miniatura|dereita|Microglía/Macrófago. Forma activada dun córtex de rata despois dunha lesión cerebral traumática (lactinas marcadas con HRP). A microglía (ou células de Hortega) está formada por macrófagos residentes no encéfalo e medula espiñal, que actúan como primeira liña de defensa inmunitaria activa no sistema nervioso central. Aínda que forman parte do tecido glial a súa orixe é diferente, xa que derivan de células hematopoéticas da medula ósea. A microglía constitúe o 20% do total das células do tecido glial no cerebro.Lawson, L J , Perry, V H , and Gordon, S (1992) Turnover of resident microglia in the normal adult mouse brain. Neuroscience 48, 405-415 A microglía (e os astrocitos) están distribuídos en grandes rexións non solapadas do sistema nervioso central. A microglía está constantemente limpando o sistema nervioso central de placas (depósitos extracelulares), neuronas danadas, e axentes infecciosos. O sistema nervioso central considérase "inmunoprivilexiado" porque está separado do resto do corpo por células endoteliais que forman a barreira hematoencefálica, que impide que a maioría das infeccións cheguen ao vulnerable tecido nervioso. Cando os axentes infecciosos dalgunha maneira conseguen atravesar esa barreira, as células microgliais deben reaccionar rapidamente para faceren diminuír a inflamación e destruíren os axentes infecciosos antes de que produzan danos no sensible tecido neural. Debido a que alí non se dispón de anticorpos procedentes do resto do coropo (a maioría dos anticorpos son demasiado grandes como para poderen atravesar a barreira hematoencefálica), a microglía debe poder recoñecer corpos estraños, fagocitalos, e actuar como células presentadoras do antíxeno activando as células T. Como este proceso debe realizarse con rapidez para impedir posibles danos fatais, a microglía é extremadamente sensible mesmo a pequenos cambios patolóxicos no sistema nervioso central. Teñen esta sensibilidade en parte porque teñen canles de potasio exclusivas que responden ata a pequenos cambios na concentración de potasio extracelular.
Orixe As células microgliais diferéncianse na medula ósea a partir de células nai hematopoéticas, que son as células proxenitoras de todas as células sanguíneas, que forman macrófagos que xa se instalan no sistema nervioso durante o desenvolvemento embrionarioPont-Lezica L, Béchade C, Belarif-Cantaut Y, Pascual O, Bessis A. Physiological roles of microglia during development. J. Neurochem. 2011 Dec;119(5):901-8. doi: 10.1111/j.1471-4159.2011.07504.x. PMID21951310 . Durante a hematopoese, algunhas destas células nai diferéncianse en monocitos e viaxan desde a medula ósea ao cerebro, onde se establecen e despois diferéncianse na microglía.
Os monocitos poden tamén diferenciarse en células dendríticas mieloides e macrófagos no sistema nervioso periférico. Igual cós macrófagos do resto do corpo, a microglía utiliza mecanismos fagocíticos e citotóxicos para destruír os materiais estraños. A microglía e os macrófagos contribúen á resposta inmune actuando tamén como células presentadoras do antíxeno, e promovendo os mecanismos inflamatorios e homeostáticos no corpo segregando citocinas e outras moléculas sinalizadoras.
Na súa forma inactiva, a microglía carece das proteínas de membrana MHC de clase I/MHC de clase II (do complexo maior de histocompatibilidade), IFN-γ citocinas, antíxenos CD45, e outros receptores de superficie requiridos para actuar como presentadores de antíxenos, fagocitos, e citotóxicos, funcións que caracterizan aos macrófagos normais. A microglía tamén difire dos macrófagos en que está regulada moi estreitamente, tanto espacial coma temporalmente para exercer unha resposta inmunitaria precisa.
Outra diferenza entre a microglía e outras células que se diferencian a partir de células proxenitoras mieloides é o grao de reposición das células. Os macrófagos e as células dendríticas están sendo usadas constantemente e substituídas por células proxenitoras mieloides, que se diferencian no tipo de célula necesario. Debido á presenza da barreira hematoencefálica, é difícil substituír a microglía constantemente, polo que a microglía mantén o seu status quo en estado quiescente, e despois, cando se activan, proliferan rapidamente para manter o seu número alto. Porén, estudos con quimeras óseas mostraron que en casos de infección importante a barreira hematoencefálica se debilita, e a microglía é substituída por células proxenitoras mieloides da medula ósea e outros macrófagos. Unha vez que a infección diminúe restablécese a desconexión entre os sistemas nerviosos periférico e central e só a microglía está presente para o período de recuperación e recrecemento.
Historia A capacidade de ver e caracterizar as diferentes células do tecido nervioso incluíndo a microglía empezou en 1880 cando Franz Nissl desenvolveu a tinguidura de Nissl. Franz Nissl e F. Robertson foron os primeiros en describir as células da microglía. Os estudos feitos coas técnicas de tinguidura de 1880 xa indicaron que a microglía estaba relacionada cos macrófagos. A activación da microglía e a formación de agrupamentos de células de microglía ramificados foi descuberto por Victor Babeş ao estudar un caso de rabia en 1897. Babeş decatouse de que estes agrupamentos de células se podían encontrar en varias infeccións virais cerebrais pero non sabía que se trataba de células de microglía. Pío del Río Hortega, un estudante de Santiago Ramón y Cajal, foi o que acuñou o termo "microglia" en 1920. El caracterizou a resposta microglial ás lesións cerebrais en 1927 e detectou as "fontes de microglia" presentes no corpo caloso e outras áreas de materia branca perinatal en 1932. Despois de moitos anos de investigación, del Río Hortega acabou por considerarse o "pai da microglía." Durante un longo período fixéronse poucos avances no coñecemento da microglía. Despois, en 1988, Hickey e Kimura demostraron que as células perivasculares microgliais derivaban de células da medula ósea, e expresaban altos niveis de proteínas MHC de clase II (complexo maior de histocompatibilidade =CMH =MHC en inglés e máis usado) utilizadas para a presentación do antíxeno. Isto confirmaba o postulado de Pío del Río Hortega de que as células da microglía funcionaban de forma similar aos macrófagos realizando a fagocitose e a presentación de antíxenos. As células da microglía tamén se chaman células de Hortega en honra deste investigador.
