ARRIBA: ISTOCK.COM, KOTO_FEJA<\/p>\n
Una de las sinapsis mejor estudiadas del cerebro sigue sorprendiendo a los neurocient\u00edficos. Seg\u00fan un estudio del 18 de mayo en Nature Communications<\/em>, las sinapsis de fibras musgosas, llamadas as\u00ed porque sus terminales se parecen un poco al musgo que crece en los axones, tienen una forma inesperada de regular el flujo de informaci\u00f3n en el hipocampo: las c\u00e9lulas postsin\u00e1pticas que reciben se\u00f1ales de neurotransmisores pueden liberar su propio glutamato para reducir la transmisi\u00f3n de la c\u00e9lula en el lado presin\u00e1ptico. <\/p>\n Esta llamada se\u00f1alizaci\u00f3n retr\u00f3grada fue totalmente inesperada y depende de la entrada de calcio al c\u00e9lula postsin\u00e1ptica, lo que significa que los investigadores podr\u00edan tener que repensar los resultados de experimentos anteriores que usaron condiciones in vitro con diferente disponibilidad de calcio.<\/p>\n Los hallazgos son un gran problema para los neurocient\u00edficos, dice Chris McBain, fisi\u00f3logo sin\u00e1ptico de la National Institutos de Salud que no particip\u00f3 en el estudio. La se\u00f1alizaci\u00f3n glutamat\u00e9rgica retr\u00f3grada es una ocurrencia realmente rara en el sistema nervioso central, se\u00f1ala, y encontrarla en las fibras musgosas agrega otra capa de complejidad a una de las sinapsis m\u00e1s complejas.<\/p>\n Una sinapsis de fibra musgosa (verde) superpuesta con las ubicaciones y los gr\u00e1ficos de las grabaciones electrofisiol\u00f3gicas presin\u00e1pticas y postsin\u00e1pticasNature Protocols<\/em>, en prensa \/ IST Austria<\/p>\n Los investigadores detr\u00e1s El nuevo art\u00edculo, dirigido por el neurofisi\u00f3logo Peter Jonas del Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Austria, investigaba la plasticidad de las neuronas del hipocampo, los cambios din\u00e1micos en las conexiones entre las c\u00e9lulas que contribuyen al funcionamiento de los circuitos neuronales y que, en \u00faltima instancia, subyacen al aprendizaje, la memoria y la otras habilidades cognitivas. Jnos Szabadics, neurofisi\u00f3logo del Instituto de Medicina Experimental de Budapest, lo expresa de manera bastante simple: sin plasticidad sin\u00e1ptica, el cerebro ser\u00eda solo una bolsa de cables, dice.<\/p>\n El equipo de Jonass se centr\u00f3 especialmente en sobre la fisiolog\u00eda de la potenciaci\u00f3n post-tet\u00e1nica (PTP), un fen\u00f3meno cuando, durante segundos o minutos despu\u00e9s de una r\u00e1faga de estimulaci\u00f3n de alta frecuencia, aumenta la cantidad de neurotransmisor liberado en la sinapsis. La PTP es uno de los principales mecanismos de plasticidad en las sinapsis de las fibras musgosas, que desempe\u00f1an un papel clave en la transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n en el hipocampo.<\/p>\n Las sinapsis de las fibras musgosas tambi\u00e9n se han estudiado como modelo para las sinapsis en general debido a que las sinapsis bulbosas La punta, o terminal, del ax\u00f3n de las c\u00e9lulas que libera ves\u00edculas de neurotransmisores tiene varias micras de di\u00e1metro y, por lo tanto, es m\u00e1s f\u00e1cil de encontrar y manipular que las de la mayor\u00eda de las neuronas. De hecho, dice McBain, las sinapsis de fibras musgosas est\u00e1n tan bien estudiadas que uno pensar\u00eda que se han encontrado todas las sorpresas, y que lo que queda tiene matices. . . . Entonces, que [este equipo de investigaci\u00f3n] viniera y mostrara tan claramente que un cambio en el calcio postsin\u00e1ptico en realidad puede desencadenar una presencia o ausencia de esta potenciaci\u00f3n post-tet\u00e1nica, creo que es notable.<\/p>\n No me sorprender\u00eda en absoluto si hay diferentes manifestaciones o sabores de este fen\u00f3meno por todas partes.