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Comentaremos sucesivamente:I. INTRODUCCIÓN: HISTOFISIOLOGÍA DE LOS NERVIOS PERIFÉRICOS

II. REGENERACIÓN EN EL SISTEMANERVIOSO PERIFÉRICO

II.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

II.2. SUBSTANCIAS CON ACCIÓN NEUROTRÓFICA

II.3. BIOLOGÍA DE LA REGENERACIÓN NERVIOSA

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La inspección de un nervio nos muestra manojos de fibras envueltos por tejidoconjuntivo. Microscópicamente, las secciones transversales revelan grupos decompartimentos endoneuronales que contienen axones y células de Schwann,rodeados por perineuro; el conjunto de estos fascículos queda envuelto por elepineuro.FIGURAS:- DIBUJO ESQUEMÁTICO DE UN NERVIO PERIFÉRICO (Tomado de Gartner-Hayat,1997)- NERVIO: La tinción de Mallory-Azán pone de relieve en azul las vainas conjuntivas; lamayor parte de los axones aparecen envueltos por una vaina de mielina que se ha coloreado enrojo.- NERVIOS PERIFÉRICOS: rodeados por tejido conjuntivo, se aprecian con MEB tresfascículos nerviosos, rodeados por perineuro y compuesto cada uno por varias fibrasnerviosas.

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NOTA: barrera hemato-nerviosa porque no ingresan trazadores como ferritinao peroxidasa.

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NOTAS:Cuerpos de Renaut son estructuras inconspicuas situadas en la parte interna delendoneuro; cilindros hialinos, azul Alcián positivos y ricos en colágeno. Secree desempeñan una función mecánica.CD-34:Expressed on early lymphohematopoietic stem and progenitor cells, small-vesselendothelial cells, embryonic fibroblasts, and some cells in fetal and adult nervous tissue(neural cells, including those of the neural tube of midgestation embryos and neuronalbodies in adult brain). Also, expressed on hematopoietic progenitors derived from fetal yolksac, embryonic liver, and extra-hepatic embryonic tissues including aorta-associatedhematopoietic progenitors in the 5 week human embryo. ¡ YO CREO QUE CD-34 NO SONPRECURSORESDE SCHWANN SINO MACRÓFAGOS!CD-68: Expressed intracellularly in cytoplasmic granules but can be detected in smalleramounts on the surface of cells (Monocytes and macrophages, Dendritic cells**,Neutrophils, Basophils, Mast cells**, Myeloid progenitor cells**, Subset of CD34+hemopoietic bone marrow progenitor cells**, Activated T cells**, Expressed byapproximately 40% of peripheral blood B-lymphocytes and 50% of all B- Found in cytoplasmof non-hemopoietic tissues, especially in the liver, glomeruli, and renal tubules. Soluble formshave been found in serum and urine)LN-5:This antibody identifies true histocytic lymphoma and macrophages in tumor andbenign lesions.

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NOTA: una célula está determinada cuando ha sufrido un cambio de carácterirreversible que la obliga a ella y a su progenie a seguir una vía de desarrolloconcreta; la determinación abierta o aparente se llama diferenciación.

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FIGURAS:-CÉLULAS DE SCHWANN positivas para S-100, LEU-7 y vimentina.(Schwannoma del trigémino).NOTAS:S-100: denominada así debido a su dilución en sulfato amónico 100%. Es positiva, además deen células de Schwann, en melanocitos, células de Langerhans, condrocitos y adipocitos;oligodendrocitos, astrocitos y ependimocitos.Leu-7 (CD-57): marcador inicialmente descrito como linfoide (células NK). Reconoce unaglucoproteína asociada a la mielina. Se encuentra en las células de Schwann, en losoligodendrocitos y en la mielina.Vimentina: proteína de 57 kD que forma parte de los filamentos intermedios que primeroaparecen en el desarrollo. Su amplia expresividad abarca desde tejidos mesenquimales acélulas epiteliales y de la glía.

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FIGURAS:- REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE UN NERVIO AMIELÍNICODEL SNP. Cada uno de los axones que integra este nervio es una fibranerviosa. (Tomado de Gartner-Hayat, 1997)- NERVIO AMIELÍNICO SIMPÁTICO (vesículas corazón denso conteniendonoradrenalina) formado por varios axones carentes de mielina. N= núcleo de lacélula de Schwann. MET

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FIGURA: NERVIO AMIELÍNICO: se observan numerosas fibras nerviosasamielínicas así como los núcleos de las correspondientes células de Schwannque las acompañan; igualmente se aprecia la presencia de células ganglionaressimpáticas. El conjunto queda envuelto por perineuro. El tejido conjuntivo delepineuro se contempla entre los nervios vecinos. Hematoxilina-eosina.

