzimática, las concentraciones de GABA, glutamato y a-cetoglutarato son similares en las líneas celulares y en el córtex cerebral. Los farmacos anticonvulsivantes, tales como valproato y aminooxiacetato (AOA) incrementan la concentración de GABA en el córtex, aunque tienen poco o ningún efecto sobre las células en cultivo. Las diferencias en la respuesta de los sistemas GABAérgicos entre el cerebro de ratón y las líneas celulares pueden ser debidas a que las células en cultivo son de origen tumoral y no representan un sistema integrado (Passonneau y col., 1977).
Recientemente, estudios in vivo, ex vivo e in vitro de tumores inducidos en cerebros de rata por inyección de células de glioma C6, usando resonancia magnetica nuclear de carbonos en una (NMR-1D) y dos dimensiones (NMR-2D), ha reportado que el N-acetil-L-aspartato, GABA y N-acetil-L-aspartil-L-glutamato son indetectables en los estudios ex vivo e in vitro. Se detectan altas concentraciones en el medio ácido de los tumores de alanina, lactato y acetato, además de, aspartato, glutamato, glutamina, succinato y glicina, entre otros. Sin embargo, sólo se detecto en este tipo de células hipotaurina y fosfocolina. Las altas concentraciones de lactato en tumores de cerebro pueden deberse a un aumento de la glucolisis aerobia (Remy y col., 1994).
3.1. Estructura neuronal
La neurona posee determinadas particularidades que hacen de ella una unidad funcional muy especial. Una característica fundamental le es exclusiva: la escasa posibilidad de renovación de las células degeneradas. De modo que el cerebro humano que inicialmente posee aproximadamente 1011 neuronas, suele perder alrededor de 50.000 a 100.000 sin que se produzca reparación de esta pérdida. Las neuronas son estructural y funcionalmente unidades celulares, tienen la característica de recibir estímulos nerviosos provenientes de otras neuronas, ya sean excitatorios o inhibitorios, y conducir el impulso nervioso.
Las neuronas poseen proteínas específicas como lo son: la GP-350 soluble unida a la membrana, es específica del cerebro y está localizada en las células piramidales y estrelladas; la sinaptina contenida en las vesículas sinápticas y en las membranas plasmáticas de la sinapsis; la D1, D2 y D3 son proteínas específicas del cerebro, localizadas en las membranas sinápticas y que difieren en su peso molecular y la P-400, proteína que está unida a las membranas y que se halla solamente en la capa molecular del cerebelo, donde existe en las dendritas de las células de Purkinje.
Las neuronas son células que poseen dos grandes y notables propiedades como son: la irritabilidad, que le confiere a la célula la capacidad de respuesta a agentes físicos y químicos con la iniciación de un impulso y la conductibilidad, la cual le proporciona la capacidad de transmitir los impulsos de un sitio a otro. El grado en que estén desarrolladas estas dos propiedades protoplasmáticas en las neuronas, junto con la gran diversidad de formas y tamaños de los cuerpos celulares y la longitud de sus prolongaciones distinguen a este tipo de células de otras. El término neurona se refiere a la célula nerviosa completa, incluyendo su núcleo, citoplasma que lo rodea, denominado pericarión, y una o más extensiones protoplasmáticas, las cuales suelen ser axones y/o dendritas.
Por lo general los somas de las neuronas están agrupados en una especie de masa. En el SNC se les denomina núcleos a los grandes cuerpos celulares no encapsulados; en el SNP, generalmente estos grupos están encapsulados y se les conoce como ganglios.
La neurona es la célula fundamental y básica del sistema nervioso. Es una célula alargada, especializada en conducir impulsos nerviosos. En las neuronas se pueden distinguir tres partes fundamentales, que son: el citón o soma o cuerpo celular, corresponde a la parte más voluminosa de la neurona. Aquí se puede observar una estructura esférica llamada núcleo. Éste contiene la información que dirige la actividad de la neurona. Además, el soma se encuentra el citoplasma. En él se ubican otras estructuras que son importantes para el funcionamiento de la neurona, lasdendritas, que son prolongaciones cortas que se originan del soma neural. Su función es recibir impulsos de otras neuronas y enviarlas hasta el soma de la neurona. El axón, es una prolongación única y larga. En algunas ocasiones, puede medir hasta un metro de longitud. Su función es sacar el impulso desde el soma neuronal y conducirlo hasta otro lugar del sistema.
El cuerpo de la célula nerviosa, como el de las otras células, que consiste esencialmente en una masa de citoplasma en el cual está incluido el núcleo; está limitado por su lado externo por una membrana plasmática. Es a menudo el volumen del citoplasma dentro del cuerpo de la célula es mucho menor que el volumen del citoplasma en las neuritas.