<\/p>\n Chris McBain, Institutos Nacionales de Salud<\/p><\/blockquote>\n Seg\u00fan el coprimer autor Yuji Okamoto, el descubrimiento fue algo fortuito. Tanto Okamoto como David Vandael, el otro primer autor del estudio, son posdoctorados en el laboratorio de Jonass y estaban usando una t\u00e9cnica de la que Jonas fue pionero llamada grabaci\u00f3n pareada, en la que se toman simult\u00e1neamente mediciones electrofisiol\u00f3gicas de la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica y el terminal presin\u00e1ptico a cada lado de una sinapsis. <\/p>\n El a\u00f1o pasado, el equipo de Jonass demostr\u00f3 que la PTP se deriva de un aumento en el conjunto de ves\u00edculas f\u00e1cilmente liberables de las terminales presin\u00e1pticas: la cantidad de neurotransmisor empaquetado y listo para funcionar cuando se activa la neurona. En su \u00faltimo trabajo, estaban ansiosos por determinar las reglas que rigen la formaci\u00f3n de este cach\u00e9 de neurotransmisores. <\/p>\n Una pregunta que ten\u00edan era si la actividad en la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica facilita la inducci\u00f3n de PTP, como suceder\u00eda de ser estimulado por sus muchas otras conexiones con diferentes c\u00e9lulas. Conocido como plasticidad sin\u00e1ptica asociativa, este patr\u00f3n de regulaci\u00f3n a menudo se basa en un aumento de calcio en la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica.<\/p>\n Para probar esto, el equipo sumergi\u00f3 un electrodo en el interior de las c\u00e9lulas postsin\u00e1pticas y redujo la cantidad de compuestos que se unen al calcio en la soluci\u00f3n tamp\u00f3n, lo que hace que haya m\u00e1s calcio disponible para la c\u00e9lula. En todo caso, esperaban que este aumento en el calcio disponible aumentar\u00eda el grado de PTP observado despu\u00e9s de que se observaran los est\u00edmulos de inducci\u00f3n100 sacudidas r\u00e1pidas en la terminal presin\u00e1ptica y la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica. En cambio, y de manera bastante inesperada, la potenciaci\u00f3n se redujo o desapareci\u00f3 por completo.<\/p>\n Para concentrarse en el papel del calcio, los investigadores hicieron el experimento opuesto y esencialmente drenaron el calcio del lado postsin\u00e1ptico marcando los compuestos que se unen al calcio y PTP regres\u00f3. Eso significa que la entrada de calcio en la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica bloquea de alguna manera la potenciaci\u00f3n, dice Okamoto. En otras palabras, cuando el calcio est\u00e1 disponible, la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica puede prevenir la PTP y, por lo tanto, medir cu\u00e1nta informaci\u00f3n, en forma de neurotransmisor, recibe de una sinapsis determinada.<\/p>\n Por supuesto, nos sorprendi\u00f3 , \u00e9l dice. Es realmente extra\u00f1o.<\/p>\n CONVERSACI\u00d3N: La comunicaci\u00f3n a trav\u00e9s de las sinapsis generalmente se considera de una manera: los neurotransmisores salen de la terminal presin\u00e1ptica (c\u00e9lula de la izquierda en cada panel) y se unen a los receptores en la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica (c\u00e9lula de la derecha de cada panel). En circunstancias t\u00edpicas in vitro, cuando los neurocient\u00edficos estudian las llamadas sinapsis de fibras musgosas del hipocampo, la disponibilidad de calcio es baja (serie superior) y una r\u00e1faga de estimulaci\u00f3n de alta frecuencia conduce a la excitaci\u00f3n de la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica y a un aumento de la f\u00e1cilmente liberable. reserva del neurotransmisor glutamato en la terminal presin\u00e1ptica, un fen\u00f3meno conocido como potenciaci\u00f3n post-tet\u00e1nica. En un nuevo estudio, los investigadores encontraron que esta potenciaci\u00f3n post-tet\u00e1nica puede bloquearse mediante la se\u00f1alizaci\u00f3n sin\u00e1ptica a la inversa. Cuando la disponibilidad de calcio es alta (serie inferior), la excitaci\u00f3n de la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica conduce a una se\u00f1alizaci\u00f3n glutamat\u00e9rgica retr\u00f3grada en la que el glutamato de la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica se une a los receptores en el terminal presin\u00e1ptico, lo que impide esa potenciaci\u00f3n. TTSZ; EL CIENT\u00cdFICO<\/em> PERSONAL<\/p>\n Las sorpresas continuaron mientras Okamoto y sus colegas profundizaban m\u00e1s. En primer lugar, probaron si la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica deten\u00eda la PTP enviando se\u00f1ales a la terminal presin\u00e1ptica con endocannabinoides, ya que la se\u00f1alizaci\u00f3n endocannabinoide retr\u00f3grada se produce en otras sinapsis y es la forma mejor establecida de se\u00f1alizaci\u00f3n sin\u00e1ptica retr\u00f3grada. Pero ba\u00f1ar las terminales presin\u00e1pticas en un compuesto que bloquea los receptores de cannabinoides no tuvo ning\u00fan efecto.