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FIGURAS:- REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE UNA FIBRA NERVIOSAMIELÍNICA DEL SNP (Tomado de Gartner-Hayat, 1997)- NERVIO MIXTO: se aprecian una fibra mielínica y varias amielínicas,recubiertas por las expansiones de células de Schwann, así como componentesdel endoneuro. MET

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FIGURA- NERVIOS PERIFÉRICOS (corte transversal): se observan tres nervios de unfascículo nervioso envueltos por perineuro, con tejido conjuntivo entre ellos yparte del epineuro que rodea al conjunto.Los núcleos corresponden a célulasde Schwann que aportan la mielina a los axones. Hematoxilina / eosina.

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NOTAS:La microscopía electrónica ha revelado que la mielina es el plasmalema o membrana de lascélulas de Schwann organizada en una vaina que se envuelve varias veces alrededor del axón.La vaina de mielina se forma por giro en espiral y plegamiento del citoplasma y membrana dela célula de Schwann; en el proceso el citoplasma se desplaza hacia el cuerpo de la célula, porlo que las superficies citoplásmicas de la membrana entran en contacto. En la vaina de mielinase encuentran interrupciones a intervalos regulares en toda la longitud del axón, que sedenominan nódulos de Ranvier, sitios en los que queda expuesto el axón. Los nódulos deRanvier indican una interfase entre las vainas de mielina de dos células de Schwann diferenteslocalizadas a lo largo del axón. La mielina comprendida entre dos nódulos se denominasegmento internodal o internodo; su longitud varía entre 200 micrómetros y 1 mm. En cadainternodo aparecen surcos oblicuos de forma cónica que reciben el nombre de cisuras deSchmidt-Lanterman; se corresponden con citoplasma de la célula de Schwann atrapadodentro de la vaina de mielina. Los trozos de mielina dispuesta entre las cisuras de Schmidt-Lanterman se denominan segmentos mielínicos.Conforme la membrana de la célula de Schwann se enrolla alrededor del axón, produce unaserie de líneas densas amplias alternantes con líneas menos densas y más estrechas a intervalosde 12 nanómetros. La línea más amplia (3 nm de anchura) se conoce como línea densamayor; representa las superficies citoplásmicas fusionadas. La línea interperiódica, másestrecha, representa a las capas externas de la membrana de la célula de Schwanncontrapuestas. Dentro de la línea interperiódica de cada capa espiral queda un pequeñoespacio interperiódico, que permite el paso de pequeñas moléculas hacia el axón. La regiónde la línea interperiódica que está en contacto íntimo con el axón se conoce como mesoaxóninterno, en tanto que su superficie más externa, en contacto con la célula de Schwann, es elmesoaxón externo.

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FIGURAS:- NERVIO PERIFÉRICO: VAINAS DE MIELINA, con NÓDULOS DERANVIER, recubriendo a cada axón que entra a formar parte de este nerviomielínico. Hematoxilina férrica.- NERVIO MIELÍNICO: la postfijación con tetróxido de osmio permite ponerde relieve las vainas de mielina en los cortes del material procesado para ME,debido a su composición predominantemente lipídica. Los axones apenas sevislumbran. Corte semifino. Azul de toluidina.

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FIGURA: NERVIO MIELÍNICO formado por haces de axones envueltos poruna vaina de mielina, proporcionada por las células de Schwann, de las que seaprecian los núcleos, y por tejido conjuntivo del endoneuro. En el recorridolongitudinal de la vaina de mielina se observan interrupcionescorrespondientes a los nódulos de Ranvier (flechas negras), así comodespegamientos conocidos como cisuras de Smidt-Lanterman (flechasblancas). Corte longitudinal. Hematoxilina / eosina.

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FIGURAS:- NERVIO MIXTO: se observan axones mielinizados y axones carentes devaina de mielina, así como expansiones de células se Schwann; el tejidoconjuntivo acompañante pertenece al endoneuro y al perineuro. MET- MESOAXÓN Y VAINA DE MIELINA. La región de la línea interperiódica(capas proteicas externas fusionadas) que está en contacto íntimo con el axón,se conoce con el nombre de mesoaxón interno; en tanto que la superficie másexterna, en contacto con la célula de Schwann, es el mesoaxón externo. MET- FIBRA NERVIOSA MIELÍNICA. NÓDULO DE RANVIER (cortelongitudinal). La vaina de mielina se interrumpe por completo a nivel de losnódulos de Ranvier, apareciendo de nuevo expansiones citoplásmicas de lacélula de Schwann; en el axón se aprecian elementos del citoesqueleto. MET- PLACA MOTORA EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO: hendidurassinápticas primaria y secundarias; vesículas de acetil-colina. MET

