La alteración hipotalámica en la obesidad: neuroinflamación y disfunción metabólica / The hypotalamic disturbances during obesity: neuroinflammation and metabolic dysfunction

Resumen La obesidad es considerada actualmente como un problema de salud pública global y se caracteriza por la hipertrofia e hiperplasia del tejido adiposo debido a la ingesta hipercalórica y la falta de actividad física, disfunción metabólica, inflamación sistémica crónica de bajo grado y gradualmente neuroinflamación hipotalámica. El tejido adiposo actúa como un órgano endocrino secretando adipocinas y citocinas que actúan como reguladores del metabolismo. Sin embargo, la presencia de niveles elevados de ácidos grasos libres y de moléculas inflamatorias derivadas de los adipocitos, pueden alterar la respuesta inmunitaria sistémica, generando inflamación crónica, comprometiendo la integridad de la barrera hematoencefálica y estimulando la respuesta de la glía, especialmente en regiones específicas del hipotálamo, centro de regulación de la homeostasis energética. Las células gliales hipotalámicas son importantes en la transmisión de señales inflamatorias relacionadas con la dieta, pueden modular la actividad neuronal, responder a las señales inmunológicas periféricas e iniciar una respuesta inflamatoria local y gliosis. Esta revisión se enfoca en la descripción general de la disfunción metabólica asociada a la obesidad y su participación en la alteración de la regulación hipotalámica, provocando neuroinflamación y modificaciones en la conducta alimentaria.

Abstract Nowadays, obesity is considered a worldwide rising health problem and is characterized by adipose tissue hypertrophy and hyperplasia due to hypercaloric intake and lack of physical activity, promoting the development of metabolic dysfunction, low-grade systemic chronic inflammation, and gradually hypothalamic neuroinflammation. Adipose tissue acts as an endocrine organ secreting adipokines and cytokines around peripheral organs, functioning as a master metabolism regulator. However, high levels of adipocyte-derived free fatty acids and inflammatory molecules promote impairments in systemic immune response, generate chronic inflammation, disrupt the blood-brain barrier, and stimulate glia, specifically in some hypothalamic regions, the master regulators of energetic homeostasis. Hypothalamic glial cells are essential in diet-related inflammatory signals transmission and can modulate neuronal activity, also respond to peripheral inflammatory signals and begin local inflammatory response and gliosis. This review aims to analyze obesity-related metabolic dysfunction and how it participates in the hypothalamic regulation impairments due to neuroinflammation and impairment in food intake behavior.

Neurobrucelosis evaluada por reibergrama. Presentación de un caso / Neurobrucellosis evaluated by reibergram. A case report

Introducción: La brucelosis es una enfermedad zoonótica y endémica en muchas partes del mundo. La causa principal de la infección se produce por la ingestión de leche no pasteurizada o por el contacto con animales infectados. La neurobrucelosis incluye afecciones en el sistema nervioso central y periférico. Las principales manifestaciones clínicas son la meningitis, la encefalitis, la neuritis óptica y la periférica. Objetivo: Evaluar, mediante reibergrama, la dinámica intratecal de las clases mayores de inmunoglobulinas y el estado de la barrera sangre/LCR de un paciente con neurobrucelosis. Presentación del caso: Los niveles de IgA, IgM. IgG y albúmina en suero y líquido cefalorraquídeo fueron cuantificados por inmunodifusión. Los resultados fueron colocados en el reibergrama correspondiente. El paciente mostró síntesis intratecal de las tres clases mayores de inmunoglobulinas, sin disfunción de la barrera sangre/LCR. Conclusión: El estudio neuroinmunológico del líquido cefalorraquídeo puede indicar el curso activo de la respuesta inmune intratecal contra el patógeno, donde la síntesis intratecal de inmunoglobulinas y el funcionamiento de la barrera sangre/líquido cefalorraquídeo constituyeron los principales marcadores en el diagnóstico de la neuroinflamación(AU)

