Apoptosis en Enfermedades Neurológicas | El Paso, TX Doctor en quiropráctica
Dr. Alex Jimenez, Quiropráctico de El Paso
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Apoptosis en Enfermedades Neurológicas

La muerte celular neuronal puede ocurrir tanto durante el desarrollo como a lo largo de la fisiopatología del sistema nervioso. Dos tipos diferentes de muerte celular, conocidos como necrosis y apoptosis, están involucrados en la pérdida neuronal patológica, sin embargo, la apoptosis es el proceso de muerte celular programada durante el desarrollo. Todos los tipos de células pasarán por apoptosis. Este mecanismo controla el crecimiento neuronal donde se produce un exceso de neuronas y solo aquellos que forman conexiones con las estructuras objetivo recibirán suficientes factores de supervivencia. Las neuronas restantes pasarán finalmente por la muerte y la eliminación.

La apoptosis continúa durante toda la vida y es el proceso principal involucrado en la eliminación de células excedentes, no deseadas, dañadas o envejecidas. La desregulación de la apoptosis se demuestra después del daño o lesión, así como en la neurodegeneración y en la tumorigénesis. Los enfoques de tratamiento que influyen en la vía apoptótica ofrecen valiosas opciones terapéuticas en una amplia variedad de estados patológicos. El propósito del artículo es describir la importancia de la apoptosis en las enfermedades neurológicas.

¿Qué es la apoptosis?

La apoptosis es el proceso bien conservado y altamente controlado de muerte celular involucrado en la eliminación de células innecesarias, excedentes, envejecidas o dañadas. La desregulación de la apoptosis puede en última instancia desarrollar células mutadas que pueden provocar malformaciones, enfermedades autoinmunes e incluso cáncer. La apoptosis anormal también puede dar como resultado la eliminación de células sanas que pueden ocurrir en problemas de salud como infección, lesión hipóxico-isquémica, enfermedades neurodegenerativas o neuromusculares y SIDA.

La apoptosis es diferente de la muerte celular necrótica. En la necrosis, la muerte celular es causada por un factor externo e implica la pérdida temprana de tejido, daño a los órganos y la fuga de contenido citoplasmático, lo que conduce al reclutamiento de fagocitos que pueden causar una reacción inflamatoria aguda. En contraste, la apoptosis a menudo se considera suicidio celular. Según los estudios de investigación, las células que mueren debido a la apoptosis retienen la estructura y la función de la membrana y el orgánulo hasta el final del proceso mientras desarrollan ampollas en la membrana plasmática, volumen citoplasmático reducido, condensación de cromatina y fragmentación nuclear.

En las fases finales, los fragmentos celulares envueltos en la membrana plasmática se separan como cuerpos apoptóticos que luego son fagocitados por células sanas. La eliminación de los restos celulares también ocurre en ausencia de una respuesta inflamatoria, y esta eliminación silenciosa, rápida y eficiente de las células apoptóticas significa que la apoptosis puede ser difícil de encontrar en las células. Sin embargo, hasta el 50 por ciento de las células en el desarrollo de la edad adulta pueden pasar por apoptosis, donde menos del 1 por ciento de las células son apoptóticas en cualquier momento.

Apoptosis en el sistema nervioso

La muerte celular programada por apoptosis ocurre en varios procesos de desarrollo, como la escultura corporal y la eliminación de células resistentes autorreactivas, así como el crecimiento de órganos sexuales y la formación de gametos. El principio general del crecimiento en organismos multicelulares implica el desarrollo de un número excesivo de células, donde el exceso o las células no deseadas se eliminan por apoptosis a través del desarrollo de órganos funcionales. En el sistema nervioso en desarrollo, se ha demostrado que la apoptosis ocurre en la formación del tubo neural y continúa durante la diferenciación terminal del sistema neural.

Un número creciente de factores neurotróficos, como la familia del factor de crecimiento nervioso, incluidas las neuroquinas y factores de desarrollo como las variables de crecimiento similares a la insulina (IGF-I e IGF-II), fomentan la supervivencia de varios tipos de neuronas. La interrupción dirigida de genes que codifican estos factores o sus receptores demuestran que los factores neurotróficos son significativos para el desarrollo de poblaciones neuronales específicas. Los factores neurotróficos funcionan al unirse a receptores específicos en la membrana celular. Además, los efectos de NGF ofrecen una buena ilustración del comando sutil que permite el sistema.

