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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Los astrocitos son también estrellas.

Astrocitos - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Todos sabemos que las células más importantes del sistema nervioso son las neuronas. Son estas las actrices estrella, las que llevan a cabo nada menos que la transmisión de la información, sin la cual la civilización no existiría. De hecho, no existirían tampoco las salvajes redes sociales, ni las fake news. Para bien o para mal, sin información no somos nada.
Las neuronas son unas células muy consagradas a su función. Para ejercerla adecuadamente, han delegado otras funciones a células de su alrededor que las apoyan. Entre estas se encuentran los astrocitos, así llamados porque poseen numerosas ramificaciones que les dan forma de estrella, aunque, como digo, las estrellas no parecen ser ellas, sino las neuronas.
Tal vez pensemos que, por su papel estelar, las neuronas son las células más numerosas del sistema nervioso, y que los astrocitos y otras células que les dan el apoyo que necesitan son menos numerosas. Sin embargo, esto es completamente falso, ya que los atrocitos son, al menos, tan numerosos como las neuronas. De hecho, la proporción más aceptada hoy es la de tres astrocitos por cada dos neuronas.

La investigación reciente está revelando interesantísimos hechos sobre el papel de los astrocitos. Estos cumplen numerosas funciones, como dar apoyo a las células de los vasos sanguíneos cerebrales que forman la barrera hematoencefálica, proveer de nutrientes, entre otros de la esencial glucosa, a las neuronas, proteger las sinapsis envolviéndolas con sus largas prolongaciones que les han dado su nombre, y enviar ciertas señales a las neuronas mediante iones o neurotransmisores, lo que sugiere que los astrocitos ejercen también una función importante en la regulación de la transmisión de la información. Además, también participan en la reparación del tejido nervioso si este sufre algún daño.

La influencia de los astrocitos sobre el nivel general de inteligencia de las diferentes especies, e incluso sobre las diferencias en los niveles de esta en los humanos, parece cada vez más claro. Por ejemplo, estudios sobre el cerebro de Einstein revelaron que, aunque este no tenía más neuronas de lo normal, si contenía más astrocitos en zonas del cerebro relacionadas con el razonamiento matemático. No está claro, sin embargo, si esto tiene que ver con la causa de la genialidad de este científico universal.

Detoxificación estelar

Ahora, un grupo de investigación publica los resultados de sus nuevos estudios, los cuales añaden una importante función a los astrocitos: la detoxificación de las grasas oxidadas. Para entender la importancia de esta función en la salud de nuestros cerebros es necesario saber que la ramificación de las neuronas, necesaria para formar las numerosísimas sinapsis, conlleva que estas células necesiten de un gran aporte de grasa, normalmente de grasa insaturada. Esto es así porque la membrana de las células está formada por dos capas de moléculas grasas, por lo que cuantas más ramificaciones deba formar una célula en su membrana, más superficie debe poseer con respecto a su volumen y más grasa requiere para mantener esa relación.

Las neuronas necesitan gestionar todas las moléculas grasas que poseen, tanto su incorporación o síntesis, como su degradación. En condiciones normales, pueden hacerlo, pero cuando las neuronas necesitan realizar una tarea intensa y activar las sinapsis por encima de los niveles normales, estas células requieren dedicar a ello mucha energía. La energía se genera mediante oxidación de la glucosa, pero esta oxidación puede también oxidar a los ácidos grasos insaturados y convertirlos en tóxicos para las neuronas.

Cuando esto sucede, las células ponen en marcha mecanismos de detoxificación. Sin embargo, estos también requieren de energía, la cual las neuronas, en un estado de elevada actividad, no pueden dedicar a esta tarea. Aquí es donde intervienen los astrocitos.

Y es que, de acuerdo con lo que se ha descubierto, las neuronas “externalizan” las tareas de detoxificación de los ácidos grasos. Para ello, unen las grasas a una proteína especial encargada de su transporte al exterior. Se trata de la proteína llamada ApoE, generada por el gen del mismo nombre. Esta proteína capta las grasas tóxicas o en exceso en el interior de las neuronas y es secretada con ellas al exterior. Una vez secretada, es captada por los astrocitos e incorporada a su interior, donde la grasa se acumula en forma de microscópicas gotas. Al mismo tiempo, las neuronas secretan también un neurotransmisor, el llamado glutamato, que estimula a los astrocitos a oxidar por completo esas grasas captadas en las mitocondrias y a eliminarlas, generando energía.

De este modo, la intensa actividad neuronal desencadena un mecanismo de consumo de grasas tóxicas en los astrocitos. Los científicos también encuentran que estos tienen funcionando numerosos genes relacionados con el estrés oxidativo, y que los protegen de este. Estos genes no pueden funcionar a un nivel tan elevado en las neuronas, que deben dedicar su energía a otras labores.

Es conocido desde hace tiempo que uno de los genes relacionados con el Alzheimer es la variante ApoE4 del gen de la ApoE. Este gen incrementa su funcionamiento en condiciones de estrés para expulsar mayor cantidad de grasas hacia los astrocitos, pero la capacidad de expulsión y transporte de grasas desde las neuronas a los astrocitos depende de la eficacia de la variante de gen ApoE que tengamos. Estudios anteriores ya habían apuntado hacia la posibilidad de que la variante ApoE4 sea la menos eficaz en este trasporte, lo que incrementaría el riesgo de muerte neuronal por estrés oxidativo y podría conducir al desarrollo de Alzheimer. De ser esto así, fármacos que facilitaran la acción detoxificadora de los astrocitos podrían proteger del desarrollo de esta terrible enfermedad.

En conclusión, no solo las neuronas son actrices estelares del sistema nervioso. Los astrocitos también desempeñan un papel estelar, por lo que su nombre no solo hace honor a su forma, sino también a su importante función.

Referencias:

Ioannou et al., Neuron-Astrocyte Metabolic Coupling Protects against Activity-Induced Fatty Acid Toxicity, Cell (2019), https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.04.001
https://www.inc.com/mithu-storoni/what-einsteins-brain-tells-us-about-intelligence-a.html

Más información en el Blog de Jorge Laborda.

Obras de divulgación de Jorge Laborda

Quilo de Ciencia Volumen I. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda
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Quilo de Ciencia Volumen IX. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen X. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen XI. Jorge Laborda

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