El ecosistema cerebral

Corría el año 1906 cuando el médico español Santiago Ramón y Cajal recibía el premio Nobel en Fisiología o Medicina por sus contribuciones sobre el sistema nervioso (compartido algo injustamente con Camillo Golgi, sí, el del aparato celular). Lo revolucionario de Ramón y Cajal fue que determinó las células que componen este sistema: las neuronas. Inclusive por un tipo especial de neurona llegó a declarar "las mariposas del alma, cuyo batir de alas quién sabe si esclarecerá algún día el secreto de la vida mental". Pero ahora sabemos que al español le faltó nombrar a todo el ecosistema que mantiene tan bellas a las mariposas. Aunque bueno, fue él quien finalmente lo sacó a la luz y nos permitió entenderlo un poco más, no lo condenemos tanto.

Este ecosistema por donde revolotean las mariposas del alma es la neuroglia, o simplemente glia. Fue descubierta allá por el 1850 y la denominó glia que en griego significa pegamento, básicamente porque, con las técnicas de la época, solo podía intuir que servía para unir al sistema nervioso y que todo esté en su lugar. Esta idea de un tejido que solo "pegaba" neuronas duró, fácil, unos 50 años hasta que Ramón y Cajal echó más luz sobre el amplio abanico de funciones que posee. Aún así, el nombre sobrevivió hasta nuestros días a pesar de la falta de pruebas de que unir el sistema nervioso es una de sus funciones.

Actualmente se sabe que las células neurogliales son muchísimo más numerosas que las neuronas en nuestros cerebros, superándolas en una relación 3 a 1. Así que si pensamos al sistema nervioso como un club de fútbol, este está formado por muchas personas (glía) que realizan distintos trabajos para que el club siga adelante, pero son los pocos jugadores (neuronas) el centro de atención y lo más importante.

Se sabe que la glía está presente desde los invertebrados más simples hasta los animales más derivados, aumentando su proporción en estos últimos. En la mosca de la fruta un 25% de su sistema nervioso central posee glía, en los ratones hay 65% en su cerebro y esto aumenta al 90% o más en los cerebros de los humanos y elefantes. Está claro que hay algo especial en este tejido.

Desde el siglo XIX se fueron descubriendo los diferentes servicios de este ecosistema, y hoy podemos decir que las funciones generales bien establecidas de la neuroglia son:

• Mantener el medio iónico de las neuronas, o sea, brindarle todas las sustancias químicas y regular cuánto de ellas hay alrededor de dichas células.
• Modular la velocidad de propagación del impulso nervioso.
• Regular la comunicación de la información entre neuronas (sinapsis) al liberar y capturar neurotransmisores (sustancias químicas que transmiten información).
• Actuar de andamios y guías para el desarrollo del sistema nervioso.
• Ayudar en la recuperación de lesiones neurales.

Pero a su vez, cada tipo de célula de este tejido se enfocó en volverse más ducha en alguno de estos aspectos. Los personajes son numerosos, así que veamos los más sobresalientes.

Empecemos por el encéfalo y la médula espinal, es decir, el sistema nervioso central (SNC). La neuroglia más abundante aquí son los famosos astrocitos, que reciben ese nombre porque poseen prolongaciones que le brindan un aspecto estrellado. Su principal función es mantener el entorno químico apropiado para el impulso nervioso. Para ello, liberan y secuestran neurotransmisores y brindan a las neuronas compuestos, como calcio para desencadenar dicho impulso. También son quienes dan de comer a las neuronas. ¿Cómo lo hacen? Pues los astrocitos contactan con los vasos sanguíneos y así hacen de puente entre la sangre cargada de oxígeno y glucosa, y las neuronas hambrientas de dichas sustancias. En esta tarea los astrocitos, junto a otras células, envuelven a los vasos sanguíneos y los separan del fluido extracelular del SNC formando la llamada Barrera Hemato-Encefálica, muy necesaria para que algunos microorganismos patógenos, medicamentos y drogas no lleguen al cerebro. Aunque bueno, más de uno se suele colar, sino pregúntale al parásito Toxoplasma gondii o al borracho del barrio.