Introduction: Brucellosis is a zoonotic and an endemic disease in many areas around the world. The main cause of infection is the intake of unpasteurized milk or the contact with infected animals. Neurobrucellosis includes pathologic conditions in the central and peripheral nervous systems. The main clinical manifestations are meningitis, encephalitis, optical neuritis, and peripheral neuritis. Objective: To evaluate, through reibergram, the intrathecal dynamics of the major immunoglobulin classes and the blood-CSF barrier function in one patient with neurobrucellosis. Case report: IgA, IgM, IgG and albumin levels in serum and cerebrospinal fluid were quantified by using a radial immunodiffusion technique. Results were placed in the corresponding reibergram. The patient showed evidences of intrathecal synthesis of the three major immunoglobulins without blood-CSF barrier dysfunction. Conclusion: The neuroimmunological study of cerebrospinal fluid can indicate the active course of the intrathecal immune response against this pathogen, where the intrathecal synthesis of immunoglobulins and blood-cerebrospinal fluid barrier function constitute the main markers in the diagnosis of neuroinflammation(AU)

Neuroinflamación: el ying-yang de la neuroinmunología / Neuroinflammation: the ying-yang of neuroimmunology

Resumen El área de la neuroinmunología es un campo que se encuentra en gran desarrollo y que tiene como objetivo el entender las interacciones fisiológicas entre el sistema nervioso central (SNC) y el sistema inmune periférico, llegándose a encontrar que estas relaciones son más importantes de lo que se creía y que por lo tanto son 2 sistemas íntimamente conectados y con una gran dinámica. Por otro lado, la neuroinflamación es activada después de cualquier reto inmunológico, tanto dentro como fuera del SNC, y que puede llevar a generar tanto respuestas enfocadas a la limitación del daño y la restauración del tejido, como a ser un riesgo para el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas en el caso de que este estímulo permanezca de manera crónica.

Abstract The field of neuroimmunology has recently had a development, and its primary goal is to understand the physiological interactions between the central nervous system (CNS) and the peripheral immune system. Various data has found that these relations are more important than what was previously thought. Also, that both systems are highly dynamic and are intimately connected. On the other hand, neuroinflammation is activated after any immune challenge, both inside and outside the CNS, leading to responses focused on limiting tissue damage and restoration; as well as being a risk for developing neurodegenerative diseases when this stimulus remains chronic.

Ácidos grasos omega 3 en injuria cerebral traumática / Omega 3 fatty acids in traumatic brain injury

En la injuria cerebral aguda se produce destrucción axonal, desmielinización y muerte celular neuronal, caracterizada por neuroinflamación, toxicidad excitatoria y estrés oxidativo. Los ácidos grasos omega 3, han mostrado tener un valor terapéutico potencial por sus efectos antiinflamatorios y citoprotectores. El cerebro es un tejido principalmente lipídico y los ácidos araquidónico (AA) y docosahexaenoico (DHA) son los que se encuentran en mayor concentración. Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPI-CL) cuando son liberados de las membranas se convierten en eicosanoides y docosanoides. Los derivados del AA poseen acción pro-inflamatoria, mientras que los derivados del ácido eicosapentaenoico (EPA) son anti-inflamatorios. El EPA y DHA pueden ser metabolizados a resolvinas y protectinas, que participan en el retorno de los tejidos a condiciones fisiológicas después del estrés o en la resolución de la inflamación. La administración aguda de AGPI-n3 después de la injuria cerebral traumática puede mejorar los resultados neurológicos, mediante la disminución de la neuroinflamación y del estrés oxidativo, el soporte neurotrófico y la activación de las vías de supervivencia celular. A pesar de la abundante evidencia sobre el efecto neuroprotector en modelos experimentales de traumatismo craneoencefálico (TEC), el papel de la administración de DHA y/o EPA en humanos sigue siendo incierto. Los resultados preclínicos y los informes de casos sobre el uso de ácidos grasos omega 3 en TEC parecen alentadores, pero es necesario contar con ensayos clínicos bien diseñados para poder determinar si la suplementación mejora los resultados después de la injuria cerebral...

