Las células gliales satélite , anteriormente llamadas anficitos, [1] son células gliales que cubren la superficie de los cuerpos celulares de las neuronas en los ganglios del sistema nervioso periférico . Así, se encuentran en los ganglios sensitivos , simpáticos y parasimpáticos . [2] [3] Tanto las células gliales satélite (SGC) como las células de Schwann (las células que envuelven algunas fibras nerviosas en el SNP) se derivan de la cresta neural del embrión durante el desarrollo. [4] Se ha descubierto que los SGC desempeñan una variedad de funciones, incluido el control sobre el microambiente de los ganglios simpáticos. [3] Se cree que tienen una función similar a la de los astrocitos en el sistema nervioso central (SNC). [3] Suministran nutrientes a las neuronas circundantes y también tienen alguna función estructural. Las células satélite también actúan como células protectoras y amortiguadoras. Además, expresan una variedad de receptores que permiten una variedad de interacciones con sustancias químicas neuroactivas. [5] Muchos de estos receptores y otros canales iónicos se han implicado recientemente en problemas de salud, incluido el dolor crónico [6] y el herpes simple . [7] Hay mucho más que aprender sobre estas células y se están realizando investigaciones sobre propiedades y funciones adicionales de las SGC. [8]
Las células gliales satélite son un tipo de glía que se encuentra en el sistema nervioso periférico , específicamente en los ganglios sensoriales , [2] simpáticos y parasimpáticos . [3] Componen las finas vainas celulares que rodean las neuronas individuales en estos ganglios.
En un SGC, el cuerpo celular se indica por la región que contiene un núcleo único y relativamente grande . Cada lado del cuerpo celular se extiende hacia afuera, formando procesos perineuronales. La región que contiene el núcleo tiene el mayor volumen de citoplasma , lo que hace que esta región de la vaina del SGC sea más gruesa. [3] La funda puede ser aún más gruesa si se colocan varias capas de SGC una encima de otra, cada una de las cuales mide 0,1 micrómetros (3,9 × 10 −6 pulgadas). [9]
A pesar de su forma aplanada, las células gliales satélite contienen todos los orgánulos comunes necesarios para producir productos celulares y mantener el entorno homeostático de la célula. La membrana plasmática de las SGC es delgada y poco densa, [10] y está asociada con moléculas de adhesión, [11] receptores para neurotransmisores y otras moléculas, [10] y canales iónicos , específicamente canales iónicos de potasio. [12] Dentro de los SGC individuales, hay retículo endoplasmático rugoso [13] y retículo endoplasmático liso, pero este último es mucho menos abundante. [10] Muy a menudo, el aparato de Golgi y los centriolos en un SGC se encuentran en una región muy cercana al núcleo de la célula. Por otro lado, las mitocondrias se encuentran en todo el citoplasma [10] junto con los orgánulos implicados en la autofagia y otras formas de degradación catabólica, como los lisosomas , los gránulos de lipofuscina y los peroxisomas . [14] Tanto los microtúbulos como los filamentos intermedios se pueden ver en todo el citoplasma y, en la mayoría de los casos, se encuentran paralelos a la vaina del SGC. Estos filamentos se encuentran en mayores concentraciones en el montículo del axón y en la porción inicial de un axón en un SGC de los ganglios simpáticos. [10] En algunos SGC de los ganglios sensoriales, los investigadores han visto un solo cilio que se extiende hacia afuera desde la superficie celular cerca del núcleo y hacia el espacio extracelular de una hendidura profunda en la membrana plasmática. [15] El cilio, sin embargo, solo tiene nueve pares de microtúbulos periféricos, mientras que carece del par de microtúbulos axiales, lo que hace que su estructura sea muy similar a los cilios de las neuronas, las células de Schwann y los astrocitos del SNC. [10]
