La cromatólisis es la disolución de los cuerpos de Nissl en el cuerpo celular de una neurona. Es una respuesta inducida de la célula generalmente desencadenada por axotomía , isquemia , toxicidad celular, agotamiento celular, infecciones por virus e hibernación en vertebrados inferiores. La recuperación neuronal a través de la regeneración puede ocurrir después de la cromatólisis, pero la mayoría de las veces es un precursor de la apoptosis . El evento de cromatólisis también se caracteriza por una migración prominente del núcleo hacia la periferia de la célula y un aumento en el tamaño del nucleolo , núcleo y cuerpo celular. [1]El término "cromatólisis" se utilizó inicialmente en la década de 1940 para describir la forma observada de muerte celular caracterizada por la desintegración gradual de los componentes nucleares; un proceso que ahora se llama apoptosis. [2] La cromatólisis todavía se usa como un término para distinguir el proceso apoptótico particular en las células neuronales, donde la sustancia Nissl se desintegra.
Historia
En 1885, el investigador Walther Flemming describió la muerte de células en folículos ováricos de mamíferos en degeneración . Las células mostraron estadios variables de cromatina picnótica . Estas etapas incluían la condensación de cromatina , que Flemming describió como en forma de "media luna" y que aparecían como "bolas de cromatina", o estructuras que se asemejan a masas de cromatina grandes, lisas y redondas con densidades de electrones. Otras etapas incluyeron el fraccionamiento celular en cuerpos más pequeños. Flemming llamó a este proceso degenerativo "cromatólisis" para describir la desintegración gradual de los componentes nucleares. El proceso que describió ahora encaja con el término relativamente nuevo, apoptosis, para describir la muerte celular . [2]
Aproximadamente al mismo tiempo de la investigación de Flemming, la cromatólisis también se estudió en las glándulas mamarias lactantes y en las células de cáncer de mama . Al observar la regresión de los folículos ováricos en mamíferos, se argumentó que existía un proceso celular necesario para contrarrestar la proliferación de células por mitosis. En este momento, se propuso que la cromatólisis desempeñara un papel importante en este proceso fisiológico. También se pensaba que la cromatólisis era responsable de la eliminación celular necesaria en varios órganos durante el desarrollo. Una vez más, estas definiciones ampliadas de cromatólisis son consistentes con lo que ahora llamamos apoptosis.
En 1952, la investigación apoyó aún más el papel de la cromatólisis en el cambio de la fisiología de las células durante los procesos de muerte celular en el desarrollo embrionario. También se observó que la integridad de las mitocondrias se mantiene durante la cromatólisis.
En la década de 1970, se identificaron las características estructurales conservadas de la cromatólisis. Las características constantes de la cromatólisis incluyeron la condensación del citoplasma y la cromatina, la contracción celular, la formación de "bolas de cromatina" , orgánulos normales intactos y la fragmentación de las células observada por la gemación de fragmentos encerrados en la membrana celular. Estos fragmentos en ciernes se denominaron "cuerpos apoptóticos", por lo que se acuñó el nombre de "apoptosis" para describir esta forma de muerte celular. Los autores de estos estudios, muy probablemente no familiarizados con publicaciones más antiguas sobre cromatólisis, describían esencialmente la apoptosis como un proceso idéntico a la cromatólisis. [2]
Tipos de cromatólisis
Cromatólisis central
La cromatólisis central es la forma más común de cromatólisis y se caracteriza por la pérdida o dispersión de los cuerpos de Nissl que comienzan cerca del núcleo en el centro de la neurona y luego se extienden periféricamente hacia la membrana plasmática. También es característico de la cromatólisis central el desplazamiento del núcleo hacia la periferia del pericarion . [3] [4] [5] Se observan otros cambios celulares durante el proceso de cromatólisis central. El proceso de disolución de Nissl es menos evidente hacia la periferia del cuerpo celular de la neurona, donde pueden estar presentes cuerpos de Nissl de apariencia normal. [1] Con frecuencia se observa hiperplasia de neurofilamentos , sin embargo, la extensión varía. El número de vacuolas autofágicas y estructuras lisosomales a menudo aumenta durante la cromatólisis central. Los cambios también pueden ocurrir en otros orgánulos como el aparato de Golgi y los neurotúbulos . Sin embargo, actualmente se desconoce el significado exacto de estos cambios. En las neuronas que reciben la sección axonal, se observa cromatólisis central en el área entre el núcleo y el montículo del axón después de ....... [6]
