Estrés en cada célula: mapeo detallado del eje del estrés
El estrés crónico conduce a un aumento significativo en el tamaño suprarrenal y la expresión del ARNm de Abcb1b (tinción marrón) en la corteza suprarrenal de los ratones estresados (r) en comparación con los controles. Barras de escala de 500 micras. Crédito: Instituto de Ciencias Weizmann
El estrés crónico podría ser la condición predominante de nuestro tiempo. A corto plazo, nuestras mandíbulas o estómagos pueden apretarse; a largo plazo, el estrés puede provocar enfermedades metabólicas y acelerar las enfermedades del envejecimiento, además de provocar trastornos psicológicos más graves. Las manifestaciones físicas del estrés se originan en el cerebro y se mueven a lo largo del denominado «eje del estrés» que termina en las glándulas suprarrenales. Estas glándulas luego producen la hormona cortisol. Cuando el eje del estrés se activa continuamente, se producen cambios en las células y los órganos a lo largo del camino, y la producción continua de cortisol contribuye sustancialmente a los síntomas del estrés crónico.
El eje de respuesta al estrés comienza con el hipotálamo en el cerebro, se mueve a través de la hipófisis justo al lado del cerebro y luego a las glándulas suprarrenales cerca de los riñones. Los científicos del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel y el Instituto de Psiquiatría Max Planck en Alemania utilizaron una nueva tecnología para ver todo el eje del estrés como nunca antes se había visto. Sus hallazgos, que se publicaron en Science Advances, pueden ser relevantes para una serie de enfermedades relacionadas con el estrés, desde la ansiedad y la depresión hasta el síndrome metabólico y la diabetes.
El nuevo estudio, dirigido por el becario postdoctoral Dr. Juan Pablo López en el laboratorio conjunto de neurobiología del Prof. Alon Chen en el Instituto de Ciencias Weizmann y el Instituto de Psiquiatría Max Planck, hizo uso de una técnica relativamente nueva que permite a los investigadores identificar diferencias en todos los tipos de células en un tejido. Este método es algo así como identificar las frutas individuales en un tazón de ensalada de frutas en lugar de los métodos estándar de convertir esa ensalada de frutas en un «batido» y luego tratar de identificar las características promedio de todas las frutas juntas. Pero en este caso, la tarea fue mucho más compleja que separar las manzanas de las naranjas: Pablo López y el equipo mapearon toda la longitud del eje de tensión, verificando las actividades de numerosas células individuales a lo largo de la ruta. Y realizaron este análisis en dos conjuntos de ratones, uno sin estrés y otro expuesto a estrés crónico.
En total, el equipo mapeó 21 723 células a lo largo de los tres puntos de ese eje y compararon sus hallazgos de los dos conjuntos de ratones. Notaron que a medida que el mensaje de estrés se movía de un órgano a otro, la expresión génica en las células y los propios tejidos sufría cambios mayores. El equipo encontró 66 genes que estaban alterados entre ratones normales y estresados en el hipotálamo, 692 en las pituitarias y la friolera de 922 en las glándulas suprarrenales. Las glándulas suprarrenales son glándulas que pueden cambiar su tamaño visiblemente bajo la exposición crónica al estrés, y fue aquí donde los investigadores notaron las alteraciones más significativas entre las diversas células.
La resolución sin precedentes de la técnica permitió a los investigadores identificar , por primera vez, una subpoblación de células suprarrenales que pueden desempeñar un papel crucial en la respuesta y adaptación al estrés. Estas eran células endocrinas ubicadas en la capa externa, o corteza suprarrenal. Entre otras cosas, el equipo identificó un gen, conocido como Abcb1b, y descubrió que estaba sobreexpresado en estas células en situaciones de estrés. Este gen codifica una bomba en la membrana celular que expulsa sustancias de la célula, y los científicos creen que desempeña un papel en la liberación de cortisol. «Si se crean hormonas de estrés adicionales, la célula necesita válvulas de liberación adicionales para liberar esas hormonas», dice Pablo Lopez.
¿Los hallazgos en ratones son relevantes para los humanos? En colaboración con investigadores de hospitales universitarios en el Reino Unido, Alemania, Suiza y EE. UU., los científicos obtuvieron glándulas suprarrenales que habían sido extraídas de pacientes para aliviar los síntomas de la enfermedad de Cushing. Aunque la enfermedad es el resultado de un crecimiento en la hipófisis, el resultado puede ser idéntico al estrés crónico, aumento de peso y síndrome metabólico, presión arterial alta y depresión o irritabilidad, por lo que en algunos casos se trata mediante la extirpación de las glándulas suprarrenales, lo que reduce los síntomas de los pacientes. Carga de hormonas del estrés. De hecho, las células en las glándulas suprarrenales de estos pacientes presentaban una imagen similar a las de los ratones en el grupo de estrés crónico.
El gen que habían identificado, Abcb1, era conocido por los investigadores de estudios previos sobre la genética. de depresión Se ha encontrado que este gen es polimórfico, tiene varias variantes y que al menos una versión está vinculada a un mayor riesgo de depresión. El grupo analizó la expresión de esta variante en análisis de sangre tomados de un grupo de sujetos que padecían depresión y que estaban sometidos a estrés temporal. Descubrieron que ciertas variantes, de hecho, afectan la forma en que las glándulas suprarrenales manejan las señales de estrés que llegan por el eje.
El estrés crónico, por supuesto, puede afectar en última instancia a todas las partes del cuerpo y abrir la puerta a numerosos problemas de salud. El nuevo estudio, debido a que analiza todo el eje, por un lado, y lo ha mapeado hasta el patrón de expresión génica de sus células individuales, por el otro, debería proporcionar una gran cantidad de información nueva y conocimientos sobre los mecanismos detrás de la eje de tensión. «La mayor parte de la investigación en este campo se ha centrado en los patrones de estrés crónico en el cerebro», dice el profesor Chen. «Además de presentar un posible nuevo objetivo para el tratamiento de las enfermedades que surgen del estrés crónico, los hallazgos de este estudio abrirán nuevas direcciones para futuras investigaciones».
Explorar más
Hallan nuevo mecanismo neuronal para regular la respuesta al estrés crónico Más información: Juan Pablo Lopez et al. El perfil molecular unicelular de los tres componentes del eje HPA revela que el ABCB1 suprarrenal es un regulador de la adaptación al estrés, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abe4497 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por el Instituto Weizmann de Ciencias Cita: Estrés en cada célula: mapeo detallado del eje de estrés ( 2021, 1 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-stress-cell-axis.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.