Atlas de Histologı́a Vegetal y Animal

Tipos celularesASTROCITO

Manuel Meǵıas, Pilar Molist, Manuel A. Pombal

Departamento de Bioloǵıa Funcional y Ciencias de la Salud.Fcacultad de Bioloǵıa. Universidad de Vigo

(Versión: Diciembre 2017)

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Contenidos

1 Astrocito 1

Tipos celulares. Astrocito. 1

1 Astrocito

Los astrocitos son células localizadas en el sistemanervioso central: encéfalo y médula espinal. Forman,junto con los oligodendrocitos, células de Schwanny la microgĺıa, el grupo de células gliales del sis-tema nervioso. Durante mucho tiempo se ha con-siderado a los astrocitos como células de menor im-portancia cuando se comparaban con las neuronas, ysus funciones parećıan limitarse a mantenedoras dela homeostasis neuronal y a la formación de las bar-reras del sistema nervioso central. Sin embargo, hoyse le atribuyen papeles adicionales más diversos, quea veces surgen en situaciones patológicas o duranteel desarrollo. Últimamente se les relaciona inclusocon el procesamiento de la información que manejanlas neuronas. Es un dato interesante que durante laevolución de los primates la proporción de astrocitosrespecto a las neuronas se ha incrementado.

Forma

Los astrocitos contienen una protéına espećıfica ensu citoesqueleto denominada protéına glial fibrilarácida. El nombre de astrocito viene de la forma estrel-lada que tienen estos filamentos intermedios cuandose ponen de manifiesto en su citoplasma, aunque laforma celular real puede ser muy variable, depen-diendo además de si se encuentran en la sustanciagris, denominados astrocitos protoplásmicos, o enla sustancia blanca, denominados atrocitos fibrosos.También hay astrocitos muy modificados como son lagĺıa de Bergmann del cerebelo y la de Müller en laretina.

Los astrocitos protoplásmicos emiten muchas pro-longaciones que se pueden ramificar varias veces. Losextremos de estas ramificaciones se denominan piesterminales, los cuales recubren vasos sangúıneos, su-perficie pial y a las sinapsis (un astrocito puede englo-bar varios miles de sinapsis). Los astrocitos fibrososse encuentran en la sustancia blanca y tienen pro-longaciones mucho más delgadas y casi sin ramificar.Los pies terminales de los astrocitos fibrosos envuel-ven a los nodos de Ranvier de los axones y los vasossangúıneos de los tractos de fibras donde se encuen-tran.

Número

Los astrocitos son el tipo glial más numeroso enel encéfalo. El número de astrocitos es variable de-pendiendo de la zona, pero suelen representar del 20al 25 % del volumen de la mayor parte de las áreasdel encéfalo. En el cerebro de ratas y gatos son tannumerosos como las neuronas.

Los astrocitos se generan en el periodo perinatal,una vez que se está acabando la producción de neu-ronas. Esto se ha comprobado, por ejemplo, en hu-manos y en gatos. Los astrocitos pueden diferencia-rse desde varias fuentes. Por ejemplo, en la cortezacerebral se pueden originar desde la gĺıa radial, desdelas paredes ventriculares y desde la gĺıa indiferenciadatipo NG2. Todas estas fuentes daŕıan inicialmente as-trocitos progenitores, los cuales podŕıan diferenciarsedirectamente en astrocitos maduros o sufrir una seriede divisiones mitóticas para aumentar la población depotenciales astrocitos maduros. Sin embargo, los as-trocitos pueden también proliferar en estado adulto.La producción local de astrocitos en etapas juvenilesy adultas podŕıa provenir de la actividad mitótica deestas células progenitoras que han permanecido enestado indiferenciado. En gatos se ha comprobadoque en el periodo perinatal el cociente gĺıa/neuronaes del 0.86, mientras que en adultos es del 1.4, es de-cir, aumenta hasta sobrepasar el número de neuronasencefálicas.