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FIGURAS:La microscopía electrónica muestra: (como apreciamos en la imagen de laizquierda) axones mielínicos y amielínicos, estos últimos albergados enexpansiones de la célula de Schwann. En la imagen de la derecha aparece unafibra nerviosa mielínica y su célula de Schwann. Se observa el axón ocupadopor neurotúbulos y neurofilamentos. La vaina de mielina muestra la típicaestructura periódica resultante del adosamiento de las capas proteicas externasde la membrana de la célula de Schwann que gira en espiral sobre el axón. N =núcleo de la célula de Schwann.

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Si bien, en 1906, SCOTT había propuesto que los somas neuronales producían“substancias de crecimiento” para mantener la función del axón, fue en 1909cuando RAMÓN Y CAJAL acuñó el término de “substancias atractivas oneurotróficas” para explicar la direccionalidad y crecimiento axonal durante eldesarrollo embrionario y la regeneración nerviosa.

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En su obra “Estudios sobre la Degeneración y Regeneración del SistemaNervioso”, Cajal refleja sus observaciones acerca del comportamiento de losaxones seccionados quirúrgicamente, postulando que el crecimiento y laorientación de los mismos depende por entero de las condiciones físico-químicas del medio en el que se desarrollan. Vemos en esta diapositiva ysiguientes algunas de las ilustraciones, con sus pies de foto, que acompañan ala mencionada obra.NOTAS: Las mejores contribuciones de Cajal a la patología fueron, sin duda, susinvestigaciones experimentales sobre la degeneración y regeneración del sistema nervioso,iniciadas entre 1905 y 1906, en el cenit de su prestigio científico. comenzó estos trabajosestudiando, con su método del nitrato de plata reducido, la degeneración y regeneración de losnervios periféricos. Existían en aquellos años dos teorías para explicar cómo se realiza larestauración del cabo periférico destruido en un nervio traumatizado. La teoría de lacontinuidad, postulaba que las fibras nerviosas neoformadas que aparecen en el caboperiférico, representan simplemente la prolongación, por crecimiento progresivo, de losaxones del extremo proximal, al conservar éstos su vitalidad por estar unidos con el centrotrófico de las neuronas correspondientes. Por el contrario, los defensores de la teoría de ladiscontinuidad, afirmaban que los axones del extremo periférico se regeneraban a partir de latransformación y diferenciación en axones de las células de Schwann residentes en la zona delnervio dañado.

Tras dos años de investigación, Cajal pudo demostrar cómo a los pocos días de ser seccionadoun nervio, muchos axones del cabo proximal, emiten retoños, a modo de brotes, carentes deenvoltura mielínica, que van invadiendo el exudado interpuesto entre los dos extremos delnervio, emitiendo ramas con abultamientos terminales en forma de maza o botones terminalesque, actuando como arietes, empujan a las células mesenquimales para establecer una ruta. Enlas fases iniciales las fibras neoformadas y sus botones terminales, carecen de células deSchwann que aparecen días más tarde. Posteriormente algunos botones terminales detienen suavance y regresan, extraviándose tanto en el extremo proximal como en el distal, formando

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(leer pies de fotos)

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En 1944, WEISS y TAYLOR seccionaron el nervio ciático de rata, abocando elextremo proximal del nervio a un injerto isogénico de aorta bifurcada,colocando el cabo distal del mismo nervio en una de las bifurcaciones aórticas.Observaron regeneración nerviosa y demostraron que el nervio neoformado,no sólo crecía hacia donde se encontraba el extremo ciático distal, sinotambién en dirección a la bifurcación aórtica carente de nervios. Estaexperiencia llevó a los autores a postular la “Teoría de la conducción” en elsentido de que no eran necesarios los estímulos neurotróficos de Cajal, sinoque era suficiente una guía de crecimiento.

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Con el descubrimiento del NGF se abrió un nuevo horizonte en laNeurobiología. Sería ocioso citar aquí cada una de las aportaciones puntualesque una pléyade de investigadores han venido haciendo en los últimos 50 años.Sirvan como ejemplo los 7.881 ítem que arroja el resultado de la búsqueda enMedline (1988 - 2003) del descriptor nerve regeneration.En lo que a modelos quirúrgicos experimentales respecta, destacamos lostrabajos con distintos materiales del ilustre investigador y cirujano sueco:Gustav Lundborg.

