Astrocitos

Astrocitos definicion funcion e histologia

Definición de astrocitos

Los astrocitos (Astro del griego astron = estrella y cito del griego “kytos” = cavidad pero también significa célula), también conocidos colectivamente como astroglia, son células gliales características en forma de estrella en el cerebro y la médula espinal.

Realizan muchas funciones, incluido el apoyo bioquímico de células endoteliales que forman la barrera hematoencefálica, suministro de nutrientes al tejido nervioso, mantenimiento del equilibrio iónico extracelular y un papel en el proceso de reparación y cicatrización del cerebro y la médula espinal después de traumatismos lesiones

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Farmacos barrera hematoencefalica por que la atraviesan

La investigación desde mediados de la década de 1990 ha demostrado que los astrocitos propagan las ondas intercelulares de calcio (Ca+2) en largas distancias en respuesta a la estimulación y, al igual que las neuronas, liberan transmisores (llamados gliotransmisores) en una forma dependiente de Ca+2. Diversos estudios  sugieren que los astrocitos también señalan a las neuronas a través de la liberación de glutamato dependiente de Ca2+2.

Tales descubrimientos han convertido a los astrocitos en un área importante de investigación en el campo de la neurociencia.

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Oligodendrocitos y astrocitos fibrosos

Astrocitos estructura

Los astrocitos son un subtipo de células gliales en el sistema nervioso central. También se conocen como células gliales astrocíticas. En forma de estrella, sus muchos procesos envuelven las sinapsis hechas por las neuronas. Los astrocitos se identifican clásicamente mediante análisis histológico; muchas de estas células expresan la proteína ácida fibrilar glial de filamento intermedio (GFAP).

Tipos de astrocito

Existen varias formas y tipos de astrocitos en el sistema nervioso central, que incluyen fibroso (en la sustancia blanca), protoplásmico (en la sustancia gris) y radial.

*Astrocitos fibrosos

Los astrocitos fibrosos se localizan generalmente dentro de la sustancia blanca, tienen relativamente pocos orgánulos y exhiben largos procesos celulares no ramificados. Este tipo a menudo tiene “pies vasculares” que conectan físicamente las células al exterior de las paredes capilares cuando están cerca de ellas.

*Glías protoplásmicas

Las glías protoplásmicas son las más prevalentes y se encuentran en el tejido de materia gris, poseen una mayor cantidad de orgánulos y exhiben procesos terciarios cortos y altamente ramificados.

*Glía radial

La glía radial está dispuesta en planos perpendiculares a los ejes de los ventrículos. Uno de sus procesos linda con la piamadre, mientras que el otro está profundamente enterrado en la materia gris. Las neuronas radiales están presentes principalmente durante el desarrollo, desempeñando un papel en la migración de neuronas.

Las células de Müller de la retina y las células de la glia de Bergmann de la corteza cerebelos representan una excepción, ya que están presentes durante la edad adulta. Cuando están cerca de la piamadre, las tres formas de astrocitos envían procesos para formar la membrana piaglial.

Funciones de los astrocitos

Clásicamente en la ciencia médica, la red neuronal se consideraba la única función importante de los astrocitos, y se los consideraba como rellenos de huecos. Sin embargo, hoy en día sabemos que las funciones de los astrocitos van más allá de ser el simple pegamento de las neuronas.

Los astrocitos realizan funciones activas en el cerebro, incluida la secreción o absorción de transmisores neuronales y el mantenimiento de la barrera hematoencefálica.  Siguiendo con esta idea, se ha propuesto el concepto de una “sinapsis tripartita”, refiriéndose a la estrecha relación que se produce en las sinapsis entre un elemento presináptico, un elemento postsináptico y un elemento glial.

A continuación revisaremos más en detalle las diferentes funciones que realizan los astrocitos en el cerebro.

*Funciones estructurales

Están involucrados en la estructuración física del cerebro. Los astrocitos reciben su nombre porque tienen forma de “estrella”. Son las células gliales más abundantes en el cerebro que están estrechamente asociadas con las sinapsis neuronales. Regulan la transmisión de impulsos eléctricos dentro del cerebro.

*Reservorio de glucógeno

Los astrocitos contienen glucógeno y son capaces de realizar la glucogénesis (síntesis de glucógeno por medio de azúcares) y glucogenolisis (obtención de azúcares al romper cadenas de glucógeno). Por lo tanto, los astrocitos pueden alimentar las neuronas con glucosa durante períodos de alta tasa de consumo de glucosa y escasez de glucosa. Las investigaciones recientes sugieren que puede haber una conexión entre esta actividad y el ejercicio.

*Soporte metabólico

Proporcionan a la neurona nutrientes como el lactato.

*Barrera hematoencefálica

La barrera hematoencefálica es un complejo que rodea la mayoría de los vasos sanguíneos del cerebro. Actúa como una barrera entre el torrente sanguíneo y el espacio extracelular del cerebro, permitiendo que solo ciertas sustancias como el agua, el oxígeno y pequeñas sustancias liposolubles pasen fácilmente de la sangre al cerebro.