El receptor del factor de crecimiento nervioso tiene componentes de alta y baja afinidad. Funcionará como un factor de supervivencia si se une al receptor trkA de alta afinidad, pero también causará apoptosis de las neuronas retinianas u oligodendrocitos una vez que se una al receptor p75 de baja afinidad en ausencia de trkA. El factor de crecimiento nervioso en el entorno extracelular es, en consecuencia, capaz de controlar el desarrollo neural al impulsar tanto el crecimiento de varios tipos de células como la eliminación de otras células.

Sin embargo, en algunos casos, la interrupción genética concentrada de los factores neurotróficos o sus receptores puede dejar al sistema nervioso central aparentemente no afectado, lo que demuestra que estas variables pueden llegar a estar sesgadas. Según los estudios de investigación, ahora se ha hecho evidente que el control de la supervivencia neuronal no solo depende del suministro de moléculas tróficas por parte de los objetivos, sino también de la actividad, los factores humorales y el soporte trófico de las células gliales o gliales.

Además, las neuronas no se someten simplemente a la muerte celular programada durante la diferenciación. La apoptosis parece regular el número de células en sistemas tan diversos como la desaparición de la capa germinal durante el tercer trimestre del embarazo, la diferenciación sexual del núcleo preóptico medial donde la apoptosis está controlada por testosterona, linajes en todo el epitelio olfativo, desarrollo de oligodendrocitos en la óptica. nervio y el desarrollo de células de Schwann en el sistema nervioso periférico. La muerte celular programada ocurre en una variedad de otros procesos en el sistema nervioso en desarrollo.

Apoptosis en lesiones y enfermedades del sistema nervioso

Aunque la apoptosis es un proceso fundamental involucrado en el desarrollo del sistema nervioso, la apoptosis puede estar involucrada en una variedad de lesiones y enfermedades del sistema nervioso. En la mayoría de los casos, la conexión entre una mutación o trauma específico, así como la activación de cascadas apoptóticas, sigue siendo evasiva. A continuación se ofrece una descripción general de una lista en desarrollo de enfermedades neurológicas en las que la apoptosis ha sido implicada como un mecanismo patológico significativo.

Lesión neuronal

La lesión cerebral hipóxica-isquémica es una causa de lesión neurológica y muerte. Los estudios de espectroscopía de resonancia magnética han demostrado que la hipoxia-isquemia transitoria contribuye a una alteración bifásica del metabolismo de la energía cerebral. En relación con el colapso de la energía bifásica, dos ondas de muerte celular parecen seguir a la lesión hipóxico-isquémica en el cerebro en desarrollo. La muerte neuronal inmediata probablemente se deba a la necrosis resultante de la acumulación de iones de calcio.

La muerte celular retardada causada por una lesión hipóxico-isquémica parece involucrar mecanismos adicionales con datos crecientes que demuestran que en la fase retardada, la muerte celular ocurre por apoptosis. La cantidad de apoptosis está directamente asociada con la magnitud del agotamiento de ATP durante la hipoxia-isquemia. La apoptosis puede ocurrir en el cerebro de los recién nacidos después de la asfixia al nacer y la muerte súbita intrauterina. La apoptosis también puede ser notable en la lesión de la sustancia blanca en los recién nacidos.

La apoptosis puede continuar durante meses después de una lesión hipóxico-isquémica debido a cambios constantes en el metabolismo de la energía cerebral en los bebés durante los meses posteriores a la asfixia al nacer. Después de una lesión neuronal focal, se ha descubierto apoptosis en regiones remotas a partir del daño inicial. Después de una lesión severa de la médula espinal en reptiles, se produce apoptosis de oligodendrocitos en tractos de fibra degenerados distantes y después de una lesión del cerebro anterior en ratas, se demostró apoptosis en el cerebelo.

La pérdida apoptótica de oligodendrocitos podría ser, en consecuencia, una fuente potencial de desmielinización secundaria en la paraplejia y en la degeneración crónica relacionada con la esclerosis múltiple. Se deben realizar más estudios de investigación para proporcionar evidencia adicional sobre el papel de la apoptosis en este tipo de lesión que comienza con el informe de que la expresión de Bcl-2 aumenta el crecimiento y la regeneración de los axones de la retina. La apoptosis en la lesión neuronal se puede demostrar de varias maneras.

