Neuroprotección: rescate de la muerte neuronal en el cerebro
Jul 02, 2024
El cerebro desempeña funciones importantes en el procesamiento mental y en el control de otros órganos del cuerpo. Sin embargo, el tejido cerebral es vulnerable a lesiones exógenas o endógenas. Después de una lesión, la muerte neuronal conduce a déficits funcionales y trastornos neurológicos.
La muerte neuronal se refiere a la muerte o daño de las células neuronales, lo que puede tener un impacto en nuestra memoria.
Las neuronas desempeñan un papel vital en el cerebro. Son responsables de la transmisión y almacenamiento de información y son la piedra angular de nuestro aprendizaje y memoria. Sin embargo, algunos factores pueden desencadenar la muerte neuronal, como la edad avanzada, las enfermedades, los traumatismos craneales o el abuso de drogas. Si mueren demasiadas neuronas, pueden producirse problemas de memoria como la amnesia.
A pesar de estos riesgos, podemos tomar medidas positivas para proteger nuestras neuronas y nuestra memoria. En primer lugar, debemos mantener una actitud positiva, hacer ejercicio regularmente y buenos hábitos alimentarios, que pueden ayudar a proteger las neuronas y promover una función cerebral saludable.
En segundo lugar, debemos evitar malos hábitos como fumar, beber y consumir drogas, que pueden acelerar la muerte neuronal y el envejecimiento cerebral. En tercer lugar, también podemos estimular el cerebro aprendiendo nuevas habilidades, leyendo, socializando y viajando, lo que puede promover un nuevo crecimiento neuronal y estimular partes del cerebro para que se vuelvan completas.
Por lo tanto, aunque la muerte neuronal puede afectar nuestra memoria, podemos tomar medidas positivas para proteger nuestro cerebro y nuestra memoria. Aunque no podemos prevenir por completo la muerte neuronal, podemos mantener nuestro cerebro sano mediante buenos hábitos de vida y un estilo de vida saludable para que podamos pasar la vejez sin problemas.
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Por lo tanto, la protección contra la muerte neuronal es crucial para preservar las funciones cerebrales. Este número especial tuvo como objetivo comprender los mecanismos subyacentes a la neuroprotección y explorar posibles estrategias terapéuticas para recuperar funciones cerebrales de trastornos neurológicos.
En este número especial se publicaron diecinueve artículos, incluidos trece artículos originales y seis artículos de revisión que tratan temas interesantes relacionados con diferentes funciones y trastornos cerebrales.
El accidente cerebrovascular, incluida la isquemia, es uno de los principales villanos responsables de la muerte y mortalidad neuronal. Una revisión de Dong et al. [1] resumió la comprensión actual de los mecanismos de patogénesis en el accidente cerebrovascular isquémico y los desarrollos actualizados de terapias nanomédicas como nanopartículas, liposomas y nanovesículas basadas en células.
Se ha demostrado que los cotransportadores catión-cloruro (Cs) se expresan en las neuronas y contribuyen a numerosas funciones fisiológicas. En un artículo de revisión, Josiah et al. [2]introdujeron los avances recientes en la regulación funcional de las C y sus vías de señalización en el accidente cerebrovascular.
Utilizando un modelo de isquemia cerebral global en roedores, Kang et al. [3] observaron que la amilorida, un inhibidor del intercambiador de sodio-hidrógeno-1, atenúa la lesión del hipocampo al reducir la acumulación de zinc en ratones. Hong et al. [4] informaron que la administración de N-acetil-L-cisteína, un antioxidante, reduce la muerte neuronal inducida por isquemia cerebral y la sobreactivación de los canales del potencial receptor transitorio de melastatina 2 (TRPM2) en ratas.
Jung et al. [5] describieron que la deficiencia de piridoxina (una forma de vitamina B6) aumenta la muerte neuronal después de la isquemia al mejorar los niveles séricos de homocisteína y la peroxidación lipídica, y al reducir los niveles del factor nuclear eritroide-2-factor 2 relacionado (Nrf2).
