El déficit de oxígeno hace crecer las células nerviosas
Hipoxia funcional en el cerebro: imagen confocal que muestra la corteza y el hipocampo de un ratón reportero de hipoxia. Tenga en cuenta las muchas células nerviosas hipóxicas marcadas en rojo en el desafío motor-cognitivo. (verde: neuronas, azul: núcleos) MPI f. Medicina Experimental
El déficit de oxígeno, también llamado hipoxia, en el cerebro es en realidad un estado de emergencia absoluto y puede dañar permanentemente las células nerviosas. Sin embargo, existe una creciente evidencia de que, hasta cierto punto, la hipoxia también puede ser una señal importante para el crecimiento. Junto con científicos de los hospitales universitarios de Copenhague y Hamburgo-Eppendorf, investigadores del Instituto Max Planck de Medicina Experimental en Göttingen han demostrado en ratones que la actividad mental y físicamente exigente desencadena no solo una «hipoxia funcional» local sino también en todo el cerebro. » Aunque de forma atenuada, los efectos son similares a la privación de oxígeno. La escasez de oxígeno activa, entre otras cosas, el factor de crecimiento eritropoyetina (Epo), que estimula la formación de nuevas sinapsis y células nerviosas. Este mecanismo podría explicar por qué el entrenamiento físico y mental tiene un efecto positivo en el rendimiento mental en la vejez.
El año pasado, los investigadores del Instituto Max Planck de Göttingen descubrieron en experimentos con animales con ratones que las actividades exigentes mental y físicamente provocan un ligero déficit de oxígeno en ciertas regiones del cerebro. Esto finalmente conduce a la formación de nuevas células nerviosas. Observaron que la hipoxia activa el factor de crecimiento eritropoyetina (Epo) en el cerebro. Aunque es conocida principalmente por su efecto estimulante sobre los glóbulos rojos, Epo también promueve la formación de células nerviosas y su interconexión en el cerebro.
En un nuevo estudio, el grupo de investigación examinó en detalle qué regiones del cerebro y los tipos de células se ven afectados por la escasez de oxígeno. Para ello, utilizaron ratones modificados genéticamente que producen una molécula en todo el cerebro que conduce a la formación de un tinte fluorescente cuando hay déficit de oxígeno. Para desafiar a los ratones tanto mental como físicamente, los investigadores los dejaron correr sobre ruedas especialmente preparadas durante varios días. Los ratones tenían que concentrarse mientras corrían sobre estas ruedas para evitar tropezarse además de ejercer esfuerzo físico. Los ratones que no tenían acceso a una rueda para correr y los ratones expuestos a aire sin oxígeno sirvieron como grupos de comparación. Los investigadores también examinaron la activación de genes en diferentes regiones del cerebro y poblaciones celulares para averiguar cómo reacciona el cerebro a la hipoxia inducida por la actividad.
Cambio en la actividad de los genes
De hecho , el entrenamiento con ruedas para correr tuvo efectos similares a la reducción del contenido de oxígeno en el aire que respiramos. En ambos casos, el cambio en la actividad de muchos genes fue similar y se produjo un leve déficit de oxígeno en todo el cerebro. Sin embargo, hubo diferencias importantes entre los diferentes tipos de células: las células nerviosas se vieron particularmente afectadas, mientras que las células gliales (células auxiliares de las neuronas) se vieron afectadas solo levemente. Además, el gen Epo en el cerebro, junto con otros genes, se estimula particularmente durante la actividad mental y física.
«Todavía no sabemos si la hipoxia leve como resultado de la actividad también conduce a una red más fuerte de las células nerviosas e incluso a su formación en humanos. Por lo tanto, queremos llevar a cabo estudios similares en humanos, por ejemplo, en sujetos de prueba que están activos en bicicletas estáticas», dice Hannelore Ehrenreich, directora del estudio. En última instancia, los hallazgos podrían beneficiar a los pacientes con enfermedades neurodegenerativas en las que las células nerviosas mueren o pierden sinapsis.
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Dopaje cerebral producido por su propio cuerpo Más información: Umer Javed Butt et al. Las neuronas del hipocampo responden a la actividad cerebral con hipoxia funcional, Molecular Psychiatry (2021). DOI: 10.1038/s41380-020-00988-w Información de la revista: Molecular Psychiatry
Proporcionado por Max Planck Society Cita: El déficit de oxígeno hace que las células nerviosas crezcan (2021, 15 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-oxygen-deficit-nerve-cells.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.