Por otra parte, se sabe que un solo astrocito puede contactar con miles de neuronas en las dendritas de estas, los sitios en donde ocurre la sinapsis. Al interponerse en este pasaje de información, el astrocito puede discriminar desde qué región del SNC vienen las señales, procesarlas y regular su respuesta usando neurotransmisores. Estas células estrelladas, valga la redundancia, se transformaron en las estrellas de los estudios sobre la glía y se descubrió que controlan en cierta medida los circuitos neuronales que ayudan al aprendizaje y a la memoria. Por lo tanto, alteraciones morfológicas y funcionales de estas células se relacionarían con problemas para aprender y recordar. Incluso hay investigaciones que revelan que entre astrocitos se comunican al utilizar calcio para excitar sus membranas y generar señales, lo que hace tambalear esa idea de la neurona como única dueña de la transmisión de señales eléctricas.

Bien, con los astrocitos creamos una barrera hematoencefálica y defendemos el sistema nervioso, pero hay un pequeñísimo problema, tampoco deja entrar a los defensores, los glóbulos blancos. Para resolver esto, la evolución nos dotó de la microglía, la seguridad privada del SNC. Estas derivan del tejido hematopoyético, el que produce glóbulos rojos y blancos, así que hay un parentesco con estos. Es que justamente funcionan como macrófagos, comiendo todo desecho metabólico nocivo, células muertas por lesión o recambio celular y algún que otro patógeno colado. Su función de "funebreras" para las neuronas muertas es de tal importancia que en muchas enfermedades donde ocurre muerte celular, como las epilepsias, el Parkinson y el Alzheimer, el número de células de la microglias funcionalmente activas es bastante bajo. Quien pueda descubrir la manera de activarlas de seguro podría ganar un par de premios Nobel sin problemas.

Los otros personajes que viven en el SNC son las células ependimarias o ependimocitos que tapizan la luz del canal central del tubo neural (sí, estamos huecos por dentro, supéralo). ¿Y para qué están ahí? Para generar un río interno, ese que renueva nuestros chakras. Bueno, no, que nos deslizamos hacia tierras peligrosas. Los ependimocitos en el cerebro formarán los llamados plexos coroideos, que filtran la sangre produciendo el líquido cefalorraquídeo, cuya labor es importante porque rellena y se moviliza por ese canal interno acarreando nutrientes desde la sangre y eliminando sustancias nocivas e innecesarias, además de brindar amortiguación a los órganos nerviosos (para que el cerebro no se dañe cuando das cabezazos después de un examen). Además, en ciertas zonas como tu médula espinal, los ependimocitos se armaron de cilios (como pequeños cabellitos) que baten sin parar para que el líquido fluya por todo el sistema.

Continuamos y nos encontramos con una neuroglia muy importante: los oligodendrocitos y las células de Schwann. Los primeros están en el SNC y las segundas en el Sistema Nervioso Periférico(SNP). Aun así, las dos cumplen la misma función: forman vainas de una lipoproteína llamada mielina alrededor de los axones. Este recubrimiento que aportan funciona igual que el plástico aislante de los cables, evitando que la electricidad se disipe hacia el medio externo y logrando así que las señales se envíen muchísimo más rápido (100 veces más en comparación a las neuronas que carecen de mielina). Su importancia es tal que, si estas células empiezan a fallar y no depositan correctamente la mielina o incluso mueren antes de hacer eso, provocan múltiples enfermedades de las cuales destaca la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), esa que tenía el genio de Stephen Hawking y por la cual se viralizó el Ice Bucket Challenge (fijate hasta donde llegó la influencia de la neuroglia).

Hasta acá te presenté las más conocidas y que están en mayor cantidad en los animales adultos, pero hay otras que destacan por guiar la construcción de todo el sistema nervioso. Estoy hablando de la glia radial, en los embriones se encarga de formar carreteras por las que migran las neuronas recién formadas desde el tubo neural hacia el resto del cuerpo. También son las progenitoras de las otras neuroglias y, en un adulto, queda un pequeño reservorio que podría actuar como células madre.

