LA APOPSIS EN LAS ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

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[Apoptosis in neurodegenerative diseases: facts and controversies]
Article  in  Revista de Neurología · May 2001
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Marlene Jimenez Del Rio
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Carlos Velez-Pardo
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ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
851REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
Recibido: 20.09.00. Recibido en versión revisada: 11.10.00.Aceptado: 07.12.00.
Doctores en Ciencias-Neurobiología, adscritos a la Facultad de Medicina,
Grupo de Neurociencias. Facultad de Medicina. Universidad de Antioquia.
Antioquia, Medellín, Colombia.
Correspondencia: Dra. Marlene Jiménez del Río. Facultad de Medicina.
Universidad de Antioquia. Ctra. 51D, N.º 62-29. AA 1226 Medellín, Colom-
bia. E-mail: mdelrio@quimbaya.udea.eu.co / cvelezp@quimbaya.udea.eu.co
Agradecimientos. Al Comité para el Desarrollo de la Investigación-CODI
de la Universidad de Antioquia, proyectos 9805, 9835, 1996.
 2001, REVISTA DE NEUROLOGÍA
funciones motrices hasta la pérdida total de las funciones cognitivas
y demencia grave. Estudios recientes demuestran dramáticamente
que las EN ligadas a un componente genético [3] no sólo se presen-
tan con frecuencia en la vejez, sino que también aparecer con un
inicio precoz en personas menores de 50 años. Por desgracia, hasta
el momento no existen tratamientos terapéuticos que detengan o
retarden la progresión patológica de la pérdida neuronal en las EN.
Recientemente se ha hipotetizado que la pérdida neuronal en la
enfermedad de Alzheimer (EA), la enfermedad de Parkinson (EP)
y la enfermedad de Huntington (EH) ocurre por un tipo de muerte
celular programada denominada apoptosis. A pesar de los innume-
rables trabajos publicados, hasta hoy no se ha realizado un análisis
unificado que demuestre que la apoptosis es el mecanismo genera-
lizado de muerte en las EN. En este artículo, los autores reúnen y
analizan críticamente investigaciones científicas que presentan
evidencias morfológicas y bioquímicas, las cuales argumentan a
favor o en contra de muerte por apoptosis en tejido cerebral post
mórtem en la EA, la EP, la EH y la enfermedad de Wilson (EW).
Esta información servirá de base para actualizar el conocimiento y
la realización de futuros estudios sobre los mecanismos molecula-
res de muerte neuronal en las EN.
CRITERIOS PARA IDENTIFICAR APOPTOSIS
La palabra ‘apoptosis’ (αποπτωσισ) se utiliza en griego para des-
cribir la caída de las hojas de los árboles o de los pétalos de las flores.
Este concepto fue introducido por primera vez por Kerr, Wyllie y
Currie [4] en 1972 para describir las características morfológicas de
un mecanismo controlado (por genes) de muerte celular en el desa-
rrollo embrionario y de recambio tisular en tejidos normales y en
circunstancias nocivas y/o patológicas celulares. Los cambios
morfológicos indicativos de un proceso apoptótico se presentan en
dos etapas. La primera comprende la condensación nuclear y cito-
plásmica, y la ruptura de la célula en numerosas vesículas estructu-
ralmente preservadas denominadas cuerpos apoptóticos (CA). En
la segunda etapa, estos cuerpos se desprenden de la superficie de la
capa epitelial o son fagocitados por las células epiteliales adyacen-
INTRODUCCIÓN
Las enfermedades neurodegenerativas (EN) constituyen un motivo
de temor permanente para la sociedad actual, principalmente para
las personas de la tercera edad. Aunque uno de los logros importan-
tes de la ciencia moderna ha sido proporcionar los recursos de diag-
nóstico y tratamiento terapéutico para mejorar la calidad de vida de
estos individuos, paradójicamente, estos avances han aumentado de
forma significativa la expectativa de vida y, por consiguiente, el
número de sujetos mayores de 60 años. En los Estados Unidos, en
1900, por ejemplo, había tres millones de personas mayores de
65 años y 72.000 mayores de 85 años. Para 1996, estos números se
incrementaron a 33,3 millones y 2,2 millones, respectivamente [1].
A este respecto, Colombia no es la excepción. De acuerdo con un
informe basado en datos del Departamento Administrativo Nacio-
nal de Estadística (DANE), se calcula que la esperanza de vida de
un individuo nacido en el año 2000 será de 69,1 años para los va-
rones y 75,3 años para las mujeres; dicha edad aumentará en el
2025 a 73,2 y 79,6 años en varones y mujeres, respectivamente [2].
Este cambio en la dinámica poblacional trae no sólo consecuencias
sociales y económicas trascendentales, sino también consecuencias
relacionadas con la salud, las cuales se reflejan en el aumento del
número de casos con EN.
Las EN se caracterizan, neuropatológicamente, por una pérdida
selectiva y simétrica de las neuronas motoras, sensoriales o de los
sistemas cognitivos, con manifestación crónica y progresiva, y pre-
sentan un cuadro clínico variado que va desde la pérdida de las
La apoptosis en las enfermedades neurodegenerativas:
evidenciasy controversias
M. Jiménez del Río, C. Vélez-Pardo
APOPTOSIS IN NEURODEGENERATIVE DISEASES: FACTS AND CONTROVERSIES
Summary. Objectives. In this article, the authors analyzed critically the morphological and biochemical evidences of cell
death by apoptosis from post-mortem studies in Alzheimer’s, Parkinson’s, Huntington’s and Wilson’s diseases. Develop-
ment. During the last few years, apoptosis has been postulated as a type of neuronal death responsible for the neurodegen-
erative process in those heterogeneous, chronic and progressive neurological disorders, which are characterized by a
selective and a symmetric loss of neurons in motor, sensory or cognitive systems. With regard to neuronal death mechanism
and the contribution of the mutated or metabolic altered proteins such as βA, P-tau, α-synuclein, Parkin, Huntingtin, ATP-7B,
proteins in the pathogenesis of those disorders are still unknown. Conclusions. We consider that the morphological (e.g. DNA
fragmentation without showing classical apoptotic morphology) and biochemical evidences are still insufficient and contra-
dictory to formally indict apoptosis as the mechanism of neuronal cell death in those neurological disorders. The establish-
ment of the molecular mechanisms leading neurons to cell death (¿by apoptosis?) could provide significant information for
the design of therapeutic strategies to retard or prevent the development of such neurodegenerative diseases in affected
individuals. [REV NEUROL 2001; 32: 851-60]
Key words. Alzheimer’s disease. Apoptosis. Huntington’s disease. Neurodegenerative diseases. Parkinson’s disease. Wil-
son’s disease.
REVISIÓN
M. JIMÉNEZ DEL RÍO, ET AL
852 REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
tes o por macrófagos, de tal forma que se impide la liberación del
contenido citoplasmático celular y, por ende, se imposibilita tam-
bién la activación de la respuesta inflamatoria. La condensación y/o
fragmentación de la cromatina y los CA puede observarse con el
microscopio de luz utilizando una tinción convencional de hema-
toxilina-eosina. Es de anotar que el reconocimiento de la apoptosis
bajo el microscopio de luz depende principalmente de la detección
de CA discretos y bien preservados [4]. Sin embargo, la evidencia
morfológica definitiva de apoptosis es ultraestructural y definida de
acuerdo con los criterios establecidos por Kerr et al [4,5] por micros-
copía electrónica. Estas características ultraestructurales incluyen
la preservación temprana de las organelas intracelulares (mitocon-
dria), así como de las membranas nuclear y plasmática. La conden-
sación o fragmentación de la cromatina, la cual debe aparecer ex-
tremadamente electrodensa y homogénea, es decir, se observa negra
en la microfotografía de microscopía electrónica con bordes bien
definidos, puede localizarse subyacente a la membrana nuclear o
marginada dentro del espacio nuclear [5].
