Mielina: Características, Funciones, Producción y Enfermedades

La mielina, o vainas de mielina, es una sustancia grasa que envuelve las fibras nerviosas y tiene como función el aumento de la velocidad de los impulsos nerviosos, facilitando la comunicación entre neuronas. Permite, además, un mayor ahorro energético del sistema nervioso.

La mielina está formada por un 80% de lípidos y un 20% de proteínas. En el sistema nervioso central, las células nerviosas que la producen son células gliales llamadas oligodendrocitos. Mientras que en el sistema nervioso periférico se producen a través de las células de Schwann.

mielina en neurona

Las dos proteínas principales de la mielina producida por los oligodendrocitos son la PLP (proteína proteolipídica) y la MBP (proteína básica de mielina).

Cuando la mielina no se desarrolla adecuadamente o se lesiona por algún motivo, nuestros impulsos nerviosos se ralentizan o se bloquean. Esto es lo que ocurre en las enfermedades desmielinizantes, dando lugar a síntomas como entumecimiento, falta de coordinación, parálisis, problemas de visión y cognitivos.

Descubrimiento de la mielina

Esta sustancia se descubrió a mediados de 1800, pero pasó casi medio siglo antes de que se desvelara su importante función como aislante.

En la mitad del siglo XIX, los científicos encontraron algo extraño en las fibras nerviosas que se ramificaban desde la médula espinal. Observaron que estaban cubiertas de una sustancia grasa blanca y reluciente.

El patólogo alemán Rudolf Virchow fue el primero que utilizó el concepto de “mielina”. Proviene de la palabra griega “myelós”, que significa “médula”, refiriéndose a algo central o interno.

Esto era porque él pensaba que la mielina estaba en el interior de las fibras nerviosas. Incorrectamente la comparó con la médula ósea.

Más tarde, se encontró que esta sustancia envolvía los axones de las neuronas, formando vainas. Independientemente de donde se encuentren las vainas de mielina, la función es la misma: transmitir de manera eficiente las señales eléctricas.

En la década de 1870, el médico francés Louis-Antoine Ranvier señaló que la vaina de mielina es discontinua. Es decir, existen intervalos a lo largo del axón que no poseen mielina. Éstos han adoptado del nombre de nódulos de Ranvier, y sirven para aumentar la velocidad de la conducción nerviosa.

¿Cómo se estructura la mielina?

La mielina rodea al axón o prolongación nerviosa formando un tubo. El tubo no conforma un recubrimiento continuo, sino que está compuesto por una serie de segmentos. Cada uno de ellos mide aproximadamente 1mm.

Entre los segmentos, existen unos pequeños trozos de axón sin cubrir llamados nódulos de Ranvier. Éstos miden de 1 a 2 micrómetros.

Así, el axón recubierto de mielina se asemeja a un collar de perlas alargadas. Esto facilita la conducción saltatoria del impulso nervioso, es decir, las señales “saltan” de un nódulo a otro. Esto permite que la velocidad de la conducción sea más rápida en una neurona mielinizada que en otra sin mielina.

La mielina además sirve como aislante electroquímico para que los mensajes no se expandan a células adyacentes e incrementa la resistencia del axón.

Bajo la corteza cerebral existen millones de axones que conectan las neuronas corticales con las que se encuentran en otras partes del cerebro. En este tejido existe una gran concentración de mielina que le da un color blanco opaco. Por eso, se denomina sustancia blanca o materia blanca.

¿Cómo se produce?

Un oligodendrocito puede producir hasta 50 porciones de mielina. Cuando el sistema nervioso central se está desarrollando, estas células producen prolongaciones que se parecen a los remos de una canoa.

Luego, cada una de éstas se enrollan varias veces alrededor de un trozo de axón, creando capas de mielina. Gracias a cada remo, por tanto, se obtiene un segmento de la vaina de mielina de un axón.

En el sistema nervioso periférico también hay mielina, pero se produce por un tipo de células nerviosas llamadas células de Schwann.

La mayor parte de los axones del sistema nervioso periférico están cubiertos de mielina. Las vainas de mielina también están segmentadas como en el sistema nervioso central. Cada área mielinizada corresponde a una única célula de Schwann que se envuelve varias veces alrededor del axón.

La composición química de la mielina que producen los oligodendrocitos y las células de Schwann es diferente.

Por eso, en la esclerosis múltiple, el sistema inmunitario de estos pacientes sólo ataca a la proteína mielínica que producen los oligodendrocitos pero no a la generada por las células de Schwann. Así, el sistema nervioso periférico no se perjudica.

