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Tracking along the path toward ischemic neuronal death
Las huellas eléctricas en el camino hacia la muerte neuronal isquémica
Rev Neurol 2002 , 35(9), 838–845; https://doi.org/10.33588/rn.3509.2002482
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Abstract
INTRODUCTION and DEVELOPMENT. During episodes of ischemia/anoxia, the neurochemical and environmental changes considered toxic for nervous tissue lie behind the characteristic abrupt massive cell depolarization (MCD). A strong resemblance with other pathologic events enable us to postulate that MCD is a different state of the tissue that includes among others the anoxic depolarization and Leão’s spreading depression. MCD is an active event. Neurons enter and leave MCD suddenly and synchronously, and contrary to current belief, their membrane integrity is preserved and ion gradients are only reduced. Biophysical membrane properties are not compatible with some postulates based on endotoxines. There is a direct relation between MCD susceptibility of the different neuron types/nuclei and their vulnerability to ischemia/anoxia. Two different substates can be distinguished in the associated interstitial potentials that are likely related to neuronal and glial dysfunction, respectively. The different modes and timings of anoxic neuronal death depend on the duration of MCD, the functional integrity of the glial network, and the history of previous insults.

CONCLUSIONS MCD is a cellular state of risk bridging life and death. Neurons die if they cannot exit, but may recover if they do promptly, although still have to face subtle changes –as well initiated during MCD– that will eventually lead them to a delayed death. Avoiding MCD is escaping death. From a clinical point of view, the relevant point is that manipulating MCD entails the simultaneous control of all ‘toxic’ neurochemical concomitants. Reinforcing vulnerable neurons to avoid their falling into MCD is possible
Resumen
Introducción y desarrollo. Durante episodios de isquemia/anoxia, las alteraciones neuroquímicas y ambientales consideradas neurotóxicas se inician tras una despolarización celular masiva (DCM) abrupta y característica. Su similitud con varios procesos fisiopatológicos permite postular que la DCM es un estado tisular/celular propio que comprende, entre otros, la despolarización anóxica y las ondas de Leão (spreading depression). La DCM es un proceso activo. Las neuronas entran y salen sincrónica y súbitamente, y contra la creencia general, conservan la integridad de membrana, y los gradientes iónicos sólo se reducen. Las propiedades biofísicas de membrana son incompatibles con algunas interpretaciones ‘toxicistas’. La propensión de diversos tipos/núcleos neuronales a desarrollar DCM y su vulnerabilidad a isquemia/anoxia se relacionan directamente. En los potenciales extracelulares se observan dos subestados, posiblemente asociados a disfunción neuronal y glial. La duración de este ‘coma’ celular, el estado funcional del sincitio glial y el historial de ‘agresiones’ previas determinan la muerte neuronal en sus distintas modalidades y tempos.

Conclusiones La DCM es un estado de riesgo que se proyecta como un puente entre vida y muerte celular. Si las neuronas no consiguen salir de él, mueren, pero si lo hacen, pueden recuperarse, aunque algunas todavía tendrán que hacer frente a cambios más sutiles iniciados también en ese período y que les llevará a una muerte retrasada. Evitar la DCM es evitar la muerte neuronal. Clínicamente, lo más relevante es que la manipulación de la DCM implica el control simultáneo de todas sus concomitantes neuroquímicas ‘tóxicas’. Es posible reforzar las neuronas vulnerables para impedir su entrada en DCM.
Keywords
Depolarization
Ischemia
Neuronal death
Periinfarct waves
Stroke
Palabras Claves
Anoxia
Apoptosis
Despolarización
Excitotoxicidad
Infarto cerebral
Isquemia
Muerte neuronal
Ondas perinfarto
Penumbra
Spreading depression
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