El «ruido de fondo» en la neurotransmisión ayuda a mantener jóvenes las conexiones nerviosas

Las neuronas se comunican a través de señales eléctricas rápidas que regulan la liberación de neurotransmisores, los mensajeros químicos del cerebro. Una vez transmitidas a través de una neurona, las señales eléctricas hacen que la unión con otra neurona, conocida como sinapsis, libere gotitas llenas de neurotransmisores que transmiten la información a la siguiente neurona. Este tipo de comunicación de neurona a neurona se conoce como neurotransmisión evocada. – (Artículo revisado por Emily Henderson, y publicado por el sitio web de información médica, news-medical.net – Foto de free3d.com.)

«Sin embargo, algunas gotitas llenas de neurotransmisores se liberan en la sinapsis incluso en ausencia de impulsos eléctricos. Estos eventos de lanzamiento en miniatura, o minis, se han considerado durante mucho tiempo como «ruido de fondo». – Brian McCabe, director del Laboratorio de Genética y Enfermedad Neural y profesor en el EPFL Brain Mind Institute –

Pero varios estudios han sugerido que los minis tienen una función, y una importante. En 2014, por ejemplo, McCabe y su equipo demostraron que los minis son importantes para el desarrollo de sinapsis. Si las neuronas del cerebro fueran una red de computadoras, las liberaciones evocadas serían paquetes de datos a través de los cuales las máquinas intercambian información, mientras que los minis serían pings, breves señales electrónicas que determinan si hay una conexión entre dos computadoras, señala McCabe. «Los minis son los pings que usan las neuronas para decir ‘estoy conectado'».

Para evaluar si los minis podrían desempeñar un papel en el sistema nervioso maduro, Soumya Banerjee, un postdoctorado en el grupo de McCabe, y sus colegas se propusieron estudiar un conjunto de neuronas que controlan el movimiento en las moscas de la fruta. A medida que los insectos envejecían, sus sinapsis comenzaron a romperse en fragmentos más pequeños, encontraron los investigadores. (Un proceso similar ocurre en los mamíferos que envejecen, incluidas las personas). A medida que se rompían las uniones nerviosas, la neurotransmisión tanto evocada como en miniatura se amortiguaba y las moscas mostraban problemas motores, como una capacidad reducida para trepar por las paredes de un vial de plástico.

A continuación, el equipo evaluó los efectos de estimular o inhibir la neurotransmisión evocada y en miniatura. Cuando se bloquearon ambos tipos de neurotransmisión, las sinapsis envejecieron prematuramente, lo que sugiere que durante el envejecimiento o en enfermedades neurológicas asociadas con la vejez, ocurren cambios en la neurotransmisión antes de que las sinapsis comiencen a desmoronarse. Este hallazgo, explica McCabe, cambia una idea de larga data en neurociencia. «La idea ha sido durante mucho tiempo que la estructura de la sinapsis se rompe y eso provoca un cambio funcional en la sinapsis, pero descubrimos que es al revés», indica.

Estimular la neurotransmisión evocada por sí sola no tuvo ningún efecto sobre el envejecimiento de las sinapsis, encontraron los investigadores. Sin embargo, el aumento de la frecuencia de los minis mantuvo intactas las sinapsis y preservó la capacidad motora de las moscas de mediana edad a niveles comparables a los de las moscas jóvenes. «La capacidad motora disminuye en todos los animales que envejecen, incluidos los humanos, por lo que fue una agradable sorpresa ver que podíamos cambiar eso», afirma McCabe.

Los hallazgos, publicados en Nature Communications , podrían tener implicaciones importantes para la salud humana: se han encontrado minis en cada tipo de sinapsis estudiada hasta ahora, y los defectos en la neurotransmisión en miniatura se han relacionado con una variedad de trastornos del desarrollo neurológico en los niños. Descubrir cómo una reducción de la neurotransmisión en miniatura cambia la estructura de las sinapsis y cómo eso, a su vez, afecta el comportamiento, podría ayudar a comprender mejor los trastornos neurodegenerativos y otras afecciones cerebrales.

Fuente: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Referencia de la revista: Banerjee, S. y col. (2021) Se requiere una neurotransmisión en miniatura para mantener las estructuras sinápticas de Drosophila durante el envejecimiento. Comunicaciones de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41467-021-24490-1.

Vía: news-medical.net