La inflamación en el cerebro: ¿Cómo los astrocitos pasan de ser Neurotróficos a Neurotóxicos bajo presión inflamatoria de microglía?

Aunque la microglia se ha considerado células inmunes residentes en el cerebro, el impacto de los astrocitos en la inflamación no puede ser subestimada.

  • los astrocitos superan en número a la microglía en el cerebro
  • los astrocitos detectan y amplifican las señales inflamatorias de microglia, especialmente por la auto-propagación del ciclo de citoquinas para generar gran cantidad de citoquinas dentro de un corto período de tiempo,
  • los astrocitos están en estrecha proximidad a las neuronas y sinapsis, por lo que afectan directamente a las funciones neuronales.

La actividad de los astrocitos se basa principalmente en la producción de ATP derivado de la glucólisis y como producto final, el piruvato, que se reduce a lactato, apoyando la demanda de energía en las neuronas.

Este lactato procedente de los astrocitos se oxida a piruvato en las neuronas, siendo un sustrato para el complejo piruvato deshidrogenasa que le suministra acetil-CoA al ácido tricarboxílico; las moléculas portadoras de energía en este caso son el NADH rico en electrones y FADH2.

Los astrocitos amplifican las señales inflamatorias en primera línea como defensa. Su producción sostenida de mediadores inflamatorios requiere un suministro constante de ATP, lo que podría ser apoyado por el metabolismo oxidativo en lugar de la glucólisis.

Las reacciones inflamatorias en los astrocitos en respuesta a una infección u otros factores de estrés son metabólicamente eventos caros y pueden estimular el metabolismo mitocondrial para el apoyo a la energía.

La respiración mitocondrial mejorada en astrocitos limita el suministro de sustrato a partir de astrocitos a neuronas; esto puede ser visto como un mecanismo de adaptación para alterar el ambiente inflamatorio-redox celular con la edad. Estos cambios metabólicos se asociaron con un aumento dependiente de la edad en la generación de peróxido de hidrógeno (en gran parte atribuido a una mayor expresión de NOX2) y la señalización de NFkB en el citosol, así como su translocación al núcleo.

10590410_1627100727517950_2967477625286986721_n

Los astrocitos también muestran respuestas aumentada con la edad a las citoquinas inflamatorias, IL-1β y TNF. La activación de la señalización de NFkB resultó en el aumento de expresión de óxido nítrico sintasa 2 (óxido nítrico sintasa inducible), que conduce a la producción elevada de óxido nítrico.

Los astrocitos se consideran generalmente neurotróficos en la medida en que proporciona sustratos de energía y neurotransmisores de reciclaje. Sin embargo, los datos de este estudio mostraron que los astrocitos redujeron sus funciones neurotróficos mediante la utilización de sustratos de energía para su propio metabolismo en lugar de transferirlas a las neuronas.

Por lo tanto, las demandas energéticas altas impuestas por la función neuronal no son compatibles con la función neurotrófica de la edad de los astrocitos.

Un aumento en astrocitos reactivos es una característica de envejecimiento cerebral y enfermedades neurodegenerativas.

Puede suponerse que el aumento del metabolismo aeróbico mitocondrial y respuestas inflamatorias están interconectados.

El envejecimiento suele ir acompañado de lesiones recurrentes, invasión, y otros insultos que provocan la inflamación crónica.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25233945

Anuncios