Las neurotrofinas son un grupo de proteínas que se encargan de que nuestro sistema nervioso funcione correctamente, mantenimiento y saneando tanto las células que conforman nuestro cerebro como nuestros nervios.

Vamos a ver exactamente qué son, cómo funcionan, qué tipos hay y también como, además de promover la supervivencia y crecimiento de las neuronas, inducen su muerte programada.

¿Qué son las neurotrofinas?

Las neurotrofinas son una familia de proteínas las cuales inducen la supervivencia, crecimiento y correcto funcionamiento de las células nerviosas.

Pertenecen a un conjunto de factores de crecimiento, sustancias las cuales son capaces de inducir la emisión de señales para ciertos tipos de células y hacer que puedan sobrevivir, además de inducir los procesos por los cuales hacen que las células tengan diferentes funciones, es decir, que se diferencien.

Aunque la mayoría de las células nerviosas que se encuentran en los mamíferos se forman en el período prenatal, algunas partes del cerebro, como puede ser el caso del hipocampo, pueden hacer crecer nuevas neuronas cuando el individuo ya está formado. Estas nuevas neuronas parten de células madre neurales. Este proceso de creación de nuevas células nerviosas se llama neurogénesis, y las neurotrofinas son las sustancias que se encargan de regular este proceso.

¿Cómo funcionan?

Durante el desarrollo postnatal, muchas células del sistema nervioso, en especial las neuronas, se vuelven redundantes. Muchas de ellas se mueren o no han logrado conectarse con otras neuronas y células objetivo. Es por ello que es necesario eliminarlas, para economizar el espacio y evitar que el impulso nervioso vaya por vías que no suponen ningún tipo de beneficio al estar mal formadas o incompletas.

Pero esto no quiere decir que el sujeto tenga problemas cognitivos o su capacidad intelectual se vea desmejorada. Es en esta fase en la que las neuronas que se están desarrollando todavía forman axones que se conecta con las células objetivo, haciendo que se formen circuitos cerebrales que supongan una utilidad real para el funcionamiento del individuo. Estas células controlan la secreción de varios tipos de factores neurotróficos que garantizan que la neurona pueda sobrevivir.

Entre estos factores se pueden encontrar el factor de crecimiento nervioso, una proteina que estimula la división y diferenciación de las neuronas del sistema nervioso simpático y también las sensoriales. En las neuronas que forman parte del sistema nervioso central y periférico, las neurotrofinas adquieren un papel muy importante regulando los procesos de mantenimiento, supervivencia y diferenciación de estas células nerviosas.

Sin embargo, todo este proceso de supervivencia de neuronas no sería posible si éstas no tuvieran adosados en sus membranas celulares dos tipos de receptores, en los cuales las neurotrofinas se acoplan. Estos dos receptores son el p75, en el cual se pueden acoplar todos los tipos de neurotrofinas, y varios subtipos del receptor Track o Trk, que son más selectivos.

Tipos de neurotrofinas

A continuación veremos muy resumidamente los principales tipos de neurotrofinas.

1. Factor de crecimiento nervioso (FCN o NGF)

El factor de crecimiento nervioso es una proteína que es segregada por la célula objetivo de una neurona. Como ya íbamos diciendo, esta sustancia es fundamental para las neuronas simpáticas y sensoriales, garantizando su supervivencia y mantenimiento.

Este factor es liberado por una célula hacia la neurona, en la cual habrán receptores de alta afinidad tipo TrkA.

2. Factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF)

El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) se encuentra sobre todo en el cerebro, pero también se puede encontrar en otras partes del organismo.

Activa ciertos tipos de neuronas, tanto centrales como periféricas, ayudando a su supervivencia y fomenta su crecimiento y diferenciación. También potencia la aparición de sinapsis gracias a que induce el crecimiento de axones y dendritas.

Es especialmente activo en partes del cerebro como la corteza, el cerebelo y el hipocampo. Estas áreas son muy importantes para el aprendizaje, el pensamiento y la memoria. Se ha visto en modelos animales que este factor estimula bastante la neurogénesis.