La neurona posee determinadas particularidades que hacen de ella una unidad funcional muy especial. Una característica fundamental le es exclusiva: la escasa posibilidad de renovación de las células degeneradas. De modo que el cerebro humano que inicialmente posee aproximadamente 1011 neuronas, suele perder alrededor de 50.000 a 100.000 sin que se produzca reparación de esta pérdida. Las neuronas son estructural y funcionalmente unidades celulares, tienen la característica de recibir estímulos nerviosos provenientes de otras neuronas, ya sean excitatorios o inhibitorios, y conducir el impulso nervioso.Las neuronas poseen proteínas específicas como lo son: la GP-350 soluble unida a la membrana, es específica del cerebro y está localizada en las células piramidales y estrelladas; la sinaptina contenida en las vesículas sinápticas y en las membranas plasmáticas de la sinapsis; la D1, D2 y D3 son proteínas específicas del cerebro, localizadas en las membranas sinápticas y que difieren en su peso molecular y la P-400, proteína que está unida a las membranas y que se halla solamente en la capa molecular del cerebelo, donde existe en las dendritas de las células de Purkinje.
Las neuronas son células que poseen dos grandes y notables propiedades como son: la irritabilidad, que le confiere a la célula la capacidad de respuesta a agentes físicos y químicos con la iniciación de un impulso y la conductibilidad, la cual le proporciona la capacidad de transmitir los impulsos de un sitio a otro. El grado en que estén desarrolladas estas dos propiedades protoplasmáticas en las neuronas, junto con la gran diversidad de formas y tamaños de los cuerpos celulares y la longitud de sus prolongaciones distinguen a este tipo de células de otras. El término neurona se refiere a la célula nerviosa completa, incluyendo su núcleo, citoplasma que lo rodea, denominado pericarión, y una o más extensiones protoplasmáticas, las cuales suelen ser axones y/o dendritas.
Por lo general los somas de las neuronas están agrupados en una especie de masa. En el SNC se les denomina núcleos a los grandes cuerpos celulares no encapsulados; en el SNP, generalmente estos grupos están encapsulados y se les conoce como ganglios.
La neurona es la célula fundamental y básica del sistema nervioso. Es una célula alargada, especializada en conducir impulsos nerviosos. En las neuronas se pueden distinguir tres partes fundamentales, que son: el citón o soma o cuerpo celular, corresponde a la parte más voluminosa de la neurona. Aquí se puede observar una estructura esférica llamada núcleo. Éste contiene la información que dirige la actividad de la neurona. Además, el soma se encuentra el citoplasma. En él se ubican otras estructuras que son importantes para el funcionamiento de la neurona, lasdendritas, que son prolongaciones cortas que se originan del soma neural. Su función es recibir impulsos de otras neuronas y enviarlas hasta el soma de la neurona. El axón, es una prolongación única y larga. En algunas ocasiones, puede medir hasta un metro de longitud. Su función es sacar el impulso desde el soma neuronal y conducirlo hasta otro lugar del sistema.El cuerpo de la célula nerviosa, como el de las otras células, que consiste esencialmente en una masa de citoplasma en el cual está incluido el núcleo; está limitado por su lado externo por una membrana plasmática. Es a menudo el volumen del citoplasma dentro del cuerpo de la célula es mucho menor que el volumen del citoplasma en las neuritas.
- Núcleo: por lo común se encuentra en el centro del cuerpo celular. Es grande, redondeado pálido y contiene finos gránulos de cromatina muy dispersos. Por lo general las neuronas poseen un único núcleo que está relacionado con la síntesis de ácido ribononucleico RNA. El gran tamaño probablemente se deba a la alta tasa de síntesis proteica, necesario para mantener el nivel de proteínas en el gran volumen citoplasmático presente en las largas neuritas y el cuerpo celular.
- Sustancia de Nissl: consiste en gránulos que se distribuyen en todo el citoplasma del cuerpo celular excepto en la región del axón. Las micrografías muestran que la sustancia de Nissl está compuesta por retículo endoplasmático rugoso dispuestos en forma de cisternas anchas apiladas unas sobre otras. Dado que los ribosomas contienen RNA, la sustancia de Nissl es basófila y puede verse muy bien con tinción azul de touluidina u otras anilinas básicas y microscopio óptico. Es responsable de la síntesis de proteínas, las cuales fluyen a lo largo de las dendritas y el axón y reemplazan a las proteínas que se destruyen durante la actividad celular. La fatiga o lesión neuronal ocasiona que la sustancia de Nissl se movilice y concentre en la periferia del citoplasma. Esto se conoce con el nombre de cromatólisis.