Esto evita que toxinas, patógenos y otras sustancias potencialmente peligrosas crucen desde el sistema circulatorio al cerebro. Los astrocitos participan en esta barrera por medio de los denominados pies astrocitarios, prolongaciones de astrocitos que se encuentran recubriendo los vasos sanguíneos y que poseen fuertes uniones entre ellas para bloquear el paso de cualquier sustancia no deseada.

*Captación y liberación de transmisores

Los astrocitos y otras células gliales pueden liberar una variedad de transmisores en el espacio extracelular. Estos transmisores se clasifican actualmente como gliotransmisores, aunque en realidad son las mismas moléculas utilizadas por neuronas, como glutamato, ATP, GABA y D-serina. Solo los acuros taurinos y posiblemente kinuréticos pueden representar sustancias liberadas de manera única por la glía siendo así verdaderos gliotransmisores.

*Regulación de la concentración de iones en el espacio extracelular

los astrocitos expresan canales de potasio a una alta densidad. Cuando las neuronas están activas, liberan potasio, aumentando la concentración extracelular local. Debido a que los astrocitos son altamente permeables al potasio, rápidamente eliminan el exceso de acumulación en el espacio extracelular. Si se interfiere con esta función, la concentración extracelular de potasio aumentará, lo que lleva a la despolarización neuronal descontrolada lo que podría producir actividad neuronal epiléptica.

*Eliminación el exceso de glutamato

El glutamato es el principal neurotransmisor excitatorio en el cerebro de los vertebrados. Cuando se libera en exceso o durante mucho tiempo, el glutamato actúa como una poderosa neurotoxina que desencadena la muerte celular neuronal en muchas lesiones cerebrales agudas y crónicas. Los astrocitos eliminan la mayor parte del glutamato del espacio extracelular; acumulan el 80% del glutamato liberado, mientras que el 20% restante es absorbido por las neuronas.

*Control de la sinaptogénesis y el mantenimiento sináptico

La astroglia regula la formación, maduración, mantenimiento y estabilidad de las sinapsis, controlando así la conectividad de los circuitos neuronales. Los astrocitos secretan numerosos factores indispensables para la sinaptogénesis, y sin astrocitos, la formación de sinapsis se vería muy deprimida.

*Vasomodulación – unidad neurovascular

Las células astrogliales son los elementos centrales de las unidades neurovasculares que integran los circuitos neuronales con el flujo sanguíneo local y el soporte metabólico. La lámina basal de los vasos sanguíneos está casi completamente cubierta por pies endógenos de astrocitos. Por lo tanto, el astrocito se encuentra en una posición estratégica, con un brazo en el vaso sanguíneo y el otro en la membrana neuronal, la sinapsis o el axón. Por lo tanto, se puede ver como el puente neurovascular. El aumento de la actividad de las neuronas desencadena las señales de Ca+2 en los astrocitos y esta podría ser la señal de integración para la unidad neurovascular.

*Promoción de la actividad mielinizante de los oligodendrocitos

La actividad eléctrica en las neuronas hace que liberen ATP, que sirve como un importante estímulo para la formación de mielina. Sin embargo, el ATP no actúa directamente sobre los oligodendrocitos. Por el contrario, causa que los astrocitos secreten el factor inhibidor de la leucemia de citoquinas (LIF), una proteína reguladora que promueve la actividad mielinizante de los oligodendrocitos. Esto sugiere que los astrocitos tienen un papel coordinador ejecutivo en el cerebro.

*Reparación del sistema nervioso

tras una lesión en las células nerviosas del sistema nervioso central, los astrocitos llenan el espacio para formar una cicatriz glia y pueden contribuir a la reparación neuronal. Sin embargo, no se entiende bien el papel de los astrocitos en la regeneración del sistema nervioso central (SNC) después de una lesión.

La cicatriz glial se ha descrito tradicionalmente como una barrera impermeable a la regeneración, lo que implica un papel negativo en la regeneración de axones. Sin embargo, recientemente, se descubrió mediante estudios de ablación genética que los astrocitos son necesarios para que se produzca la regeneración.

Lo que es más importante, los autores encontraron que la cicatriz de los astrocitos es esencial para que los axones estimulados (los axones que se han engatusado para crecer a través de la administración de suplementos neurotróficos) se extiendan a través de la médula espinal lesionada.

Los astrocitos que han sido empujados a un fenotipo reactivo (denominado astrogliosis, definida por la regulación positiva de la expresión de GFAP, una definición aún en debate) pueden ser tóxicos para las neuronas, liberando señales que pueden matar a las neuronas.

*Sinapsis tripartita

En la materia gris, los astrocitos están estrechamente asociados con las membranas neuronales y específicamente con las regiones sinápticas, de modo que las membranas astrogliales envuelven por completo o parcialmente los terminales presinápticos y las estructuras postsinápticas.

La aposición morfológica muy íntima de los astrocitos y las estructuras sinápticas permite que los primeros se expongan a los neurotransmisores liberados desde las terminales sinápticas. Funcionalmente, los procesos de las células astrogliales están dotados de receptores de neurotransmisores, y lo más importante, las modalidades de los receptores expresados ​​por las membranas astrogliales coinciden exactamente con los neurotransmisores liberados en las sinapsis que cubren.