Neurogénesis

Hasta hace pocos años se pensaba que la capacidad de generar nuevas neuronas estaba restringida al periodo embrionario. Hoy día sabemos que se siguen formando neuronas en determinadas áreas cerebrales. En el cerebro de mamíferos, incluida la especie humana, tiene lugar una continua formación de nuevas neuronas, presente también en la edad adulta. Este fenómeno, conocido como neurogénesis, ocurre en dos zonas concretas del cerebro: los bulbos olfatorios y el giro dentado del hipocampo. Por tanto, en los mamíferos adultos, las áreas con mayor actividad neurogénica son la zona subventricular (SVZ) y la zona subgranular del giro dentado (SGZ). En la SVZ existen al menos cuatro tipos diferentes de células de acuerdo con su morfología, ultraestructura, propiedades electrofisiológicas y marcadores específicos que permiten su identificación. Estos tipos celulares son: neuroblastos proliferativos, o células tipo A, que presentan migración hacia el bulbo olfatorio; células astrocíticas de proliferación lenta, o células tipo B; células transitorias amplificadoras, o células tipo C, con proliferación activa y que forman cúmulos espaciados entre las cadenas constituidas por las células tipo A en todas la SVZ, y células ependimales, o células tipo E, ubicadas hacia el lumen del ventrículo y que participan en la circulación del líquido cefalorraquídeo . Se ha demostrado que las células astrocíticas son las responsables de la neurogénesis en la SVZ. Estas células tipo B son las células precursoras de las nuevas neuronas y capaces de generar neuroesferas. Las nuevas neuronas generadas en la SVZ, son neuronas inmaduras, y migran tangencialmente por el camino migrador rostral (RMS) hasta alcanzar los bulbos olfatorios donde se diferencian en interneuronas gabaérgicas y dopaminérgicas. Los factores que regulan la diferenciación y la supervivencia de estas nuevas neuronas que llegan al bulbo olfatorio se desconocen. Su conocimiento podría proporcionar una información muy valiosa en cuanto a los mecanismos que inducen la formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto. Se sabe que determinados factores de crecimiento aumentan la proliferación y diferenciación de las células de la SVZ tanto in vivo como in vitro. Sin embargo, el papel fisiológico que tienen estos factores en dichos procesos se desconoce.

Estudios recientes han demostrado que la melatonina aumenta la viabilidad y diferenciación de las NSC en hipocampo de ratones adultos y en el cerebro medio de rata, y que también influye en la proliferación y diferenciación de las NSC embrionarias. Se ha comprobado que la pinealectomía provoca pérdida de neuronas piramidales del hipocampo en ratas y, que este efecto es revertido por la administración de melatonina. Estudios previos han demostrado que la melatonina protege frente al daño neuronal provocado por diversos neurotóxicos como el kainato y la proteína β-amiloide, y recupera las neuronas dopaminérgicas frente al daño inducido por el MPTP. Asimismo, la administración crónica de melatonina a ratones lesionados con 6-hidroxidopamina (6-OHDA) mantiene la integridad de la dopamina. En estos animales lesionados, el tratamiento con NSC más melatonina produjo un importante efecto protector sobre las células dopaminérgicas de la sustancia negra. Otros estudios indican que la melatonina podría inducir la diferenciación hacia neuronas y disminuir la producción de astrocitos. Asimismo, la melatonina podría modular la expresión de GDNF y de otros factores neurotróficos, siendo el GDNF el que a su vez promueve el crecimiento de las neuronas dañadas, contribuyendo a la supervivencia celular. Además, la melatonina activa directamente la vía neuronal P13K/Akt y ERK1/2 implicada en la supervivencia neuronal.

Figura 1: La melatonina estimula la diferenciación de células madre neurales adultas a neuronas.

Como complemento a los efectos beneficiosos de la melatonina en el envejecimiento, en la actualidad estamos analizando las propiedades de esta hormona en la neurogénesis, un campo muy prometedor para ella, donde ya tenemos los primeros resultados significativos que hablan de su papel en la formación de nuevas neuronas en el cerebro del adulto. Si pensamos que la melatonina disminuye con la edad, su efecto sobre la neurogénesis también va desapareciendo. Otro motivo más para restituir los niveles de melatonina que perdemos por el hecho de cumplir años.

Junto con el estrés oxidativo y el proceso inflamatorio, el envejecimiento va acompañado de una pérdida neuronal propiciada por los dos procesos anteriores.

Estudiamos qué mecanismos pueden detener este proceso, y cómo la melatonina puede favorecer la neurogénesis, es decir, la formación de neuronas nuevas a partir de las células madre neurales adultas. Las células madre localizadas en determinadas áreas del cerebro se pueden diferenciar a células gliales (células de soporte) o a neuronas. Hemos comprobado en cultivos celulares que las células madre neuronales sin melatonina se diferencian principalmente a células de la glia, sin embargo se forman pocas neuronas. Cuando al cultivo celular se le añade melatonina, el número de neuronas puede aumentar hasta un 60%.

