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Descubre Cómo Viaja la Información Neuronal y una Enfermedad Genética que Ralentiza las Neuronas

Writer's picture: gloria queipogloria queipo

Updated: Dec 2, 2024


Cerebro y fármacos

Para conmemorar este Día Mundial del Cerebro, descubramos cómo este órgano y su sistema pasan información a alta velocidad. La velocidad de reacción de los sistemas nerviosos es sorprendentemente rápida; en realidad, tarda menos de un segundo. Los reflejos sensoriales se generan a una velocidad de entre 130 y 250 milisegundos; son bastante rápidos. Para alcanzar esas velocidades, las neuronas requieren una grasa especial llamada mielina. Aprendamos sobre la mielina y qué sucede cuando desaparece, tomando como ejemplo una enfermedad rara y compleja conocida como leucodistrofia metacromática


Las células del cerebro y el sistema nervioso

Para comenzar, es importante conocer a los habitantes del cerebro y su sistema. Si te preguntan, seguramente sabes que las células del cerebro son las neuronas. Son células similares a cables, ya que contienen un axón, un largo cable que conecta con otras neuronas y transmite impulsos nerviosos. Algunos axones son cortos, pero otros pueden llegar a medir más de un metro, como en el caso del nervio ciático, que va desde la cadera hasta los dedos del pie. Existen distintos tipos de neuronas, y cada una de ellas tiene su labor específica, como el movimiento, el juicio, la visión o la audición.


Aunque las neuronas son células sorprendentes, por sí solas son bastante mediocres. Necesitan toda una gama de células asistentes que las cuiden, protejan y ayuden con sus tareas. La glía es el grupo de células que apoya a las neuronas, y existen distintos tipos. La primera se llama astrocito, una célula con forma de estrella. La tarea del astrocito es ser una nana: alimenta a las neuronas sacando los nutrientes necesarios de la sangre y también “cambia pañales”, ya que toma los desperdicios generados por las neuronas y los manda a la sangre para que otros órganos los eliminen del cuerpo. Finalmente, protegen a las neuronas, ya que forman una barrera aislante conocida como barrera hematoencefálica. Dado que las neuronas no disfrutan de la sangre, los astrocitos las mantienen aisladas de ella.


La segunda célula que conocerás se llama ependimocito. Su tarea es formar el líquido cefalorraquídeo. El cerebro es pesado, pesa más de un kilogramo. Similar a una ballena, si no flota en agua, su propio peso lo comprime. Por ello, el líquido cefalorraquídeo le ayuda a tener flotabilidad, haciendo que su masa efectiva sea similar a los 20 gramos. Además, lo protege, ya que absorbe fuerzas de choque. Si alguien te da un puñetazo en tierra firme, duele; pero debajo del agua, la fuerza se absorbe y es indoloro. La tercera integrante de la glía se denomina microglia, y es un tipo de célula inmune que protege al cerebro de infecciones. Sin embargo, una infección cerebral suele ser rara, así que la mayor parte del tiempo se encarga de limpiar el cerebro de grasas, células muertas o materiales externos. Finalmente, existen los oligodendrocitos y las células de Schwann. Ambas cumplen la misma función, pero los primeros trabajan con neuronas del cerebro y médula espinal, lo que conocemos como sistema nervioso central, mientras que las segundas trabajan con neuronas fuera de estos dos órganos, en lo que llamamos sistema nervioso periférico. El trabajo de estas células es abrazar a las neuronas con un abrazo grasoso que recubre los axones con una grasa especial llamada mielina.

Las células del sistema nervioso

Aquí puedes ver las diferentes células del sistema nervioso. Verás que hay dos células que abrazan a las neuronas. Las células de Schwann se encuentran fuera del sistema nervioso central y los oligodendrocitos se localizan dentro de él.


