Alteraciones neurovasculares en la Esclerosis Lateral Amiotrófica

Abstract

La Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) es una patología neurodegenerativa progresiva e incurable. Suele presentarse en adultos mayores aunque puede aparecer a cualquier edad entre los 20 y los 80 años. Afecta principalmente motoneuronas superiores (localizadas en corteza motora) e inferiores (que proyectan desde el tronco encefálico y la médula espinal hacia los músculos). Clínicamente, se manifiesta de forma insidiosa, con síntomas principalmente motores que evolucionan a parálisis de músculos esqueléticos y muerte a causa de insuficiencia ventilo-respiratoria, con una sobrevida de entre dos a cinco años desde el momento del diagnóstico. Si bien puede tener origen esporádico o familiar, se conoce que la etiopatogenia de esta enfermedad es multifactorial. En esta revisión se pretende analizar los diferentes componentes de la unidad neurovascular (UNV) y cómo su afectación estructural y funcional incide en la patogenia y evolución de la ELA. Se han reportaron alteraciones en diversos componentes de la UNV, tanto en modelos animales como en tejido post-mortem humano afectados por ELA. Algunos de estos cambios incluyen daño endotelial, pérdida de moléculas de adhesión intercelular y proteínas de unión estrecha lo que genera hiper-permeabilidad de la barrera hemato-medular y hemato-encefálica con extravasación de componentes sanguíneos potencialmente neurotóxicos y edema extracelular. También ocurre afectación de astrocitos, pericitos y cambios a nivel de componentes de la lámina basal. En este sentido, se ha reportado disminución de la cantidad de pericitos y alteraciones estructurales a nivel de los pies astrocitarios, todo lo cual puede alterar la funcionalidad de la UNV, incluyendo el acoplamiento neurovascular y la regulación del flujo sanguíneo. Por otro lado, se ha reportado angiogénesis aberrante, disminución de la cantidad y longitud de los capilares a nivel espinal, contribuyendo a la hipoxia tisular. Aún queda por esclarecer cuánto contribuyen estos mecanismos a la muerte neuronal en ELA; y si son causa o consecuencia del proceso neurodegenerativo.

Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is an incurable progressive neurodegenerative disease. It usually occurs in older adults, although it can occur at any age between 20 and 80. It mainly affects upper motor neurons (from the cerebral cortex) and lower motor neurons (that project from the brainstem and spinal cord to the muscles). Clinically, it has an insidious onset, with symptoms progressing from muscle weakness to paralysis and death upon respiratory failure, with an estimated survival between two to five years from the time of diagnosis. While it may have sporadic or family origin, etiopathogenesis of this disease is known to be multifactorial. This review aims to analyze the different components of the neurovascular unit (NVU) and how its structural and functional impairment affect the onset and evolution of ALS. Alterations in several components of the NVU have been reported, both in animal models and in human post-mortem tissue. Some of these changes include endothelial damage, loss of intercellular adhesion molecules and tight-junction proteins, which results in hyper-permeability of the blood-brain and blood-spinal cord barrier with extravasation of potentially neurotoxic blood components and extracellular edema. Astrocytes and pericytes compromise as well as changes of basal lamina components also occur. In this sense, a decrease in the number of pericytes and structural alterations at the level of astrocyte end-feets, can alter NVU function, including neuro-vascular coupling and blood flow regulation. On the other hand, aberrant angiogenesis, decrease in the amount and length of capillaries in the spinal cord have also been reported, contributing to tissue hypoxia. It remains to be clarified how much these mechanisms contribute to neuronal death in ALS; and if they are cause or consequence of the neurodegenerative process.