Neurotoxina

Las neurotoxinas pueden ser encontradas en un gran número de organismos, incluyendo cepas de cianobacterias[2]

Las neurotoxinas son una clase extensa de sustancias químicas exógenas neurológicamente dañinas[5]

La actividad de las neurotoxinas puede ser caracterizada por la habilidad de inhibir el control neuronal sobre las concentraciones de iones a través de la membrana celular[18]

Antecedentes

Complete labeled neuron.
Ilustración de una típica neurona multipolar.

La exposición a neurotoxinas en la sociedad no es nueva, pues las civilizaciones han estado expuestas a compuestos neurologicamente destructivos durante miles de años. Un ejemplo notable es la significativa exposición a plomo durante el Imperio Romano resultante del desarrollo de la extensa red de alcantarillado y del hábito de hervir vino avinagrado en cazuelas de plomo para endulzarlo, proceso que generaba acetato de plomo conocido como “ azúcar de plomo”.[19] En parte, las neurotoxinas han sido parte de la historia de la humanidad debido a la frágil y susceptible naturaleza del sistema nervioso, creando una alta tendencia a la disrupción.

El tejido nervioso presente en el cerebro, en la médula espinal y en la periferia comprende un extraordinario y complejo sistema biológico que en gran medida define en gran medida muchos de los rasgos únicos de los individuos. Al igual que cualquier sistema muy complejo, incluso pequeñas perturbaciones en su entorno pueden provocar alteraciones funcionales significativas. Entre las propiedades que conducen a la susceptibilidad de los tejidos nerviosos se incluyen: la presencia de una gran superficie de neuronas, un alto contenido de lípidos que retiene toxinas lipofílicas, un alto flujo de sangre hacia el cerebro lo que induce una mayor exposición efectiva a la toxina, y la persistencia de las neuronas a través de la vida del individuo, lo que agrava los daños y perjuicios.[20] Como resultado, el sistema nervioso tiene numeroso mecanismos diseñados para protegerlo frente a ataques internos y externos, incluyendo la barrera hematoencefálica.

La barrera hematoencefálica es un ejemplo crítico de protección el cual previene que toxinas y otros compuestos adversos alcancen el cerebro.[21]

Blood Brain Barrier.
Astrocitos rodeando los capilares del cerebro para formar la barrera hematoencefálica.

Esta barrera crea una capa hidrófoba alrededor de los capilares del cerebro inhibiendo el trasporte de compuestos grandes o hidrófilos. Además de la barrera hematoencefálica, el plexo coroideo proporciona una capa de protección contra la absorción de toxinas en el cerebro. Los plexos coroideos son capas de tejido vascularizado que se encuentran en los ventrículos tercero, cuarto, ventrículos laterales del cerebro, que a través de la función de sus células ependimarias, son responsables de la síntesis de líquido cefalorraquídeo.[22]

Choroid plexus.
Plexo coroideo

Al ser hidrofóbicos y pequeños, o inhibir la función de los astrocitos, algunos compuestos entre los que se incluyen ciertas neurotoxinas son capaces de penetrar en el cerebro e inducir daños significativos. Actualmente, a los científicos y los médicos se les ha presentado el reto de identificar y tratar a las neurotoxinas, lo que ha dado lugar a un creciente interés en la investigación de la Neurotoxicología y los estudios clínicos.[25]

En un esfuerzo por abordar esta complicación, recientemente se han propuesto las prolongaciones de las neuronas (ya sean las dendritas o el axón en respuesta a compuestos aplicados como una distinción más precisa entre las verdaderas neurotoxinas y citotoxinas en un entorno de pruebas in vitro. Debido a las imprecisiones significativas asociadas este proceso ha tardado mucho en ganar apoyo.[27] Aunque los métodos de determinación de la neurotoxicidad todavía requieren un importante desarrollo, la identificación de compuestos nocivos y síntomas de exposición a las toxinas han experimentado una mejoría significativa.

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