Los oligodendrocitos (del griego 'células con algunas ramas'), también conocidos como oligodendroglia , son un tipo de neuroglia cuyas principales funciones son proporcionar soporte y aislamiento a los axones dentro del sistema nervioso central (SNC) de los vertebrados mandibulares . Su función es similar a la de las células de Schwann , que realizan la misma tarea en el sistema nervioso periférico (SNP). Los oligodendrocitos logran esto formando la vaina de mielina alrededor de los axones. [1] A diferencia de las células de Schwann, un solo oligodendrocito puede extender sus procesos para cubrir alrededor de 50 axones, [2] y cada axón está envuelto en aproximadamente 1 μm de vaina de mielina. Además, un oligodendrocito puede proporcionar segmentos de mielina para múltiples axones adyacentes. [1]
Los oligodendrocitos se encuentran exclusivamente en el SNC, que comprende el cerebro y la médula espinal . Inicialmente se pensó que estas células se producían en el tubo neural ventral , el precursor embrionario del SNC. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que los oligodendrocitos se originan en la zona ventricular ventral de la médula espinal embrionaria, con algunas concentraciones potenciales en el prosencéfalo . [3] En particular, los oligodendrocitos son el último tipo de célula que se genera en el SNC. [4] Los oligodendrocitos fueron descubiertos por Pío del Río Hortega . [5] [6]
La mayoría de los oligodendrocitos se desarrollan durante la embriogénesis y la vida posnatal temprana a partir de regiones germinales periventriculares restringidas. [11] La formación de oligodendrocitos en el cerebro adulto está asociada con células progenitoras restringidas a la glía , conocidas como células progenitoras de oligodendrocitos (OPC). [12] Las células de la zona subventricular migran lejos de las zonas germinales [12] para poblar la materia blanca y gris en desarrollo , donde se diferencian y maduran hasta convertirse en oligodendrocitos formadores de mielina. [13] Sin embargo, no está claro si todos los progenitores de oligodendrocitos experimentan esta secuencia de eventos. [ cita necesaria ]
Entre la mitad de la gestación y el parto a término en la sustancia blanca cerebral humana, se encuentran tres etapas sucesivas del linaje clásico de oligodendrocitos humanos: OPC, oligodendrocitos inmaduros (no mielinizantes) y oligodendrocitos maduros (mielinizantes). [14] Se ha sugerido que algunos sufren apoptosis [15] y otros no logran diferenciarse en oligodendrocitos maduros pero persisten como OPC adultos. [16] Sorprendentemente, la población de oligodendrocitos originada en la zona subventricular se puede expandir dramáticamente mediante la administración de factor de crecimiento epidérmico (EGF). [17] [18]
Función
mielinización
Los sistemas nerviosos de los mamíferos dependen crucialmente de las vainas de mielina, que reducen la fuga de iones y disminuyen la capacitancia de la membrana celular , para una rápida conducción de señales. [19] La mielina también aumenta la velocidad del impulso, ya que se produce una propagación saltatoria de los potenciales de acción en los nódulos de Ranvier entre las células de Schwann (del SNP) y los oligodendrocitos (del SNC). Además, la velocidad de impulso de los axones mielinizados aumenta linealmente con el diámetro del axón, mientras que la velocidad de impulso de las células amielínicas aumenta sólo con la raíz cuadrada del diámetro. El aislamiento debe ser proporcional al diámetro de la fibra del interior. La relación óptima entre el diámetro del axón dividida por el diámetro total de la fibra (que incluye la mielina) es 0,6. [20]
La mielinización sólo prevalece en unas pocas regiones del cerebro al nacer y continúa hasta la edad adulta. Todo el proceso no se completa hasta los 25-30 años de edad. [20] La mielinización es un componente importante de la inteligencia y la cantidad de materia blanca puede estar correlacionada positivamente con los resultados de las pruebas de coeficiente intelectual en niños. [20] Las ratas que fueron criadas en un ambiente enriquecido, que se sabe que aumenta la flexibilidad cognitiva , tenían más mielinización en su cuerpo calloso . [21]
