La red de células cerebrales suministra energía a las neuronas
Cuando un astrocito en el tálamo se llena con un tinte, se difunde a las células vecinas de la red (rojo). Estos incluyen muchos oligodendrocitos (verde), como se muestra en la superposición (B3, amarillo). Crédito: Grupo Steinhuser; de: Cerebral Cortex, enero de 2018;28: 213-222; doi: 10.1093/cercor/bhw368
El cerebro humano tiene tantas neuronas como células gliales. Estos se dividen en cuatro grupos principales: la microglía, los astrocitos, las células gliales NG2 y los oligodendrocitos. Los oligodendrocitos funcionan principalmente como un tipo de cinta aislante celular: forman zarcillos largos, que consisten principalmente en sustancias similares a la grasa y no conducen la electricidad. Estos se envuelven alrededor de los axones, que son las extensiones a través de las cuales las células nerviosas envían sus impulsos eléctricos. Esto evita cortocircuitos y acelera el envío de señales.
Los astrocitos, por otro lado, suministran energía a las células nerviosas: a través de sus apéndices entran en contacto con los vasos sanguíneos y absorben la glucosa de estos. Luego lo transportan a las interfaces entre dos neuronas, las sinapsis. Antes de eso, convierten parcialmente el azúcar en otras moléculas ricas en energía. “Ahora hemos podido demostrar que los oligodendrocitos juegan un papel importante en la distribución de estos compuestos”, explica el Prof. Christian Steinhuser del Instituto de Neurociencias Celulares de la Universidad de Bonn (Alemania). «Esto aparentemente es especialmente cierto en una región particular del cerebro, el tálamo».
Enorme red de suministro
El tálamo también se conoce como la «puerta de entrada a la conciencia». Las señales sensoriales que recibe incluyen las de los oídos, los ojos y la piel. Luego los reenvía a los respectivos centros responsables de la corteza cerebral. Solo entonces nos damos cuenta de esta información, por ejemplo, el sonido de un instrumento.
Desde hace mucho tiempo se sabe que los astrocitos pueden formar conexiones cercanas: construyen redes intercelulares a través de un acoplamiento similar a un túnel. Las moléculas pueden migrar de una célula a otra a través de estas «uniones comunicantes». Hace unos años, Steinhuser y sus colegas pudieron demostrar que también hay oligodendrocitos en estas redes en el tálamo, tantos como astrocitos. Las células forman así una enorme red, que los neurocientíficos también llaman «red panglial» («pan» proviene del griego y significa «comprehensivo»). En otras regiones, sin embargo, las redes consisten predominantemente en astrocitos acoplados. «Queríamos saber por qué esto es diferente aquí», explica la Dra. Camille Philippot del grupo de investigación de Steinhuser, quien realizó gran parte del trabajo. “Nuestros resultados demuestran que los compuestos de alta energía viajan a través de esta red desde los vasos sanguíneos hasta las sinapsis”, enfatiza Philippot. «Y los oligodendrocitos parecen ser indispensables en este proceso».
Los investigadores pudieron, por ejemplo, demostrar esto en ratones, en los que los oligodendrocitos no pueden participar en la red porque carecen de los túneles apropiados. En estos ratones, las moléculas de energía ya no llegaban a las sinapsis en cantidades suficientes. Lo mismo ocurría si los astrocitos carecían de los enlaces de conexión apropiados. «Aparentemente, el tálamo requiere ambos tipos de células para el transporte», concluye Steinhuser.
Las neuronas hambrientas no pueden comunicarse
Los investigadores también pudieron mostrar las consecuencias de un suministro de energía tan interrumpido para las neuronas. procesamiento de información. Las sinapsis son donde dos neuronas se encuentran con una célula emisora y una célula receptora. Cuando un pulso de la célula emisora llega a la sinapsis, libera moléculas mensajeras en la hendidura sináptica. Estos neurotransmisores se acoplan a la célula receptora y activan señales eléctricas allí, los potenciales postsinápticos. Cuando se generan estas señales, los iones de potasio y sodio pasan a través de la membrana de los iones de sodio de las células receptoras hacia el interior y los iones de potasio hacia el exterior. Estos, al igual que los neurotransmisores, deben ser bombeados nuevamente. “Y para eso, las neuronas necesitan energía”, explica Steinhuser, quien también es miembro del Área de Investigación Transdisciplinaria “Vida y Salud” de la Universidad de Bonn. «Cuando falta energía, cesa la actividad de bombeo». En los experimentos, las neuronas «hambrientas» ya no pudieron generar actividad postsináptica después de solo unos minutos.
Explore más
La mielina optimiza el procesamiento de la información en el cerebro Más información: Camille Philippot et al, Los astrocitos y los oligodendrocitos en el tálamo mantienen conjuntamente la actividad sináptica mediante el suministro de metabolitos, Cell Reports (2021) . DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108642 Información del diario: Cell Reports
Proporcionado por la Universidad de Bonn Cita: La red de células cerebrales suministra energía a las neuronas (2021, enero 19) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-brain-cell-network-neurons-energy.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.