Cromatólisis periférica
La cromatólisis periférica es mucho menos común, pero se ha informado que ocurre después de axotomía e isquemia en ciertas especies. La cromatólisis periférica es esencialmente la inversa de la cromatólisis central, en la que la desintegración de los cuerpos de Nissl se inicia en la periferia de la neurona y se extiende hacia el interior, hacia el núcleo de la célula. Se ha observado que la cromatólisis periférica ocurre en la cromatólisis inducida por litio y podría ser útil para investigar y contrarrestar la hipótesis de que las ondas de actividad enzimática siempre progresan desde el área perinuclear, o el área situada alrededor del núcleo, hacia la periferia de la célula. [7]
Causas
Axotomía
Cuando se lesiona un axón , toda la neurona reacciona para proporcionar una mayor actividad metabólica que es necesaria para la regeneración del axón. Parte de esta reacción incluye alteraciones estructurales causadas por el evento de cromatólisis. [9] El agrandamiento de los componentes nucleares debido a la axotomía puede explicarse por la alteración del citoesqueleto de la célula . El citoesqueleto mantiene los componentes nucleares de una célula y el tamaño del cuerpo celular en las neuronas. El aumento de proteína dentro de la neurona conduce a este cambio en el citoesqueleto. Por ejemplo, hay un aumento de las proteínas de neurofilamentos fosforilados y de los componentes del citoesqueleto, tubulina y actina , en las neuronas que se someten a cromatólisis. [4] El aumento de proteínas puede explicarse por el aumento del tamaño del citoesqueleto. Los cambios en el citoesqueleto del cuerpo celular parecen ser responsables del aumento de la excentricidad nuclear después de una lesión axonal. [1] [3]
Una hipótesis detrás de la incidencia de cromatólisis tras la axotomía es que el acortamiento del axón impide la incorporación del citoesqueleto axonal que se forma en la neurona lesionada. La excentricidad nuclear se puede atribuir a la presencia de un exceso de citoesqueleto axonal entre el núcleo y el montículo axónico, lo que provoca la cromatólisis. Una segunda hipótesis propone que el bloqueo de las proteínas citoesqueléticas axonales provoca la cromatólisis. [8]
La axotomía también induce la pérdida de tinción basófila en caso de cromatólisis central de la célula neuronal. La pérdida de tinción comienza cerca del núcleo y se extiende hacia el montículo axónico. El borde basófilo se forma cuando la cromatólisis comprime el esqueleto citoplasmático. [8]
Intoxicación por acrilamida
Se ha demostrado que la intoxicación por acrilamida es un agente para la inducción de la cromatólisis. En un estudio, se inyectaron grupos de ratas con acrilamida durante 3, 6 y 12 días y se examinaron las pericarias de las células A y B de su ganglio de la raíz dorsal L5 . No hubo cambios morfológicos en la perikarya de células B, sin embargo, la perikarya de células A exhibió cromatólisis en el 11% y el 23% de la población, para los grupos de 6 y 12 días respectivamente. Para los propósitos del estudio, las células A se definieron como neuronas ganglionares cuyo nucleolo era grande y estaba ubicado en el centro del núcleo, mientras que las células B tenían muchos nucleolos distribuidos a lo largo de la periferia de su núcleo. La intoxicación por acrilamida se parece a la axotomía neural desde el punto de vista histológico y mecánico. En cada caso, la neurona sufre cromatólisis y atrofia del cuerpo celular y del axón. Además, ambos parecen estar relacionados mecánicamente con una interrupción del suministro de neurofilamento al axón debido a una disminución del transporte de un factor trófico desde el axón al cuerpo celular. [10]
Litio
La exposición al litio también se ha utilizado como método para inducir la cromatólisis en ratas. El estudio implicó la inyección de grandes dosis de cloruro de litio en ratas Lewis hembras durante varios días. El examen de los ganglios de la raíz dorsal y trigémino reveló cromatólisis periférica en estas células. Las células exhibieron un número reducido de cuerpos de Nissl en toda la célula, especialmente en el citoplasma periférico donde los cuerpos de Nissl estaban completamente ausentes. El uso del litio como método para inducir la cromatólisis periférica podría ser útil para futuros estudios de la cromatólisis debido a su simplicidad y al hecho de que no provoca desplazamiento nuclear. [7]
