Bases biológicas del envejecimiento cerebral Diversos estudios basados en el diagnóstico por la imagen y pruebas neuropsicológicas sugieren que el envejecimiento morfo-funcional cerebral comienza en edades relativamente tempranas del ciclo vital. La resonancia nuclear magnética (RNM) muestra que en la cuarta década empiezan a aparecer alteraciones típicas del envejecimiento cerebral (hiperintensidades en la sustancia blanca, atrofia hipocámpica, etc.). La densidad del cortex frontal (sustancia gris) puede comenzar a reducirse también en edades aún más tempranas. Los estudios de Launer (2005) han mostrado que el lóbulo frontal es una de las primeras áreas cerebrales que sufren el proceso de envejecimiento, y que los marcadores de deterioro cognitivo (DC) y de la enfermedad de Alzheimer (EA) pueden aparecer ya a los 40 años. Los cambios anatómicos pueden considerarse indicadores de los niveles celulares y neuroquímicos que están en la base del declinar funcional asociado a la edad. La repercusión patológica de estos cambios guarda una estrecha relación con la relevancia de las funciones cognitivas que asientan en cada zona o área alterada. Seguidamente analizaremos algunas de las características que ocurren en el sistema nervioso a lo largo del proceso de envejecimiento.
Peso cerebral
Estudios estadísticos han mostrado que en los varones la reducción del
peso cerebral oscila desde un valor medio de 1.450 gramos a los 20 años a 1.300
gramos a los 100 años. Por su parte, en las mujeres la reducción va desde los
1.300 a los 1.200 gramos en el mismo periodo de tiempo. Estos valores indican
que el peso cerebral sufre, asociado al envejecimiento, una disminución de
aproximadamente un 10% de su peso desde que se alcanza la edad adulta.
La reducción del peso se debe a una disminución del parénquima cerebral
por pérdida de celularidad (las neuronas de algunas regiones disminuyen en
número), acortamiento de las prolongaciones celulares, fundamentalmente las
dendritas reducen su distribución topográfica y se acortan, y además se produce
una disminución del flujo vascular por aterosclerosis. Estos procesos en
conjunto determinan la disminución del peso cerebral a lo largo del proceso de
envejecimiento.
Pérdida
de neuronas
Las neuronas son células fijas pos mitóticas que han perdido la
capacidad de dividirse y por ello se encuentran sometidas a procesos de
acumulación de daños a lo largo de su vida funcional. El estrés oxidativo
(Capítulo 7) por acción de los radicales libres de oxígeno producidos
fundamentalmente en las mitocondrias y la acción del óxido nítrico (NO), gas
difusible que actúa en algunas poblaciones neuronales como un neurotransmisor,
causan daños irreparables en las neuronas que activan sus procesos de apoptosis
(Emerit et al., 2004).
Con el envejecimiento hay algunas regiones del SNC que pierden numerosas
neuronas (Figura 1) en su parénquima, mientras que otras no sufren ningún
cambio de tipo cuantitativo, aunque se puede producir una cierta atrofia
celular. Entre las regiones que presentan una pérdida marcada de neuronas se
encuentra el locus coeruleus (neuronas catecolaminérgicas), la
sustancia negra (neuronas dopaminérgicas), el núcleo basal de
Meynert y el hipocampo (neuronas colinérgicas). La pérdida de neuronas
dopaminérgicas (sintetizan el neurotransmisor dopamina) ocasiona la enfermedad
de Parkinson y el deterioro cognitivo asociado a ella. La pérdida de neuronas
colinérgicas (sintetizan acetilcolina) está en la base del deterioro cognitivo
asociado a la EA.
También las neuronas a medida que envejecen acumulan lipofuscina en
su citoplasma, que como ya hemos comentado (Capítulo 5) representa el resultado
de la degradación incompleta de restos de mitocondrias auto digeridas. Este
pigmento del envejecimiento parece que aunque no altera la funcionalidad
neural, si su acumulación es muy notable puede causar un daño celular
irreparable que conduce a la muerte neuronal.
Pérdida
de dendritas y sinapsis
Con el envejecimiento, además de la pérdida de neuronas, las remanentes
sufren un proceso de “desnudado” que implica la pérdida de algunas de sus
prolongaciones, la reducción de su árbol dendrítico y la consiguiente
disminución del número de sinapsis que sobre ellas se establecen. El estudio de
las espinas dendríticas de las neuronas corticales ha mostrado una reducción
significativa de estas unidades morfo-funcionales con el envejecimiento. Esta
reducción determina una mengua en la actividad bioeléctrica de las neuronas
(bien sea excitadora o inhibidora), lo que conlleva una alteración en los
circuitos cerebrales en los que ellas actúan (Figura 2).
