Los astrocitos influyen en las células de la respiración.

Publicado en Internet el 15 de julio 2010 | Nature | doi: 10.1038/news.2010.355

Fuente:http://www.nature.com/news/2010/100715/full/news.2010.355.html

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Soplo de aire fresco para las células “pegamento” del cerebro

 

Los astrocitos pueden tener un papel importante en la regulación de la respiración.
Miriam Frankel

Un tipo de célula cerebral que se cree responsable de apoyo a otras células pueden tener un papel insospechado en el control de la respiración.

En forma de estrella células llamadas astrocitos, que se encuentra en el cerebro y la médula espinal, es posible introducir cambios “sentido” en la concentración de dióxido de carbono en la sangre y estimular las neuronas para regular la respiración, según un estudio publicado en línea en la ciencia hoy en día uno . La investigación podría arrojar alguna luz sobre el papel de los astrocitos en ciertas enfermedades respiratorias, tales como muerte súbita, que no se comprenden bien.
Los astrocitos son un tipo de células gliales – el tipo más común de células cerebrales, y mucho más abundantes que las neuronas. “Históricamente, las células gliales se pensó sólo para” pegar “el cerebro, al proporcionar la estructura neuronal y el apoyo nutricional, pero no más”, explica el psicólogo Alexander Gourine del University College de Londres, uno de los autores del estudio. “Este viejo dogma ahora está cambiando dramáticamente, algunos estudios recientes han mostrado que los astrocitos pueden realmente ayudar a las neuronas para procesar la información.”
“El aspecto más importante de este estudio es que un cambio considerable en las ideas acerca de cómo la respiración es controlada”, dice David Attwell, un neurocientífico de la University College London, quien no participó en el estudio.
“Lo que este estudio hace es hermoso y muy emocionante.”
Durante el ejercicio, la cantidad de CO 2 en la sangre aumenta, haciendo que la sangre sea más ácida. Hasta ahora, se pensaba que este cambio de pH se ‘sentía’ por neuronas especializadas que señalan a los pulmones para expulsar a más de CO 2 . Pero el estudio encontró que los astrocitos pueden percibir como una disminución en el pH también – un cambio que provoca un aumento en la concentración de iones de calcio (Ca 2 + ) en las células y la liberación del mensajero químico adenosina-5′-trifosfato (ATP ). Los investigadores creen que el ATP estimula las neuronas cercanas que están involucrados en la respiración, los cuales a su vez desencadenar un aumento de respiración para que el exceso de CO 2 puede ser removido de la sangre.
Una de las técnicas del equipo utilizado consistió en insertar un gen que codifica una proteína sensible al calcio fluorescentes, Case12, en los cerebros de las ratas que viven, junto con una secuencia promotora que aseguró el gen que expresa sólo en los astrocitos.Cuando la luz se iluminó el cerebro, Case12 fluorescencia con un brillo que corresponde a la concentración de calcio en los astrocitos. El equipo encontró un aumento inmediato de calcio cuando el nivel de pH se redujo. El experimento también reveló que los astrocitos, en respuesta a cambios en el pH, se localizan en el bulbo raquídeo – un área del cerebro conocida por su “sentido” de la composición química de la sangre. El equipo observó resultados similares utilizando rebanadas de tallo cerebral y los modelos de cultivo celular.

Respuesta rápida

Los investigadores esperan que los hallazgos podrían ayudar a la comprensión de las enfermedades de insuficiencia respiratoria, tales como el síndrome de muerte súbita del lactante, también conocido como muerte de cuna, y un síndrome potencialmente fatal llamada maldición de Ondina. Si los problemas en función de las células gliales, se puede demostrar que causan estas condiciones, los astrocitos tal vez podría ser un objetivo en el futuro desarrollo de terapias.
“Lo que este estudio hace es hermoso y muy emocionante”, dice Philip Haydon, un neurocientífico en la Tufts University School of Medicine en Boston, Massachusetts. “El siguiente paso sería bloquear selectivamente los astrocitos señales de calcio o la liberación de ATP, luego en coche el cambio de pH y ver qué pasa – que determinará si los astrocitos son absolutamente necesarios en el control de la respiración.”
Gourine está de acuerdo en que es importante desarrollar herramientas para inhibir este tipo de respuestas astrocitos, pero dice que es un “gran desafío”.
Brian MacVicar, un neurocientífico de celular de la Universidad de British Columbia en Vancouver, Canadá, dice que ha habido cierto desacuerdo sobre la interacción entre astrocitos y neuronas. La pregunta es si los astrocitos pueden hacer algo lo suficientemente rápido como para alterar el comportamiento actual, influyendo en la actividad neuronal, dice, o si tienen un papel más pasivo.
“Los astrocitos se muestran aquí para responder con rapidez – en cuestión de segundos – a un estímulo fisiológico”, dice. “El impacto de este trabajo será convencer a los escépticos más empedernidos que los astrocitos pueden cambiar la actividad neuronal en respuesta a un estímulo y por lo tanto alterar una respuesta de comportamiento.”
Sin embargo, algunos investigadores dicen que es necesario tener precaución al interpretar los datos de los estudios de esos animales.”Todo el mundo probablemente de acuerdo en que los astrocitos pueden ser señal de que las neuronas en cultivo celular”, dice Attwell. “Pero el problema es que cuando se quiere mover de que en los organismos vivos, es más complicado de interpretar los datos, y sobre todo para determinar con exactitud cuál es el mecanismo de señalización”.

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