<\/p>\n En cambio, el equipo trat\u00f3 de tratar la terminal presin\u00e1ptica con bloqueadores de los receptores de glutamato que se sabe que abundan mucho en los axones de las fibras musgosas. Eso fue suficiente para recuperar la PTP eliminada por una mayor disponibilidad de calcio en el lado postsin\u00e1ptico. Esto sugiere que, en condiciones con abundante calcio, el glutamato de la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica puede viajar de regreso a la terminal presin\u00e1ptica para inhibir la PTP. , dice Okamoto, especialmente no con glutamato.<\/p>\n Szabadics describe la metodolog\u00eda como muy inteligente y agrega que no hay demasiados laboratorios en el mundo que puedan realizar el tipo de experimentos electrofisiol\u00f3gicos detallados en el nuevo art\u00edculo. .<\/p>\n De alguna manera, los hallazgos realmente ayudan a responder preguntas de larga data en la biolog\u00eda de las sinapsis, dice McBain. La presencia de receptores de glutamato en las terminales presin\u00e1pticas se estableci\u00f3 hace d\u00e9cadas, pero nadie estaba seguro de d\u00f3nde proviene el glutamato que los estimula. Muchos supusieron que parte del glutamato liberado por la terminal presin\u00e1ptica hacia la sinapsis se difunde de regreso, particularmente si se libera una gran cantidad del neurotransmisor, dice. Y si bien eso a\u00fan podr\u00eda suceder a veces, ahora tiene un mecanismo que se opone a eso, dice, y tiene sentido que tenga este bar\u00f3metro realmente bueno de la actividad postsin\u00e1ptica en forma de liberaci\u00f3n de glutamato postsin\u00e1ptico. . No me sorprender\u00eda en absoluto, agrega, si hay diferentes manifestaciones o sabores de este fen\u00f3meno que est\u00e1n por todas partes.<\/p>\n En este punto, los investigadores solo pueden adivinar por qu\u00e9 este tipo de mecanismo de retroalimentaci\u00f3n. evolucionado, dice Szabadics. Una idea es que podr\u00eda ayudar a garantizar que los recuerdos importantes no se sobrescriban con datos menos \u00fatiles; pero esa o cualquier otra posible explicaci\u00f3n en este punto es muy, muy especulativa, advierte.<\/p>\n El hecho de que la PTP est\u00e1 regulado por el calcio disponible para la c\u00e9lula postsin\u00e1ptica tiene implicaciones de gran alcance para interpretar la investigaci\u00f3n neurofisiol\u00f3gica pasada, se\u00f1ala McBain. Una de las verdades inconvenientes de este art\u00edculo es que si retrocede y observa muchos otros estudios que se han realizado en esta sinapsis, encontrar\u00e1 que los tampones utilizados para los registros electrofisiol\u00f3gicos var\u00edan, lo que significa que la disponibilidad de calcio tambi\u00e9n var\u00eda, dice. En realidad, esto podr\u00eda explicar por qu\u00e9 los laboratorios a menudo observan diferentes grados de PTP entre s\u00ed, agrega.<\/p>\n Esta falta de estandarizaci\u00f3n metodol\u00f3gica surgi\u00f3 porque nadie pensaba que el calcio postsin\u00e1ptico iba a ser una confusi\u00f3n al establecer el par\u00e1metros b\u00e1sicos de la sinapsis, dice McBain. Todo el mundo necesita volver atr\u00e1s y repensar cu\u00e1l es la dependencia del calcio de la mayor\u00eda de los par\u00e1metros b\u00e1sicos que conoc\u00edamos sobre la sinapsis.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: ISTOCK.COM, KOTO_FEJA Una de las sinapsis mejor estudiadas del cerebro sigue sorprendiendo a los neurocient\u00edficos. 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