Las subunidades de los canales de calcio juegan un papel importante en los trastornos autistas
Después de 21 días in vitro, las neuronas del hipocampo de la rata forman muchos contactos sinápticos y se comunican entre sí. Dentro del estudio, tales redes neuronales cultivadas en matrices de electrodos múltiples se usaron para invertir la función sinaptogénica de 2 subunidades. Crédito: mal. por Artur Bikbaev
La capacidad del cerebro humano para procesar y almacenar información está determinada en gran medida por la conectividad entre las células nerviosas. Las sinapsis químicas son muy importantes en este contexto, ya que constituyen la interfaz para la transmisión de información entre las células nerviosas individuales. Las anomalías en la formación de sinapsis provocan muchos trastornos neurológicos como el autismo. Neurobiólogos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) han encontrado nuevas pruebas de que las subunidades específicas de los canales de calcio desempeñan un papel crucial en el desarrollo de las sinapsis excitadoras e inhibidoras.
2 subunidades tienen efectos diferentes en la formación de nuevas sinapsis
El trastorno del espectro autista es una condición que involucra un deterioro del desarrollo que comienza con el nacimiento y generalmente se manifiesta cuando el individuo en cuestión presenta dificultades en la interacción social y la comunicación. . Se postula que la principal causa subyacente es la interrupción de la interacción mediada por sinapsis entre las células nerviosas.
Los resultados de varios estudios indican que las denominadas 2 subunidades de los canales de calcio están involucradas en la formación y el ajuste fino de células nerviosas inhibidoras y excitatorias, pero hasta la fecha se sabe poco acerca de cuándo y cómo están involucradas específicamente las cuatro formas de 2 subunidades. Es este aspecto el que ahora ha abordado el equipo de investigación dirigido por el profesor Martin Heine del Instituto de Biología del Desarrollo y Neurobiología de la Universidad de Mainz. Lo que es particularmente interesante es que su investigación encontró que las dos subunidades 2 dominantes en el hipocampo, 21 y 23, tienen diferentes efectos sobre la sinaptogénesis en las redes neuronales.
Para investigar el mecanismo subyacente, los investigadores prepararon células aisladas redes de neuronas del hipocampo. Los resultados muestran que durante la fase inicial del desarrollo de las redes neuronales, la subunidad 23 promueve la liberación de un neurotransmisor inhibidor, desencadena la formación de sinapsis inhibidoras y estimula el crecimiento de axones de las neuronas inhibidoras. «La subunidad 23 es obviamente un factor importante con respecto al desarrollo temprano de las redes neuronales», explicó Heine. En fases de desarrollo posteriores y en redes neuronales más maduras, es la subunidad 21 la que fomenta la transmisión de estímulos excitatorios y la sinaptogénesis.
La conectividad se basa en la cooperación concertada entre 21 y 23
En su artículo en The Journal of Neuroscience, los investigadores propusieron «que la formación de conectividad en redes neuronales está asociada con una interacción concertada de 21 y 23 subunidades de canales de calcio». El Dr. Artur Bikbaev, uno de los autores principales de JGU, concluyó además que las subunidades de los canales de calcio son moléculas que son relevantes para el desarrollo del cerebro. Nuevos datos han confirmado la suposición de que existe un vínculo entre una aberración en los genes que codifican las subunidades 21 y 23 y los trastornos del espectro autista. También se cree que un desequilibrio en la proporción de neuronas excitatorias e inhibidoras es la causa de los ataques epilépticos que con mucha frecuencia acompañan al trastorno del espectro autista.
Además del equipo de JGU, investigadores del Instituto Leibniz para Neurobiología, la Universidad de Mnster y la Universidad de Medicina de Innsbruck también participaron en el proyecto.
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Visualización de sinapsis recién formadas con una resolución sin precedentes Más información: Arthur Bikbaev et al, Las subunidades auxiliares 21 y 23 de los canales de calcio impulsan el desarrollo de redes neuronales inhibidoras y excitatorias, The Journal de Neurociencias (2020). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1707-19.2020 Información de la revista: Journal of Neuroscience
Proporcionado por Universitaet Mainz Cita: Las subunidades de los canales de calcio desempeñan un papel importante en los trastornos autistas ( 2020, 22 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-calcium-channel-subunits-major-role.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.