Figura 2. Se muestran las hipotéticas
vías de alteración morfológica de las neuronas del SNC. Tras alcanzar su estado
adulto (1) las neuronas si son estimuladas por el ejercicio
mental pueden mantener su morfología a lo largo de la vida adulta (2) e
inclusive, en condiciones óptimas, hasta el envejecimiento (3). En
condiciones normales las neuronas desde la vida adulta hasta el envejecimiento
siguen la vía (4), perdiendo algunas de sus prolongaciones y
reduciendo su árbol dendrítico. En condiciones patológicas las neuronas
continúan una vía de degeneración (5) que puede alcanzar su
máximo exponente en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de
Alzheimer (6) (adaptado de Scheibel).
Cuando se produce una continua estimulación cognitiva durante el
envejecimiento, la reducción en el número de neuronas y sus dendritas es poco
significativa, pero si existe una falta de estimulación cognitiva o un
deterioro causado por una patología subyacente, la reducción del número de
neuronas, la atrofia de las remanentes y la pérdida de sinapsis puede ser muy
marcada.
Un mecanismo que trata de compensar la reducción del número de sinapsis
es la denominada reacción de sinaptogénesis, por la cual las neuronas
remanentes tratan de incrementar las conexiones con las vecinas. Este mecanismo
se cree está en la base del mantenimiento de las funciones cognitivas en las
personas mayores que no padecen ningún tipo manifiesto de deterioro cognitivo
(DC). Como ya hemos comentado el ejercicio cognitivo de estimulación cerebral
ayuda a mantener las sinapsis neuronales.
Alteración
en la neurotransmisión
Las neuronas poseen diferentes moléculas (neurotransmisores) que
utilizan en las sinapsis de tipo químico. Los neurotransmisores más frecuentes
son: acetilcolina, dopamina, adrenalina, serotonina y el ácido gamma-amino
butírico (GABA). Las alteraciones en la síntesis y liberación de estos
neurotransmisores originan, a lo largo del proceso de envejecimiento, una
disfunción en los circuitos sinápticos en los cuales están implicados. Además
se sabe que la actividad cerebral se basa en un equilibrio muy fino entre los
niveles de los diferentes neurotransmisores, de tal manera que la reducción de
uno de ellos ocasiona un desbalance que desencadena una disfunción neural.
Con el envejecimiento se produce una alteración de los receptores específicos
para cado uno de los neurotransmisores y también de las moléculas encargadas de
su destrucción y reciclaje una vez han ejercido sus funciones biológicas. Por
lo tanto la correcta actividad de síntesis, liberación, unión al receptor y la
final inactivación del neurotransmisor juegan un papel fundamental en el
proceso de actividad sináptica. De esta manera se entiende que un deterioro
cognitivo elevado como es el que ocurre en la EA se trate de paliar
suministrando a los pacientes fármacos que ayuden a incrementar la actividad de
las sinapsis colinérgicas inhibiendo las enzimas que destruyen el
neurotransmisor acetilcolina (acetilcolinesterasa) en las sinapsis
colinérgicas.
Incremento de células gliales
Asociado a la mayor o menor pérdida de neuronas se une un incremento de
las células gliales (gliosis) que trata de compensar la reducción neuronal.
Esta gliosis reactiva al envejecimiento es un proceso fisiológico de
compensación. El tipo de célula glial que suele incrementarse con el
envejecimiento son los astrocitos (astrocitosis), mientras que las células de micro
glía no suelen variar en número.
Disfunción vascular
La micro circulación vascular sanguínea en el sistema nervioso central
(SNC) tiene como principal característica la presencia de la barrera
hemato-encefálica (BHE), que regula de una manera muy precisa el paso de
moléculas desde el torrente sanguíneo al parénquima cerebral (Capítulo 12). Con
el envejecimiento las alteraciones en las paredes arteriales reducen el flujo
de sangre a los órganos de la economía en general y al cerebro en particular.
Esta reducción en el aporte de nutrientes y oxígeno determina junto a los
factores anteriormente comentados una reducción en el trofismo neuronal y en la
actividad bioeléctrica cerebral.
Bibliografía.