La mielina: una grasa mágica

Las neuronas son maestras en recordar, comunicar y generar información, pero para mover esa cantidad de datos es necesaria la mielina. La grasa no conduce electricidad, por lo que es un perfecto aislante para nuestras neuronas. La mielina aísla las corrientes eléctricas y permite que la información neuronal se transmita a altas velocidades. Para ponerlo en perspectiva, una neurona sin mielina manda información a 10 metros por segundo, mientras que una con mielina la transmite a 150 metros por segundo. Esas velocidades quizá no te digan mucho, así que pasémoslas a kilómetros por hora. 10 metros por segundo es igual a 36 kilómetros por hora, más rápido que una bicicleta promedio, que suele ir a 20 kilómetros por hora. 150 metros por segundo es equivalente a 540 kilómetros por hora, superando a los trenes de alta velocidad, que en promedio viajan entre 300 y 400 kilómetros por hora. Se acerca bastante a la velocidad de un tren bala, que alcanza los 600 kilómetros por hora.


No todas las neuronas necesitan ni tienen mielina. Por ejemplo, las neuronas del dolor carecen de ella. En cambio, las neuronas de la corteza cerebral están altamente mielinizadas. Si cortas un cerebro, verás que parece tener dos colores: gris y amarillo o blanco. La sustancia gris son los cuerpos de las neuronas, mientras que la sustancia blanca son los axones mielinizados. Aunque no todas las neuronas requieren mielina, para muchas es indispensable para funcionar correctamente. 


Neuronas y mielina

La mielina es una grasa que rodea el axón de las neuronas y permite que los impulsos nerviosos viajen a velocidades impactantes. 


La leucodistrofia metacromática

La leucodistrofia es un término que engloba varias condiciones. A grandes rasgos, son patologías que causan pérdida de la mielina. “Leuco” significa “blanco” y “distrofia” implica “pérdida” o “degeneración”.  Existen múltiples condiciones que pueden causar pérdida de la mielina, desde infecciones hasta cuestiones genéticas. La leucodistrofia metacromática es una patología rara de origen genético, que se observa en 1 de cada 40´000 personas. 


Conociendo las células del sistema nervioso, podrías pensar que las leucodistrofias siempre son culpa de las células productoras de mielina, pero no es así. Cualquier célula de la glía puede mutar y causar una leucodistrofia. En el caso de la leucodistrofia metacromática, la culpa recae en la microglía, que, como recordarás, tiene la tarea de limpiar y proteger. Limpiar puede no sonar vital, pero lo es. En la leucodistrofia metacromática, la microglía es incapaz de eliminar una sustancia: los glicolípidos sulfatados. Esa molécula puede sonar compleja, pero simplemente es grasa con azúcar, sulfuro y oxígeno; bueno, sí es una molécula compleja, pero sus ingredientes no lo son tanto. Los glicolípidos sulfatados son parte de la mielina. Cuando la mielina envejece, se forma nueva, pero alguien tiene que limpiar la vieja, tarea que le corresponde a la microglía. 


Si has tenido que lavar trastos, sabrás que la grasa no es fácil de eliminar. Para limpiarla, las células cuentan con organelos especiales llamados lisosomas y peroxisomas. Estos organelos destructivos pueden eliminar basura y bacterias. Por supuesto, para funcionar requieren de proteínas explosivas que eliminen todo. El gen ARSA construye la arilsulfatasa A, una proteína crucial para eliminar sulfátidos, la parte de grasa y sulfuro de los glicolípidos sulfatados. Si el gen ARSA muta, los glicolípidos no se eliminan y, con el tiempo, se acumulan. A nadie le agrada vivir entre basura, y las neuronas y oligodendrocitos no son la excepción. Estos desechos acumulados crean un ambiente tóxico, que gradualmente destruye la mielina. Otro gen que puede causar esta patología es el PSAP, aunque su mutación es más rara que la de ARSA. El gen PSAP produce cuatro proteínas diferentes: saposina A, B, C o D. Todas las saposinas funcionan como llaves; son necesarias para encender otras proteínas de limpieza. Si la célula es incapaz de formar saposina B, el resultado es leucodistrofia metacromática

Fagocitosis

La fagocitosis permite que células inmunes coman lo que se encuentran en el exterior. Dentro de ellas, los lisosomas digieren lo que se hayan comido y lo destruyen. 