- Aparato de Golgi: cuando se ve con microscopio óptico, después de una tinción de plata y osmio, aparece como una red de hebras ondulantes irregulares alrededor del núcleo. En micrografías electrónicas aparece como racimos de cisternas aplanadas y vesículas pequeñas formadas por retículos endoplasmáticos lisos. Las proteínas producidas por la sustancia de Nissl son transferidas al aparato de Golgi donde se almacenan transitoriamente y se le pueden agregar hidratos de carbono. Las macromoléculas pueden ser empaquetadas para su transporte hasta las terminaciones nerviosas. También se le cree activo en la producción de lisosomas y en la síntesis de las membranas celulares.
- Mitocondrias: Dispersas en todo el cuerpo celular, las dendritas y el axón. Tienen forma de esfera o de bastón. En las micrografías electrónicas las paredes muestran doble membrana. La membrana interna exhibe pliegues o crestas que se proyectan hacia adentro de la mitocondria. Poseen muchas enzimas que toman parte en el ciclo de la respiración, por lo tanto son importantes para producir energía.
- Neurofibrillas: Con microscopio óptico se observan numerosas fibrillas que corren paralelas entre si a través del cuerpo celular hacia las neuritas (tinción de plata). Con microscopio electrónico se ven como haces de microfilamentos de aproximadamente 7 mm de diámetro. Contienen actina y miosina y es probable que ayuden al transporte celular.
- Microtúbulos: Se ven con microscopio electrónico y son similares a aquellos observados en otro tipo de células. Tienen unos 20 a 30 nm de diámetro y se hallan entremezclados con los microfilamentos. Se extienden por todo el cuerpo celular y sus prolongaciones. Se cree que la función de los microtúbulos es el transporte de sustancias desde el cuerpo celular hacia los extremos dístales de las prolongaciones celulares.
- Lisosomas: Son vesículas limitadas por una membrana de alrededor de 8 nm de diámetro. Sirven a la célula actuando como limpiadores intracelulares y contienen enzimas hidrolíticas.
- Centríolos: Son pequeñas estructuras pares que se hallan en las células inmaduras en proceso de división. También se hallan centríolos en las células maduras, en las cuáles se cree que intervienen en el mantenimiento de los microtúbulos.
- Lipofusina: Se presenta como gránulos pardo amarillentos dentro del citoplasma. Se estima que se forman como resultado de la actividad lisosomal y representan un subproducto metabólico. Se acumula con la edad.
- Melanina: Los gránulos de melanina se encuentran en el citoplasma de las células en ciertas partes del encéfalo, como por ejemplo la sustancia negra del encéfalo. Su presencia está relacionada con la capacidad para sintetizar catecolaminas por parte de aquellas neuronas cuyo neurotransmisor es la dopamina.
La superficie celular o membrana, que limita la neurona, reviste una especial importancia por su papel en la inclinación y la transmisión de los impulsos nerviosos. El plasmalema o membrana plasmática es una doble capa de moléculas de fosfolípidos que tiene cadenas de hidrocarburos hidrofóbicos orientados directamente hacia el aspecto medial de la membrana. Dentro de esta estructura se encuentran moléculas de proteínas, de las cuales algunas pasan a través de todo el espesor de este estrato y proporcionan canales hidrofílicos a través de los cuales los iones inorgánicos entran o salen de la célula. Los iones comunes (sodio, potasio, calcio y cloro) poseen un canal molecular específico. Los canales tienen una entrada que regula la carga eléctrica o voltaje, lo cual significa que se abre y cierra en respuesta a cambios de potencial eléctrico a través de la membrana.El núcleo de este tipo de células es voluminoso hasta de 20 mm de diámetro, de forma esférica y situado en el centro del cuerpo nuclear, incluyendo una heterocromatina que se halla en cantidad pequeña y marginada en la superficie interna de la cubierta nuclear.
El cuerpo celular o pericarión suele ser grande en comparación con otras células y varía de 4 a 135 mm de diámetro, su forma es variable en extremo, y depende del número y orientación de sus prolongaciones.El aparato de Golgi es un organelo citoplasmático provisto de acúmulos de cisternas aplanadas, estrechamente, yuxtapuestas, las cuales se encuentran apiladas y rodeadas por muchas vesículas pequeñas, es un sistema continuo agranular o de superficie lisa. La superficie es el área donde se adhieren los carbohidratos de algunas proteínas, que posteriormente se convierten en glucoproteínas, estas se transportan en forma de vesículas en dirección distal o a lo largo de las prolongaciones citoplasmáticas para renovar las vesículas sinápticas en los bulbos terminales de las terminaciones axónicas y también contribuyen a la renovación de la membrana neuronal (Roselli, 1997).
