Microglía
La microglía es un tipo de célula glial, esencial para los mecanismos de defensa del sistema nervioso central (SNC). La microglía comparte similitudes estructurales y funcionales con los macrófagos tisulares, lo que resalta su papel en las respuestas inmunitarias dentro del SNC.
A pesar de pertenecer a la glía (neuroglía), la microglía es notablemente más pequeña y distinta de los otros tipos de células de la categoría de la macroglía, incluidos los astrocitos, los oligodendrocitos y las células ependimarias. Su población es la más pequeña entre todas las demás células del sistema nervioso central.
En este artículo estudiamos la microglía, sus características y su fisiología.
Ubicación | Sistema nervioso central |
Estructura |
Estado de reposo: prolongaciones ramificadas, cuerpo celular pequeño, con un núcleo en forma de guión Estado activado: cuerpo celular más grande con pocas o ninguna prolongación Estado fagocitario: cuerpo celular agrandado con gránulos lipídicos y sin prolongaciones |
Origen | Precursor eritromieloide del saco vitelino |
Marcadores | Moléculas pertenecientes a un fenotipo de célula fagocítica y presentadora de antígeno Marcadores de microglía únicos (como TMEM119, P2RY12 y SALL1) |
Función | Fagocitosis Presentación de antígeno Eliminación de productos de desecho metabólicos Regulación de neuronas y otras células glíales Respuesta a lesión, inflamación, infección y degeneración Crecimiento, reparación y renovación del tejido nervioso |
- Ubicación
- Estructura
- Origen
- Marcadores de la microglía
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Función
- Reconocimiento y destrucción de microorganismos, toxinas y otros antígenos
- Eliminación de productos de desecho metabólicos celulares y partes celulares lesionadas
- Presentación de antígenos a los linfocitos, desencadenando una respuesta inmune
- Eliminación de neuronas disfuncionales o destruidas
- Apoyo al desarrollo y la regeneración del tejido nervioso
- Respuesta al tejido lesionado
- Microglía vs astrocitos
- Correlaciones clínicas
- Bibliografía
Ubicación
Las microglías se ubican exclusivamente en el SNC y se distribuyen tanto en la sustancia gris como blanca, con una pequeña preferencia por la sustancia blanca. En el encéfalo humano, se pueden encontrar altas concentraciones de microglia en el tronco encefálico, el hipocampo y los ganglios basales, mientras que las áreas con menor concentración son la corteza del cerebelo y la neocorteza. Los números de células microgliales aumentan en respuesta a traumatismos o inflamación recientes, ya que estas células rodean y penetran activamente los tejidos afectados para realizar sus funciones inmunes. Mayores concentraciones de microglía también son observadas en partes del tejido cerebral donde existe una degeneración neuronal extensa.
Estructura
Las células microgliales, como su nombre lo indica, son el tipo de células glíales más pequeñas. Al microscopio, sus núcleos pequeños y elongados tienen forma de guión, lo que los hace fácilmente distinguibles de los núcleos más grandes y redondeados de otros tipos de células. La estructura y el aspecto de las células microgliales varían significativamente según su estado funcional:
Estado de reposo
En el estado de reposo o vigilancia, la superficie de la célula presenta numerosas prolongaciones cortas y de formas irregulares que se ramifican en varias direcciones. Estas prolongaciones dinámicas cambian constantemente de longitud y forma, lo que permite a la microglía monitorear su entorno.
Estado activado
En el estado activado, las prolongaciones de las células microgliales se acortan y engrosan, a medida que la célula inicia la producción de vesículas y proteínas. Simultáneamente, el cuerpo de la célula aumenta de tamaño, adoptando finalmente una forma ameboide sin casi ninguna prolongación visible, similar a un macrófago tisular típico. La membrana de la célula microglial en el estado activado está plegada, lo que refleja un estado constante de fagocitosis y pinocitosis debido a las funciones macrofágicas de la célula. Un aparato de Golgi aumentado, junto con numerosos lisosomas y fagosomas, aparece en el citoplasma al observarse bajo un microscopio electrónico.
Estado fagocitario
Después de una fagocitosis prolongada, las células microgliales aumentan de tamaño y acumulan gránulos lipídicos, adoptando una apariencia distintiva conocida como célula de gitter. Esta apariencia se encuentra típicamente en regiones del sistema nervioso central que experimentan infección, inflamación o traumatismo.
Origen
A diferencia de otras células gliales, la microglía no se origina en el ectodermo (parte ventricular del tubo neural), sino que proviene del mesodermo. La microglía forma parte del sistema fagocítico mononuclear, junto con los monocitos sanguíneos y todos los subtipos de macrófagos tisulares. Su fenotipo sugiere un origen común con los monocitos de la sangre, que se remonta al precursor eritromieloide del saco vitelino. Este tipo de célula se diferencia en un monocito fetal destinado a los vasos sanguíneos y al tejido periférico, o en un macrófago del saco vitelino. Este último migra al SNC durante la vida embrionaria tardía y se diferencia aún más en formas primitivas de microglía. Este evento ocurre simultáneamente con la vascularización del SNC, específicamente durante el desarrollo de la barrera hematoencefálica por parte de los astrocitos.