Síntomas de leucodistrofia metacromática

La evolución de esta enfermedad es trágica, ya que al principio no causa síntomas. Sin embargo, a medida que avanza la edad y se acumulan desperdicios en el cerebro, comienzan los síntomas que empeoran gradualmente a medida que se pierde la mielina. Esta enfermedad se divide en tres tipos, dependiendo de la edad en que aparecen los síntomas. En la leucodistrofia metacromática infantil, estos surgen antes de los 30 meses de vida. Se trata de bebés que inician con logros clásicos de la infancia y luego experimentan una regresión que incluye la pérdida de la capacidad de caminar, coordinarse y hablar. Este tipo es el más común y devastador, ya que provoca la muerte en unos cinco años. 

La leucodistrofia metacromática juvenil abarca desde los mayores de 30 meses hasta los 16 años. Estos niños experimentan cambios psiquiátricos y cognitivos, como cambios de personalidad, pérdida de memoria e intelecto, impulsividad y falta de inhibiciones. Además, padecen de ceguera y problemas para caminar. La enfermedad progresa más lentamente y algunos pacientes pueden llegar hasta la adultez temprana. 


Finalmente, está la leucodistrofia metacromática del adulto. A diferencia de los otros dos tipos, no afecta el movimiento, sino que únicamente compromete la cognición. Usualmente ocasiona problemas psiquiátricos, que a menudo se diagnostican incorrectamente como esquizofrenia, trastorno bipolar, psicosis o demencia. El diagnóstico erróneo ocurre al omitir la causa subyacente, que es la leucodistrofia. Por ello, un buen psiquiatra debe pedir estudios de imagen para evaluar el estado del cerebro, ya que enfermedades neurológicas pueden causar síntomas psiquiátricos. Este tipo es el menos grave y los pacientes pueden vivir hasta 30 años después de la aparición de los primeros síntomas. 


Niño reprobando un examen

Alteraciones en la personalidad, retroceso en habilidades adquiridas, dificultades escolares, problemas de memoria y juicio deficiente pueden ser signos de enfermedades cerebrales como la leucodistrofia metacromática


Pruebas genéticas para la leucodistrofia metacromática

La leucodistrofia metacromática se diagnostica hasta que aparecen síntomas. Generalmente, se realiza una prueba de arilsulfatasa A. No es necesario realizar biopsias cerebrales, ya que otras células inmunes que contienen esta proteína se pueden cultivar a partir de la sangre. Imágenes cerebrales, como aquellas obtenidas a partir de la resonancia magnética o tomografía también se utilizan para evaluar los cambios de la mielina. Aunque las técnicas genéticas aún no se utilizan ampliamente para el diagnóstico, están volviéndose esenciales en la detección y prevención de las leucodistrofias.


Actualmente, el diagnóstico y las pruebas comienzan con la aparición de los síntomas. Sin embargo, la secuenciación del exoma permite identificar mutaciones desde el nacimiento al analizar todos los genes. Además, permite identificar mutaciones puntuales, ya que una proteína con 500 instrucciones puede tener 500 posibles errores. Esta tecnología genética permite conocer dónde específicamente está la mutación. Aún no hay cura para esta enfermedad, pero mientras antes se inicie el tratamiento, más larga es la expectativa y mejor es la calidad de vida. Por lo tanto, si la enfermedad se hubiera manifestado a los 16 años, pero se diagnostica al nacimiento, se obtiene una gran ventaja en el tratamiento.

La secuenciación del exoma sirve igualmente para identificar casos menos comunes, donde la mutación puede involucrar a la saposina, que, por ser rara, podría no ser detectada. Además, se puede utilizar en los padres para determinar si pueden transmitir esta enfermedad a sus hijos mediante un panel de portadores. Los jóvenes y adultos diagnosticados con esta enfermedad pueden igualmente beneficiarse de un panel de portadores junto a sus parejas para analizar el riesgo de pasar la enfermedad a sus hijos. Insight, la línea de enfermedades raras de Nanolab, realiza la secuenciación del exoma para diagnosticar enfermedades raras como la leucodistrofia metacromática, o formular perfiles de portadores para facilitar una mejor planificación familiar. 


Pruebas neuronales para bebés

Las herramientas genéticas permiten diagnósticos y tratamientos tempranos. 


Referencias


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