Posteriormente, Wyllie [6] demostró que el criterio morfológi-
co de identificación de la apoptosis se relacionaba con la activación
de una enzima endonucleasa endógena, que corta el ADN genómi-
co durante el proceso de condensación de la cromatina y crea un
patrón en escalera de fragmentos internucleosomales de ADN, de
aproximadamente 180-200 pares de bases visualizados en un gel de
agarosa por electroforesis. Es importante destacar que esta observa-
ción fue inicialmente descrita en timocitos in vitro tratados con
glucocorticosteroides [6].
Estos criterios morfológicos y bioquímicos de la apoptosis se
han utilizado ampliamente para diferenciarla de la muerte celular
por necrosis. La necrosis se caracteriza por el hinchamiento de la
célula y de sus organelas con la consiguiente ruptura de las mem-
branas celulares. Como resultado de la lisis celular se induce una
respuesta inflamatoria. A diferencia de la apoptosis, el reconoci-
miento morfológico de la necrosis en tejido por microscopía de luz
se identifica por presentar una cromatina homogénea débilmente
teñida, con un citoplasma granular finamente vacuolado y con pér-
dida de basofilia. La ruptura de la membrana plasmática disminuye
los límites entre los compartimientos celulares. Es muy importante
tener en cuenta que el proceso de muerte tisular por necrosis afecta
a un grupo de células en el centro de la lesión aguda y células
vecinas, y origina el fenómeno de infiltración leucocitaria neutró-
fila o de fagocitos mononucleares. Curiosamente, en los tejidos las
células necróticas tienden a retener su forma hasta ser eliminados
por los macrófagos. Ultraestructuralmente, la necrosis se caracteri-
za por la floculación moderada de la cromatina nuclear y su margi-
nación en pequeños e indefinidos agregados, así como por la hin-
chazón de todos los compartimientos citoplásmicos con ruptura y/o
disolución del citoplasma, de las organelas y membrana nuclear
[4,5]. Bioquímicamente, el ADN de las células necróticas se frag-
menta de forma irregular o al azar en numerosas partículas sin un
patrón definido por endonucleasas, y se visualiza en forma de man-
cha en gel de agarosa por electroforesis [7].
De acuerdo con la observación de que la fragmentación del
ADN in vitro es una característica importante de apoptosis, Gavrieli
et al [8] desarrollaron la técnica de marcaje in situ denominada
TUNEL (TdT-mediated dUTP-biotin Nick End Labeling). TUNEL
consiste en la incorporación de nucleótidos marcados con biotina en
los grupos hidroxilos (3’OH) terminales que han quedado expues-
tos durante el proceso de fragmentación de la doble cadena de ADN
por activación de la endonucleasa endógena. Este grupo hidroxilo
es utilizado como sustrato por la enzima transferasa terminal de
deoxinucleótidos (TdT), la cual sintetiza un polímero de dUTP-
biotina, que, a su vez, es reconocido por el conjugado proteico
avidina-peroxidasa y visualizado por una reacción con peróxido de
hidrógeno y el cromóforo 3-amino-9-etil-carbazol (AEC). Los nú-
cleos se observan con una coloración café-rojiza, indicativa de
marcaje TUNEL positivo.
Posteriormente, Wijsman et al [9] introdujeron una técnica al-
ternativa de marcaje in situ denominada ISEL (In Situ End-Labe-
ling) [9]. Esta técnica se basa en el mismo principio práctico de
TUNEL, salvo por la utilización del fragmento de la polimerasa-I
de Klenow para la incorporación de deoxinucleótidos y el empleo
del cromóforo de diaminobencidina, el cual revela núcleos con una
coloración café-oscuro, indicativa de marcaje TUNEL positivo.
Aunque estas técnicas de marcaje histoquímico son muy útiles
para la visualización de núcleos fragmentados, la simple demostra-
ción de una reacción TUNEL positivo o ISEL positivo debe inter-
pretarse con precaución, pues ésta no constituye un criterio defini-
tivo de identificación de apoptosis, debido a que el marcaje del
grupo hidroxilo por TUNEL o ISEL no es selectivo para este tipo
de muerte [10]. Por lo tanto, es imperioso demostrar adicionalmente
cambios morfológicos típicos de apoptosis (descritos anteriormen-
te), para confirmar que el marcaje positivo representa un verdadero
proceso de muerte celular por apoptosis.
En un esfuerzo por aumentar la sensibilidad de detección de
fragmentación del ADN en células cerebrales provenientes de teji-
do congelado, Olano et al [11] aplicaron la citometría de flujo para
cuantificar núcleos fragmentados (apoptóticos) y marcados con
dUTP-biotinilado utilizando TdT, e identificados con estravidina
conjugada o FITC (Flourescent intensity of TUNEL-labeled
cytometry)-(TUNEL). Es notable observar que, aunque esta técnica
ofrece la posibilidad de una búsqueda más absoluta de núcleos
fragmentados de entre millones de núcleos en el tejido cerebral,
presenta el mismo principio de marcaje que las técnicas de Gavrieli
y Wijsman y deben tenerse en cuenta las mismas consideraciones
descritas anteriormente. Por último, si aún no se logra clarificar el
tipo de muerte celular que ocurre en una situación de estudio expe-
rimental particular, la alternativa decisiva es –como han sugerido
Kerr et al [5]– la utilización de microscopía electrónicapara el
análisis ultraestructural.
Durante los últimos años, las investigaciones sobre los meca-
nismos moleculares involucrados en el proceso de muerte por apop-
tosis han aumentado considerablemente. Hoy por hoy, la apoptosis
puede subdividirse en tres etapas de señalización molecular dife-
rentes: de iniciación, de activación de los sistemas de efectores y de
activación del sistema de degradación [12]. A diferencia de las dos
últimas etapas, la iniciación depende de la clase del estímulo apop-
tótico inductor (toxinas, factor necrótico tumoral alfa, radiaciones
gamma) y del modelo celular que recibe dicho estímulo, mientras
que las etapas de activación de efectores (sujeta a regulación) y la
etapa de activación del sistema de degradación (no sujeta a regula-
ción) no dependen del estímulo y son vías comunes a todos los
procesos apoptóticos.
