| Defecto del tubo neural | |
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| Ilustración de un niño con espina bífida, el NTD más común | |
| Especialidad | Genética Médica |
Los defectos del tubo neural ( NTD ) son un grupo de defectos congénitos en los que una abertura en la médula espinal o el cerebro permanece desde el inicio del desarrollo humano. En la tercera semana de embarazo llamada gastrulación , las células especializadas en el lado dorsal del embrión comienzan a cambiar de forma y forman el tubo neural . Cuando el tubo neural no se cierra completamente, se desarrolla un NTD.
Los tipos específicos incluyen: espina bífida que afecta la columna vertebral , anencefalia que produce poco o nada de cerebro , encefalocele que afecta el cráneo e iniencefaliaque ocasiona problemas severos en el cuello. [1]
Los NTD son uno de los defectos de nacimiento más comunes , que afectan a más de 300,000 nacimientos cada año en todo el mundo. [2] Por ejemplo, la espina bífida afecta aproximadamente a 1,500 nacimientos anualmente en los EE. UU., O aproximadamente 3.5 de cada 10,000 (0.035% de los nacimientos en EE. UU.), [1] [3] que ha disminuido de alrededor de 5 por 10,000 (0.05% de los EE. UU. nacimientos) desde que se inició la fortificación con folato de productos de granos. [3] El número de muertes en los Estados Unidos cada año debido a defectos del tubo neural también disminuyó de 1.200 antes de que se iniciara la fortificación con folato a 840.
Tipos [ editar ]
Hay dos tipos de NTD: abierto, que son más comunes, y cerrado. Los NTD abiertos ocurren cuando el cerebro y / o la médula espinal están expuestos al nacer a través de un defecto en el cráneo o las vértebras (huesos de la espalda). Ejemplos de NTD abiertos son anencefalia , encefaloceles , hidranencefalia , iniencefalia , esquizencefalia y espina bífida . Los tipos más raros de NTD se denominan NTD cerrados. Las NTD cerradas ocurren cuando el defecto espinal está cubierto por la piel. Ejemplos comunes de NTD cerrados son lipomyelomeningocele, lipomeningocele y cordón atado .
Anencefalia [ editar ]
La anencefalia (sin cerebro) es un defecto del tubo neural que ocurre cuando el extremo de la cabeza del tubo neural no se cierra, generalmente durante los días 23 y 26 del embarazo, lo que resulta en la ausencia de una parte importante del cerebro y el cráneo. Los bebés que nacen con esta afección nacen sin la parte principal del prosencéfalo, la parte más grande del cerebro, y generalmente son ciegos, sordos e inconscientes. La falta de un cerebro funcional asegurará que el bebé nunca gane la conciencia. Los bebés nacen muertos o generalmente mueren en unas pocas horas o días después del nacimiento.
Encefaloceles [ editar ]
Los encefaloceles se caracterizan por protuberancias del cerebro a través del cráneo que son como sacos y están cubiertos de membrana. Pueden ser un surco en el medio de la parte superior del cráneo, entre la frente y la nariz, o la parte posterior del cráneo. Los encefaloceles a menudo son obvios y se diagnostican de inmediato. A veces, los pequeños encefaloceles en la cavidad nasal y la frente no se detectan. [5]
Hidranencefalia [ editar ]
La hidranencefalia es una afección en la que faltan los hemisferios cerebrales y, en cambio, se llenan de sacos de líquido cefalorraquídeo.
Iniencephaly [ editar ]
La iniencefalia es un defecto raro del tubo neural que produce una flexión extrema de la cabeza hacia la columna vertebral. El diagnóstico generalmente se puede hacer en la ecografía prenatal, pero si no, sin duda se realizará inmediatamente después del nacimiento porque la cabeza está doblada hacia atrás y la cara mira hacia arriba. Por lo general, el cuello está ausente. La piel de la cara se conecta directamente al pecho y el cuero cabelludo se conecta a la parte superior de la espalda. El bebé generalmente no sobrevivirá más de unas pocas horas.
Espina bífida [ editar ]
La espina bífida se divide en dos subclases, espina bífida quística y espina bífida oculta.
