Células Ependimarias

Células Ependimarias Definición

Las células ependimarias, también denominadas comúnmente como ependimocitos, son células gliales ciliadas del sistema nervioso central que forman el neuroepitelio conocido como epéndimo (Ependyma en inglés). El epéndimo está compuesto por una monocapa de células ependimarias que recubre el sistema ventricular del cerebro (cavidades del cerebro) y el canal central de la espina dorsal.

Células Ependimarias Estructura

Las células ependimarias presentan un cuerpo celular cúbico y son células altamente polarizadas, ya que su membrana celular forma cilios (protuberancias cortas que recuerdan a pelo) en el lado que se muestra hacia el lumen de los ventrículos o de la espina dorsal. La mayoría de las células ependimarias que se encuentran en los ventrículos muestran una estructura multiciliada, aunque algunos en menor medida pueden contener dos e incluso un único cilio primario. Esta estructura tan característica de las células ependimarias es esencial para un correcto desarrollo de sus funciones, como veremos más adelante en secciones más abajo. Además, los ependimocitos se organizan con una orientación planar en la monocapa celular del epéndimo.

Tipos de Células Ependimales

A grandes rasgos, podemos diferenciar tres tipos de células ependimarias.

Ependimocitos

Son las células ependimarias que más abundan y por lo tanto, estos dos conceptos suelen utilizarse como sinónimos, aunque estrictamente hablando no lo son. Presentan la estructura típica de las células ependimarias con forma cuboide y multiciliada. Los ependimocitos están conectados por medio de uniones llamadas desmosomas, las cuales generan conexiones relativamente laxas que permiten el paso de diferentes moléculas desde el líquido cefalorraquídeo hacia el parénquima.

Tanicitos

Son células ependimarias especializadas que únicamente se encuentran en el suelo del tercer ventrículo. A diferencia de los ependimocitos, los tanicitos presentan un único cilio en contacto con el líquido cefalorraquídeo y unos procesos largos en la zona basal de la célula que contactan con los vasos sanguíneos en el parénquima cerebral. En el caso de los tanicitos, estas células están conectadas por medio de uniones estrechas (denominadas zonula occludens o tight junctions), mucho más impermeables que los desmosomas. Debido a su contacto tanto con el fluido cerebroespinal como con los vasos sanguíneos, los tanicitos están especializados en el transporte de diferentes sustancias como las hormonas. Además, los tanicitos también están altamente relacionados con el hipotálamo (núcleo en el cerebro que regula la liberación de diferentes hormonas). Se han encontrado hasta cuatro tipos diferentes de tanicitos, cada uno de ellos con una estrecha relación funcional con diferentes subtipos de neuronas.

Células epiteliales coroideas

Son células ependimarias modificadas que forman una lámina epitelial denominada plexo coroideo que se pliega alrededor de los ventrículos y posee un alto grado de circulación sanguínea. Las células coroideas están especializadas en generar el líquido cefalorraquídeo que posteriormente embeberá todo el sistema nervioso central. En el caso de las células coroideas, al igual que los tanicitos, conectadas por medio de uniones estrechas, mucho más impermeables que los desmosomas, para evitar el paso de sustancias de la sangre al líquido cefalorraquídeo.

Origen Células Ependimarias Características y Desarrollo

Los ependimocitos se originan a partir de la glía radial, las células madre neurales embrionarias. Tanto en la zona de los ventrículos como en la zona más baja de los ventrículos laterales, también conocida como zona subventricular, existe un gran número de estas células radiales. Conforman una población altamente heterogénea de la que derivan astrocitos, oligodendrocitos y neuronas. Además, durante el desarrollo, la glía radial también da lugar a las células madre neurales adultas y a células ependimarias multiciliadas.