Funciones

Influencia en la función neuronal. A los astroci-tos se les ha atribuido tradicionalmente una funciónun tanto pasiva respecto a las neuronas. Se pens-aba que eran células que se limitaban a alimentar,mantener la homeostasis de las neuronas, hacer de so-porte estructural y contribuir al buen funcionamientonervioso mediante el aislamiento de las sinapsis entreśı, impidiendo que la actividad de una neurona puedaafectar a otras a las que no debeŕıa. Pero tambiénparticipan en el aclarado o inactivación de neurotrans-misores como el glutamato extracelular, mantienenlos niveles de potasio extracelular, redistribuyen o se-cuestran potasio extracelular por encima de unos cier-tos niveles, los cuales deterioran la actividad neuronal.Todo ello afecta indirectamente a la actividad de laspropias sinapsis. Sin embargo, hoy se sabe que tienen

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Figura 1: Imágenes de células gliales. A, C y D muestran astrocitos localizados en el cerebro. B muestra las diferenciasen tamaño y morfoloǵıa entre gĺıa y neuronas. A a C muestran astrocitos protoplásmicos, mientras que en D es unofibroso. En E aparecen células gliales de Bergmann, localizadas en la corteza cerebelosa.

Figura 2: Imágenes de astrocitos en las áreas corticales del cerebro de una rata, teñidos mediante inmunocitoqúımica conanticuerpos contra la protéına fibrilar ácida glial.

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un papel mucho más activo en el procesamiento dela información nerviosa. Las prolongaciones celularesde los astrocitos se encuentran alrededor de las neu-ronas, de las sinapsis y de los nódulos de Ranvier enlos axones. Se ha estimado que un astrocito puedeestar relacionado con hasta miles de sinapsis.

Figura 3: Sinapsis tripartita. Se muestran las relacionesentre los tres elementos que participan en el procesamientosináptico: elemento presináptico, elemento postsináptico ygĺıa.

Los astrocitos responden de manera activa a unaserie de neurotransmisores como monoaminas, neu-ropéptidos, GABA, acetilcolina, óxido ńıtrico y en-docannabinoides. En la membrana de los astrocitoshay receptores para todos ellos. Estos transmisoresactúan sobre los astrocitos no de manera sinápticasino en lo que se denomina transmisión en volumen.Es decir, los astrocitos respondeŕıan a la actividad

neuronal. Esto se ha comprobado mediante la obser-vación de un incremento en la concentración de cal-cio en el interior de los astrocitos que se encuentranpróximos a sinapsis activas. Cuando esto ocurre, losastrocitos son capaces de liberar moléculas denomi-nadas gliotransmisores, tales como el glutamato, elATP o la adenosina. Las neuronas tienen receptorespara estas moléculas y por tanto su actividad se veafectada por ellas. Hoy se habla de la sinapsis tripar-tita como modelo fisiológico que estaŕıa formada poruna neurona presináptica, una neurona postsinápticay por la gĺıa que envuelve a dicha sinapsis.

Hay otras acciones de los astrocitos que se denom-inan activas relacionadas con la plasticidad del sis-tema nervioso. Participan en la formación, madu-ración y mantenimientos de las sinapsis, son capacesde eliminar sinapsis por fagocitosis. Durante el de-sarrollo ayudan al establecimiento de las conexionesneuronales favoreciendo la migración de los axones.

Recubren la superficie externa del encéfalo ymédula espinal. Los astrocitos (por ejemplo enmonos) o sus prolongaciones o pies terminales (porejemplo en ratones) forman una capa limı́trofe queáısla a las neuronas de las membranas meńıngeasque recubren la superficie del encéfalo y médula es-pinal, denominada genéricamente como “membranaglial limitante” o “glia limitans”. Las prolongacionesgliales también recubre a las células ependimarias queforman las paredes de los ventŕıculos y del canal cen-tral. Además, envuelven a los capilares formandoparte de la denominada barrera hematoencefálica.