En consecuencia, después de la formación de los vasos sanguíneos que irrigan al tejido nervioso, las microglías son las únicas células inmunes que se han infiltrado en la barrera hematoencefálica. Por esta razón, no se puede observar microglía en el tejido nervioso antes de su vascularización. Debido a la desviación temprana de la vía de diferenciación mononuclear típica, las microglías no dependen de las células madre de la médula ósea para su renovación, sino que presentan propiedades de autorrenovación.
Marcadores de la microglía
Las microglías son células fagocíticas que presentan el fenotipo de los fagocitos. La mayoría de sus proteínas de membrana e intracelulares son compartidas con los macrófagos tisulares debido a su origen común. Expresan numerosas proteínas de membrana del grupo de diferenciación (CD) (como CD11, CD14, CD16, CD40, CD45, CD68, CD80) y la molécula adaptadora de unión a calcio ionizado 1 (IBA-1), incluso en estado de reposo. La activación induce la expresión de diferentes marcadores de superficie (CD32, CD86, complejo mayor de histocompatibilidad clase II (CMH II)) o la regulación positiva de otros (CD16, CD40, IBA-1) relacionados principalmente con los procesos de fagocitosis y la regulación del sistema inmunológico.
Sin embargo, varios de estos marcadores no son específicos de la microglía y pueden ser detectados en otras células. Marcadores únicos para microglía han sido identificados para permitir diferenciar microglías de macrófagos infiltrativos u otras células gliales con fines de diagnóstico e investigación. Algunos marcadores específicos conocidos son:
- Proteína transmembrana 119 (TMEM119)
- Receptor P2Y Purinérgico 12 Acoplado a Proteína G (P2RY12)
- Proteína SALL1 (Sal-like protein 1)
A pesar de la existencia de marcadores generales de microglía y otros marcadores relacionados con el fenotipo celular actual, también hay marcadores que resaltan un amplio espectro de heterogeneidad intrínseca dentro de la población celular, principalmente relacionada con su localización en diferentes regiones del encéfalo.
Función
La microglía representa la única forma de inmunidad activa nativa en el sistema nervioso central y actúa como mecanismo de defensa y preservación primario. Cabe destacar que las células microgliales son sumamente móviles y se desplazan extensamente por todo el neuropilo (que comprende fibras nerviosas, dendritas, procesos gliales, vasos y cuerpos celulares), inspeccionando y barriendo constantemente el tejido nervioso. Esta función única de la microglía depende de varias características específicas.
Reconocimiento y destrucción de microorganismos, toxinas y otros antígenos
El SNC carece de tejido conectivo, excepto en áreas restringidas alrededor de los plexos coroideos y los vasos sanguíneos más grandes. En consecuencia, no puede ocurrir una respuesta inflamatoria típica en caso de daño o infección. La microglía asume el papel de producir una respuesta equivalente. A través de receptores de reconocimiento de patrones (PRRs), estas células reaccionan a antígenos y sustancias tóxicas, pasando a un estado activado donde culmina la fagocitosis. Simultáneamente, producen citocinas y factores citotóxicos como especies reactivas de oxígeno (ROS), óxido nítrico y factor de necrosis tumoral (TNF).
Eliminación de productos de desecho metabólicos celulares y partes celulares lesionadas
Al utilizar los PRRs, la microglía también identifica moléculas y componentes celulares inútiles dentro del neuropilo y los elimina, principalmente a través de la pinocitosis. Esta función es vital para mantener el equilibrio molecular en el tejido nervioso y organizar el microambiente de las neuronas, ya que la actividad neuronal es muy sensible a los cambios en la composición del espacio extracelular.
Presentación de antígenos a los linfocitos, desencadenando una respuesta inmune
Además de su función como células fagocíticas, las microglías también funcionan como células presentadoras de antígenos. Esta propiedad es crucial para la defensa del SNC, ya que no existe ningún otro tipo de célula presentadora de antígenos capaz de atravesar la barrera hematoencefálica intacta. Tras conectarse con el antígeno y fagocitarlo, la célula microglial lo presenta en su superficie mientras libera quimiocinas como interleucinas e intermediarios de la inflamación. En consecuencia, las células se comunican con los linfocitos del otro lado de la barrera hematoencefálica, lo que lleva a su activación y posterior infiltración en el tejido nervioso para iniciar una respuesta inmunitaria.