Las células gliales satélite de los ganglios sensoriales son células laminares que envuelven las neuronas sensoriales. [2] Una envoltura de múltiples SGC rodea completamente cada neurona sensorial. [2] El número de SGC que componen la vaina aumenta proporcionalmente con el volumen de la neurona que rodea. Además, el volumen de la propia vaina aumenta proporcionalmente con el volumen y la superficie del soma de la neurona . La distancia del espacio extracelular entre la vaina y la membrana plasmática neuronal mide 20 nanómetros (7,9 × 10 −7 pulgadas), lo que permite que la neurona y su vaina SGC formen una única unidad anatómica y funcional. [16] Estas unidades individuales están separadas por áreas de tejido conectivo. Sin embargo, hay algunas neuronas sensoriales que ocupan el mismo espacio dentro del tejido conectivo y, por tanto, se agrupan en un “clúster” de dos o tres neuronas. En la mayoría de los casos, cada neurona individual de un grupo todavía está rodeada por su propia vaina SGC, pero en algunos casos falta. [17] Algunas neuronas sensoriales tienen pequeñas proyecciones llamadas microvellosidades que se extienden hacia afuera desde la superficie de sus células. Debido a su proximidad a la vaina del SGC, estas microvellosidades de la membrana plasmática neuronal llegan a los surcos de la vaina, permitiendo un posible intercambio de materiales entre las células. [18]
En los ganglios simpáticos, las células gliales satélite son uno de los tres tipos principales de células, siendo los otros dos las neuronas del ganglio simpático y las pequeñas células intensamente fluorescentes (SIF) . [3] Las células SIF de los ganglios simpáticos se separan en grupos, cada uno de los cuales está rodeado por una vaina SGC. [19] Las SGC de los ganglios simpáticos provienen de la cresta neural y no proliferan durante el desarrollo embrionario hasta que las neuronas están presentes y maduras, lo que indica que las neuronas señalan la división y maduración de las SGC. [4] Los SGC de los ganglios simpáticos siguen la misma estructura básica que los SGC de los ganglios sensoriales, excepto que los ganglios simpáticos también reciben sinapsis . Por lo tanto, la vaina SGC de las neuronas simpáticas debe extenderse aún más para cubrir el montículo del axón cerca de los somas. [20] Al igual que las regiones de la vaina cercanas al núcleo glial, las regiones de la vaina en los montículos axónicos son más gruesas que las que rodean el resto de la neurona. Esto indica que los SGC desempeñan un papel en el entorno sináptico, influyendo así en la transmisión sináptica.
Mucha gente compara los SGC con los astrocitos del SNC porque comparten ciertas propiedades anatómicas y fisiológicas, como la presencia de transportadores de neurotransmisores y la expresión de glutamina sintetasa . [3] Sin embargo, existen factores distintivos que colocan a las SGC en su propia categoría distinta de células gliales. Las SGC suelen rodear neuronas sensoriales y parasimpáticas individuales con una vaina completa e ininterrumpida, mientras que la mayoría de las neuronas de los ganglios simpáticos carecen de una vaina de SGC completamente continua, lo que permite un intercambio directo limitado de materiales entre el espacio extracelular de la neurona y el espacio dentro del tejido conectivo donde se encuentran los SGC. [9] Además, existen uniones gap entre SGC en las vainas de neuronas adyacentes, así como entre SGC en la misma vaina (uniones gap reflexivas). [2] Estas uniones gap se han identificado mediante el uso de microscopía electrónica y marcadores trazadores de peso, como el amarillo de Lucifer o la neurobiotina. El grado en que las SGC se acoplan a las SGC de otra vaina o a las SGC de la misma vaina depende del pH del entorno celular. [2]
A partir de estudios en ratas y ratones, los investigadores han descubierto que las células gliales satélite expresan muchos receptores de neurotransmisores, como los receptores muscarínicos de acetilcolina y eritropoyetina . [2] Para diferenciar entre las SGC y otras células gliales, los investigadores han utilizado marcadores para identificar qué proteínas se encuentran en diferentes células. Aunque las SGC expresan proteína ácida fibrilar glial (GFAP) [21] y diferentes proteínas S-100 , [22] el marcador más útil disponible en la actualidad para la identificación de SGC es la glutamina sintetasa (GS). Los niveles de GS son relativamente bajos en reposo, pero aumentan considerablemente si la neurona sufre daño axonal. [2] Además, las SGC también poseen mecanismos para liberar citoquinas , trifosfato de adenosina (ATP) y otros mensajeros químicos. [3]
Actualmente se están realizando investigaciones para determinar el papel fisiológico de las células gliales satélite. Las teorías actuales sugieren que los SGC tienen un papel importante en el control del microambiente de los ganglios simpáticos. Esto se basa en la observación de que las SGC envuelven casi por completo a la neurona y pueden regular la difusión de moléculas a través de la membrana celular. [3] Se ha demostrado previamente que cuando se inyectan trazadores de proteínas fluorescentes en el ganglio cervical para evitar el sistema circulatorio , no se encuentran en la superficie de las neuronas. Esto sugiere que las SGC pueden regular el espacio extracelular de neuronas individuales. [23] Algunos especulan que las SGC en los ganglios autónomos tienen un papel similar a la barrera hematoencefálica como barrera funcional para moléculas grandes. [24]
