Los golpes a la cabeza causan numerosos pequeños hinchazones a lo largo de la longitud de los axones neuronales

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Estudio

Investigadores de la Universidad Estatal de Ohio han descubierto cómo los golpes a la cabeza causan numerosos pequeños hinchazones a lo largo de la longitud de los axones neuronales.El estudio, titulado «Polaridad de la iniciación de la varices en la mechanosensación neuronal central», que se publicó el 12 de junio en The Journal of Cell Biology , observa el proceso de hinchazón en las neuronas cultivadas vivas y podría conducir a nuevas formas de limitar los síntomas asociados con lesiones cerebrales conclusivas .

Lesiones cerebrales traumáticas leves, o conmociones cerebrales, causan una variedad de síntomas temporales, incluyendo dolor de cabeza, náuseas y pérdida de memoria. Sin embargo, los efectos de los impactos de concusión en las neuronas en el cerebro son poco conocidos. Un efecto de este tipo es el desarrollo de «varicosidades axonales», pequeños hinchazones tipo bolas que aparecen a lo largo de los axones neuronales, que son las partes de las neuronas que transmiten señales eléctricas y químicas a las células nerviosas vecinas. Se observan hinchazones similares en los axones de degeneración de los pacientes de Alzheimer y Parkinson.

Chen Gu y sus colegas en la Universidad Estatal de Ohio descubrieron que podían inducir la formación de varices axonales en las neuronas del hipocampo cultivadas en el laboratorio «soplándolas» con ráfagas de líquido de una pequeña pipeta. La presión ejercida por estas bocanadas era similar a las fuerzas que las neuronas podrían experimentar después de un golpe en la cabeza.

Las varicosidades axonales se formaron rápidamente, particularmente en las neuronas más jóvenes, donde se hincharon en 5 segundos de haber sido hinchadas. Una sorpresa para los investigadores fue que las varices desaparecieron varios minutos después de hinchar, lo que indica que no son un signo de degeneración axonal irreversible.

Gu y sus colegas también podrían inducir varicosidades axonales al soplar repetidamente las neuronas cultivadas con ráfagas más cortas de líquido, imitando los efectos de los impactos repetitivos y subconcusivos. En consecuencia, el equipo también vio varices axonales en los cerebros de ratones sometidos a repetidos golpes ligeros a la cabeza.

Los investigadores descubrieron que el hinchamiento activaba una proteína de canal mechanosensible llamada TRPV4, que se enriquece en la membrana de los axones neuronales y permite que los iones de calcio entren en la célula. La inhibición de este canal bloqueó la formación de varicosidades axonales.

Después de entrar en los axones a través de los canales activados TRPV4, los iones de calcio parecen interrumpir el citoesqueleto de microtúbulos mediante la inhibición de una proteína estabilizadora de microtúbulos llamada STOP. Esto interrumpe el transporte de materiales celulares a lo largo de los microtúbulos axonales, haciendo que estos materiales se acumulen en varios puntos a lo largo del axón donde pueden dar lugar a varicosidades.

Las neuronas más viejas, que son más resistentes a los efectos del soplido, expresan niveles más bajos de TRPV4 y niveles más altos de STOP. «Será interesante determinar si estos factores hacen que un cerebro maduro sea más resistente a la lesión cerebral traumática leve que un cerebro joven», dice Gu.

El soplido no indujo varices a lo largo de las longitudes de las dendritas, las partes de las neuronas que reciben señales químicas de las células nerviosas vecinas. En cambio, los investigadores descubrieron que las varices dendríticas, pero no axonales, podrían ser inducidas por el tratamiento prolongado con glutamato, un neurotransmisor excitador que se libera de los axones dañados.

«Tomados en conjunto, nuestros hallazgos proporcionan nuevos conocimientos mecanicista en la etapa inicial de un nuevo tipo de plasticidad neuronal en la salud y la enfermedad», dice Gu, quien señala que las varices axonales también se han observado en cerebros sanos donde las neuronas pueden responder a señales mecánicas Desde su entorno. «Este proceso puede desempeñar un papel clave en el desarrollo neuronal y la función del sistema nervioso central en adultos, así como en los trastornos cerebrales crónicos y varias lesiones cerebrales agudas».

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Gu et al., 2017. J. Cell Biol. Http: // jcb. Rupress Org / cgi / doi / 10. 1083 / jcb. 201606065? PR

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Fuente : PRENSA DE LA UNIVERSIDAD DE ROCKEFELLER