Cánceres Neurales

Se demuestra una conexión entre la apoptosis y el ciclo celular en la carcinogénesis donde los protooncogenes, como c-fos, c-jun y c-myc, pueden activar la apoptosis y promover la división celular mientras se inactiva el gen supresor de tumores pro-apoptótico p53 Es una marca frecuente de neoplasia humana. A modo de ejemplo, en varios gliomas, la reducción de la actividad de p53 salvaje se relacionó con la progresión tumoral, lo que posiblemente condujo a la resistencia a la quimioterapia y la radioterapia.

Aunque ha habido informes de sobreexpresión de Bcl-2 en líneas celulares de glioma, la correlación entre el efecto antiapoptótico de este gen y la malignidad aún no está clara. Sin embargo, un homólogo de Bcl-2, el gen de apoptosis asociado con el cerebro (BRAG-1), se encuentra predominantemente en el cerebro, y se regula en los gliomas humanos como una transcripción reorganizada. Como se demostró anteriormente, el proceso de apoptosis también puede ser significativo en el desarrollo de cánceres neurales, según estudios de investigación.

Enfermedades Infecciosas

La apoptosis puede desempeñar un papel en la encefalopatía por VIH. En el cerebro, el virus se reproduce principalmente en la microglia a la que ingresa a través del receptor CD4. Aunque se cree que la activación de la microglia es la razón principal de la pérdida suprarrenal y la desmielinización, las neuronas mueren por apoptosis en las encefalopatías por VIH debido a alteraciones mediadas por el VIH en la función de los astrocitos y la estimulación aberrante de los receptores NMDA o debido al óxido nítrico por la activación del nítrico inducible óxido sintasa

En la panencefalitis esclerosante subaguda, se demostró que se desarrollaba una muerte apoptótica generalizada en el cerebro, aunque no se observó correlación entre la carga viral, la infiltración de linfocitos y el número de células apoptóticas. Se detectó fragmentación de ADN indicativa de apoptosis en cerebros de ovejas y ratones infectados con tembladera, lo que sugiere una función asociada con la muerte celular en las encefalopatías espongiformes. La apoptosis también puede estar involucrada en otra enfermedad infecciosa.

Neurodegeneración

La atrofia muscular espinal se asocia con mutaciones en la supervivencia de la neurona motora y las enzimas de la proteína inhibidora de la apoptosis neuronal (NAIP). NAIP está estrechamente relacionado con el inhibidor de la proteína de apoptosis del baculovirus e inhibe la apoptosis en muchos tipos de células. Esto implica que las mutaciones en NAIP podrían desregular la apoptosis en los nervios motores espinales, causando su muerte. Estudios recientes enfatizan la importancia de los genes antiapoptóticos en la protección cerebral que pueden rescatar neuronas.

La apoptosis también se ha implicado en distrofias retinianas como la retinitis pigmentosa. En este caso, la apoptosis es el resultado de mutaciones en los tres genes fotorreceptores, la rodopsina, la perifherina y la subunidad β de la monofosfato di esterasa de guanosina cíclica, lo que resulta en la degeneración del fotorreceptor. La ausencia de c-fos previene la apoptosis en esas células es desconocida. Además, las neurotrofinas definidas y los factores de crecimiento inyectados intraocularmente en modelos animales de degeneración retiniana mejoran la supervivencia de los fotorreceptores, lo que sugiere que la cascada apoptótica puede obstruirse al proporcionar signos de supervivencia exógenos.

La mutación subyacente a la enfermedad de Huntington es un trinucleótido expandido que es fundamental para el desarrollo normal y puede considerarse como un gen de supervivencia celular. Los modelos transgénicos demostraron un aumento de la apoptosis en las neuronas de un neuroectodermo embrionario. Durante la apoptosis, la caspasa-3 (apopaína) se mejora por una ganancia de función asociada con la expansión del triplete. Esto está respaldado por la sobreexpresión de repeticiones de trinucleótidos específicos en ratones transgénicos.