La etapa de activación de los sistemas de efectores se vincula,
principalmente, a la activación de una familia de proteínas regula-
doras de apoptosis denominada ‘familia de proteínas relacionadas
con bcl-2’. La abreviatura bcl-2 se refiere al gen del linfoma de
células B/leucemia 2. Como su nombre indica, este gen fue descu-
bierto inicialmente por su papel en procesos tumorales de las células B
debido a una translocación del gen del cromosoma 18q21 al
cromosoma 14q32 que produce una superproducción de ARN
mensajeros (ARNm) de bcl-2 y, por ende, de las proteínas que
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codifica [13]. Estudios recientes han demostrado que bcl-2 pertene-
ce a una creciente familia de productos genómicos que pueden
actuar como proteínas inhibidoras de la apoptosis (Bcl-2, Bcl-XL,
Bcl-w, Bfl-1, Brag-1, Mcl-1 y A1) o como proteínas inductoras de
apoptosis (Bax, Bak, Bcl-Xs, Bad, Bid, Bik y Hrk) [14]). Adicio-
nalmente a esta familia, se ha identificado otro grupo importante de
proteínas capaces de unirse al ADN y regular la trascripción de
genes diana que intervienen en la normalización de la apoptosis.
Estas proteínas se conocen como factores de trascripción, tales como
el factor nuclear kappa B (FN-κB [15]), p53 [16], c-Jun y c-Fos
[17]. La detección positiva de la sobreexpresión de las proteínas
bcl-2 y/o la detección de cambios de localización de los factores de
trascripción de los compartimientos celulares (del citoplasma al
núcleo) constituyen el criterio bioquímico in situ más relevante y
sugieren a la apoptosis como el tipo de muerte celular en el tejido
post mórtem.
La etapa de activación del sistema de degradación de la apop-
tosis se caracteriza por la activación de una familia de proteasas
encargadas del desmantelamiento y la ejecución celular. Este grupo
de proteínas se conoce con el nombre genérico de caspasas; la letra
‘c’ representa el sitio catalítico de la proteasa compuesto de cisteína
y el radical ‘aspasa’ se refiere a su habilidad proteolítica para cortar
después del residuo de ácido aspártico. Las caspasas son sintetiza-
das como cimógenos (proteasas inactivas) y son activadas por la
acción de una cascada intracelular de proteasas. Cuando son acti-
vas, las caspasas cortan gran variedad de polipéptidos intracelulares
que incluyen elementos estructurales del citoplasma y del núcleo,
componentes de la maquinaria de reparación del ADN y un gran
número de proteínas cinasas. Las caspasas reconocen en las proteí-
nas diana un sitio específico de cuatro residuos aminoacídicos y
luego cortan obligatoriamente en el dominio C-terminal después
del ácido aspártico (XXXD). Estas proteasas, de acuerdo con los
sustratos sobre los que actúan, se han subdivido en tres grupos:
Grupo I (caspasa-1, -4, -5; sustrato WEHD o YVAD); Grupo II
(caspasa-2, -3, -7, -10; sustrato DEXD) y el Grupo III (caspasa-6,
-8, -9; sustrato (I,V,L)EXD) [18]. Las caspasas -11, -12, -13 no se
han clasificado aún. La detección de activación de las caspasas es
otro de los criterios para implicar la apoptosis como mecanismo de
muerte neuronal en tejido cerebral post mórtem.
LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER
La enfermedad de Alzheimer (EA) es la causa más común de de-
mencia en Estados Unidos [19] y en Colombia afecta a un grupo
familiar numeroso [20], con una estimación alarmante de indivi-
duos afectados en los próximos años, de aproximadamente 5.000 per-
sonas. Este trastorno neurodegenerativo se caracteriza por un dete-
rioro intelectual progresivo que involucra los procesos cognitivos
superiores como la pérdida de las funciones de la memoria, la ca-
pacidad de atención y de concentración, así como del lenguaje y
razonamiento.
La enfermedad se divide en siete estadios clínicos globales que
van desde una etapa normal (grado 1) hasta una etapa de demencia
grave (grado 7); a su vez, estos estadios se subdividen en 16 grados
de funcionalidad cognitiva y de comportamiento [21]. Neuropato-
lógicamente se caracteriza por atrofia cortical generalizada y mi-
croscópicamente, por la presencia de tres marcadores inconfundi-
bles: 1. Las placas seniles (PS), formadas esencialmente por depó-
sitos de beta amiloide de 1-42 amino ácidos (βA1-42); este pequeño
fragmento proteico es el resultado del procesamiento proteolítico
de la proteína precursora de β-amiloide (PPβA) por las α- β-
γ-secretasas (α- y γ- aún por identificar) [22]. 2. Los ovillos neuro-
fibrilares (ONF), compuestos por depósitos de la proteína hiperfos-
forilada tau (P-tau) [23], y 3. La pérdida neuronal, que excede el
50% en áreas cerebrales tales como el hipocampo [24] y el surco
superior del temporal [25]. La identificación inicial, por Alois Al-
zheimer en 1907, de placas y ovillos en la neocorteza y alocorteza
ha generado en la actualidad un debate entre dos conceptos, el β-ista
y el τ-ista, cada uno de los cuales avoca un papel causal en la pérdida
neuronal de la EA.
La hipótesis β-ista propone que el depósito de la placa de ami-
loide o el agregado parcialmente soluble del βA(1-42) dispara una
cascada neurotóxica, que sería el origen causal y determinante de la
neurodegeneración en la EA [26]. Esta hipótesis está respaldada por
estudios genéticos, en los cuales se demuestra que mutaciones en el
gen de la PPβA (cromosoma 21), en el gen de la presenilina-1 (PS-1,
cromosoma 14) y en el gen de presenilina-2 (PS-2, cromosoma 1)
aumentan significativamente la producción y depósito del βA(1-42)
[27-30]. A pesar de esta correlación genético-patológica, otros in-
vestigadores han debatido esta teoría principalmente porque no
existe una correlación entre las concentraciones y la distribución del
βA en el cerebro, y otras variables como el grado de demencia, la
pérdida de la sinapsis y la pérdida neuronal. Además, aún persisten
interrogantes sobre la toxicidad de los depósitos de βA in vivo [31].
Es más, la detección inusual de placas en forma de ‘copos de algo-
dón’ diferentes a las placas típicas ‘neuríticas de βA’ en cerebros de
pacientes provenientes de dos familias finlandesas con una deleción
en el exón 9 de la PS-1 (D9PS-1) desafía el papel otorgado a las
placas amiloide en la patogénesis de la demencia [32]. Sin embargo,
podría aportar información importante a esta controversia un ha-
llazgo reciente según el cual la inmunización con el βA-42 en rato-
nes transgénicos que sobreexpresan la forma de la proteína precur-
sora del amiloide (PPA) humana mutada, en la que se reemplaza una
valina por una fenilalanina en la posición 717, previene el desarrollo
y la formación de las placas de βA, la distrofia neurítica y la astro-
gliosis [33]. Más aún, en la actualidad, la hipótesis de que la acumu-
lación intracelular del βA(1-42) podría desempeñar un papel predo-
minante en la patología de la EA [34-36] reta la propuesta inicial de
toxicidad extracelular del βA. La pregunta central que debe resol-
verse en este momento es si el aumento intraneuronal del βA(1-42)
refleja simplemente un incremento en su producción y secreción
ampliando su neurotoxicidad extracelular, o si el βA(1-42) intra-
neuronal por sí mismo puede también dañar de forma directa la
neurona intracelularmente. Enconjunto, estas discrepancias sugie-
ren claramente hasta el momento la inexistencia de una evidencia
concluyente que compruebe el papel específico del βA en la EA.