Se plantea la hipótesis de que los oligodendrocitos satélite (u oligodendrocitos perineuronales ) son funcionalmente distintos de otros oligodendrocitos. No están unidos a las neuronas a través de vainas de mielina y, por tanto, no contribuyen al aislamiento. Se mantienen opuestas a las neuronas y regulan el líquido extracelular . [24] Los oligodendrocitos satélite se consideran parte de la materia gris, mientras que los oligodendrocitos mielinizantes son parte de la materia blanca. Pueden apoyar el metabolismo neuronal. Se pueden reclutar oligodendrocitos satélite para producir nueva mielina después de una lesión desmielinizante. [25]
Significación clínica
Las enfermedades que resultan en lesiones de los oligodendrocitos incluyen enfermedades desmielinizantes como la esclerosis múltiple y diversas leucodistrofias . Los traumatismos corporales, como por ejemplo una lesión de la médula espinal, también pueden provocar desmielinización. Los oligodendrocitos inmaduros, cuyo número aumenta durante la mitad de la gestación , son más vulnerables a la lesión hipóxica y están implicados en la leucomalacia periventricular . [26] Esta condición en gran parte congénita de daño al cerebro recién formado puede por lo tanto conducir a parálisis cerebral . En la parálisis cerebral, la lesión de la médula espinal, los accidentes cerebrovasculares y posiblemente la esclerosis múltiple, se cree que los oligodendrocitos resultan dañados por la liberación excesiva del neurotransmisor glutamato . [27] También se ha demostrado que el daño está mediado por receptores de N-metil-D-aspartato . [27] La disfunción de los oligodendrocitos también puede estar implicada en la fisiopatología de la esquizofrenia y el trastorno bipolar . [28]
Los oligodendrocitos también son susceptibles a la infección por el virus JC , que causa leucoencefalopatía multifocal progresiva (LMP), una afección que afecta específicamente a la sustancia blanca, típicamente en pacientes inmunocomprometidos . Los tumores de oligodendrocitos se denominan oligodendrogliomas . El agente quimioterapéutico fluorouracilo (5-FU) causa daño a los oligodendrocitos en ratones, lo que provoca daños agudos en el sistema nervioso central (SNC) y empeora progresivamente la degeneración retardada del SNC. [29] [30]
La metilación del ADN también puede tener un papel en la degeneración de los oligodendrocitos. [31]
^ ab Carlson, Neil (2010). Fisiología del comportamiento . Boston, MA: Allyn y Bacon. págs. 38–39. ISBN 978-0-205-66627-0.
^ Baumann, Nicole; Pham-Dinh, Danielle (1 de abril de 2001). "Biología de oligodendrocitos y mielina en el sistema nervioso central de mamíferos". Revisiones fisiológicas . 81 (2): 871–927. doi :10.1152/physrev.2001.81.2.871. ISSN 0031-9333. PMID 11274346.
^ Richardson, WD; Kessaris, N; Pringle, N (enero de 2006). "Guerras de oligodendrocitos". Reseñas de la naturaleza. Neurociencia . 7 (1): 11–8. doi :10.1038/nrn1826. PMC 6328010 . PMID 16371946.
^ Thomas, JL; Spassky, N; Pérez Villegas, EM; Olivier, C; Cobos, yo; Goujet-Zalc, C; Martínez, S; Zalc, B (15 de febrero de 2000). "Desarrollo espaciotemporal de oligodendrocitos en el cerebro embrionario". Revista de investigación en neurociencia . 59 (4): 471–6. doi :10.1002/(SICI)1097-4547(20000215)59:4<471::AID-JNR1>3.0.CO;2-3. PMID 10679785. S2CID 42473842.
^ Pérez-Cerdá, Fernando; Sánchez-Gómez, María Victoria; Matute, Carlos (2015). "Pío del Río Hortega y el descubrimiento de los oligodendrocitos". Fronteras en Neuroanatomía . 9 : 92. doi : 10.3389/fnana.2015.00092 . ISSN 1662-5129. PMC 4493393 . PMID 26217196.
^ James, Owen G; Mehta, Arpan R; Behari, Madhuri; Chandran, Siddharthan (junio de 2021). "Centenario del oligodendrocito". Neurología de The Lancet . 20 (6): 422. doi :10.1016/S1474-4422(21)00136-8. PMC 7610932 . PMID 34022167.
^ Cameron-Curry, Patrizia; Le Douarin, Nicole M. (diciembre de 1995). "Los precursores de oligodendrocitos se originan tanto en la parte dorsal como en la ventral de la médula espinal". Neurona . 15 (6): 1299-1310. doi : 10.1016/0896-6273(95)90009-8 . PMID 8845154.