La mayoría de las ataxias cerebelosas están asociadas con la pérdida neuronal. La ataxia-telangiectasia, causada por mutaciones en el gen ATM, se considera que tiene un componente apoptótico. ATM comparte una homología extensa y significativa con las proteínas quinasas dependientes de ADN involucradas en las respuestas al daño del ADN en diferentes puntos de control del ciclo celular y está regulada negativamente en la mayoría de los pacientes con ataxia-telangiectasia. El simple hecho de que la apoptosis mediada por p53 inadecuada es la principal causa de muerte en las células de ataxia-telangiectasia sugiere que la mutación provoca un desencadenamiento inadecuado de la apoptosis por una lesión de ADN no letal.

A partir de la forma familiar de ganancia de función de la esclerosis lateral amiotrófica, las mutaciones en el gen que codifica la superóxido dismutasa de cobre-zinc (sod-1) desarrollan un signo proapoptótico dominante. Aunque el daño celular por la acumulación de radicales libres puede desencadenar la apoptosis, estos mutantes pueden inducir la apoptosis tanto en las células nerviosas en cultivo como en los ratones transgénicos. El retraso mental en el síndrome de Down también se ha asociado con apoptosis anormal. Aunque las neuronas corticales del cerebro del síndrome de Down fetal son diferentes, degeneran y sufren apoptosis, según estudios de investigación.

La degeneración está bloqueada por el tratamiento con captadores de radicales libres, lo que sugiere que un defecto en el metabolismo de las especies reactivas de oxígeno es el desencadenante de la apoptosis. En la enfermedad de Parkinson, se demostró que la muerte de las neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra ocurre a través de la apoptosis y puede verse obstruida por la administración de factor neurotrófico derivado de la glía. La enfermedad de Alzheimer está asociada con la acumulación progresiva de proteína β-amiloide, que es el componente fundamental de las placas neurales. El péptido β-amiloide puede hacer que las neuronas experimenten apoptosis en estudios de investigación in vitro.

Enfermedad metabólica hereditaria

Además, pocos datos sugieren que la encefalopatía aguda asociada con la enfermedad de la orina de jarabe de arce se deba a la inducción de apoptosis por un metabolito acumulador de leucina, ácido α-ceto isocaproico. Este compuesto es un potente inductor de apoptosis en las células gliales del sistema nervioso central y el resultado se mejora significativamente en presencia de leucina. La fenilalanina y la leucina no inducen apoptosis en este sistema, lo que sugiere que este resultado es en última instancia único.

Hay dos formas en que una célula puede morir, necrosis y apoptosis. Mientras que la necrosis ocurre debido a un factor externo que daña la célula, la apoptosis sigue una rutina controlada y predecible. La apoptosis se conoce generalmente como muerte celular programada. La apoptosis, o muerte celular programada, tiene muchas funciones fundamentales en las estructuras en desarrollo del cuerpo humano, sin embargo, los estudios de investigación han demostrado que la apoptosis anormal puede estar asociada con el desarrollo de una variedad de enfermedades neurológicas. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight


Dieta y ejercicio para enfermedades neurológicas


El propósito del artículo anterior es discutir el proceso de apoptosis, o muerte celular, en enfermedades neurodegenerativas. Las enfermedades neurológicas están asociadas con el cerebro, la columna vertebral y los nervios. El alcance de nuestra información se limita a cuestiones de salud quiropráctica, musculoesquelética y nerviosa, así como a artículos, temas y debates sobre medicina funcional. Para seguir discutiendo el tema anterior, no dude en preguntarle al Dr. Alex Jiménez o contáctenos en 915-850-0900 .

Comisariada por el Dr. Alex Jiménez


Discusión de tema adicional: dolor crónico

El dolor repentino es una respuesta natural del sistema nervioso que ayuda a demostrar posibles lesiones. A modo de ejemplo, las señales de dolor viajan desde una región lesionada a través de los nervios y la médula espinal hasta el cerebro. El dolor generalmente es menos intenso a medida que la lesión se cura, sin embargo, el dolor crónico es diferente al tipo promedio de dolor. Con dolor crónico, el cuerpo humano continuará enviando señales de dolor al cerebro, independientemente de si la lesión se ha curado. El dolor crónico puede durar varias semanas o incluso varios años. El dolor crónico puede afectar enormemente la movilidad de un paciente y puede reducir la flexibilidad, la fuerza y ​​la resistencia.


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