Reducción local de oxígeno en el cerebro y enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer es la principal causa de demencia en el mundo. En España, su incidencia está aumentando dramáticamente debido al envejecimiento de la población. Lamentablemente, el origen de la enfermedad es todavía desconocido.

Una característica de los pacientes de la enfermedad de Alzheimer es la acumulación en su cerebro de sustancias con una elevada toxicidad, en lo que se conoce como placas seniles. El cerebro posee un sistema inmunológico cuyo componente principal son las células microgliales, unas células que se describieron y nombraron por Pío del Río Hortega, discípulo de Ramón y Cajal, hace ahora 100 años. En ausencia de daño, estas células facilitan la función de las neuronas. En respuesta a la enfermedad de Alzheimer, la microglía defiende a las neuronas rodeando a las placas seniles, evitando su extensión en el cerebro y disminuyendo el daño.

La enfermedad de Alzheimer se ve agravada por otras patologías, como por ejemplo las enfermedades cardiovasculares, que provocan una disminución en los niveles de oxígeno en el organismo. En un nuevo estudio, desarrollado desde el Instituto de Biomedicina de Sevilla en España, se demuestra que existen niveles reducidos de oxígeno alrededor de las placas seniles y que esta reducción local de los niveles de oxígeno hace que el cerebro resista peor el avance de la enfermedad de Alzheimer.

Ello compromete las otras actividades de la microglía. Cuando a esto se le suma la reducción en el aporte de oxígeno al cerebro debido a otras patologías sistémicas, la microglía no es capaz de ejercer su protección y se produce un aumento de la patología asociada a la enfermedad.

Estado de las células microgliales en cerebro sano, en cerebro con enfermedad de Alzheimer y en cerebro con el mal de Alzheimer y otras patologías. (Imagen: Universidad de Sevilla)

El estudio, liderado en España por los laboratorios del Dr. Alberto Pascual (CSIC), del Grupo de Mecanismos de Mantenimiento Neuronal y del profesor Javier Vitorica (Universidad de Sevilla / CIBERNED) del Grupo de Fisiopatología de la Enfermedad del Alzheimer en IBiS, demuestra por primera vez que la existencia de bajos niveles de oxígeno en las denominadas placas seniles del cerebro reduce la capacidad defensiva del sistema inmunológico contra la enfermedad.  Además, el estudio sugiere que esta falta de oxígeno en el cerebro potencia la acción de trastornos asociados a la enfermedad del Alzheimer que se caracterizan por tener niveles bajos de oxígeno sistémicos, como la aterosclerosis y otras enfermedades cardiovasculares.

El mecanismo propuesto en este estudio está mediado por la expresión de la molécula HIF1, cuyos descubridores recibieron el premio Nobel en Medicina en 2019. La subida de los niveles de HIF1 compromete la actividad mitocondrial de las células de microglía y limita su capacidad protectora contra la enfermedad.

Este estudio abre nuevas líneas de investigación para mejorar la capacidad metabólica de la microglía, lo que permitiría tener una respuesta mantenida en el tiempo contra la enfermedad. Indirectamente, el estudio apoya trabajos previos que resaltan la importancia de mantener una buena salud cardiovascular para un envejecimiento saludable.

El estudio se titula “Hypoxia compromises the mitochondrial metabolism of Alzheimer’s disease microglia via HIF1”. Y se ha publicado en la revista académica. Nature Aging. (Fuente: Universidad de Sevilla)