En relación a esto, también existen las misteriosísimas glia NG2, que constituyen entre el 5 y el 8% del total de células del SNC y es probablemente el tipo glial que menos se conoce (neurocientíficos atentis que hay tema de doctorado). Por ahora, y con mucha controversia, se le atribuye dar origen a los oligodendrocitos, a los astrocitos e incluso a las neuronas.

Esto último nos lleva a recordar que, en un pasado no muy lejano, se creía que en el cerebro adulto no se podían recuperar neuronas una vez estas morían, debido al elevado nivel de especialización que presentan. Sin embargo, la glia, más que empoderada, vino a derrumbar los preconceptos otra vez.

Estudios recientes indican que hay formación de nuevas neuronas en dos regiones del SNC: el hipocampo y el bulbo olfatorio. Este último está en el sistema olfativo y posee un tipo de glia especial. Muchas investigaciones ya han demostrado que, en animales, como ratas, los trasplantes de esta glia favorecen la regeneración nerviosa y la reparación de las lesiones de la médula espinal. Incluso un trabajo realizado por científicos españoles, publicado en la revista Glia (sí, hasta su propia revista tiene, chupate esa mandarina), logró reproducirla en cultivos, conservarla en frío y utilizarla luego para estimular la regeneración de neuronas adultas en la retina de ratones. ¡Tremendo todo!

Entonces, cuando hay algún problema del sistema nervioso nos podemos preguntar: ¿Están fallando solo las neuronas? ¿O quienes fallan son sus ayudantes que no están haciendo su trabajo correctamente? ¿O quizás ambas están fallando? Las respuestas aún están ocultas para la neurociencia. Pero lo que sí está claro es que darle el papel que realmente se merece a la glia nos ayudó a entender montones de enfermedades, a comprender mejor los intrincados procesos que ocurren dentro de nuestra cabeza y ahora nos permite ver por la cerradura la posibilidad de reparar nuestro cerebro. Ojalá Ramón y Cajal pudiera saber que la verdadera revolución no fueron sólo sus mariposas del alma, sino el ecosistema que las mantiene vivas. 

- Escobar, Guillermo A.

Bibliografía:

Campbell, N. A. y Reece, J. B. (2007). Biología. 7ma ed. Madrid, España. Ed. Médica Panamericana.

Gutiérrez, Graciela. (2020). Astrocitos: células clave en el aprendizaje. Investigación y Ciencia. Recuperado de: https://www.investigacionyciencia.es/noticias/astrocitos-clulas-clave-en-el-aprendizaje-18581

Kardong, K. V., y Pardos Martínez, F. (2007). Vertebrados: Anatomía comparada, función y evolución.4ta ed. Madrid, España. Ed. McGraw-Hill Interamericana.

Moyes, C. D. y Schulte, P. M. (2007). Principios de fisiología animal. Ed. Pearson.

Purves, D. et al. (2008). Neurociencia. 3ra ed. Editorial Médica Panamericana.

Quintana Menéndez, E. y García Laredo, E. (2020). Qué son las glías, las células "guardianas" claves para entender la bipolaridad y la esquizofrenia. BBC News. https://www.bbc.com/mundo/noticias-56388531

Reyes- Haro, D.; Bulavina, L. y Pivneva, T. (2014). La glía, el pegamento de las ideas. Revista Ciencia. Academia Mexicana de Ciencias. https://www.revistaciencia.amc.edu.mx/online/Red_Glia.pdf

Sáenz, C. (2016). Cuando el sistema de 'autolavado' del cerebro falla. La Vanguardia. https://www.lavanguardia.com/ciencia/cuerpo-humano/20160526/402066307186/el-sistema-de-autolavado-del-cerebro-falla-en-las-enfermedades-neurologicas.html

Una fuente inagotable de células humanas para estimular la regeneración nerviosa. Sinc. (2009). https://www.agenciasinc.es/Noticias/Una-fuente-inagotable-de-celulas-humanas-para-estimular-la-regeneracion-nerviosa

Yu-Szu Huang et. al. (2020). Region-specific transcriptional control of astrocyte function oversees local circuit activities. Neuron. Vol. 106 (6), 992-1008. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.03.025