La piridoxina también disminuye los potenciales regenerativos al reducir los niveles del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) en el hipocampo de los jerbos. Markosyan et al. [6] informaron que la terapia génica triple preventiva mediante vectores adenovirales que portan genes que codifican el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), el factor neurotrófico derivado de células gliales (GDNF) y la molécula de adhesión de células neurales (NCAM), o mediante células mononucleares de sangre de cordón umbilical diseñadas genéticamente sobre- que expresa VEGF, GDNF y NCAM recombinantes tiene efectos beneficiosos sobre la recuperación de un accidente cerebrovascular en el cerebro de ratas.
Tanioka et al. [7] observaron que la inyección intraarterial de una emulsión lipídica durante la reperfusión muestra efectos neuroprotectores en un modelo in vivo de lesión por reperfusión isquémica en ratas. Utilizando cultivos primarios de astrocitos, Mitroshinaet al. [8] demostraron que las condiciones de tipo isquémico disminuyen la conectividad de la red y la estimulación con ATP en condiciones normales aumenta el número de conexiones, lo que implica que los astrocitos pueden constituir una red funcional en respuesta a una estimulación.
Utilizando cortes organotípicos de hipocampo de crías de ratón, Ort et al. [9] encontraron que ni la nimodipina (un bloqueador de los canales de calcio dependiente de voltaje tipo L) sola ni en combinación con amilorida (un inhibidor de los canales iónicos sensibles al ácido) mostraron ninguna mejora en un modelo de isquemia in vitro.
La combinación de ambos componentes disueltos en dimetilsulfóxido (DMSO) incrementó incluso la muerte celular, aunque este efecto no se observó en el cuadro tratado con amilorida sola. En este sentido, sugirieron que el DMSO debería usarse con precaución en experimentos neuroprotectores.Ts.
Con respecto a la enfermedad de Alzheimer (EA) y las funciones de la memoria del cerebro, un artículo de revisión de Kim et al. [10] se centró en la reciente progresión de los efectos beneficiosos de la adiponectina en la EA y sus mecanismos potenciales relacionados con los diversos medicamentos de la adiponectina en el tratamiento de la EA.
Utilizando un modelo de ratón de EA, Gonzalo-Gobernado et al. [11] observaron que la administración intraperitoneal del factor de crecimiento hepático (LGF) restableció los déficits cognitivos y redujo el contenido de amiloide (A) en los ratones APPswe que sobreexpresan la mutación sueca de APP, con depósitos de placa A en el hipocampo y la corteza cerebral.
Ye et al. [12] informaron que la fosfatidilserina derivada de la soja, un fosfolípido de membrana, mejora la función de la memoria en ratas con déficit de memoria mediante la trimetilestaño, una neurotoxina que afecta al cerebro. En un estudio en humanos realizado por Piotrowicz et al. [13], el BDNF aumentó después del ejercicio en atletas con normoxia e hipoxia, pero el rendimiento cognitivo no mejoró con la elevación aguda del BDNF.
De hecho, el BDNF juega un papel importante en el crecimiento de las neuronas y la plasticidad de las sinapsis neuronales. Las funciones del BDNF en la plasticidad neuronal y la neuroprotección se destacaron en una revisión de Colucci-D'Amato et al. [14].
Las convulsiones deterioran la función del cerebro. Huang et al. [15] demostraron que el coactivador del receptor activado por proliferador de peroxisomas 1- (PGC-1) activado por statusepilepticus regula la vía VEGF/VEGFR2 (receptor 2 de VEGF) a través de la proteína quinasa quinasa (MEK) activada por mitógenos/regulada por señales extracelulares. quinasa (ERK) y exhibe efectos neuroprotectores contra la muerte neuronal en el hipocampo de las ratas.
En este sentido, VEGF juega un papel crucial como factor neuroprotector en los tejidos nerviosos. Una revisión de Silva-Hucha et al. [16] resumieron la contribución del VEGF a las diferencias entre el sistema oculomotor y otras neuronas motoras sobre la vulnerabilidad a la degeneración.
En el cerebro, las especies reactivas de oxígeno (ROS) aumentan la susceptibilidad al daño neuronal y los déficits funcionales del cerebro. Los niveles anormales de ROS están regulados por mecanismos de defensa celular de antioxidantes en el cerebro.
