INTRODUCCION
El cerebro es un tejido.
Un tejido complicado, de urdimbre intrincada, que no se parece a nada de
lo que conocemos, pero esta compuesto de células, como lo está
cualquier tejido. Se trata desde luego de células muy especializadas,
pero funcionan siguiendo las leyes que rigen a todas las demás células.
Sus señales eléctricas y químicas, pueden detectarse,
registrarse e interpretarse, y sus sustancias químicas identificarse,
las conexiones que constituyen la urdimbre de fieltro del cerebro pueden
cartografiarse. No obstante, la investigación del cerebro se encuentra
sólo en sus inicios. La increible complejidad del cerebro es, además
de una frase hecha, un hecho cierto.
Los estudios sobre el desarrollo del cerebro
son potencialmente importantes no sólo por que esclarecen el modo
de operar del cerebro, sino también por que muchas enfermedades neurológicas
son, o parecen ser, de desarrollo en su origen. El cerebro tiene una escepcional
demanda de energía generada por el metabolismo oxidativo. Durante
su período de crecimiento y maduración, la cantidad de sustratos
usados para la generación de energía con mucho excede a aquellos
requeridos para propósitos de síntesis. Esta alta demanda metabólica
puede encontrarse en todas las edades y depende de un adecuado suplemento
de sustratos disponibles que son extraidos rápidamente por el cerebro
de la sangre. Sin embargo, lo movimientos moléculas solubles dentro
del cerebro han mostrado ser mucho menores que en otros tejidos. Figura Nature Reviews Neuroscience
3; 311-313 (2002)
Muchas rutas bioquímicas interrelacionan
sustratos que pueden ser usados para generar energía por el proceso
oxidativo. El metabolito intermediario común a todas estas rutas es
el acetil-CoA, el cúal es continuamente tomado por el ciclo de los
ácidos tricarboxílicos. Pueden contribuir a la producción
de acetil-CoA el glucógeno, la glucosa, los ácidos grasos libres,
el lactato y los cuerpos cetónicos. La posibilidad de que el cerebro
tenga que utilizar sustratos alternativos a la glucosa es mayor durante el
período perinatal, que en el estado adulto, donde solamente en condiciones
extremas, el cerebro no recibe un suplemento adecuado de glucosa.
Durante un corto pero importante período
de tiempo, el neonato carece de sustancias metabólicas suficientes
para mantener el ineludible e irreversible desarrollo del sistema nervioso
central. El descubrimiento de que los cuerpos cetónicos juegan un
papel importante como sustratos metabólicos de la ontogénia
cerebral, puso de manifiesto que la glucosa es un sustrato esencial, aunque
no exclusivo. Ya ha sido planteado y confirmado por numerosos investigadores,
el significado fisiológico del lactato como sustrato energético
neonatal, ya que se consume por vía oxidativa a través del
ciclo de los ácidos tricarboxílicos y no se emplea como precursor
en la gluconeogénesis. Asimismo, la lipogénesis de novo
a partir de lactato es también muy alta en estas circunstancias. Gracias
al lactato el cerebro puede desarrollarse en una situación tan crítica
como es el ayuno postnatal, llegandose a constituir en el sustrato más
importante durante la prelactancia.
En los ultimos años se ha hecho evidente
que los cultivos primarios son excelentes sistemas modelo para estudiar el
desarrollo cerebral. Mediante el uso selectivo de neuronas, astrocitos y
líneas de células inmortalizadas, se intenta dilucidar el papel
de cada población celular en la utilización, metabolismo y
compartimentación de los nutrientes cerebrales. De esta manera estudiando
los componentes del cerebro, se intentara después, averiguar como
funcionan en conjunto.
El empleo de sustancias que intervienen en
el metabolismo y en el transporte, especialmente de algunos de los intermediarios
de la glucólisis y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos
en neuronas, astrocitos y glioma C6 en cultivo primario, nos dirigen a tratar de relacionar el desarrollo
de un sistema metabólico complicado simultaneamente con una compartimentación
complicada en el cerebro.
Los sistemas de transporte como las lanzaderas
mitocondrial/citosólicas son importantes para las funciones integrativas
del cerebro en desarrollo. Para facilitar su estudio y conocer el papel que
estos sistemas de transporte puedan tener en células cerebrales, hemos
empleado en cultivos primarios, trasadores radiactivos e inhibidores de estas
lanzaderas.
Se espera que una ciencia tan joven y compleja
como la neurobioquímica pueda ayudar a traducir sus conocimientos
en aplicaciones prácticas como por ejemplo: desarrollo perinatal del
sistema nervioso central; enfermedades neurodegenerativas como Parkinson
y Alzhaimer; sustancias antiepilépticas y antidepresivas; desarrollo
de trasplantes neuronales y regeneración de fibras nerviosas, basado
en el principio de que el tejido cerebral embrionario tiene máximas
posibilidades de supervivencia durante el período en que las neuronas
se multiplican y migran; cambios que se producen en las neuronas por culpa
de la drogadicción o la esquizofrenia; como puede afectar el sistema
nervioso del feto el virus del SIDA; accidente cerebro vascular, causado
por la disminución del riego sanguíneo cerebral; transmisión
de la señal nerviosa; mecanismos de reconocimiento celular y especificidad
neuronal; transporte de sustancias y formación de sinapsis en las
células nerviosas; sustancias nociceptivas y sus aplicaciones farmacologícas;
desarrollo y establecimiento de compartimentación celular en el cerebro.
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