3. Neurotrofina-3 (NT-3)

La neurotrofina-3 (NT-3) es un factor neurotrófico que fomenta el crecimiento de ciertas neuronas del sistema nervioso central y periférico. Ejerce unas funciones similares al BDNF, dado que también induce la diferenciación de las nuevas neuronas.

4. Neurotrofina-4 (NT-4)

Ejerce funciones similares a la de su pariente la NT-3. Se acopla sobre todo al receptor TrkB.

5. DHEA y DHEA sulfato

La dehidroepiandrosterona (DHEA) y su versión con sulfato, la DHEA-S, se ha visto que ejercen como moléculas agonistas de los receptores TrkA y p75 de alta afinidad.

Como tienen una afinida química similar a la de otras neurotrofinas pero son de tamaño muy reducido, estas moléculas se las ha denominado microneurotrofinas.

Se ha visto que la DHEA también puede acoplarse a receptores tipo TrkB y TrkC, aunque si se acoplan a éste segundo el primero no se puede activar en el proceso.

Se ha hipotetizado que la DHEA es una especie de molécula ancestral para el receptor Trk, que debía ejercer alguna función importante en las primeras especies que dispusieron de un sistema nervioso.

Papel de las neurotrofinas en la apoptosis celular

Al igual que las neurotrofinas ejercen un papel muy importante en la conservación de las células nerviosas, además de su supervivencia y diferenciación, también se ha visto que actúan durante el proceso que pone punto y final a la vida de estas células: la apoptosis.

Al igual que con cualquier otra célula, las neuronas están programadas para que, en algún momento necesario, se mueran. Las señales neurotróficas que fomentan la supervivencia de las neuronas es´tan mediados por los receptores de alta afinidad Trk, mientras que las señales apoptóticas, es decir, las que inducen a la muerte celular, son mediadas por los receptores p75.

La destrucción programada de células nerviosas tiene un rol biológico muy importante, el cual es el de evitar una producción masiva de neuronas que puedan entorpecer el óptimo funcionamiento del cerebro. En el proceso, la mayoría de las células que fallecen son neuroblastos y neuronas que no han llegado a desarrollarse funcionalmente.

Tanto en el desarrollo del sistema nervioso central como del periférico, las neurotrofinas que se acoplan al receptor p75, una vez se han pegado a éstos, activan múltiples vías intracelulares con las cuales regulan el proceso de apoptosis. También puede pasar que la expresión de receptores TrkA y TrkC, en ausencia de neurotrofinas, induzcan a la apoptosis, aunque no se sabe exactamente cómo se da este proceso. En cambio, si a estos receptores se le acopla el factor nervioso de crecimiento (NGF) se evita la muerte celular programada.

En el sistema nervioso periférico, la decisión de si las células nerviosas viven o mueren depende exclusivamente de un factor de crecimiento. En esta parte del sistema nervioso se encuentran sobre todo las neurotrofinas 3 (NT-3) y 4 (NT-4).

En cambio, en el central son más los factores neurotróficos quienes deciden qué células deben morir. Es en este sistema en donde se encuentra el factor neurotrófico derivado del cerebro, sobre todo en la sustancia negra, la amígdala, el hipotálamo, el cerebelo, la corteza, el hipocampo y la médula espinal. Cabe decir que es en el sistema nervioso central en donde los factores neurotróficos parecen ejercer una función más de mantenimiento que de supervivencia.

Referencias bibliográficas:

  • Henderson, C. E. (1996). Role of neurotrophic factors in neuronal development. Current Opinion in Neurobiology. 6 (1): 64–70. doi:10.1016/S0959-4388(96)80010-9
  • Vega, J. A.; García-Suárez, O.; Hannestad, J.; Pérez-Pérez, M.; Germanà, Antonino (2003). "Neurotrophins and the immune system". Journal of Anatomy. 203 (1): 1–19. doi:10.1046/j.1469-7580.2003.00203.x
  • Huang, E. J., & Reichardt, L. F. (2001). Neurotrophins: roles in neuronal development and function. Annual review of neuroscience, 24, 677–736. doi:10.1146/annurev.neuro.24.1.677