Por otra parte, la hipótesis τ-ista propone que un desequilibrio
metabólico entre el proceso de fosforilación (cinasas)/desfosforila-
ción (fosfatasas) en las neuronas afectadas promueve la hiperfosfo-
rilación de la P-tau, inhibe su habilidad para favorecer la unión del
GTP a la β-tubulina, así como le confiere la capacidad de secuestrar
y agregar P-tau normal y las proteínas relacionadas con los micro-
túbulos 1-2 (PAM 1 y 2). Como resultado de estas interacciones, el
ensamblaje de los microtúbulos es desestabilizado y el transporte
funcional axoplásmico es seriamente comprometido. Estos eventos
moleculares conducen a una degeneración retrógrada y a la pérdida
de la sinapsis, las cuales, con el transcurrir del tiempo, inducen
muerte neuronal y demencia. De forma paralela, la P-tau se polime-
riza en ONF a partir de los filamentos helicoidales preformados y
estabilizados por glicosilación. Posteriormente, los ovillos son ubi-
quitinizados por el sistema de ubiquitinización no lisosomal, pero,
al parecer, esta degradación, si es que ocurre, es mínima. Destaca
M. JIMÉNEZ DEL RÍO, ET AL
854 REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
el hecho de que los ONF, unas estructuras inertes que ocupan gra-
dualmente el citoplasma neuronal, parecen ser el producto y no la
causa primera de neurodegeneración [23]. La comunidad científica
ha aceptado primordialmente esta hipótesis por su correlación sig-
nificativa entre la detección de numerosos ONF en la neocorteza y
alocorteza y el grado de demencia [37], así como por la presencia
de ONF en otros trastornos neurodegenerativos (demencia pugilís-
tica, demencia frontotemporal, enfermedad de Pick, demencia com-
pleja de parkinsonismo de Guam) con ausencia de placas βA [38].
Aunque los conceptos τ-ista y β-ista ofrecen explicaciones sa-
tisfactorias a los procesos de neurodegeneración en la EA, todavía
quedan algunas cuestiones por resolver: 1. ¿Cómo se explica la
presencia de placas de βA y ONF en cerebros seniles, en ausencia
de disfunciones cognitivas? [39]; 2. ¿Cómo explicar el hecho de
que neuronas con ONF intracelulares sobreviven más de 20 años
sin disfunción neuronal aparente? [40]; 3. ¿Cómo conciliar los
mecanismos de señalización celular que conducen a la hiperfosfo-
rilación anormal de la P-tau y su relación con la agregación y desa-
rrollo de las placas βA?; 4. ¿Cómo explicar el orden de causalidad
entre los marcadores patológicos -βA y τ-?, y 5. ¿Cúal es el primer
inductor involucrado en el proceso de muerte neuronal en la EA?
Independientemente del papel causal del βA o de la P-tau, hasta
el presente no se ha establecido un consenso general sobre el meca-
nismo de muerte neuronal en la EA. Ello se debe esencialmente a
que no se ha demostrado todavía la evidencia morfológica ultraes-
tructural definitiva y al empleo de la técnica de marcaje in situ
TUNEL como único criterio de muerte celular; dicha técnica ha
aportado resultados contradictorios, puesto que para algunos inves-
tigadores TUNEL identifica muerte celular por apoptosis [41-44],
mientras que para otros detecta muerte celular por necrosis [45,46].
En este sentido, recientemente hemos demostrado que la frag-
mentación del ADN, de acuerdo con la técnica de TUNEL, no es un
fenómeno generalizado en los cerebros de pacientes con EA porta-
dores de la mutación E280A (resultante de un cambio del ácido
glutámico por una alanina en el codón 280) en la PS-1. Efectiva-
mente, se observaron 10 de 48 secciones de cerebro marcadas
TUNEL positivo y ninguna presentó la morfología clásica de apop-
tosis [47]. Estos resultados confirman, una vez más, que un marca-
dor de TUNEL positivo no es por sí mismo un criterio suficiente que
evidencie muerte celular por apoptosis y que la fragmentación po-
dría indicar un proceso de muerte celular diferente a la apoptosis.
Con estas observaciones, es razonable preguntarse si la apopto-
sis como mecanismo de muerte ocurre durante la evolución –preclí-
nica (temprana) o clínica (tardía)– de la EA y si es posible su detec-
ción. En este sentido, Perry et al [48] proponen elegantemente que
un evento apoptótico a escala de una neurona en tejido cerebral es
poco probable de detectar. Estos investigadores fundamentan dicha
afirmación en la observación básica de que la apoptosis dispone de
un tiempo relativamente corto para su ejecución (16-24 horas);
asimismo, comparado con el curso crónico de evolución de la en-
fermedad, que presenta un promedio de 10 años, se esperaría que
menos de una neurona entre 4.000 podría estar activamente com-
prometida en apoptosis en cualquier momento de la enfermedad.
De hecho, el valor de 1/4.000 se deduce a partir de la suposición
de que la muerte apoptótica neuronal ocurre de forma exponencial
conforme a la formula W= A(B-x t), donde W es el número total de
neuronas después de un momento t, A es el número de neuronas
iniciales en un tiempo t, B representa la función exponencial (e) y
x representa la constante de muerte neuronal (células apoptóticas/
día). De acuerdo con esta fórmula –la cual consideramos que podría
reescribirse como W= Woe-x t para su mejor comprensión–, se espe-
raría la muerte de una neurona entre 4.000 por día para que en
10 años se observara una pérdida neuronal del 50% conforme a la
formula (Ln (0,5)/x= t). Esta aproximación matemática ha sido
confirmada en estudios inmunohistoquimicos realizados por Sta-
delman et al [49]. En su trabajo, estos autores demostraron inequí-
vocamente la activación de la caspasa-3 (considerada como una
etapa irreversible en el proceso de apoptosis) en un número reduci-
do de neuronas (1/1.100 y 5.000), que revelaron el espectro morfo-
lógico típico de apoptosis. En conclusión, puede asumirse que el
evento apoptótico en la EA tiene una frecuencia mínima, con un
valor de x entre 0,0002 y 0,0009.
Consideramos que, contrariamente a lo propuesto por Perry et
al [48], la apoptosis como mecanismo de muerte neuronal en la EA
podría ser un evento más frecuente de lo calculado, principalmente
porque todos los estudios publicados hasta hoy se han realizado en
tejidos post mórtem provenientes de pacientes en los estadios ter-
minales de la enfermedad [41-47,49]. En consecuencia, la teoría de
que la muerte neuronal ocurre de forma exponencial durante el
tiempo de evolución y la duración de la enfermedad no es comple-
tamente satisfactoria, ya que no explica la atrofia y el deterioro
neuronal en estadios tempranos de la enfermedad (disfunciones
cognitivas leves, estadio clínico 3), observados en estudios de ima-
gen por resonancia magnética (RM) [50], con una pérdida neuronal
hipocampal aproximada del 55-86% [51] y el 32% en la corteza
entorrinal [52]. Con esta información, se esperaría que el valor de
la constante x (rata apoptótica) fuera superior a 1/1.100 [49] en el
caso de disfunciones cognitivas leves (estadio 3). Por otra parte, es
destacable que las neuronas con marcadores apoptóticos (Par-4,
Bak, Bad, Bax, p53, c-Jun) o antiapoptóticos (bcl-2) [49 y sus
referencias, 53] reflejan más la ‘lucha molecular’ por la superviven-
cia neuronal que de muerte, y se aseguran la subsistencia neuronal
durante el período de evolución de la enfermedad hasta sus estadios
terminales (estadio 7: EA grave [21]). En conclusión, estas obser-
vaciones en conjunto sugieren que la constante de muerte neuronal
tiene un valor mayor en los estadios tempranos que en los estadios
tardíos de la EA. Como resultado, debería aplicarse una mejor es-
timación matemática, puesto que aún sobreviven el 50% de neuro-
nas en los cerebros de los enfermos. Por lo tanto, es sensato cues-
tionarse acerca de los mecanismos disponibles por estas neuronas
para sobrevivir frente a los insultos nocivos a las que son sometidas
en esta enfermedad crónica.