Neuropatogenia de HIV en la era HAART / Neuropathogenesis of HIV in the HAART era

La infección de tejidos cerebrales por HIV se asocia a desórdenes neurocognitivos identificados bajo la denominación HAND y categorizados en demencia, formas moderadas y formas asintomáticas. La introducción de terapia de alta efectividad ha implicado un notorio descenso de la demencia, pero no ha influido sobre las formas moderadas y asintomáticas que afectan alrededor del 50% de los pacientes bajo tratamiento. Esa disfunción cognitiva resulta de la pérdida de neuronas que, sin embargo, no han sido infectadas por el virus. De ahí la importancia de mecanismos indirectos en la neuropatogenia de HIV, ya que las citocinas/quimiocinas pro-inflamatorias liberadas por macrófagos/microglia infectados, la excitoxidad y el stress oxidativo se evidencian como principales causas de injuria neuronal, además de la directamente provocada por proteínas virales. Un mejor conocimiento de la interacción de HIV con su huésped humano está posibilitando el desarrollo de abordajes diganósticos más confiables y de estrategias terapéuticas más efectivas a nivel de SNC

HIV-1 associated neurocognitive disorders (HAND) result from brain infection. They are categorized as dementia, mild cases and asymptomatic cases. The introduction of HAART has markedly decreased dementia but no influence has been observed in mild and asymptomatic cases, since they are still identified in around 50 % of treated patients. Such cognitive dysfunction is the outcome of the loss of neurons which, however, have not been infected by the virus. hence, the importance of indirect mechanisms in HIV neuropathogenesis in which cytokines/chemokines released by infected macrophages/microglia, excitotoxic neuronal injury and oxidative stress are relevant causes of neurodegeneration besides that exerted by viral proteins. A better understanding of the HIV interaction with th human host is enabling the development of more reliable diagnostic biomarkers and more effective therapeutic strategies at CNS level

Trasplante de células troncales: mecanismos de acción para sus usos potenciales en neurología / Stem cells transplant: potentially useful mechanism for neurology

Stem cells have a great potential for the treatment of presently incurable neurological diseases, including spinal trauma, cerebrovascular pathology, brain tumor and neurodegenerative processes, such as Parkinson and Alzheimer's disease, Huntington, multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis. Aims: To discuss the characteristics of the various stem cells types having been proposed for cell therapy, and the biological mechanisms responsible for their therapeutic effects. Report: Stem cells can be induced to differentiate into specialized cells such as neurons and glial cells, and they can influence the environment around them, both through the secretion of neurotrophic factors and immunomodulation of the host neuroimmune response. Furthermore, the understanding of the modulatory effect of stem cells could lead to the development of new therapeutic paradigms. Nevertheless, two important limitations of the field are that the ideal source for stem cells is not well defined yet and the mechanism of stem cell mediated functional improvement is not well understood. Conclusions: Research is currently focused on the biological mechanisms of stem cells therapy and the assessment of stem cell programming and delivery to the target regions. Furthermore, future research will increasingly target ways to enhance effectiveness of the stem cell therapy, including its combination with gene therapy. Regardless its enormous potentials, there are still many problems to be solved before clinical application of stem cell therapy can de used in neurological disease patients.