Una exposición a estímulos extrínsecos, así como cambios en la expresión génica son los encargados de que la glía radial se diferencia en unas células o en otras. En el caso de los ependimocitos, la glía radial se orienta a la producción de células ependimarias entre los días 14 y 16 de gestación y éstas no comienzan a diferenciarse y madurar hasta 20 días después del nacimiento. Una vez generadas, las células ependimarias se integran en las paredes de los ventrículos laterales junto con las células madre neurales adultas. Estas últimas se encargarán del proceso de neurogénesis adulta de la zona subventricular. Aún no está claro si las células madre neurales adultas y los ependimocitos provienen de la misma población de células radiales, o si por el contrario, se generan desde distintas subpoblaciones. Una vez integradas en los ventrículos, las células ependimarias comienzan a desarrollas las conexiones entre ellas y con las células madres neurales adultas.

Células ependimarias función

Gracias a su estructura ciliada y a su organización en una monocapa celular, el epéndimo presenta unas funciones concretas y cruciales para la homeostasis del cerebro.

Barrera Ependimaria

El epéndimo supone la primera barrera que separa el parénquima cerebral del líquido cefalorraquídeo (o fluido cerebroespinal) que llena  las cavidades del cerebro en el sistema nervioso central. Debido a que las conexiones entre los ependimocitos son relativamente laxas, la barrera que generan no es tan estricta como la barrera hematoencefálica, sino que la podemos considerar semi-permeable, lo que permite el paso de diferentes moléculas.

Secreción Ependimal

Las células ependimales no sólo permiten el paso de ciertas moléculas clave al interior del parénquima cerebral, sino que también son capaces de generar y secretar sustancias al líquido cefalorraquídeo tanto en condiciones fisiológicas como patológicas. De esta manera el epéndimo tiene el potencial de regular de manera tanto local como global la respuesta del sistema nervioso central. Un ejemplo de ello lo podemos encontrar en diferentes lesiones o daño de la columna vertebral. Los niveles de citoquinas (moléculas que participan en procesos de inflamación) se elevan en las células ependimales y se secretan al fluido cerebroespinal. El epéndimo también genera diferentes hormonas y factores de crecimiento que pueden ayudar a la supervivencia celular y a la regeneración del tejido tras un daño. Además, las células ependimales  ayudan a secretar varias sustancias tóxicas  generadas en el parénquima al líquido cefalorraquídeo para proteger el cerebro.

Neuroendocrino

Transporte y regulación de hormonas. Los tanicitos ejercen funciones especializadas con respecto al resto de células ependimarias gracias a su estructura. Es cuerpo de los tanicitos está integrado en la pared del tercer ventrículo y presentan proyecciones complejas que pueden llegar incluso hasta capilares. Debido a esta estrecha relación con el sistema circulatorio, los tanicitos pueden medir los nutrientes provenientes de la sangre y ejercer su función de transporte de hormonas y diferentes metabolitos. Además, estas características también relacionan a los tanicitos con diferentes comportamientos alimenticios y  el balance energético que dependen de ciertas hormonas debido a su estrecho vínculo con la tiroides y el hipotálamo.

Neurogénesis adulta

la formación de nuevas neuronas (neurogénesis) continúa a lo largo de la vida adulta en dos regiones, la zona subventricular (en los ventrículos laterales) y la zona subgranular (en el hipocampo). Recientemente, varios estudios apoyan la existencia de un tercer nicho neurogénico en el cerebro adulto: el hipotálamo. Dada la estrecha relación entre los tanicitos y la glía radial debido a su origen, algunos datos sugieren que algunos tanicitos podrían ser la fuente de células que da lugar a la neurogénesis adulta hipotalámica. Aun así, estos resultados no se han demostrado de manera irrevocable.

Transporte y generación del fluido cerebroespinal

las células ependimarias se encargan de la circulación del fluido cerebroespinal. Para ello, la estructura ciliada que presentan estas células es imprescindible para un correcto movimiento del líquido cefalorraquídeo. Los cilios se mueven de manera rítmica creando pequeñas corrientes para que el líquido fluya a lo largo del sistema nervioso central. Además, una pequeña fracción de células ependimarias modificadas y muy especializadas, denominadas células coroideas, son las encargadas de generar este líquido tan imprescindible.

