La exposición al manganeso provoca un aumento de la inflamación que lleva a la disfunción del funcionamiento de las mitocondrias, un mecanismo patológico común a varias enfermedades neurodegenerativas, como el párkinson.
La exposición crónica a metales como manganeso, hierro, cobre o zinc está asociada a enfermedades neurodegenerativas.
De hecho, existe una enfermedad denominada “Manganismo” cuyos síntomas son similares a la enfermedad de Parkinson.
El manganeso se acumula en ciertas áreas del sistema nervioso central, como el globo pálido, y trae como consecuencia ciertos déficits neurológicos. Está bien documentada su participación en neurodegeneración y disfunción glial.
En la Universidad de Iowa, en EE.UU, se desarrolló una investigación que logró desentrañar algunos de los mecanismos bio-moleculares que están involucrados en el efecto tóxico y pro-inflamatorio que tiene en el manganeso a nivel del sistema nervioso central.
A pesar de que el manganeso es conocido desde hace mucho tiempo por su potencial patológico en ciertas enfermedades crónicas degenerativas, los mecanismos exactos por medio de los cuales genera el daño a nivel celular no se conocían, y por tanto no era posible diseñar estrategias para prevenir su efecto tóxico.
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El manganeso en las enfermedades neurodegenerativas
La etiología de la enfermedad de Parkinson y el alzhéimer es multifactorial. Sin embargo, ya se conocen ciertos factores pro-inflamatorios, como el factor de necrosis tumoral y algunas interleucinas, que aumentan en estas entidades.
La exposición al manganeso divalente puede estimular toxicidad al aumentar la inflamación.
Estudios previos han mostrado la acción del manganeso sobre ciertos complejos inflamatorios en ratones y en células microgliales, tales como interleucinas inflamatorias y otras sustancias que pueden afectar las células microgliales de cerebro.
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Nuevos mecanismos moleculares pro-inflamatorios del manganeso
Los investigadores de la Universidad de Iowa se plantearon identificar con exactitud las señales moleculares que activan la inflamación microglial inducida por manganeso.
En el estudio se observó la activación de un complejo inflamatorio denominado NLRP3 en exososomas de células microgliales, lo que conduce a disfunción mitocondrial, un mecanismo patológico común a varias enfermedades neurodegenerativas.
También se observó la liberación de una sustancia que genera apoptosis (muerte celular programada) llamada ASC.
Además, los investigadores constataron la reducción de una proteína de fusión mitocondrial y una hiperactividad de células inmunitarias, característica fisiopatológica clave entre diversas enfermedades neurodegenerativas.
Con estos hallazgos se precisó cómo el manganeso produce defectos mitocondriales que amplifican la inflamación crónica.
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La exposición al manganeso, ¿clave en la enfermedad ocupacional neurodegenerativa?
El manganeso es usado por mineros y soldadores, en los cuales se precisó que tenían complejos pro-inflamatorios, aumento de la carga exososomal de ASC en suero y una mayor cantidad de citoquinas inflamatorias en sangre.
¿Por qué es importante este estudio?
Identificar los mecanismos por los que el manganeso provoca una cascada de sustancias pro-inflamatorias, que terminan provocando disfunción mitocondrial y posiblemente contribuyendo al desarrollo de enfermedades neurológicas, como el párkinson, podría llevar a la creación de fármacos que tengan por diana esos mecanismos.
Un fármaco que logre frenar la liberación de ciertas sustancias en etapas precoces, justamente evitando que se activen las señales que inician el proceso inflamatorio que lleva a la disfunción mitocondrial, podría cambiar no solo el espectro de enfermedades mediadas por manganeso, sino también una variedad más amplia de enfermedades neurodegenerativas.
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Referencias
Sarkar S et al. Manganese activates NLRP3 inflammasome signaling and propagates exosomal release of ASC in microglial cells. Sci. Signal. 12, eaat9900 (2019) . En http://stke.sciencemag.org/content/12/563/eaat9900?rss=1