El papel de las SGC como regulador del microambiente neuronal se caracteriza además por sus propiedades eléctricas que son muy similares a las de los astrocitos. [25] Los astrocitos tienen un papel bien estudiado y definido en el control del microambiente dentro del cerebro , por lo tanto, los investigadores están investigando cualquier papel homólogo de las SGC dentro de los ganglios simpáticos. Un modo establecido de controlar el microambiente en los ganglios sensoriales es la absorción de sustancias por parte de transportadores especializados que transportan neurotransmisores al interior de las células cuando se combinan con Na + y Cl - . [26] Se han encontrado transportadores de glutamato y ácido gamma-aminobutírico (GABA) [27] en las SGC. Parecen participar activamente en el control de la composición del espacio extracelular de los ganglios. La enzima glutamina sintetasa, que cataliza la conversión de glutamato en glutamina, se encuentra en grandes cantidades en las SGC. [28] Además, las SGC contienen enzimas relacionadas con el glutamato, glutamato deshidrogenasa y piruvato carboxilasa , y por lo tanto pueden suministrar a las neuronas no solo glutamina, sino también malato y lactato . [28]
A diferencia de sus neuronas adyacentes, las SGC no tienen sinapsis, pero están equipadas con receptores para una variedad de sustancias neuroactivas análogas a las que se encuentran en las neuronas. [5] Las terminales de los axones, así como otras partes de la neurona, transportan receptores a sustancias como acetilcolina (ACh), GABA, glutamato, ATP, noradrenalina , sustancia P y capsaicina que afectan directamente la fisiología de estas células. [29] La investigación actual está revelando que las SGC también pueden responder a algunos de los mismos estímulos químicos que las neuronas. La investigación continúa y el papel de los SGC en los mecanismos de reparación de lesiones aún no se comprende completamente.
Las células gliales, incluidas las SGC, han sido reconocidas desde hace mucho tiempo por su papel en respuesta al daño y la lesión neuronal. Los SCG se han implicado específicamente en una nueva función que implica la creación y persistencia del dolor crónico, que puede implicar hiperalgesia y otras formas de dolor espontáneo. [30]
Las SGC tienen la capacidad de liberar citocinas y otras moléculas bioactivas que transmiten el dolor de forma neuronal. [6] Las neurotrofinas y el factor de necrosis tumoral α (TNFα) son otros factores celulares que actúan para sensibilizar las neuronas al dolor. [30] Las SGC están presentes en el SNP en menor cantidad que otros tipos más conocidos de células gliales, como los astrocitos, pero se ha determinado que afectan la nocicepción debido a algunas de sus propiedades fisiológicas y farmacológicas. [21] De hecho, al igual que los astrocitos, los SGC tienen la capacidad de detectar y regular la actividad neuronal vecina. [30] En primer lugar, después de un período de lesión de las células nerviosas, se sabe que las SGC regulan positivamente la GFAP y se someten a división celular. Tienen la capacidad de liberar quimioatrayentes , que son análogos a los liberados por las células de Schwann y contribuyen al reclutamiento y proliferación de macrófagos . Además, varios grupos de investigación han descubierto que el acoplamiento de SGC aumenta después de un daño nervioso, lo que tiene un efecto en la percepción del dolor, probablemente por varias razones. Normalmente, las uniones entre SGC se utilizan para redistribuir los iones de potasio entre células adyacentes. Sin embargo, en el acoplamiento de SGC, el número de uniones en hendidura aumenta considerablemente. Posiblemente esto se deba a la manipulación de mayores cantidades de ATP y glutamato, lo que eventualmente conduce a un mayor reciclaje del glutamato. Los niveles elevados de glutamato provocan una sobreexcitación y un aumento de la nocicepción. [21]