Eliminación de neuronas disfuncionales o destruidas
En casos de apoptosis, necrosis o estrés extremo, las moléculas de fosfatidilserina migran por medio de translocación desde la parte interna de membrana celular de la neurona hacia la parte externa. Esto estimula receptores especiales y opsoninas de la microglía, llevando al atrapamiento y la eliminación de la neurona. Esta respuesta también puede ser desencadenada por canales de potasio increíblemente sensibles que pueden detectar pequeños cambios en el potasio extracelular (en el caso de la necrosis celular, el potasio intracelular se libera al espacio extracelular). Este proceso es común en las enfermedades neurodegenerativas y se denomina neuronofagia.
Apoyo al desarrollo y la regeneración del tejido nervioso
En el encéfalo en desarrollo, la microglía fagocita células progenitoras neuronales y gliales, neuronas y oligodendrocitos, lo que ayuda a la formación adecuada de circuitos, mielinización axonal y diferenciación. Las células microgliales también entran en contacto con los somas neuronales, modulando su actividad y nutriendo a las neuronas. Desempeñan un papel en la eliminación de desechos tóxicos, la liberación de factores antiinflamatorios y la eliminación de sinapsis ineficaces, esculpiendo así los circuitos neuronales. Estas propiedades también contribuyen a la plasticidad neuronal, la renovación tisular y la reparación en el SNC adulto.
Respuesta al tejido lesionado
Debido a la ausencia de tejido conectivo, en casos de daño extenso en el SNC, la reacción observada difiere de la formación típica de tejido cicatricial. En cambio, los astrocitos en el área lesionada liberan factor de crecimiento transformador-β (TGF-β) y otras moléculas de señalización, que activan y atraen a la microglía. Las células microgliales proliferan y migran al área lesionada. Después de pocas horas, el tejido lesionado se llena de microglía activada que prolifera aún más, formando nódulos, liberando citocinas e iniciando la fagocitosis y la secreción de factores citotóxicos.
Microglía vs astrocitos
La microglía y los astrocitos exhiben diferencias importantes tanto en su estructura, función y origen, pero también comparten algunas características morfológicas y funcionales. Aquí detallamos algunos puntos clave para entender las similitudes y diferencias entre los dos tipos de células:
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Tamaño del cuerpo celular: los cuerpos celulares de la microglía son más pequeños que los de los astrocitos.
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Morfología nuclear: las células de la microglía tienen núcleos con forma de guión, a diferencia de los núcleos redondeados de los astrocitos.
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Prolongaciones: ambos tipos de células presentan prolongaciones que se ramifican, pero las prolongaciones de la microglía son mucho más cortas y ramificadas que las de los astrocitos. Los astrocitos reactivos pueden parecerse a la microglía en algunos casos patológicos, pero sus cuerpos celulares son generalmente más grandes.
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Distribución en el tejido nervioso: las células microgliales se encuentran dispersas en el tejido nervioso, mientras que los astrocitos suelen encontrarse alrededor de los vasos sanguíneos, contribuyendo a la formación de la barrera hematoencefálica.
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Movilidad: las células de la microglía son muy móviles y se las puede encontrar en lugares aleatorios entre las fibras nerviosas circundantes. Por el contrario, los astrocitos se ubican principalmente con sus prolongaciones ligadas a los vasos sanguíneos o dando soporte a las sinapsis.
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Activación en respuesta a lesiones, enfermedades e infección: tanto las células de la microglía como los astrocitos pueden activarse en respuesta a lesiones, enfermedades e infección. Los astrocitos reactivos participan principalmente en las vías de señalización y pueden reemplazar las neuronas lesionadas (astrogliosis). La microglía activada, por el contrario, desempeña un papel importante en la fagocitosis, removiendo tejido lesionado y microorganismos del área afectada.
Correlaciones clínicas
La activación y la migración de la microglía a áreas lesionadas puede ser perjudicial en algunas patologías, donde la sobreactivación de la microglía puede resultar en neurotoxicidad excesiva. Además, la secreción alta de citocinas por la microglía puede llevar a un aumento en la permeabilidad de los vasos sanguíneos, lo que provoca la ruptura de la barrera hematoencefálica y altera el microambiente de las neuronas. Los receptores sobreexpresados en estos casos pertenecen al grupo de receptores de reconocimiento de patrones (PRR), que se unen a moléculas conocidas como patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP). Entre los ejemplos se incluyen la beta-amiloide en la enfermedad de Alzheimer, la alfa-sinucleína en la enfermedad de Parkinson y los antígenos de los virus neurotrópicos.
Los astrocitos también se ven afectados por las células microgliales activadas y entran en un estado reactivo que puede ser perjudicial para la actividad neuronal y la permeabilidad de la barrera hematoencefálica a largo plazo. En consecuencia, la microglía parece estar involucrada en la cascada patológica de las enfermedades neurodegenerativas, aunque su papel real como factores neuroprotectores o neurotóxicos sigue siendo controvertido.
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