Líquido cefalorraquídeo qué es –  fluido cerebroespinal

El líquido cefalorraquídeo se genera en los plexos coroideos (plegamientos de membrana epitelial con un alto riego sanguíneo que se encuentra en todos los ventrículos). En su mayoría está compuesto por iones, en los que podemos encontrar sodio (Na⁺), cloro (Cl^–) y bicarbonato (HCO₃^–) como componentes principales. También contiene en menor medida potasio (K⁺), magnesio (Mg⁺²), calcio (Ca⁺²), algunas vitaminas y varios péptidos y proteínas que se transportan activamente desde la sangre.

El líquido cefalorraquídeo no es un fluido estanco, sino dinámico. Una vez generado en los plexos, circula por los ventrículos hasta el espacio subaracnoideo (espacio entre las meninges aracnoides y piamadre), y desde allí, la mayor parte del líquido fluye hasta lo alto del cerebro y una pequeña porción migra hacia abajo, hacia el sacro lumbar. Después, el líquido cefalorraquídeo sale o bien a la sangre por medio de las granulaciones aracnoideas (invaginaciones de esta meninge que contactan muy estrechamente con las venas), o bien al sistema linfoide en la lámina cribosa a la altura de la nariz o en las raíces espinales a la altura de la espina dorsal.

Fluido Cerebroespinal Funciones

Estructura Líquido Cefalorraquídeo – Amortiguación

El líquido cefalorraquídeo es el esqueleto hidrostático del sistema nervioso central. Gracias a él es posible mantener una presión correcta que permite mantener la forma y estructura del cerebro y la espina dorsal. Además, es hecho de estar relleno de líquido da al sistema nervioso centrar  un mecanismo de amortiguación para hacer frente a golpes o movimientos contra las paredes de hueso del cráneo.

Nutrición

En los últimos años ha comenzado a extenderse la idea de entender el fluido cerebroespinal como un líquido nutritivo. Es cierto que la mayoría de los nutrientes que necesitan las células del cerebro provienen de la sangre, pero el líquido cefalorraquídeo ayuda a que ciertos compuestos lleguen al cerebro en mayor concentración de lo que lo harían desde la sangre.

Señalización

Como hemos mencionado en las funciones de las células ependimarias, existen varias moléculas de señalización que se secretan al líquido cefalorraquídeo. Gracias a que este líquido inunda todo el sistema nervioso central, sirve como mecanismo para transportar esas moléculas y no se limiten a ejercer un efecto local.

Depuración

Aparte de moléculas de señalización, las células ependimarias también secretan desechos al líquido cefalorraquídeo. El hecho de que este fluido no sea estático, ayuda llevar esos desechos a la sangre o al sistema linfoide para ser depurado de sustancias tóxicas.

Células Ependimarias Esclerosis Múltiple, ELA, Hidrocefalia y otras Enfermedades

Hidrocefalia

La estructura ciliada y las conexiones entre las células ependimarias son cruciales para desarrollar correctamente sus funciones. Aberraciones en estos elementos genera falta de circulación del líquido cefalorraquídeo y un exceso de presión en el cerebro, lo que puede llegar a desembocar en hidrocefalia.

Ependimoma

Las células ependimarias también pueden dar lugar a un ependimoma, un tumor cerebral debido al crecimiento incontrolado de las células. Este tipo de masas tumorales bloquean el flujo del líquido cefalorraquídeo lo que genera una excesiva presión en varias zonas del cerebro e hidrocefalia.

Esclerosis Lateral Amiotrófica

Debido al contacto directo entre el epéndimo y el líquido cefalorraquídeo, las células ependimarias han comenzado a despertar un interés terapéutico en diferentes enfermedades del sistema nervioso central como la esclerosis múltiple o el ELA (esclerosis lateral amiotrófica). Algunos estudios recientes barajan la estrategia de utilizar estas células para administrar factores de crecimiento al líquido cefalorraquídeo, y de esta manera intentar estimular la regeneración del tejido de manera endógena en los casos de daño.

Barrera Hematoencefálica

Además, las células ependimarias pueden convertirse en una diana terapéutica muy interesante para hacer llegar medicamentos al interior del cerebro, con una simple punción lumbar. Gracias a este sistema se podrían solventar las limitaciones que ofrece la barrera hematoencefálica, ya que que recordemos que muchos medicamentos no puedes atravesar esta barrera y llegar al cerebro debido a su alta selectividad y baja permeabilización