Tipos As células de microglía son moi plásticas, e sofren diversos cambios estruturais baseados na súa localización e función que están a exercer. Este nivel de plasticidade requírese para que realicen unha gran variedade de funcións inmunolóxicas, e mainteñan a homeostase no cerebro. Se a microglía non puidese facer isto, sería necesario que fose substituída regularmente por macrófagos procedentes doutro lugar, e non sería posible unha resposta inmunitaria rápida no sistema nervioso central.
Ameboide Esta forma de célula microglial atópase principalmente nas áreas de materia branca perinatal do corpo caloso coñecidas como "fontes de microglía." Esta forma permite que a microglía teña liberdade de movementos polo tecido nervioso, o que lles permite exercer a súa función de célula limpadora. A microglía ameboide pode fagocitar refugallos celulares, pero non desempeña funcións na presentación de antíxenos e inflamación da microglía activada. A microglía ameboide é especialmente abundante durante o desenvolvemento e reconexión do cerebro, cando hai grandes cantidades de refugallos celulares e células en apoptose que eliminar.
Ramificada Esta forma de célula microglial encóntrase xeralmente en lugares estratéxicos de todo o encéfalo e medula espiñal cando non hai material alleo ou células mortas que eliminar. É unha forma en "repouso" da microglía composta por células cun pequeno corpo celular e longos procesos ramificados. A diferenza das formas ameboides da microglía, o corpo celular das formas ramificadas permanece inmóbil, pero as súas prolongacións ramificadas están movéndose constantemente e vixiando a área circundante. As ramificacións son moi sensibles a pequenos cambios nas condicións fisiolóxicas e para observalas in vitro requiren condicións de cultivo moi específicas. A diferenza da microglía activada ou ameboide, a microglía ramificada non pode fagocitar células e mostra poucas ou ningunha inmunomoléculas. Estas inclúen as proteínas MHC das clases I/II (complexo maior de histocompatibilidade = CMH = MHC), que normalmente utilizan os macrófagos e células dendríticas para presentas os antíxenos ás células T, e como resultado, a microglía ramificada funciona moi mal como presentadora de antíxenos. O propósito deste estado celular é manter dispoñible un nivel constante de microglía para detectar e loitar contra as infeccións, mentres manteñen un medio inmunoloxicamente silencioso.
Activada Non fagocítica Este estado en realidade forma parte da resposta graduada da microglía que pasa do seu estado ramificado ao seu estado completamente activo e fagocítico. A microglía pode ser activda por varios factores como: agonistas do receptor do glutamato, citocinas proinflamatorias, factores de necrose celular, lipopolisacárido, e cambios nos niveis de potasio extracelular (que indican rotura de células). Unha vez activadas, as células sofren varios cambios morfolóxicos chave, como o engrosamento e retracción das ramificacións, adquisición de proteínas MHC de clase I/II, expresión de inmunomoléculas, secreción de factores citotóxicos, secreción de moléculas de recrutamento, e secreción de moléculas sinalizadoras proinflamatorias (orixinando unha cascada de sinais proinflamatorios). A microglía non fagocítica activada xeralmente ten o aspecto de "bastonciños tupidos" (de ramificacións) ou pequenas células ameboides dependendo do lonxe que se ramifiquen para completar a súa progresiva transformación fagocítica. Ademais, a microglía tamén experimenta unha rápida proliferación para incrementar o seu número para loitar contra as infeccións. Desde unha perspectiva estritamente morfolóxica, a variación na forma da microglía ao longo da súa transformación está asociada con cambios na súa complexidade morfolóxica e pode cuantificarse usando os métodos da análise fractal, que se comprobou que son sensibles mesmo a cambios sutís e indetectables visualmente asociados con diferentes morfoloxías en distintos estados patolóxcios.
Fagocítica A microglía fagocítica activada é a forma de microglía coa capacidade de resposta inmunitaria máxima. Estas células xeralmente adoptan unha forma ameboide de gran tamaño, aínda que se teñen observado algunhas variacións. Ademais de teren as capacidades de presentación de antíxenos, citotóxica e sinalización mediadora da inflamación que presenta a microglía non fagocítica, teñen tamén a capacidade de fagocitaren materiais estraños e mostraren as inmunomoléculas resultantes para a activación das células T. A microglía fagocítica viaxa ao sitio da lesión, fagocita o material daniño, e segrega factores proinflamatorios que promoven a proliferación de máis células, que farán o mesmo. A microglía fagocítica activada tamén interacciona cos astrocitos e células neurais para combater a infección tan axiña como sexa posible con danos mínimos para as células sas do encéfalo.
Células gitter As células gitter (palabra alemáGitter cell - Gitterzell que significa grella, enreixado) son o resultado final da fagocitose das células de microglía do material infeccioso. Finalmente, despois de fagocitar unha certa cantidade de material, a microglía fagocítica xa non pode fagocitar máis. A masa celular resultante coñécese como corpúsculo granular, denominado así pola súa aparencia granulosa. Ollando preparacións tinguidas deste tecido que revelan estas células, os científicos poden ver áreas de postinfección que xa foron curadas.
Perivascular