A partir de las consideraciones anteriores y las evidencias ac-
tualmente disponibles, en este artículo proponemos un escenariohipotético que explicaría la correlación entre la gravedad clínica de
la EA (PS-1 E280A) y la pérdida del volumen neuronal de la región
alocortical [51] y neocortical [54] cerebral. En el momento de la
aparición de la disfunción cognitiva leve, puede suponerse que el
incremento intracelular [34-36,55] o extracelular [56] del βA(1-42)
destruye un porcentaje importante de neuronas funcionales y vulne-
rables por apoptosis; ello contribuye a la reducción significativa del
volumen de algunas regiones cerebrales anatómicamente específi-
cas como el hipocampo, donde, de acuerdo con los cálculos reali-
zados por Bobinski et al [51], la pérdida neuronal en los sectores
CA1, CA2, CA3, CA4 del cuerno de Ammón corresponden al 86,
75, 53 y 55%, respectivamente, y en la corteza entorrinal correspon-
den a un 32% de reducción neuronal [52].
En el período de duración de la enfermedad (7-10 años), una
población W de neuronas sobreviven a la citotoxicidad del βA,
gracias a su capacidad para montar un mecanismo eficaz de defensa
antiapoptótico [57]. Durante este tiempo, sin embargo, los insultos
relacionados con el fragmento de βA como el estrés oxidativo [58],
ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
855REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
las reacciones de inflamación crónica como la activación de la
microglía, la liberación de citocinas, el infiltrado linfocitario y la
activación de la cascada clásica del complemento [59], son tan
agresivos que finalmente las neuronas sucumben por necrosis, de-
tectada y observada de acuerdo con los criterios de fragmentación
del ADN [45,46] y de ultraestructura [60]. Destaca el hecho de que,
aunque la patología neurofibrilar (P-tau/filamentos helicoidales/
ONF) es un factor etiológico en la pérdida neuronal del complejo
hipocampal y de la neocorteza de los pacientes con EA, su relación
e interacción exacta con el βA y las mutaciones en las PS-1 y
PS-2 están aún por establecerse.
En conclusión, se han aportado numerosas evidencias bioquí-
micas in situ provenientes de tejido cerebral post mórtem que sugie-
ren a la apoptosis como el mecanismo de muerte neuronal con una
frecuencia mínima, lo cual refleja que es un evento relativamente
raro. Sin embargo, este concepto debe reevaluarse de acuerdo con
la información experimental aportada por la resonancia magnética
(RM) [50] y por la observación de que las neuronas genéticamente
vulnerables acumulan βA(1-42) intraneuronal (detectada por inmu-
nohistoquímica), precediendo a los depósitos de placas y ONF. Ello
implica que la acumulación intraneuronal de βA podría ser un even-
to de disfunción neuronal temprana [34]. Por otra parte, no se ha
demostrado convincentemente mediante criterios morfológicos
ultraestructurales que la apoptosis sea el mecanismo activo en este
trastorno. En nuestra opinión, las investigaciones futuras deberían
concentrarse en tratar de esclarecer la correlación entre el depósito
de βA intra/extraneuronal, la formación de ONF y la pérdida neu-
ronal durante el curso clínico de la enfermedad, no sólo por sus
implicaciones biológicas, sino también por su importancia en los
futuros ensayos terapéuticos que pudieran detener o retardar el avance
de la EA [61].
LA ENFERMEDAD DE PARKINSON
La enfermedad de Parkinson (EP), descrita inicialmente por James
Parkinson en 1817, es el segundo trastorno neurodegenerativo más
común después de la EA, con una prevalencia del 2% entre los
individuos mayores de 65 años en Estados Unidos [62] y en Colom-
bia afecta a 4,7/1.000 individuos [63]. La EP se caracteriza clínica-
mente por temblor rítmico, rigidez muscular, disminución de la
habilidad para iniciar movimientos (bradicinesia), inestabilidad en la
postura, encogimiento de la escritura [64] y manifestaciones secun-
darias como demencia [65]; y patológicamente, por la presencia de
inclusiones eosinofílicas con un halo hialino intraneuronal denomi-
nados cuerpos de Lewy (constituidos por proteínas neurofilamento-
sas que han sufrido alteraciones metabólicas de fosforilación, ubiqui-
tinización, proteólisis y polimerización) y por la pérdida neuronal
selectiva en la sustancia nigra de la zona pars compacta (SNpc) [66].
La región de la SNpc contiene aproximadamente 450.000 neu-
ronas dopaminérgicas [67] y la pérdida del 50-70% de esta pobla-
ción neuronal es la base de la enfermedad y el problema fundamen-
tal en la EP. Durante los últimos años, estudios en tejidos post
mórtem han aportado datos importantes que podrían implicar a la
apoptosis como mecanismo de muerte en la sustancia nigra. Debe-
mos destacar que las comunicaciones iniciales sobre la detección de
fragmentación del ADN por TUNEL o ISEL han mostrado resulta-
dos controvertidos. Mochizuki et al [68] identificaron el marcaje
TUNEL positivo como apoptosis en la sustancia nigra, mientras
que los estudios realizados por el grupo de Kosel [69] no revelaron
morfología nuclear apoptótica. Tatton et al [70] aportaron nuevas
evidencias que confirman la correlación entre núcleos ISEL posi-
tivos y la condensación de la cromatina nuclear indicativa de apop-
tosis. Estos resultados se obtuvieron mediante el desarrollo de un
método de doble marcaje por fluorescencia con ISEL en combina-
ción con el fluorocromo de cianina dimérico YOYO-1, el cual se
intercala en el ADN y muestra la estructura detallada del ADN nu-
clear en el microscopio de láser y el análisis de imagen. Adicional-
mente, el grupo de Tompkins [71] demostró ultraestructuralmente
morfología apoptótica en la sustancia nigra de pacientes con EP.
A pesar de estas observaciones, estudios inmunohistoquímicos
efectuados por el grupo de Wullner [72] no manifestaron cambios
significativos ni en la expresión de las proteínas reguladoras de
apoptosis (Bcl-2, Bax, Bcl-x) ni morfología apoptótica (de acuerdo
con ISEL) en neuronas de la sustancia nigra provenientes de tres
pacientes con EP. Por otra parte, la detección de la expresión cas-
pasa-3 demostró una correlación positiva entre el grado de pérdida
de neuronas dopaminérgicas y el porcentaje de neuronas caspasa-3
positivas en la sustancia nigra comparada con controles. Estos re-
sultados sugieren que las neuronas que expresan la caspasa-3 son
más sensibles al proceso patológico que aquellas que no la mani-
fiestan, así como que su activación precede a la apoptosis y no es la
consecuencia de muerte por ésta [73]. En resumen, hasta el momen-
to no existe una clara correlación entre las evidencias morfológicas
y bioquímicas de muerte neuronal por apoptosis en la EP.