Espina bífida quística [ editar ]
Esto incluye meningocele y mielomeningocele . El meningocele es menos severo y se caracteriza por la herniación de las meninges, pero no de la médula espinal, a través de la abertura en el canal espinal. El mielomeningocele implica la herniación de las meninges y de la médula espinal a través de la abertura. [6]
Espina bífida oculta [ editar ]
En este tipo de defecto del tubo neural, las meninges no se hernian a través de la abertura del canal espinal. [6]Por definición, espina bífida oculta significa columna dividida oculta . [7] La forma más frecuente de espina bífida oculta es cuando partes de los huesos de la columna, llamada proceso espinoso , y el arco neural aparecen anormales en un radiograma, sin afectación de la médula espinal y los nervios espinales. [8] El riesgo de recurrencia en aquellos que tienen un pariente de primer grado (un padre o hermano) es 5-10 veces mayor en comparación con la población general. [ cita requerida ]
Causa [ editar ]
Deficiencia de folato [ editar ]
Se ha descubierto que los niveles inadecuados de ácido fólico (vitamina B9) y vitamina B12 durante el embarazo aumentan el riesgo de NTD. [9] [10] Aunque ambos son parte de la misma ruta biológica, la deficiencia de folato es mucho más común y, por lo tanto, más preocupante. [9] [10]El folato es necesario para la producción y el mantenimiento de nuevas células, para la síntesis de ADN y la síntesis de ARN. El folato es necesario para transportar un grupo de carbono para la metilación y la síntesis de ácido nucleico. Se ha planteado la hipótesis de que el embrión humano temprano puede ser particularmente vulnerable a la deficiencia de folato debido a las diferencias de las enzimas funcionales en esta vía durante la embriogénesis combinada con una alta demanda de metilaciones postraduccionales del citoesqueleto en las células neurales durante el cierre del tubo neural. [11] El fracaso de la metilación postraduccional del citoesqueleto, requerido para la diferenciación, se ha implicado en defectos del tubo neural. [12] Vitamina B 12También es un receptor importante en la ruta biológica del folato, de modo que los estudios han demostrado que la deficiencia de vitamina B 12 también contribuye al riesgo de NTD. [13] Existe evidencia sustancial de que la suplementación fólico directa aumenta los niveles séricos de folato biodisponible en sangre, aunque al menos un estudio ha demostrado una actividad lenta y variable de la dihidrofolato reductasa en el hígado humano. [14] [15] Una dieta rica en ácido fólico natural (350 μg / d) puede mostrar tanto aumento en el ácido fólico plasmático como tomar niveles bajos de ácido fólico (250 μg / d) en individuos [16]Sin embargo, una comparación de los resultados de la población general en muchos países con diferentes enfoques para aumentar el consumo de folato ha encontrado que solo la fortificación general de alimentos con ácido fólico reduce los defectos del tubo neural. [17] Si bien ha habido inquietudes acerca de que la administración de suplementos de ácido fólico esté relacionada con un mayor riesgo de cáncer, una revisión sistemática en 2012 muestra que no hay evidencia, excepto en el caso del cáncer de próstata, que indica una reducción modesta en el riesgo. [18]
Interacción gen-ambiente [ editar ]
Una deficiencia de folato en sí no causa defectos del tubo neural. La asociación observada entre los defectos reducidos del tubo neural y la suplementación con ácido fólico se debe a una interacción gen-ambiente , como la vulnerabilidad causada por la variante C677T Metilenetetrahidrofolato reductasa (MTHFR). Complementar el ácido fólico durante el embarazo reduce la prevalencia de NTD al no exponer esta mutación subclínica a condiciones agravantes. [19] Otras causas potenciales pueden incluir antimetabolitos de folato (como metotrexato), micotoxinas en la harina de maíz contaminada, arsénico , hipertermia en el desarrollo temprano y radiación. [20] [21][22] También se ha encontrado que la obesidad materna es un factor de riesgo para las ETD. [23] Losestudios han demostrado que tanto el tabaquismo