X.B. Gliosis
Los astrocitos tienen una capacidad de reacción principalmente en relación con una lesión del SNC y constituyen una gliosis reactiva. Aunque también puede haber una proliferación y reactividad asociada de las células microgliales, el término gliosis se relaciona clásicamente con la astrogliosis. Esta reacción se caracteriza por una hipertrofia de los astrocitos, tanto citoplasmática como con núcleos agrandados, asociada a una profusión de procesos citoplasmáticos largos y gruesos. También hay un aumento del número de gliofilamentos y de su constituyente, el GFAP. La reacción gliótica también puede consistir en una hiperplasia, y la proliferación se produce cerca de una lesión aguda; en otros casos, la proliferación de astrocitos puede ser discreta, incluso ausente, y su grado parece depender del tipo de lesión, la región y el estado de desarrollo del cerebro. La proliferación de astrocitos, cuando se produce, podría originarse a partir de células madre multipotenciales o de precursores gliales aún ampliamente presentes en el SNC adulto. También podría haber una desdiferenciación de los astrocitos maduros, lo que podría explicar la expresión o sobreexpresión de moléculas durante las primeras etapas de la astrogénesis por recapitulación de las etapas ontogénicas.
Hay dos tipos de astrocitos reactivos. Uno es la gliosis isomorfa, en la que hay un patrón regular de astrocitos que son paralelos a los axones en degeneración -por ejemplo, en la degeneración walleriana, en la que la organización de las fibras gliales conserva una estructura normal. Esto se observa en lesiones degenerativas lentas o a distancia de una lesión. También existe una gliosis anisomórfica en la que los astrocitos reactivos proximales, cercanos a una lesión, forman una malla densa sin un patrón discernible. La reactividad de los astrocitos es más intensa en la materia gris que en la materia blanca, en la que ya existe un mayor nivel de expresión de GFAP. Los astrocitos reactivos también expresan otros marcadores de astrocitos, como GS y S100 beta. Los astrocitos S100 beta+ activados aumentan drásticamente en los cerebros de los pacientes con la enfermedad de Alzheimer y en los cambios neuropatológicos similares al Alzheimer observados en el síndrome de Down. Esto podría favorecer los acontecimientos mediados por el calcio en la enfermedad de Alzheimer, como la fosforilación excesiva de la proteína tau presente en los ovillos neurofibrilares, que en última instancia podría dar lugar a la muerte celular neuronal característica de esta enfermedad. El considerable aumento concomitante de GFAP, incluso en regiones que no presentan la patología de Alzheimer, puede reflejar el papel destacado que desempeñan los astrocitos durante esta patología. Curiosamente, en la enfermedad de Alzheimer la producción de la proteína precursora de β-amiloide (APP) está aumentada en los astrocitos reactivos, al igual que la isoforma ApoE, que está asociada a la fisiopatología del metabolismo de la APP. De este modo, los astrocitos reactivos pueden estar implicados en el procesamiento de la APP, contribuyendo quizás a la deposición de β-amiloide en la enfermedad de Alzheimer.
La gliosis es también un proceso secundario observado durante el envejecimiento, así como en muchas condiciones patológicas que afectan a las células neuronales, como el traumatismo cerebral, la isquemia, la encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) y las áreas desmielinizadas de la esclerosis múltiple. La correlación de la demencia por SIDA con un alto nivel de expresión astrocítica de proteínas de adhesión como la VCAM-1 y la ICAM-1 puede estar implicada en la disfunción celular. En los mutantes de mielina, como el ratón jimpy y la rata md y taiep, la gliosis es severa; sin embargo, el crecimiento axonal no está deteriorado.
El papel fisiológico de la astrogliosis sigue siendo controvertido con respecto a la influencia beneficiosa o perjudicial de los astrocitos reactivos en la recuperación del SNC. Por un lado, la red muy densa de procesos construidos en la cicatriz por los astrocitos reactivos sugiere que el tejido de la cicatriz puede cumplir importantes funciones como barrera que aísla y protege el tejido intacto de las lesiones, de las que podrían liberarse moléculas tóxicas. Por otro lado, las moléculas expresadas en las cicatrices de las lesiones en la superficie de las células astrogliales o las moléculas secretadas convierten al astrocito reactivo en un sustrato menos favorable, lo que podría ser inhibidor del crecimiento neurítico. Los proteoglicanos como el condroitín sulfato pueden actuar como inhibidores del crecimiento de las neuritas al atenuar el potencial de elongación de los axones que podría producirse debido a la expresión concomitante de moléculas promotoras del crecimiento como la laminina en las regiones de gliosis reactiva. También parece haber diferencias regionales en la capacidad de los astrocitos glióticos para secretar moléculas inhibidoras.
En el cerebro lesionado, la liberación de citoquinas inmunorreguladoras por parte de las células alrededor de los sitios de la lesión puede ser un mecanismo que contribuye a la inducción de la gliosis. La señalización molecular puede producirse entre las neuronas lesionadas, la glía, las células inflamatorias, los fibroblastos y las células meníngeas. Entre estas moléculas de señalización de la gliosis se encuentran la proteína inflamatoria de macrófagos (MIP)-1α y MIP-1β, el factor de necrosis tumoral-α, el factor de crecimiento transformante-β, el bFGF, la interleucina-1, el LIF y el CNTF.