Con estas consideraciones, es pertinente preguntarse si la apop-
tosis como mecanismo de muerte podría ocurrir durante el curso
preclínico o clínico de la EP. Gracias a la técnica de imagen funcio-
nal denominada tomografía por emisión de positrones (PET), es
posible determinar la función de las neuronas dopaminérgicas en la
sustancia nigra y del estriado in vivo. Con este instrumento de
medición, y asumiendo una relación lineal entre la disminución de
la captación del compuesto marcado [18F]dopa en la región del
putamen y la duración de la enfermedad, Morrish et al [74] lograron
estimar un tiempo de evolución preclínica para la EP de 6±3 años
y demostraron que los síntomas clínicos comienzan después de la
pérdida del 30% en la función de las neuronas dopaminérgicas
terminales. De hecho, la reducción en la capacidad de almacena-
miento del [18F]dopa progresa de manera no lineal. Los pacientes
con EP de inicio temprano (duración clínica inferior a dos años)
presentaron una ratio de pérdida neuronal Ki en el putamen cuatro
veces mayor que aquellos casos con la EP avanzada. Estos resulta-
dos sugieren que la muerte neuronal tiene, al menos, dos constantes
de muerte celular en la EP: una acelerada, que cursa con el inicio
(temprano) preclínico de la enfermedad y que corresponde, proba-
blemente, al deterioro (¿por apoptosis?) de la población neuronal
susceptible; y una lenta que cursa con la evolución clínica de la
enfermedad. Por lo tanto, es razonable asumir que la detección de
apoptosis en tejido post mórtem es difícil.La(s) causa(s) primaria(s) de la degeneración selectiva de las
neuronas nigroestriadas en la EP continúa siendo un enigma. Sin
embargo, se ha propuesto a los factores genéticos y medio ambien-
tales como agentes etiológicos de la enfermedad. Aunque la gran
mayoría de los pacientes son esporádicos, en la actualidad se han
logrado detectar tres genes comprometidos en la etiología de la EP
en un pequeño grupo de afectados. Inicialmente, Polymeropoulos
et al [75] comunicaron la primera mutación en el gen de la
α-sinucleína ligada al cromosoma 4, locus PARK-1 autosómico
dominante; con posterioridad, el grupo de Kitada [76] identificó una
mutación en el gen de la parkina localizado en el cromosoma 6,
locus PARK-2, causante de un parkinsonismo autosómico recesi-
vo, y en el mismo año, Gasser et al [77] hallaron otro gen localizado
en el cromosoma 2, PARK-3 responsable de un parkinsonismo
M. JIMÉNEZ DEL RÍO, ET AL
856 REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
autosómico dominante. Es de notar que PARK-1 (α-sinucleína) y
PARK-3 presentan un parkinsonismo con cuerpos de Lewy. Ac-
tualmente, la cuestión fundamental es determinar cuáles son las
funciones normales de estas proteínas y de qué manera sus mutacio-
nes alteran selectivamente el metabolismo neuronal de la sustancia
nigra estimulando su muerte celular.
Durante los últimos años, se han publicado trabajos que argu-
mentan a favor de los factores ambientales como causantes de la EP
esporádica. Estudios en tejidos post mórtem han mostrado resulta-
dos de alteraciones o daños oxidativos en lípidos, proteínas y ADN,
que respaldan la hipótesis del ‘estrés oxidativo’ (incremento en la
producción de agentes prooxidantes y/o baja capacidad de los
mecanismos de defensa antioxidantes intraneuronales) como me-
diador principal de muerte neuronal [78]. En este sentido, Jenner y
Olanow [79] proponen una hipótesis que explica, en una serie de
eventos secuenciales, la posible causa de neurodegeneración de la
sustancia nigra en la EP familiar y esporádica. Básicamente, esta
hipótesis se basa en que una variedad de insultos tóxicos o defectos
genéticos podrían conducir a una producción de proteínas oxidadas
o anormales particularmente en la SNpc, las cuales servirían como
inductoras de apoptosis neuronal. Por ejemplo, la α-sinucleína mu-
tada se acumularía en agregados, debido a su tendencia a autoagregar-
se, e impediría ser procesada por los proteosomas (proceso de ubiqui-
tinización y degradación de proteínas). Alternativamente, el daño
oxidativo o una alteración en las funciones del proteosoma podrían
debilitar la función de degradación proteolítica de la α-sinucleína no
mutada y de otras proteínas modificadas. Por lo tanto, si la proteólisis
es continuamente alterada por estrés oxidativo, se esperaría que las
proteínas oxidadas se acumularan formando agregados, los cuales
conducirían eventualmente a muerte neuronal.
Actualmente, nuestro grupo de investigación ha propuesto un
modelo molecular unificado que explica la cascada de eventos
moleculares de muerte celular inducidos por la acción sinergética
entre la dopamina y el hierro (Fe2+) en la EP [80]. Este modelo se
basa en evidencias experimentales acumuladas durante los últimos
años y propone que la oxidación de la dopamina por el hierro induce
la oxidación y polimerización de proteínas (actina, tubulina) y la
producción de H2O2. Este último compuesto actúa de forma directa
como segundo mensajero de activación de cinasas relacionadas con
el estrés oxidativo y, subsiguientemente, activa factores de trascrip-
ción vinculados a proteínas pro-apoptóticas que conducen, final-
mente, a muerte neuronal por apoptosis.
En conclusión, las evidencias morfológicas y bioquímicas apor-
tadas hasta el momento son aún controvertidas e insuficientes para
determinar si la muerte por apoptosis desempeña un papel impor-
tante en la EP [81]. Por lo tanto, consideramos que estudios exhaus-
tivos en tejidos post mórtem que involucren un mayor número de
pacientes con la EP esporádica y/o familiar contribuirían a dilucidar
el tipo de muerte en este síndrome multifactorial. Es evidente que
el descubrimiento de la relación entre las causas genéticas-medio
ambientales y el tipo de muerte neuronal es prioritario porque apor-
taría información esencial para la identificación y el diseño de es-
trategias terapéuticas en el tratamiento de la EP [82], con un gran
impacto en la mejora de la calidad de vida de los pacientes.
ENFERMEDAD DE HUNTINGTON
La enfermedad de Huntington (EH), descrita por primera vez por
George Huntington en 1872, afecta a un promedio de 30.000 per-
sonas en Estados Unidos y a un núcleo familiar importante en
Colombia [83]. Esta enfermedad se caracteriza clínicamente por
presentar síntomas que afectan a: 1. Las funciones cognitivas, ya
que en un principio se produce la disminución progresiva de los
procesos intelectuales y de flexibilidad mental que conducen final-
mente a una demencia grave; 2. Emocionales, esencialmente con
cambios de personalidad y comportamiento maníaco-depresivo,
y 3. Las funciones motoras, síntomas caracterizados por presentar
movimientos involuntarios coreáticos, es decir, movimientos rápi-
dos e incontrolados de los miembros inferiores y movimientos in-
voluntarios de los músculos proximales de la cintura simulando una
danza. Neuropatológicamente, la EH se caracteriza por una pérdida
selectiva neuronal de los ganglios basales, en especial, del cuerpo
estriado (núcleo caudado y putamen), y por astrogliosis grave [84,85].