^ Curtis y otros, 1988; LeVine y Goldman, 1988; Hardy y Reynolds, 1991
^ Pringle, NP; Mudhar, SA; Collarini, EJ; Richardson, WD (junio de 1992). "Receptores de PDGF en el SNC de rata: durante la neurogénesis tardía, la expresión del receptor alfa de PDGF parece estar restringida a las células gliales del linaje de oligodendrocitos" (PDF) . Desarrollo . 115 (2): 535–51. doi :10.1242/dev.115.2.535. PMID 1425339.
^ Yokoo H, Nobusawa S, Takebayashi H, Ikenaka K, Isoda K, Kamiya M, Sasaki A, Hirato J, Nakazato Y (2004). "Anticuerpo anti-Olig2 humano como marcador inmunohistoquímico útil de oligodendrocitos y gliomas normales". Soy J Pathol . 164 (5): 1717–25. doi :10.1016/S0002-9440(10)63730-3. PMC 1615653 . PMID 15111318.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ Vallstedt y otros, 2004
^ ab Menn, B; García-Verdugo, JM; Yaschine, C; González-Pérez, O; Rowitch, D; Álvarez-Buylla, A (26 de julio de 2006). "Origen de los oligodendrocitos en la zona subventricular del cerebro adulto". La Revista de Neurociencia . 26 (30): 7907–18. doi :10.1523/JNEUROSCI.1299-06.2006. PMC 6674207 . PMID 16870736.
^ Hardy y Reynolds, 1991; Levison y Goldman, 1993
^ Barateiro, Andreia; Fernandes, Adelaida (septiembre de 2014). "Progresión del linaje temporal de oligodendrocitos: modelos in vitro de proliferación, diferenciación y mielinización". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1843 (9): 1917-1929. doi : 10.1016/j.bbamcr.2014.04.018 . PMID 24768715.
^ Barres y otros, 1992
^ Wren y otros, 1992
^ González-Pérez, O, B; Romero-Rodríguez, R; Soriano-Navarro, M; García-Verdugo, JM; Álvarez-Buylla, A (2009). "El factor de crecimiento epidérmico induce a la progenie de las células B de la zona subventricular a migrar y diferenciarse en oligodendrocitos". Células madre . 27 (8): 2032–43. doi :10.1002/stem.119. PMC 3346259 . PMID 19544429.
^ González-Pérez, O, B; Álvarez-Buylla, A (24 de junio de 2011). "Oligodendrogénesis en la zona subventricular y el papel del factor de crecimiento epidérmico". Reseñas de investigaciones sobre el cerebro . 67 (1–2): 147–56. doi : 10.1016/j.brainresrev.2011.01.001. PMC 3109119 . PMID 21236296.
^ Sokol, Stacey. "La fisiología y fisiopatología de la esclerosis múltiple". Esclerosis Múltiple: Tutorial Fisiológico . Archivado desde el original el 16 de julio de 2012 . Consultado el 29 de abril de 2012 .
^ abc Fields, Douglas (18 de febrero de 2008). "La materia blanca importa". Científico americano . 298 (marzo de 2008): 54–61. Código Bib : 2008SciAm.298c..54D. doi : 10.1038/scientificamerican0308-54. PMID 18357821.
^ Juraska JM; Kopcik J.R. (1988). "El sexo y las influencias ambientales sobre el tamaño y la ultraestructura del cuerpo calloso de la rata". Investigación del cerebro . 450 (1–2): 1–8. doi :10.1016/0006-8993(88)91538-7. PMID 3401704. S2CID 2720782.
^ Bradl (2010). "Oligodendrocitos: biología y patología". Acta Neuropathol . 119 (1): 37–53. doi :10.1007/s00401-009-0601-5. PMC 2799635 . PMID 19847447. ... los oligodendrocitos pueden proporcionar soporte trófico a las neuronas mediante la producción de factor neurotrófico derivado de la línea celular glial (GDNF), factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) o factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1). .
^ Philips T, Rothstein JD (2017). "Oligodendroglia: partidarios metabólicos de las neuronas". J Clin invertir . 127 (9): 3271–3280. doi :10.1172/JCI90610. PMC 5669561 . PMID 28862639.