Los lisosomas son grandes vesículas que contienen enzimas que catalizan la descomposición de moléculas grandes no necesarias, generalmente son numerosas.
Las mitocondrias son organelos citoplasmáticos dispersos en el pericarión, dendritas y axones; son esféricos en forma de bastoncillo, o filamentosas, tienen una longitud de 0.2 a 1.0 mm y un diámetro de 0.2 mm. Las mitocondrias de las neuronas muestran su característica de membrana doble periférica con crestas o pliegues internos. En estas se depositan las enzimas que tienen que ver con diversos aspectos del metabolismo celular, incluyendo la respiración y la fosforilación; son el sitio donde se produce energía en las reacciones de la fisiología celular (Jones, et al., 1985).
El axón de una neurona principalmente está rodeado por una vaina de mielina, que empieza cerca del origen del axón y finaliza en las cercanías de sus ramas terminales en el sistema nervioso, la mielina es depositada por los oligodendrocitos y esta formada esencialmente por capas estrechamente superpuestas a sus membranas plasmáticas. La cubierta de mielina, por tanto, tiene una composición lipoproteíca y unas interrupciones llamadas nódulos de Ranvier, las cuales indican los sitios donde se unen las porciones formadas por diferentes oligodendrocitos contiguos. Los canales de sodio y sus poros que regulan el voltaje se presentan únicamente en los nodos de un axón mielinizado, de manera que ocurren solo en esos sitios movimientos iónicos en la conducción de ese impulso.La envoltura de mielina aísla el axón entre los nodos y así hay una conducción casi instantánea del potencial de acción de un nodo al inmediato. Esta conducción saltatoria permite una señalización mucho más rápida en el axón mielinizado que en el amielínico. El grosor de la capa de mielina y la distancia entre los nodos tiende a ser directamente proporcional al diámetro y a la longitud del axón; la conducción del impulso nervioso es más rápida cuando el diámetro de la fibra nerviosa es mayor (Meyer, 1985).También los axones de las neuronas se agrupan a menudo. En el SNC se les llaman tractos a los haces o masas de axones que llevan información u ordenes motoras de una clase completa. Los tractos forman la materia blanca del SNC. En el SNP, se llaman nervios a los haces discretos de axones que traen información hacia el SNC desde las estructuras periféricas y conducen órdenes motoras hacia las glándulas y los músculos (Meyer, 1985).
Las dendritas salen del cuerpo de la neurona y se ramifican en su cercanía; sus ramas pueden ser profusas e intrincadas. El citoplasma de las dendritas llamado dendroplasma, se parece al del pericarión, con retículo endoplásmico granular (sustancia cromatofílica o de Nilss). Se presenta en los troncos proximales de las dendritas y en los sitios donde se ramifican; en algunas neuronas; las ramas pequeñas tienen un gran número de diminutas salientes, llamadas espinas dendríticas, que participan en la sinapsis. La superficie del cuerpo celular puede ser incluida como área receptora de la neurona; en las neuronas motoras de la médula espinal, por ejemplo, gran número de terminaciones axónicas hace sinapsis con el cuerpo celular y también con las dendritas (Palo, 1997).Las neuronas, al igual que las otras células de la glía poseen prolongaciones celulares filamentosas de naturaleza proteica que les confieren resistencia mecánica. Dentro de estos se distinguen tres tipos de organelos alargados: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios; representados químicamente por los neurotúbulos, estructuras localizadas en el interior de los axones, compuestas de tubulina asociada a proteínas denominadas dineínas y diseñadas para proporcionar rigidez y fortaleza mecánica a las prolongaciones filamentosas de neuronas y células gliales, también toman parte en las funciones dinámicas, tales como transporte axoplásmico y fluidez de las membranas celulares; neurofilamentos que representan a los filamentos intermediarios que son organulos citoplasmáticos fibrosos del sistema nervioso, su estructura proteica no es clara, pero se sabe que no están compuestos de tubulina ni actinia, están involucrados en el mecanismo de transporte axónico y suelen conferir una resistencia adicional a las prolongaciones largas y microfilamentos, compuestos de actina capaces de interaccionar con la miosina de una forma que sugiere que forman parte de un mecanismo contráctil y, por lo tanto, están involucrados en el movimiento.
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