Gracias a los esfuerzos del grupo de investigadores liderados
por Negrete, Wexler y Gusella (1983-1993), se logró identificar, en
1993, un gen localizado en el cromosoma 4 responsable de la pato-
logía de la EH (Véase Miller [86] para una descripción histórica).
La mutación produce una expansión repetitiva e inestable del trinu-
cleótido CAG (entre 37-120 repeticiones) que codifica para una
poliglutamina (poliQ) en la región codificadora del gen (específica-
mente en el exón 1 de 67). El producto de este gen se conoce como
huntingtina y se compone aproximadamente de 3.140 amino áci-
dos, dependiendo del número de repeticiones [87]. De hecho, el
número de las glutaminas en la huntingtina es uno de los factores
que determina la edad de inicio de la enfermedad, y se ha sugerido
que por cada Q extra se disminuye 18 meses el promedio de la edad
de inicio de los síntomas de la enfermedad; es decir, a mayor número
de Q, menor es la edad de aparición de la enfermedad.
En la actualidad, la EH se identifica como una enfermedad
neurodegenerativa progresiva autosómica dominante. A pesar de la
amplia distribución de la huntingtina en todo el organismo, su fun-
ción fisiológica normal es aún desconocida y su papel en la muerte
neuronal debe establecerse todavía.
Portella-Cailliau et al [88], por medio de la técnica TUNEL,
mostraron que un reducido número de neuronas del putamen, glo-
bus pallidus, caudado y células de la glía presentan una reacción
TUNEL positiva. Otros estudios han encontrado resultados simila-
res [89,90]. Adicionalmente, sea demostrado una correlación posi-
tiva entre el número de repeticiones de CAG y el grado de fragmen-
tación nuclear mediante el análisis de fragmentación del ADN [91].
En estas investigaciones destaca el hecho de que la prueba de TUNEL
positiva se haya interpretado como apoptosis en EH. Sin embargo,
la evidencia morfológica de apoptosis no se ha demostrado hasta el
momento; es más, los estudios bioquímicos son escasos.
La EH es un trastorno neurodegenerativo hereditario cuya cau-
sa es aún desconocida. Hasta el momento, se han propuesto varias
hipótesis que explican la pérdida selectiva neuronal del neoestria-
do, tales como la hipótesis de exocitotoxicidad directa, el estrés
oxidativo, la disfunción mitocondrial y la citotoxicidad de la dopa-
mina [85,92,93]. La teoría que ha recibido mayor atención en nues-
tros días propone que la proteína huntingtina con largos fragmentos
de poliQ podría sufrir cambios en su formación estructural hacia
giros tipoβ estabilizados por puentes de hidrógeno. En efecto, estos
complejos proteicos podrían actuar como un núcleo de agregación
en el citoplasma y, por ende, desestabilizar el metabolismo neuro-
nal [94]. No obstante, la contribución de estos agregados de hun-
tingtina en la patogénesis de la EH no está claramente determinada.
Además, queda por resolver el motivo por el cual las neuronas del
estriado son selectivamente vulnerables, mientras que otras neuro-
nas que también expresan esta proteína (neuronas del hipocampo)
no resultan afectadas, así como por qué tarda tanto tiempo
(10-15 años) en presentarse la patología de la enfermedad.
ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
857REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
ENFERMEDAD DE WILSON
La enfermedad de Wilson, descrita por Samuel Alexander Kinnier
Wilson en 1912, es un trastorno hereditario autosómico recesivo en
individuos que presentan alteraciones en la excreción normal del
cobre hepático, de manera que se produce la acumulación tóxica de
este metal en el hígado, cerebro y otros órganos [95]. Su prevalencia
en todo el mundo es de aproximadamente 1/35.000 y en Colombia
afecta a un grupo familiar importante del departamento de Antio-
quia [96]. Esta enfermedad es una de las pocas entidades degenera-
tivas que comprometen daños hepáticos graves, neurológicos y/o
psiquiátricos. Neuropatológicamente, la EW se caracteriza por una
vulnerabilidad selectiva de la materia gris que compromete no sólo
al núcleo lenticular (globus pallidus y putamen), sino también a los
ganglios basales, la corteza cerebral, el núcleo dentado y el pons
[97]. Por tal motivo, algunos autores prefieren emplear el término
‘distrofia hepatocerebral’ o ‘degeneración hepatocerebral’ en sus-
titución de ‘degeneración hepatolenticular’. Macroscópicamente,
el cerebro no presenta anormalidades externas; sin embargo, mi-
croscópicamente, la EW se caracteriza por pérdida neuronal acom-
pañada por una anormalidad morfológica generalizada de las célu-
las gliales, principalmente, de los astrocitos. Estas células se
denomina astrocitos de Alzheimer tipo I (astrocitos fibrilares anor-
males, raramente observados, que presentan núcleos hipercromáti-
cos y cuerpos celulares alargados, e inmunohistoquímicamente son
GFAP –Glial Fibrillary Acidic Protein positivos– y MT –metalo-
proteína negativos–), y astrocitos de Alzheimer tipo II (astrocitos
protoplásmicos anormales, frecuentemente observados, que pre-
sentan núcleos vesiculares pálidos, con masa citoplásmica peque-
ña, GFAP negativos, MT-plasmática positivos y MT-nuclear nega-
tivos). Es destacable que la prueba MT positiva en las células de
Alzheimer tipo II sugiere que el cobre se acumula especialmente en
el protoplasma de estas células gliales, así como que, además, no se
han comunicado procesos inflamatorios cerebrales relacionados
con esta enfermedad [97].
El gen responsable de la EW fue localizado e identificado en el
cromosoma 13 (13q.14.3) en 1993, por tres grupos de investigado-
res independientes [98-100]. Este gen, designado como ATP-7B,
está organizado en 21 exones y codifica para una proteína defectuo-
sa ATPasa tipo P, cuya función es transportar el ion cobre en el
hígado. La ATPasa tipo P presenta un peso molecular de 159 kDa
y funcionalmente está constituida por seis sitios de unión del cobre
(GMXCXSC) en el segmento N-terminal, ocho dominios trans-
membranales (Tm 1-8), dos secuencias únicas (CPC y SEHPL) que
constituyen el sitio de unión del metal, un sitio de fosforilación
(DKTGT) con un residuo de ácido aspártico conservado, una se-
cuencia (TGEA) localizada en la estructura conformacional del asa,
una secuencia (TGDN) en el dominio de unión del ATP y la secuen-
cia AMVGDGVND que conecta el dominio de unión del ATP al
segmento transmembranal responsable de la unión del ion y su
translocación [98]. Esta proteína se localiza principalmente en el
hígado y en los riñones [98], lo cual explica que una disfunción de
la ATPasa tipo P reduzca la eliminación del exceso de cobre del
hepatocito en la bilis o prevenga la unión del cobre a la precerulo-
plasmina para formar la ceruloplasmina.