Características

La propagación del potencial de acción en las neuronas mielinizadas es más rápida que en las neuronas no mielinizadas.
La propagación del potencial de acción en las neuronas mielinizadas es más rápida que en las neuronas no mielinizadas.

Todos los axones de los sistemas nerviosos de casi todos los mamíferos están cubiertos de vainas de mielina. Éstas se encuentran separadas entre sí por los nódulos de Ranvier.

Los potenciales de acción viajan de manera diferente por los axones con mielina que por aquellos amielínicos (carentes de esta sustancia).

La mielina se enrolla alrededor del axón sin dejar que penetre líquido extracelular entre ellos. El único sitio del axón que contacta con el líquido extracelular es en los nódulos de Ranvier, entre cada vaina de mielina.

Así, el potencial de acción se produce y viaja por el axón mielinizado. Mientras recorre la zona llena de mielina, el potencial va disminuyendo, pero aún posee fuerza para desencadenar otro potencial de acción en el siguiente nódulo. Los potenciales se repiten en cada nódulo de Ranvier, lo que se denomina conducción “saltatoria”.

Este tipo de conducción facilitada por la estructuración de la mielina, permite que los impulsos viajen mucho más rápido por nuestro cerebro.

Así, podemos reaccionar a tiempo a posibles peligros, o desarrollar tareas cognitivas en segundos. Además, esto conlleva para nuestro cerebro un gran ahorro de energía.

Mielina y desarrollo del sistema nervioso

Sistema nervioso y cerebro

El proceso de mielinización es lento, y comienza aproximadamente 3 meses después de la fecundación.

Se va desarrollando en tiempos distintos según el área del sistema nervioso que se esté formando. Por ejemplo, la región prefrontal es la última zona que se mieliniza, y es la que se encarga de funciones complejas como la planificación, inhibición, motivación, autorregulación, etc.

Al nacer, sólo algunas áreas del cerebro se encuentran completamente mielinizadas. Como las regiones del tallo cerebral, que dirigen los reflejos. Una vez mielinizados sus axones, las neuronas alcanzan un funcionamiento óptimo y una conducción más rápida y eficiente.

Aunque el proceso de mielinización comienza en un periodo postnatal tempano, los axones de las neuronas de los hemisferios cerebrales llevan a cabo este proceso un poco más tarde.

A partir del cuarto mes de vida, las neuronas se van mielinizando hasta la segunda infancia (entre los 6 y 12 años). Luego continua en la adolescencia (de 12 a 18 años) hasta la adultez temprana, que se relaciona con el desarrollo de funciones cognitivas complejas.

Las áreas primarias sensoriales y motoras del córtex cerebral comienzan su mielinización antes que las zonas de asociación frontal y parietal. Estas últimas se desarrollan completamente sobre los 15 años.

Las fibras comisurales, de proyección y de asociación se mielinizan más tarde que las zonas primarias. De hecho, la estructura que une ambos hemisferios cerebrales (llamada cuerpo calloso), se desarrolla tras el nacimiento y completa su mielinización a los 5 años. Una mayor mielinización del cuerpo calloso se asocia con un funcionamiento cognitivo mejor.

Se ha comprobado que el proceso de mielinización va en paralelo con el desarrollo cognitivo del ser humano. Las conexiones neuronales de la corteza cerebral se van volviendo complejas, y su mielinización va relacionada con la realización de conductas cada vez más elaboradas.

Por ejemplo, se ha observado que la memoria de trabajo mejora cuando se desarrolla y mieliniza el lóbulo frontal. Mientras que ocurre lo mismo con las habilidades visoespaciales y la mielinización del área parietal.

Las habilidades motoras más complicadas como sentarse o caminar, se van desarrollando poco a poco de manera paralela a la mielinización cerebral.

Su et al. (2008) encontraron que las áreas de Broca y de Wernicke pasan al mismo tiempo por un pico de mielinización rápida antes de los 18 meses de edad. Después de esta edad, ocurre una desaceleración del proceso de mielinización. Los autores correlacionan este hecho con el rápido desarrollo del vocabulario sobre los 2 años.

Por otra parte, el fascículo arqueado, la estructura que une el área de Broca y de Wernicke, continua un proceso de mielinización rápido después de esta edad. Seguramente se asocia con la adquisición de un lenguaje más elaborado.

De hecho, la evaluación neuropsicológica infantil se basa en la idea de que el desarrollo de las funciones cognitivas de los niños equivale a su maduración cerebral. Este proceso se da en dos ejes diferentes: el eje vertical y eje horizontal.