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En este apartado vamos a exponer, ordenadamente, los conocimientos actualessobre las substancias neurotróficas, sus receptores y su amplio espectro deactividades, para luego, recapitulando, aplicar estos conocimientos y losexpuestos en la introducción al estudio de la regeneración nerviosa.

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La presente tabla resume los tipos y las actividades de diversas citocinas. Estátomada de Hopkins, S y Rothwell, N.

ABREVIATURAS: BDNF ( brain derived neurotrophic factor); CNTF (ciliaryneurotrophic factor); EGF (epidermal growth factor); ECGF (endothelial cellgrowth factor); FGF (fibroblast growth factor); GDNF ( glial derivedneurotrophic factor), G, M y GM-CSF (granulocyte, macrophage andgranulocyte/macrophage colony stimulating factor); LIF (leukemia inhibitingfctor) MCP (monocyte chemotactic protein); MGSA (melanoma growthstimulatory activity); MIP (macrophage inflammatory protein); NGF (nervegrowth factor); NT (neurotrophin); NAP (neutrophil activating protein); OM(oncostatin M); PDGF (platelet derived growth factor); RANTES (regulatedupon activation normal expressed and secreted); TGF (transforming growthfactor) TNF (tumour necrosis factor).

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Existen, además, muchas otras substancias, distintas de las neurotrofinasclásicas, con acción neurotrófica.

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Por su especial trascendencia, comentaremos las principales características delas neurotrofinas propiamente dichas: factor de crecimiento nervioso (NGF),factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), neurotrofinas 3, 4/5 y 6 (NT-3, NT-4/5 Y NT-6) y la familia del factor neurotrófico derivado de los gliocitos(GDNF, NTN,ART,PSP,EVN).

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Las neurotrofinas se fijan a una familia de receptores cinasa de tirosina denominados trk. Cadaneurotrofina se fija con gran afinidad a un receptor indicado como una flecha entera desde elligando. Además, las neurotrofinas se fijan a otro receptor: el P75, solo o combinado con trk.

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Muchos de los receptores para neurotrofinas pertenecen al grupo de las cinasasde tirosina, es decir, son proteínas que regulan la actividad de otras proteínasfosforilando residuos de tirosina; de este modo se activan las proteínas diana.NOTA: Los receptores catalíticos son aquellos que cuando son activados por la unión de unligando (NGF, por ejemplo) desarrollan actividad enzimática. Algunos de estos receptoresactúan como enzimas (el mismo receptor es una proteíncinasa). Poseen un único dominiointramembrana, un extremo extracelular receptor del ligando y un extremo intracelular conactividad catalítica. Los receptores con actividad tirosina quinasa reclutan bajo la membranaplasmática numerosas proteínas de la maquinaria de transducción de señales, a las que activanmediante la fosforilación de sus aminoácidos tirosina.

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En este cuadro sinóptico, resumimos las principales propiedades de lasneurotrofinas NGF, BDNF y NT-3, 4/5 y 6, con especial referencia a laregeneración nerviosa.

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Otro tanto hacemos en relación con la familia del GDNF y la neuropoyetinaCNTF.

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En relación con las semaforinas, podemos apuntar que:Vemos en este esquema cómo las semaforinas inducen quimiorepulsión alinteractuar con el complejo formado por la plexina y el receptor trk, o con elconstituido entre la plexina y la neuropilina. Las semaforinas tambiéninteraccionan con integrinas, estimulando en este caso el crecimiento. Lossegundos mensajeros encargados de traducir las señales enviadas por lassemaforinas incluyen GTP-asas o MAPKs (proteíncinasas activadas pormitógenos).

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Después de estudiar la histofisiología de los nervios periféricos y los factoresneurotróficos, nos encontramos en condiciones de recapitular sobre todo loconcerniente a la regeneración nerviosa en nervios periféricos.El presente cuadro sinóptico resume los acontecimientos que suceden tras lasección simple de un axón, así como las principales moléculas que participanen los diferentes eventos. IL = interleukine. TGF= transforming growthfactor. CNTF = ciliary neurotrophic factor. MAC-2 = macrophage activatedcarbohidrate (lectina opsonizante de la mielina específica de lagalactosa).PDGF = platelet derived growth factor. FGF = fibroblast growthfactor. GGF = glial growth factor. N-CAM = neural cell adhesion molecules.Trk-R = tyrosine kinase receptor. MBP = myelin basic protein. PMP-22 =peripheral myelin protein. MAG = myelin associated glycoprotein. NGF =nerve growth factor. NT-3/6= neurotrophine-3/6. BDNF = brain derivedneurotrophic factor. PGAGs = proteoglucanos.