materno como la exposición materna al humo de segunda mano aumentan el riesgo de defectos del tubo neural en la descendencia. [24] Varios estudios sugieren un mecanismo por el cual la exposición materna al humo del cigarrillo podría aumentar el riesgo de NTD en la descendencia que muestra una asociación entre el tabaquismo y las elevaciones de losnivelesde homocisteína . [ cita requerida ] El humo del cigarrillo durante el embarazo, incluida la exposición de segunda mano, puede aumentar el riesgo de defectos del tubo neural. [25] Todo lo anterior puede actuar por interferencia con algún aspecto de la normalidadEl metabolismo del ácido fólico y los procesos celulares relacionados con la metilación relacionada con el folato, ya que existen múltiples genes de este tipo asociados con defectos del tubo neural. [26]
Otro [ editar ]
La suplementación con ácido fólico reduce la prevalencia de defectos del tubo neural en aproximadamente el 70% de los defectos del tubo neural, lo que indica que el 30% no depende del folato y se debe a alguna otra causa además de las alteraciones de los patrones de metilación. [27] Existen muchos otros genes relacionados con defectos del tubo neural que son candidatos para defectos del tubo neural insensibles al folato. [26] También hay varios síndromes como el síndrome de Meckel y el síndrome triploide, que con frecuencia se acompañan de defectos del tubo neural que se supone que no están relacionados con el metabolismo del folato [28]
Diagnóstico [ editar ]
Las pruebas para detectar defectos del tubo neural incluyen el examen con ultrasonido y la medición de la alfafetoproteína sérica materna ( MSAFP ). El ultrasonido del segundo trimestre se recomienda como la herramienta de detección primaria para las ETD, y MSAFP como herramienta de detección secundaria. [29] Esto se debe a una mayor seguridad, una mayor sensibilidad y una menor tasa de falsos positivos en comparación con MSAFP. [29] Las pruebas de alfafetoproteína de líquido amniótico (AFAFP) y acetilcolinesterasa de líquido amniótico (AFAChE) también se usan para confirmar si el examen de ultrasonido indica un riesgo positivo. [30]A menudo, estos defectos son aparentes al nacer, pero los defectos agudos pueden no diagnosticarse hasta mucho más tarde en la vida. Un MSAFP elevado medido a las 16-18 semanas de gestación es un buen predictor de defectos del tubo neural abierto, sin embargo, la prueba tiene una tasa de falsos positivos muy alta (2% de todas las mujeres examinadas en Ontario, Canadá entre 1993 y 2000 dieron positivo sin tener un defecto abierto del tubo neural, aunque el 5% es el resultado comúnmente citado en todo el mundo) y esta prueba de detección detecta solo una parte de los defectos del tubo neural (73% en el mismo estudio de Ontario). [31] La detección de MSAFP combinada con la ecografía de rutina tiene la mejor tasa de detección, aunque la detección por ultrasonografía depende de la capacitación del operador y la calidad del equipo. [32] [33]
Prevención [ editar ]
En 1996, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos publicó regulaciones que requerían la adición de ácido fólico a panes, cereales, harinas y otros productos de granos enriquecidos. [34] Es importante tener en cuenta que durante las primeras cuatro semanas de embarazo (cuando la mayoría de las mujeres ni siquiera se dan cuenta de que están embarazadas), la ingesta adecuada de ácido fólico es esencial para el correcto funcionamiento del proceso de neurulación . Por lo tanto, se aconseja a las mujeres que podrían quedar embarazadas que coman alimentos fortificados con ácido fólico o que tomen suplementos además de comer alimentos ricos en folato para reducir el riesgo de defectos congénitos graves. [35] [36] [37] En Canadá, se ha demostrado que la fortificación obligatoria de alimentos seleccionados con ácido fólico reduce la incidencia de defectos del tubo neural en un 46%. [38]
Se recomienda a las mujeres que puedan quedar embarazadas que obtengan 400 microgramos de ácido fólico diariamente. Las mujeres que han dado a luz previamente a un niño con un defecto del tubo neural pueden beneficiarse de un suplemento que contiene 4.0 mg / 5.0 mg en el Reino Unido mg diariamente, siguiendo el consejo proporcionado por su médico. [39]