Un artículo de revisión de Lee et al. [17] presentaron las funciones de varios antioxidantes en el cerebro y sugirieron el potencial de los antioxidantes para la protección del cerebro contra las agresiones oxidativas.
Utilizando cultivos orgánicos de rodajas de hipocampo (OHSC), Lee et al. [18] descubrieron que el tratamiento con ácido ascórbico (un antioxidante) era eficaz para la supervivencia de las neuronas en las OHSC después de una agresión con ácido kaínico (KA), pero que su efecto protector era diferente dependiendo del envejecimiento de las OHSC.
En la enfermedad de Parkinson (EP), el estrés oxidativo inducido por ROS es una causa importante de muerte celular dopaminérgica.
Imitando un síndrome similar a la EP para inducir la muerte celular a través del estrés oxidativo mitocondrial, Haque et al. [19] utilizaron neurotoxinas, incluido el ion 1-metil-4-fenilpiridinio (MPP+) y peróxido de hidrógeno (H2O2) en células de neuroblastoma dopaminérgico humano y descubrieron que la inhibición farmacológica mediante un antagonista selectivo del receptor 4 acoplado a proteína G (GPR4) ) o la eliminación genética de GPR4 disminuye la muerte celular apoptótica mediante la modulación de la señalización de calcio mediada por fosfatidilinositol bifosfato (PIP2).
Como se informó en muchos estudios anteriores y en este número especial, los mecanismos de neuroprotección son complejos.
Comprender los mecanismos detallados que subyacen a la neuroprotección puede conducir al desarrollo de estrategias terapéuticas efectivas para la prevención de la muerte neuronal y la mejora de la recuperación funcional de una lesión neuronal o neurodegeneración.
Financiamiento: Este trabajo fue apoyado por el Programa de Investigación en Ciencias Básicas a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF) financiada por el Ministerio de Educación (MOE) (NRF-2020R1A2C3008481).
Declaración de la Junta de Revisión Institucional: No aplicable.
Declaración de Consentimiento Informado: No aplicable.
Declaración de disponibilidad de datos: No aplicable.
Agradecimientos: Me gustaría agradecer a todos los autores por su destacada contribución a este número especial, a los revisores por su evaluación de los manuscritos y a los miembros del personal editorial de IJMS por su ayuda.
Conflictos de intereses: El autor declara no tener ningún conflicto de intereses.
Referencias
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2. Josías, SS; Meor Azlan, NF; Zhang, J. Apuntando a la vía WNK-SPAK/OSR1 y a los transportadores de cloruro de cationes para la terapia del accidente cerebrovascular. Int. J. Mol. Ciencia. 2021, 22, 1232. [CrossRef] [PubMed]
3. Kang, BS; Choi, POR; Kho, AR; Lee, SH; Hong, DK; Jeong, JH; Kang, DH; Parque, MK; Suh, SW Un inhibidor del intercambiador de sodio-hidrógeno -1 (NHE -1), amilorida, reducción de la acumulación de zinc y muerte neuronal del hipocampo después de la isquemia. Int. J. Mol. Ciencia. 2020, 21, 4232. [CrossRef] [PubMed]
4. Hong, Dinamarca; Kho, AR; Lee, SH; Jeong, JH; Kang, BS; Kang, DH; Parque, MK; Park, K.-H.; Lim, M.-S.; Choi, POR; et al. La inhibición del potencial del receptor transitorio de melastatina 2 (TRPM2) por el antioxidante N-acetil-L-cisteína reduce la muerte neuronal inducida por isquemia cerebral global. Int. J. Mol. Ciencia. 2020, 21, 6026. [CrossRef] [PubMed]
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6. Markosyan, V.; Safiullov, Z.; Izmailov, A.; Fadeev, F.; Sokolov, M.; Kuznetsov, M.; Trofimov, D.; Kim, E.; Kundakchyan, G.; Gibadullin, A.; et al. La terapia génica triple preventiva reduce las consecuencias negativas de la lesión cerebral inducida por isquemia después del accidente cerebrovascular modelado en una rata. Int. J. Mol. Ciencia. 2020, 21, 6858. [Referencia cruzada]
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