^ Baumann y Pham-Dinh, 2001
^ Szuchet S, Nielsen JA, Lovas G, Domowicz MS, de Velasco JM, Maric D, Hudson LD (2011). "La firma genética de los oligodendrocitos perineuronales revela su fenotipo único". Eur J Neurosci . 34 (12): 1906–22. doi :10.1111/j.1460-9568.2011.07922.x. PMC 4286392 . PMID 22132705.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ Kinney, HC; Back, SA (septiembre de 1998). "Desarrollo oligodendroglial humano: relación con la leucomalacia periventricular". Seminarios de Neurología Pediátrica . 5 (3): 180–9. doi :10.1016/s1071-9091(98)80033-8. PMID 9777676.
^ ab Káradóttir et al., 2007
^ Tkachev D, Mimmack ML, Ryan MM y col. (Septiembre de 2003). "Disfunción de oligodendrocitos en la esquizofrenia y el trastorno bipolar". Lanceta . 362 (9386): 798–805. doi :10.1016/S0140-6736(03)14289-4. PMID 13678875. S2CID 7511585.
^ "Daño al SNC inducido por la quimioterapia como enfermedad de las células precursoras" Archivado el 27 de diciembre de 2011 en la Wayback Machine por el Dr. Mark D. Noble, Universidad de Rochester.
^ Han, R; Yang, YM; Dietrich, J; Luebke, A; Mayer-Pröschel, M; Noble, M (2008). "El tratamiento sistémico con 5-fluorouracilo provoca un síndrome de destrucción retardada de mielina en el sistema nervioso central". Revista de biología . 7 (4): 12. doi : 10.1186/jbiol69 . PMC 2397490 . PMID 18430259.
^ Forraje, Katherine; de Silva, Rohan; Warner, Thomas T.; Bettencourt, Concepción (29 de junio de 2023). "La contribución de la metilación del ADN a la (dis) función de la oligodendroglia en la neurodegeneración". Acta de Comunicaciones Neuropatológicas . 11 (1): 106. doi : 10.1186/s40478-023-01607-9 . ISSN 2051-5960. PMC 10311741 . PMID 37386505.
Bibliografía
Raine, CS (1991). Oligodendrocitos y mielina del sistema nervioso central. En Textbook of Neuropathology, segunda edición, RL Davis y DM Robertson, eds. (Baltimore, Maryland: Williams y Wilkins), págs. 115-141.
Káradóttir, R.; D. Attwell (14 de abril de 2007). "Receptores de neurotransmisores en la vida y muerte de los oligodendrocitos". Neurociencia . 145 (4): 1426-1438. doi : 10.1016/j.neuroscience.2006.08.070. PMC 2173944 . PMID 17049173.
González-Pérez, O, B; Romero-Rodríguez, R; Soriano-Navarro, M; García-Verdugo, JM; Álvarez-Buylla, A (2009). "El factor de crecimiento epidérmico induce a la progenie de las células B de la zona subventricular a migrar y diferenciarse en oligodendrocitos". Células madre . 27 (8): 2032–43. doi :10.1002/stem.119. PMC 3346259 . PMID 19544429.
Vallstedt, A; Klos JM; Ericson F (6 de enero de 2005). "Múltiples orígenes dorsoventrales de la generación de oligodendrocitos en la médula espinal y el rombencéfalo". Neurona . 1. 45 (1): 55–67. doi :10.1016/j.neuron.2004.12.026. hdl : 10616/40454 . PMID 15629702. S2CID 7971750.
Tomás, JL; Spasski N; Pérez Villegas EM; Olivier C; Cobos I; Goujet-Zalc C; Martínez S; Zalc B. (15 de febrero de 2000). "Desarrollo espaciotemporal de oligodendrocitos en el cerebro embrionario". Revista de investigación en neurociencia . 59 (4): 471–476. doi :10.1002/(SICI)1097-4547(20000215)59:4<471::AID-JNR1>3.0.CO;2-3. PMID 10679785. S2CID 42473842.
Richardson, WD; Kessaris, N; Pringle, N (2006). "Guerras de oligodendrocitos". Reseñas de la naturaleza Neurociencia . 1. 7 (1): 11–18. doi :10.1038/nrn1826. PMC 6328010 . PMID 16371946.