Se han nombrado varios receptores neuronales presentes en las SGC como participantes en las señales de dolor evocadas por ATP, en particular los purinoceptores homomultímero P2X3 y heteromultímero P2X2/3. En general, la familia de receptores P2X responde al ATP liberado neuronalmente. Cada uno de los subtipos de P2X se encuentra en las neuronas sensoriales con la excepción del receptor P2X7 , que se expresa selectivamente en las células gliales, incluidas las SGC. El receptor ha sido implicado en la liberación de interleucina IL-1β de macrófagos o microglía y astrocitos. Es probable que el receptor participe en la cascada de eventos que terminan con inflamación y dolor neuropático. Se ha descubierto que este receptor tiene un antagonista en forma de A-317491 que, cuando está presente, tiene la capacidad de reducir la activación tanto evocada como espontánea de varias clases de neuronas espinales, así como de inhibir la liberación de IL- 1β. Sin embargo, se cree que las influencias externas de los receptores P2X3 y P2Y1 complican las interacciones entre P2X7 y su antagonista, lo que lo convierte en un objetivo no ideal cuando se utiliza una estrategia farmacológica. [6]
Los receptores P2Y también se encuentran tanto en neuronas como en células gliales. Su papel es menos claro que el de los receptores P2X, pero se ha observado que tienen varias funciones contradictorias. En algunos casos, estos receptores actúan como analgésicos , pues P2Y1 tiene la capacidad de inhibir la acción de P2X3. En otros casos, los receptores contribuyen a la nocicepción mediante la modulación de la concentración extracelular del péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP). Estos roles conflictivos se están investigando más a fondo para que puedan servir como objetivos potenciales para el desarrollo de una variedad de fármacos terapéuticos. [6]
Las SGC también expresan un tipo específico de canal, el canal Kir4.1, que trabaja para mantener la concentración baja de K + extracelular deseada para controlar la hiperexcitabilidad, que se sabe que causa migrañas . Además, se ha descubierto que la concentración extracelular de K + está controlada por el nucleósido de guanina guanosina ( Guo). Guo, que puede estar involucrado en la comunicación e interacción entre neuronas y SGC en los ganglios sensoriales, también es un objetivo potencial que podría controlar las alteraciones de la concentración de K + extracelular asociadas con el dolor crónico. [6]
Los ganglios sensoriales se han asociado con infecciones por virus como el herpes simple, que puede existir en estado latente dentro de los ganglios durante décadas después de la infección primaria. [31] Cuando el virus se reactiva, aparecen ampollas en la piel y las membranas mucosas . Durante la etapa latente del virus, los virus rara vez se ubican en los SGC dentro de los ganglios sensoriales, pero los SGC aún pueden desempeñar un papel importante dentro de la enfermedad. [7] Se ha propuesto que los SGC actúen para crear paredes que impidan la propagación del virus de las neuronas infectadas a las no infectadas. [32] [33] Si este muro de protección se derrumbara, entonces la infección podría extenderse más. [34] Esta propiedad puede explicarse observando la ubicación y disposición de los SGC, ya que están centrados en las neuronas, lo que les permite protegerlas. También se ha propuesto que los SGC puedan desempeñar la función de eliminar el virus de los ganglios y de proteger y reparar el sistema nervioso después de que el virus haya abandonado la etapa latente. [2]
La mayor parte de la información disponible sobre el tema de los SGC proviene de investigaciones que se centraron en las neuronas sensoriales que rodean los SGC y no en los propios SGC. En el futuro, los investigadores planean dedicar más tiempo y atención a los SGC, que tienen muchas funciones de apoyo y protección esenciales para la vida. [2] Es probable que se exploren y caractericen definitivamente los receptores de neurotransmisores y hormonas en las SGC in situ en lugar de en cultivo. [2] También se explorarán los cambios en los receptores causados por diversas mutaciones y enfermedades para determinar el efecto de estas condiciones. [2] Además, los mecanismos detrás de la comunicación neuronal-SGC esencialmente no están identificados, aunque es probable que los diversos receptores que tienen tanto las neuronas como las SGC se utilicen para la señalización química, tal vez con P2Y. [35] Ca 2+ y NO y sus efectos también deben observarse para comprender mejor las interacciones entre los dos tipos de células. [2] Finalmente, la posibilidad de una influencia de las SGC en la transmisión sináptica dentro de los ganglios autónomos proporciona otra dirección para futuras investigaciones. [8]
Lista de distintos tipos de células en el cuerpo humano adulto