Introducción: Las células troncales tienen un gran potencial para el tratamiento de enfermedades neurológicas actualmente incurables, incluyendo el trauma espinal, patología cerebrovascular y procesos neurodegenerativos como el Parkinson, Alzheimer, Huntington, esclerosis múltiple o la esclerosis lateral amiotrófica. Objetivo: Discutir las características de diversas células troncales que han sido propuestas para terapia celular, y los mecanismos biológicos responsables de sus efectos terapéuticos. Desarrollo: Las células troncales pueden ser inducidas a diferenciarse en células especializadas como neuronas y células gliales, y pueden influenciar su entorno, tanto a través de la secreción de factores neurotróficos como por la inmunomodulación de la respuesta neuroinmune. La comprensión del efecto modulador de las células troncales podría orientar el desarrollo de nuevos paradigmas terapéuticos. Sin embargo, dos limitaciones importantes que persisten son, que la célula troncal ideal aún no está bien definida, y que los mecanismos que median la mejoría inducida por ellas no se comprende bien. Conclusiones: La investigación se enfoca actualmente en los mecanismos biológicos de la actividad terapéutica de las células troncales, en la evaluación de la programación celular y en su acceso a las regiones blanco. La investigación futura se dirigirá progresivamente a encontrar formas de aumentar la efectividad de las células troncales, incluyendo su combinación con terapia genética. Sin embargo, aún existen numerosos problemas que resolver antes que la terapia con células troncales pueda ser usada en pacientes con enfermedades neurológicas.

La neuroinflamación como factor detonante del desarrollo de la enfermedad de alzheimer: [revisión] / Neuroinflammation as a triggering factor for alzheimer's disease: [review]

The progressive increase in life expectancy of the world population has fostered a major concern in order to find effective avenues for diagnosis of treatment of Alzheimer's disease (AD). Even tough AD pathogenesis is still unclear, new advances have allowed to understand that exposure of individuals to a series of environmental risk factors, named to as damage signals, play a main role in triggering the disease. This is important for AD prevention but also for the search of new treatment approaches. Activation of innate immunity in the central nervous system (CNS), essentially microglial cells, appears to be a key element in the neurodegenerative pathway As a matter of fact, when microglia cells are exposed continuously to damage signals such as metabolites from conditions of hyperlipidemia, hyperglycemia, oxidative stress, head injury and trauma, recurrent infections, in addition to supramolecular aggregates such as tau filaments or b-amyloid oligomers, among other anomalous protein filaments, they respond by triggering the inflammatory cascade. On this basis, we have postulated the neuroimmunomodulation hypothesis for Alzheimer's Disease. Therefore, we postulates that a long-term activation of brain innate immunity by a converging set of damage signals constitute a unifying mechanism that triggers the inflammatory cascade, thus leading to irreversible alteration in the neuronal cytoskeleton. These concerted alterations in signaling mechanisms will lead in neuronal cells to a final common pathway, tau hyperphosphorylations, with the consequent self-aggregation of modified tau and formation of paired helical filaments (PHFs), as the main triggering event for neurodegenration in AD.

El constante aumento en la expectativa de vida en la población mundial ha incrementado la preocupación hacia la búsqueda de la comprensión de la Enfermedad de Alzheimer (EA), así como de su diagnóstico temprano y tratamiento. Actualmente la etiopatogenia que conduce al desarrollo de la EA es aún difusa, pero se ha llegado a comprender que la exposición a una serie de distintos factores de riesgo, o señales de daño, está asociada al desencadenamiento de la EA. Esto es muy importante no solo para la prevención de esta devastadora enfermedad sino también para la búsqueda de avenidas efectivas para su tratamiento. En efecto, la activación de la inmunidad innata en el sistema nervioso central (SNC), esencialmente por las células microgliales, son un elemento clave en el proceso neurodegenerativo, cuando éstas son expuestas por períodos prolongados a señales de daño. Entre éstas están la hiperlipidemia, hiperglicemia, estrés oxidativo, traumatismos, infecciones recurrentes, oligomeros de -amiloide, agregados de tau, entre otros factores, los que desencadenarían una respuesta pro-inflamatoria persistente que conduce a la cascada neurodegenerativa. En base a esto, hemos postulado la teoría de la neuroinmunomodulación en la EA, y proponemos que la activación a largo plazo del sistema inmune innato por un conjunto de señales de daño constituye un mecanismo unificado que gatillo, una cascada inflamatoria que conduce a alteraciones irreversibles en el citoesqueleto. Estos mecanismos anómalos de señalización molecular llevarían a una vía final común que es la hiperfosforilación de la proteína tau, su autoagregación y formación de los PHFs, como desencadenantes claves en la neurodegeneración y desarrollo de la EA.