Tratamiento [ editar ]
A partir de 2008, los tratamientos de las ETD dependen de la gravedad de la complicación. No hay tratamiento disponible para la anencefalia y los bebés generalmente no sobreviven más de unas pocas horas. El manejo quirúrgico agresivo ha mejorado la supervivencia y las funciones de los bebés con espina bífida, meningoceles y mielomeningoceles leves. El éxito de la cirugía a menudo depende de la cantidad de tejido cerebral involucrado en el encefalocele. El objetivo del tratamiento para las ETD es permitir que el individuo alcance el más alto nivel de función e independencia. La cirugía fetal en el útero antes de las 26 semanas de gestación se realizó con cierta esperanza de que el resultado final sea beneficioso, incluida una reducción de la malformación de Arnold-Chiari y, por lo tanto, disminuye la necesidad de una derivación ventriculoperitonealpero el procedimiento tiene un riesgo muy alto tanto para la madre como para el bebé y se considera extremadamente invasivo con preguntas de que los resultados positivos pueden deberse a un sesgo de verificación y no a un beneficio real. Además, esta cirugía no es una cura para todos los problemas asociados con un defecto del tubo neural. Otras áreas de investigación incluyen la ingeniería de tejidos y la terapia con células madre, pero esta investigación no se ha utilizado en humanos. [40]
Epidemiología [ editar ]
Los defectos del tubo neural causaron 71,000 muertes en todo el mundo en 2010. [41] No está claro qué tan común es la condición en los países de bajos ingresos.
El neuroconstructivismo es una teoría que establece que la interacción gen-gen , la interacción gen-ambientey, fundamentalmente, la ontogenia , juegan un papel vital en la forma en que el cerebro se esculpe progresivamente y cómo se especializa gradualmente a lo largo del tiempo de desarrollo.
Los partidarios del neuroconstructivismo, como Annette Karmiloff-Smith , argumentan en contra de la modularidad innata de la mente , la noción de que un cerebro está compuesto de estructuras o módulos neurales innatos que tienen distintas funciones establecidas evolutivamente . En cambio, se hace hincapié en los sesgos relevantes del dominio innato. Estos prejuicios se entienden como ayudar al aprendizaje y dirigir la atención. Las estructuras tipo módulo son, por lo tanto, producto de la experiencia y de estos sesgos innatos. Por lo tanto, Neuroconstructivism puede ser visto como un puente entre Jerry Fodor 's nativismo psicológico y Jean Piaget ' s teoría del desarrollo cognitivo .
Desarrollo versus modularidad innata [ editar ]
El neuroconstructivismo ha surgido como una refutación directa contra los psicólogos que defienden una modularidad innata del cerebro . [1] [2] La modularidad del cerebro requeriría un patrón predeterminado de conectividad sináptica dentro del microcircuito cortical de un sistema neural específico. [3] En cambio, Annette Karmiloff-Smith ha sugerido que la microconectividad del cerebro emerge del proceso gradual de desarrollo ontogenético. [3] [4] [5] Proponentes de la teoría modularpodría haber sido engañado por el desempeño aparentemente normal de las personas que exhiben una discapacidad de aprendizaje en las pruebas. Si bien puede parecer que el funcionamiento cognitivo puede verse afectado solo en áreas específicas, esto puede ser un defecto funcional en la prueba. Muchas tareas estandarizadas utilizadas para evaluar el alcance del daño dentro del cerebro no miden las causas subyacentes, sino que solo muestran el estado final estático de los procesos complejos. [6] Una explicación alternativa para dar cuenta de estos puntajes de prueba normales sería la capacidad del individuo para compensar el uso de otras regiones del cerebro que normalmente no se utilizan para tal tarea. [3] Dicha compensación solo podría haber resultado de la neuroplasticidad del desarrollo y la interacción entre el medio ambiente y el funcionamiento del cerebro.