En la barrera glial limitante los pies terminales ocuerpos de los astrocitos están anclados a una mem-brana basal, y ésta a la membrana pial interna. Nose conoce muy bien la función de esta capa glial perose ha propuesto que actúa simplemente como barreraf́ısica que encierra a las neuronas.

La barrera hematoencefálica está formada por el en-dotelio de los capilares que se encuentran en el tejidonervioso. Estos capilares están rodeados por pies ter-minales de los astrocitos. La verdadera barrera son loscapilares puesto que, a diferencia de otros capilares deotros órganos, poseen una gran cantidad de complejosde unión: uniones estrechas y uniones en hendidura,que sellan el espacio intercelular, de manera que las

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Figura 4: Imágenes de astrocitos marcados con inmunocitoqúımica para la protéına fibrilar ácida en la corteza de unratón emitiendo prolongaciones hacia la superficie pial.

Figura 5: Imágenes de astrocitos marcados con inmunocitoqúımica para la protéına fibrilar ácida en la corteza de un ratónemitiendo prolongaciones hacia los vasos sangúıneos.

moléculas que quieran entrar y salir del tejido nerviosotendrán que cruzar las células endoteliales. Parece serque los pies de los astrocitos, que no forman una ver-dadera barrera, podŕıan afectar a estos complejos de

unión regulando aśı el tráfico de moléculas a travésdel endotelio.

Regulación del flujo sangúıneo. Los astrocitosno sólo incorporan neurotransmisores del medio ex-

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tracelular sino que responden a ellos con cambios ensu fisioloǵıa, por ejemplo, con el aumento de la con-centración intracelular de calcio. Esto es interesantepuesto que los astrocitos están conectados medianteuniones en hendidura y forman redes extensas en lasque sus componentes tienen conectados sus citoplas-mas formando una especie de enorme sincitio. Estopermite una actuación sincronizada de grandes pobla-ciones de astrocitos. Por ejemplo, se sabe que el au-mento de concentración de calcio intracelular en unastrocito puede provocar el mismo efecto en toda unared de astrocitos conectados con él. Mediante esteefecto y la comunicación de los astrocitos con los va-sos sangúıneos se puede acoplar el flujo sangúıneo ala actividad neuronal. De este modo se aportan másox́ıgeno y nutrientes a aquellas regiones más activas.La acción sobre los vasos sangúıneos está mediada pormoléculas vasoactivas liberadas desde los astrocitosactivados que permiten la vasodilatación o la vaso-constricción.

Patoloǵıas. Los astrocitos son resistentes a la faltade ox́ıgeno y de glucosa, y pueden aguantar muchomás tiempo vivos que las neuroans tras la privaciónde estas moléculas porque almacenan glucógeno en suinterior y pueden obtener ATP de forma anaeróbica.Por ello son importantes en condiciones extremas opatológicas. Cuando se producen traumas o daños enel encéfalo se observa una hipertrofia o hiperplasia de

astrocitos que se denominan astrocitos reactivos.Esto es lo que se llama gliosis reactiva. Duranteesta proliferación se han encontrado dos tipos de as-trocitos con efectos diferentes. Los astrocitos A2 sonbásicamente reparadores, mientras que los A1 favore-cen la degradación del tejido. Los A2 son importantespara la formación de vasos sangúıneos (angiogénesis).También en enfermedades neurodegenerativas comoel Parkinson, Alzheimer y la corea de Huntington seobserva gĺıa reactiva. Además, debido a su capaci-dad de división, los astrocitos son responsables dela generación de los tumores cerebrales denominadosgliomas.

Otras. Proporcionan moléculas neurotróficas a lasneuronas, son una fuente importante de matriz ex-tracelular del tejido nervioso, son centros de detoxifi-cación, por ejemplo, secuestran metales o amonio.

Bibliograf́ıa

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