El proceso de maduración cerebral sigue un eje vertical, comenzando en estructuras subcorticales hacia estructuras corticales (desde el tronco cerebral hacia arriba). Además, una vez dentro del córtex, mantiene una dirección horizontal. Iniciándose en las zonas primarias y continuando hasta las regiones de asociación.

Esta maduración horizontal conlleva cambios progresivos dentro del mismo hemisferio del cerebro. Además, establece diferencias estructurales y funcionales entre los dos hemisferios.

Enfermedades relacionadas con la mielina

Una mielinización defectuosa es el motivo principal de las enfermedades neurológicas. Cuando los axones pierden su mielina, lo que se conoce como desmielinización, las señales eléctricas nerviosas se alteran.

La desmielinización puede darse por inflamaciones, problemas metabólicos o genéticos. Aunque, sea cual sea la causa, la pérdida de mielina provoca una disfunción importante de las fibras nerviosas. En concreto, reduce o bloquea los impulsos nerviosos entre el cerebro y el resto del organismo.

Unos investigadores en 1980, indujeron químicamente la pérdida de mielina en la médula espinal de unos gatos. Encontraron que los impulsos nerviosos viajaban más lentamente a lo largo de las fibras nerviosas. Esto provocaba que la mayoría de las veces las señales no llegaran al final del axón.

En ese periodo aproximadamente, también se identificaron los elementos de la mielina, como las proteínas que la componen y los genes que las codifican. Utilizando ratones, alteraron los genes que producían estas proteínas, resultando en una deficiencia de mielina.

Gracias a estos modelos de ratones, se ha podido conocer más sobre las enfermedades desmielinizantes.

La pérdida de mielina en los humanos se ha relacionado con varios trastornos del sistema nervioso central como apoplejía, lesiones de la médula espinal, y esclerosis múltiple.

Algunas de las enfermedades más frecuentes relacionadas con la mielina son:

Esclerosis múltiple: en esta enfermedad, el sistema inmunitario que se encarga de defender al organismo de bacteria y virus, ataca erróneamente a las vainas de mielina. Esto provoca que las células nerviosas y la médula espinal no puedan comunicarse entre sí ni enviar mensajes a los músculos.

Los síntomas van desde la fatiga, debilidad, dolor y entumecimiento, hasta la parálisis e incluso pérdida de visión. También abarca deterioro cognitivo y dificultades motoras.

Encefalomielitis Aguda Diseminada: aparece por una inflamación del cerebro y en la médula breve pero intensa que perjudica a la mielina. Puede darse pérdida de visión, debilidad, parálisis, y dificultad para coordinar movimientos.

Mielitis transversa: inflamación de la médula espinal que genera una pérdida de la sustancia blanca en este lugar.

Otras condiciones son la neuromielitis óptica, el Síndrome de Guillain-Barré o las polineuropatías desmielinizantes.

En cuanto a las enfermedades hereditarias que afectan a la mielina, se pueden mencionar la leucodistrofia y la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth. Una condición más grave que perjudica intensamente a la mielina es la enfermedad de Canavan.

Los síntomas de la desmielinización son muy diversos según las funciones de las células nerviosas involucradas. Las manifestaciones varían según cada paciente y enfermedad, y tienen diferentes presentaciones clínicas según cada caso. Los síntomas más comunes son:

– Cansancio o fatiga.

– Problemas de visión: como puede ser la visión borrosa en el centro del campo visual, que afecta a un solo ojo. También puede aparecer dolor cuando se mueven los ojos. Otro síntoma es la visión doble o la disminución de la visión.

– Pérdida de audición.

– Tinnitus o acúfenos, que es la percepción de sonidos o zumbidos en los oídos sin existir fuentes externas que los produzcan.

– Hormigueo o entumecimiento de las piernas, brazos, cara o tronco. Esto se conoce comúnmente como neuropatía.

– Debilidad de las extremidades.

– Los síntomas empeoran o vuelven a aparecer después de la exposición al calor, como tras una ducha de agua caliente.

– Alteración de las funciones cognitivas como problemas de memoria, o dificultades para el habla.

– Problemas de coordinación, equilibrio o precisión.

Actualmente se está investigando sobre la mielina para tratar las enfermedades desmielinizantes. Los científicos buscan regenerar la mielina dañada y prevenir las reacciones químicas que producen estos daños.

También están desarrollando fármacos para detener o corregir la esclerosis múltiple. Además, están investigando qué anticuerpos en concreto son los que atacan a la mielina y si las células madre podrían revertir los daños de la desmielinización.

Referencias

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