Las diferentes funciones dentro del cerebro surgen a través del desarrollo. En lugar de tener patrones preestablecidos de conectividad, neuroconstructivism sugiere que hay "pequeñas diferencias regionales en el tipo, densidad y orientación de las neuronas , en los neurotransmisores , en los umbrales de disparo, en razón de la mielinización , laminación, razón de la materia gris de la materia blanca " etc. que llevaron a diferentes capacidades de las neuronas o regiones del cerebro para manejar funciones específicas. [7] [8] Por ejemplo, el ventral y el dorsallas corrientes solo surgen debido a diferencias innatas en la velocidad de procesamiento de las neuronas, no una selección innata para ser ventral o dorsal por las neuronas respectivas. [7] Tal diferenciación ha sido titulada un enfoque de desarrollo relevante para el dominio. [7] [8] [9]
Esto contrasta los enfoques previos de dominio general y dominio específico . En el marco de dominio general, las diferencias en el funcionamiento cognitivo se atribuyen a diferencias generales en las neuronas en todo el cerebro. El enfoque de dominio específico en contraste argumenta diferencias inherentes y específicas dentro de los genes que controlan directamente el desarrollo de una persona. Si bien no puede descartar la especificidad de dominio, [9] el neuroconstructivismo en cambio ofrece un enfoque de desarrollo que se centra en el cambio y los resultados emergentes. [9] Tal cambio conduce a la especificidad de dominio en cerebros adultos, pero el neuroconstructivismo argumenta que el componente clave de la especificidad ocurrió desde el estado de inicio de dominio general.[3]
Cada aspecto del desarrollo es dinámico e interactivo. [9] La inteligencia humana puede definirse con mayor precisión al centrarse en la plasticidad del cerebro y sus interacciones con el medio ambiente en lugar de las diferencias inherentes dentro de la estructura del ADN . Las disociaciones observadas en el síndrome de Williams o el autismo proporcionan a los neurocientíficos un medio para explorar diferentes trayectorias de desarrollo. [3]
Dependencia del contexto [ editar ]
El neuroconstructivismo utiliza el contexto para demostrar los posibles cambios en las conexiones neuronales del cerebro . Comenzar con genes e incorporar progresivamente más contexto indica algunas de las limitaciones involucradas en el desarrollo. En lugar de ver el cerebro como independiente de su entorno actual o anterior, el neuroconstructivismo muestra cómo el contexto interactúa con el cerebro para formar gradualmente el cerebro adulto especializado. De hecho, al construirse sobre representaciones preexistentes, las representaciones se vuelven cada vez más vinculadas al contexto (en lugar de estar libres de contexto). [10] Esto lleva a "restricciones del destino" en las que el aprendizaje posterior es más restringido que el aprendizaje anterior. [10]
Genes [ editar ]
Las teorías anteriores suponían que los genes son códigos estáticos que no cambian para resultados específicos del desarrollo. Sin embargo, una nueva investigación sugiere que los genes pueden ser activados por influencias ambientales y de comportamiento. [11] Esta visión probabilística del desarrollo de la epigénesis [12] sugiere que, en lugar de seguir un camino predeterminado hacia la expresión, los genes son modificados por el comportamiento y el entorno de un organismo. Además, estas modificaciones pueden actuar sobre el medio ambiente, creando un círculo causal en el que los genes que influyen en el medio ambiente son influenciados nuevamente por estos cambios en el medio ambiente.