Hasta el presente, se han identificado, entre otras, más de
100 mutaciones sin sentido, deleciones, inserciones y cambio de
lectura del código [101-103 y sus referencias]. Se ha demostrado
que la frecuencia de estas mutaciones es altamente heterogénea
con intervalos menores del 1-37% [102]. Ciertas mutaciones iden-
tificadas hasta ahora son específicas para algunas poblaciones,
mientras que otras son comunes. Por ejemplo, la mutación
His1069Gln (sustitución de una histidina por una glutamina en el
codón 1069) se presenta con una frecuencia elevada en poblacio-
nes de origen americano, ruso, alemán, francés, inglés, italiano,
turco, albano y holandés (referidos en [102]) y no se halla en la
población taiwanesa [103] ni japonesa [104], en las cuales aparece
la mutación Arg778Leu o Arg778Gln.
A diferencia de las entidades anteriormente descritas en este
artículo, la EW tiene un tratamiento eficaz que evita el progresivo
daño hepatocerebral producido por las altas concentraciones del ión
cobre. Dicho tratamiento consiste en la eliminación de los depósitos
de cobre y libre circulante en la sangre con el quelante penicilamina
[105] o con los antagonistas: acetato de zinc y tetramolibdato [106]
(ambos compuestos son eficaces y presentan efectos secundarios de
toxicidad menores que la penicilamina). Curiosamente, se descono-
ce la relación exacta entre las mutaciones de la ATP-7B y la pato-
génesis de la enfermedad. Es más, las publicaciones sobre este tema
no contienen –según nuestro conocimiento– información sobre el
tipo de muerte neuronal en tejido de cerebro post mórtem ni el
mecanismo de citotoxicidad del cobre en esta enfermedad.
Estas cuatro entidades son enfermedades neurodegenerativas
que se presentan en todo el mundo, independiente de las diferencias
demográficas, climáticas, alimenticias, de bagaje sociocultural o
nivel de industrialización, lo cual sugiere que los factores de riesgo
para estas entidades son universales. Estos trastornos neurológicos
son heterogéneos y se caracterizan por una pérdida selectiva y simé-
trica de las neuronas motoras, sensoriales o de los sistemas cogni-
tivos, con manifestación crónica y progresiva.
Los estudios realizados hasta el presente en tejidos post mórtem
sugieren que las enfermedades neurodegenerativas comparten al-
gunas características bioquímicas (agregación de proteínas como la
βA, α-sinucleína, huntingtina; activación de caspasas), a pesar de
sus diferencias particulares de vulnerabilidad y selectividad en las
regiones afectadas. Por otra parte, puede concluirse que no existe
hasta el presente un consenso generalizado para implicar formal-
mente a la apoptosis como el mecanismo de muerte neuronal en el
proceso de neurodegeneración, ya que las evidencias morfológicas y
bioquímicas son insuficientes y contradictorias. Es más, la contribu-
ción de las proteínas mutadas o alteradas metabólicamente –ya sea
por causas genéticas o ambientales– en la pérdida neuronal selectiva
de estos trastornos no ha sido aún completamente establecida.
Por lo tanto, el reto científico actual es determinar el tipo de
muerte neuronal (¿por apoptosis?) y las implicaciones de las inter-
acciones moleculares de las proteínas mutadas en las neuronas afec-
tadas. La identificación de los aspectos moleculares podría propor-
cionar nuevas estrategias para el diseño de tratamientos que inhiban
o prevengan el desarrollo de las enfermedades neurodegenerativas
en los individuos afectados.
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ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
859REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
LA APOPTOSIS EN LAS ENFERMEDADES
NEURODEGENERATIVAS: EVIDENCIAS Y CONTROVERSIAS
Resumen. Objetivos. En este artículo, los autores analizan críticamente
las evidencias morfológicas y bioquímicas de muerte por apoptosis en
tejido cerebral post mórtem de las enfermedades neurodegenerativas de
Alzheimer, de Parkinson, de Huntington y de Wilson. Desarrollo. Du-
rante los últimos años, la apoptosis se ha postulado como el tipo de
muerte neuronal responsable del proceso de neurodegeneración en
estos trastornos neurológicos heterogéneos, crónicos y progresivos, los
cuales se caracterizan por la pérdida selectiva y simétrica de las neuro-
A APOPTOSE NAS DOENÇAS NEURODEGENERATIVAS:
EVIDÊNCIAS E CONTROVÉRSIAS
Resumo. Objectivos. Neste artigo, os autores analisam, de forma
crítica, as evidências morfológicas e bioquímicas da morte por apop-
tos em tecido cerebral post mortem das doenças neurodegenerativas
de Alzheimer, de Parkinson, de Huntington e de Wilson. Desenvol-
vimento. Durante os últimos anos, postulou-se a apoptose, como
sendo o tipo de morte neuronal resposnável pelo processo de neuro-
degenerescência nestas últimas perturbações neurológicas hetero-
géneas, crónicas e progressivas, caracterizadas pela perda selectiva
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M. JIMÉNEZ DEL RÍO, ET AL
860 REV NEUROL 2001; 32 (9): 851-860
nas motoras, sensoriales y de los sistemas cognitivos. Con respecto al
mecanismo de muerte neuronal y la contribución de las proteínas mu-
tadas o alteradas metabólicamente, tales como la βA, la P-tau, la
α-sinucleína, la parkina, la huntingtina y la ATP-7B en la patogénesis
de estos trastornos, todavía no se han establecido. Conclusiones. Con-
sideramos que las evidencias morfológicas (p. ej., la fragmentación del
ADN sin la observación de la morfología clásica apoptótica) y bioquí-
micas son insuficientes y contradictorias para implicar formalmente a
la apoptosis como el mecanismo de muerte neuronal en estos trastornos
neurológicos. Por lo tanto, el esclarecimiento de los mecanismos mole-
culares de muerte neuronal (¿por apoptosis?) aportaría información
esencial en el diseño de estrategias terapéuticas que retrasen o preven-
gan el curso de las enfermedades neurodegenerativas en los individuos
afectados. [REV NEUROL 2001; 32: 851-60]
Palabras clave. Apoptosis. Enfermedad de Alzheimer. Enfermedad
de Huntington. Enfermedad de Parkinson. Enfermedad de Wilson.
Enfermedades neurodegenerativas.
e simétrica dos neurónios motores, sensitivos e dos sistemas cogni-
tivos. O mecanismo de morte neuronal e o contributo das proteínas
mutadas ou alteradas metabolicamente, tais como a βA, a P-tau, a
α-sinucleína, a parkina, a huntingtina, a ATPase-7B, na patogénese
destas perturbações, não estão esclarecidos. Conclusões. Conside-
ramos que as evidências morfológicas (p. ex. a fragmentação do
ADN sem a observação da morfologia clássica apoptótica) e bioquí-
micas são insuficientes e contraditórias para implicar formalmente
a apoptose como o mecanismo de morte neuronal nestas doenças
neurológicas. Portanto, o esclarecimento dos mecamismos molecu-
lares de morte neuronal (por apoptose?) contribuiriam com infor-
mação essencial no desenho de estratégias terapêuticas que atrasem
ou previnem o curso das doenças neurodegenerativas nos indivíduos
afectados. [REV NEUROL 2001; 32: 851-60]
Palavras chave. Apoptose. Doença de Alzheimer. Doença de Hun-
tington. Doença de Parkinson. Doença de Wilson. Doenças neuro-
degenerativas.
View publication stats
https://www.researchgate.net/publication/11916577