Por tanto, la melatonina induce la diferenciación de las células madre neurales a neuronas. Estos estudios pueden tener una gran aplicación en la clínica no sólo en el envejecimiento, para mantener una estructura neuronal funcional adecuada, sino también para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson o el Alzheimer.

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Nuestros servicios

El insomnio y, en general, el trastorno del ritmo sueño/vigilia, refleja una alteración más profunda del reloj biológico, que está relacionado con muchas otras patologías como fibromialgia y fatiga crónica, astenia, trastornos metabólicos, hormonales y desequilibrios de la nutrición, enfermedades neurodegenerativas e inflamatorias, cáncer, así como el envejecimiento y patológico.

Mediante una serie de pruebas que se indican abajo, en el IiMEL evaluamos la función del reloj biológico, los trastornos de los ritmos circadianos y de la producción de melatonina, así como las causas de las alteraciones del sueño, identificamos su relación con otras patologías antes citadas, y proponemos el tratamiento adecuado.

  • Calidad del sueño

    Ya que el ritmo sueño/vigilia refleja directamente cómo está funcionando el reloj biológico, una correcta evaluación de la calidad de sueño requiere el análisis de la estructura (cronotipo) y funcionamiento del reloj biológico endógeno, y su relación con la alteración de los ritmos biológicos, o cronodisrupción.

    Nos permite identificar las causas y el tipo de cronodisrupción, para proceder a su reparación y restaurar el ritmo del sueño.


  • Niveles de melatonina

    El análisis de la melatonina se puede realizar en orina (midiendo 6-sulfatoximelatonina), suero o saliva. La saliva es la mejor opción y menos invasiva, ya que refleja con total seguridad sus niveles en sangre. La determinación de los niveles de melatonina en saliva a lo largo de las 24 horas refleja el fenotipo circadiano.

    De esta forma, conocemos si existen trastornos en la amplitud, duración, y adelanto o retraso de fase en el fenotipo circadiano de los ritmos con respecto al ritmo ideal representado por el cronotipo genético, para proceder a normalizarlo.


  • Proceso de envejecimiento

    Ya que el envejecimiento se inicia con un proceso de cronodisrupción, continúa con una fase de activación inmunitaria, sigue con aumento de estrés oxidativo, y termina con disfunción mitocondrial, valoramos aquí el daño oxidativo y defensa antioxidante, el daño nitrosativo y la activación inflamatoria, y la función mitocondrial.

    Podemos conocer de esta forma la magnitud del proceso de envejecimiento, para proponer medidas correctoras y preventivas.


  • Estrés oxidativo y potencial antioxidante

    Determinamos los marcadores de daño oxidativo a lípidos y proteínas, así como la actividad de los sistemas endógenos de defensa antioxidante, así como la capacidad de generación de agentes reductores a nivel intracelular y extracelular, cuyo funcionamiento, en tándem, nos da una visión global del potencial antioxidante del organismo.

    Con estos datos, identificamos en qué lugar o lugares del tándem antioxidante/reductor se encuentra el fallo que lleva al acúmulo de radicales libres. Entonces, podemos corregir y compensar esos defectos de manera adecuada para lograr el estado de equilibrio oxidativo.


  • Potencial antiinflamatorio

    Para valorar el potencial y capacidad de respuesta y activación inflamatorias, medimos aquí diversos parámetros de la respuesta de la inmunidad innata, desde la generación de óxido nítrico y el daño nitrosativo, hasta los niveles de citoquinas pro- y antiinflamatorias.

    Estos datos nos dan una visión global de cuál es el grado de activación del sistema inmunitario, proporcionándonos la información necesaria para su corrección.


  • Función mitocondrial

    La función mitocondrial está directamente ligada a la formación de radicales libres, por lo que se pude dañar fácilmente. Aquí determinamos diversos marcadores en suero y en células mononucleares periféricas, incluyendo melatonina y CoQ10, que nos indican la salud de la función mitocondrial.

    Estos estudios nos permiten restaurar la mitocondria, que es es la central bioenergética de la célula, cuyo funcionamiento es crítico para que el organismo responda de manera saludable en cada momento.


  • Otros marcadores del estado de salud

    Los niveles de hormonas, que disminuyen con la edad y ante determiandos tratamietnos farmacológicos; el contenido en microelementos, necesarios para el buen funcionamiento del organismo; los niveles de vitaminas, así como el acúmulo de toxinas, están directamente relacionados con el envejecimiento y enfermedades asociadas al mismo.

    La determinación de esos parámetros o de alguno de ellos nos es importante identificar muchos estados carenciales y/o tóxicos, que permitirá un adecuado diagnóstico del estado de salud y tomar las medidas correctoras adecuadas.


  • Informe personalizado y tratamiento

    Con las determinaciones realizadas aquí, tenemos un criterio importante para diagnosticar el problema de salud, realizar un informe personalizado en cada caso, y plantear una pauta de tratamiento específico, que devuelva la normalidad a aquellas situaciones que se identifiquen como alteradas.

    El fin último del IiMEL es identificar y corregir los problemas de salud mediante los análisis más específicos y menos invasivos, y las terapias más concretas para realizar un tratamiento definido y personalizado.