Encellment [ editar ]
Las células no se desarrollan de forma aislada. Incluso desde una edad temprana, las neuronas están influenciadas por el entorno (p. Ej., Otras neuronas). [13] Con el tiempo, las neuronas interactúan espontáneamente o en respuesta a alguna estimulación sensorial para formar redes neuronales. [11] Lacompetencia entre neuronas juega un papel clave en el establecimiento del patrón exacto de conexiones. [14]Como resultado, pueden surgir patrones de activación neural específicos debido a la morfología subyacente y los patrones de conexión dentro de las estructuras neurales especificadas. Estos pueden ser posteriormente modificados por el cambio morfológico impuesto por las representaciones actuales. Progresivamente pueden surgir patrones más complejos a través de la manipulación de las estructuras neuronales actuales por la experiencia de un organismo. [11]
Enbrainment [ editar ]
Si bien las neuronas están incrustadas dentro de las redes, estas redes se incrustan aún más en el cerebro en su conjunto. Las redes neuronales no funcionan de forma aislada, como en la modularidad de la perspectiva mental. En cambio, diferentes regiones interactúan a través de procesos de retroalimentación e interacciones de arriba hacia abajo , [15] limitando y especificando el desarrollo de cada región. Por ejemplo, se ha demostrado que la corteza visual primaria en personas ciegas procesa información táctil . [16] La función de las áreas corticales surge como resultado de esta entrada sensorial y la competencia por el espacio cortical. [17] "EstoLa vista de especialización interactiva implica que las regiones corticales pueden ser inicialmente no específicas en sus respuestas, pero gradualmente reducen sus respuestas a medida que su especialización funcional las restringe a un conjunto más limitado de circunstancias ". [11]
Enbodiment [ editar ]
El cerebro está más limitado por su restricción dentro del cuerpo. El cerebro recibe información de los receptores del cuerpo (p. Ej., Sistema somatosensorial , sistema visual , sistema auditivo , etc.). Estos receptores proporcionan al cerebro una fuente de información. Como resultado, manipulan los patrones de activación neuronal del cerebro y, por lo tanto, su estructura, lo que lleva a efectos restrictivos en la construcción de representaciones en la mente. Los sistemas sensoriales limitan la posible información que el cerebro puede recibir y, por lo tanto, actúan como un filtro. [11]Sin embargo, el cerebro también puede interactuar con el entorno a través de la manipulación del cuerpo (p. Ej., Movimiento, cambios en la atención, etc.), manipulando así el entorno y la información posterior recibida. La actividad profesional mientras se explora el entorno conduce a experiencias alteradas y, en consecuencia, al desarrollo cognitivo alterado. [11]
Ensocialment [ editar ]
Mientras que una persona puede manipular el entorno, el entorno específico en el que se desarrolla tiene efectos altamente restrictivos sobre las posibles representaciones neurales exhibidas a través de una restricción de las posibles experiencias físicas y sociales. [11] Por ejemplo, si un niño es criado sin una madre, el niño no puede cambiar sus respuestas o acciones para generar una madre. Él / ella solo puede trabajar dentro de las limitaciones especificadas del entorno en el que nace.
La naturaleza de las representaciones [ editar ]
Todas las restricciones anteriores interactúan para formar representaciones cognitivas en el cerebro. El principio principal es la dependencia del contexto, ya que la configuración se produce a través de la competencia y la cooperación. [11] La competencia conduce a la especialización del desarrollo de componentes que luego forman nuevas representaciones. La cooperación, por otro lado, conduce a combinaciones de representaciones mentales existentes que permiten reutilizar el conocimiento existente. La construcción de representaciones también depende de la exploración del entorno por parte del individuo. Sin embargo, las experiencias derivadas de esta proactividad limitan el rango de posibles adaptaciones dentro de las representaciones mentales. [11] Tal especialización progresivasurge de las limitaciones del pasado y el actual entorno de aprendizaje. Para alterar las representaciones, el entorno exige mejoras a través de pequeñas adiciones al estado mental actual. Esto conduce a representaciones parciales [11] en lugar de fijas que se supone que ocurren en adultos. El neuroconstructivismo argumenta que tales productos finales no existen. La plasticidad del cerebro conduce a representaciones mentales siempre cambiantes a través de la proactividad individual y las interacciones ambientales. Tal punto de vista implica que cualquier representación mental actual es el resultado óptimo para un entorno específico. Por ejemplo, en trastornos del desarrollo como el autismo., el desarrollo atípico surge debido a adaptaciones a múltiples restricciones de interacción, lo mismo que el desarrollo normal. Sin embargo, las restricciones difieren y, por lo tanto, dan como resultado un producto final diferente. Esta visión contrasta directamente las teorías previas que suponían que los trastornos surgen de fallas aisladas de módulos funcionales particulares.
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