Enfermedades asociadas
Esclerosis lateral amiotrófica (ELA)
Se ha observado cromatólisis central en el asta anterior espinal y las neuronas motoras de pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA). [11] Los pacientes con ELA parecen tener alteraciones significativas que ocurren dentro de las células neuronales cromatolizadas. [12] [13] Estas alteraciones incluyen densos conglomerados de mitocondrias oscuras agregadas y vesículas presinápticas , haces de neurofilamentos y un marcado aumento de vesículas presinápticas. También se han observado cambios en la función de las neuronas motoras. El cambio funcional más típico en las neuronas motoras cromatolíticas es la reducción significativa en el tamaño de los potenciales postsinápticos excitadores monosinápticos (EPSP). Estos EPSP monosinápticos también parecen prolongarse en las células cromatolizadas de pacientes con ELA. Este cambio funcional en las neuronas del asta anterior podría resultar en la eliminación de ciertas entradas sinápticas excitatorias y así dar lugar al deterioro clínico de la función motora que es característico de la enfermedad de ELA. [13]
Enfermedad de Alzheimer y enfermedad de Pick
La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa importante que implica la muerte de neuronas y sinapsis. Se ha observado cromatólisis en neuronas de pacientes con Alzheimer, a menudo como precursora de la apoptosis. También se han observado células cromatolíticas en una enfermedad patológicamente similar conocida como enfermedad de Pick . [14] Los estudios más recientes han observado cromatólisis en células de ratas que han sido sometidas a intoxicación por cobre o aluminio, y se ha planteado la hipótesis de que ambos están involucrados en la patogenia de la enfermedad de Alzheimer. [15] [16]
Cromatólisis neuronal idiopática del tronco encefálico
Se ha detectado cromatólisis neuronal grave en los tallos cerebrales de bovinos adultos con la afección neurodegenerativa conocida como cromatólisis neuronal idiopática del tallo cerebral (IBNC). Los síntomas de IBNC en el ganado son clínicamente similares a los que se caracterizan por la encefalopatía espongiforme bovina , también conocida como enfermedad de las vacas locas. Estos síntomas incluyeron temblores, falta de coordinación del movimiento muscular, ansiedad y pérdida de peso. [17] A nivel celular, la IBNC se caracteriza por la degeneración de neuronas y axones dentro del tronco del encéfalo y los nervios craneales . La enfermedad también tiene una correlación significativa con el etiquetado anormal de la proteína priónica (PrP) en el cerebro. La IBNC se ha caracterizado por una degradación neuronal, axonal y de mielina severa , acompañada de inflamación sin apoyo y cambios en la espongiforme de varias regiones de la materia gris. También se ha observado una pérdida significativa de neuronas debido a la degeneración del hipocampo. Las neuronas de la cromatólisis degenerada rara vez mostraron marcaje intracitoplasmático para PrP. [18]
Encefalopatía alcohólica
Se ha informado cromatólisis en pacientes con encefalopatías alcohólicas. La cromatólisis central se observó principalmente entre las neuronas del tronco encefálico, particularmente en los núcleos pontinos y los núcleos dentados cerebelosos. También se vieron afectados los núcleos de los nervios craneales, los núcleos arqueados y las células del asta posterior. Los estudios que examinan a pacientes con encefalopatías alcohólicas dan evidencia de cromatólisis central. Se ha observado una degeneración de leve a grave de las vías de la médula espinal en pacientes con enfermedad de Marchiafava-Bignami y síndrome de Wernicke-Korsakoff , ambas formas de encefalopatía ligada al alcohol. [19]
Investigación futura
Los mecanismos y señales de la cromatólisis se investigaron por primera vez en profundidad en la década de 1960 y aún merecen una mayor investigación. [9] [20] Está claro que la axotomía es uno de los inductores más directos de la cromatólisis y si se realizaran más investigaciones para dilucidar las vías específicas que asocian el daño axonal a la cromatólisis, entonces se podrían desarrollar terapias potenciales para detener la respuesta cromatolítica de neuronas y mejorar los efectos perjudiciales de las enfermedades degenerativas, como el Alzheimer y la ELA. [20]
Referencias
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