El giro dentado del hipocampo es parte del cerebro que ayuda a formar recuerdos. También es una de las dos áreas del cerebro adulto donde se forman continuamente nuevas neuronas.
El giro dentado es parte de un circuito que recibe señales eléctricas de un área de la corteza cerebral que procesa información sensorial y espacial de otras áreas del cerebro. Al combinar esta información sensorial y espacial, el giro dentado puede generar una memoria únicade una experiencia.
Esencial para la función computacional del giro dentado es una actividad neural escasa; es decir, el giro dentado debe tener circuitos nerviosos que sean eléctricamente silenciosos. Esto se logra mediante circuitos inhibitorios fuertes y baja excitabilidad de las neuronas principales del dentadogiro, las células granulares.
Sin embargo, las células granulares recién nacidas muestran una alta excitabilidad que desaparece a medida que las células maduran. Poco se sabe sobre los mecanismos que crean baja excitabilidad en las células maduras o cómo la excitabilidad de las células granulares recién nacidas cambia con el tiempo.
Ahora, investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham dirigidos por Linda Overstreet-Wadiche, Ph.D., y Jacques Wadiche, Ph.D., profesores asociados en el Departamento de Neurobiología de la UAB, han descrito roles clave para la señalización mediada por proteínas G yla maduración tardía de un canal iónico durante la diferenciación de las células granulares. Su estudio se publica en el Revista de Neurociencia . El primer autor, José Carlos González, Ph.D., es becario postdoctoral en el laboratorio Overstreet-Wadiche.
"Nuestro objetivo era caracterizar la función, la maduración y las fuentes de esta vía de señalización, para que en el futuro pueda manipularse con fines terapéuticos", dijo Overstreet-Wadiche.
la proteína AG es un interruptor molecular dentro de las células que responde a estímulos fuera de la célula, y las proteínas G han sido parte de numerosas investigaciones ganadoras del Premio Nobel. Los canales iónicos en la membrana celular son puertas que se pueden abrir para permitir que los iones fluyano fuera de una célula. El flujo de iones genera corrientes eléctricas a través de la membrana celular para controlar la excitabilidad de las neuronas individuales.
Overstreet-Wadiche y sus colegas encontraron que la señalización intacta de la proteína G es necesaria para la baja excitabilidad de las células granulares. También descubrieron que un canal de potasio llamado GIRK, o canal de potasio rectificador interno activado por la proteína G, está constantemente activo en las células granuladas dentadas maduras,y esto hizo que las neuronas fueran menos excitables al reducir el potencial de membrana en reposo de las células, así como por otros efectos electrofisiológicos.
Los investigadores de la UAB también encontraron que las células granulares recién nacidas, de aproximadamente 10 a 12 días de edad, no tienen canales GIRK funcionales. A las tres semanas, comienzan a aparecer canales GIRK funcionales, y también comienzan a ser controlados por la señalización de la proteína G, a través deun receptor celular llamado receptor GABA B. El GABA, o ácido gamma-aminobutírico, es el principal neurotransmisor inhibitorio en mamíferos. Las neuronas inhibidoras liberan GABA, y el GABA se une a los receptores en las neuronas objetivo para inhibir los circuitos neuronales.
Por lo tanto, GIRK parece reducir la excitabilidad de las células granuladas dentadas maduras de dos maneras. La primera es a través del mecanismo intrínseco de canales GIRK constantemente activos que reducen los potenciales de membrana en reposo y la excitabilidad intrínseca. La segunda es por activación fásica de la señalización GIRK - estoLa inhibición se logra mediante neuronas inhibidoras que liberan GABA en las sinapsis somatodendríticas con las células granulares. El GABA cruza la sinapsis a la célula granular dentada y activa los canales GIRK a través de la señalización del receptor GABA-B / proteína G.
Se sabe que las interneuronas inhibidoras que liberan GABA pertenecen a tres grupos, identificadas por la expresión de varias proteínas. Overstreet-Wadiche y sus colegas preguntaron qué subtipos interneuronales formaron sinapsis inhibidoras con las células granuladas dentadas para iniciar el receptor B / GIRK de GABA fásico.inhibición. Encontraron que las interneuronas que expresan nNOS eran la fuente principal de la inhibición mediada por el receptor GABA-B. Las interneuronas que expresan SST tenían un efecto menor, y las interneuronas que expresan PV no tenían efecto inhibitorio.
"El giro dentado es crítico para controlar el flujo de la actividad neuronal a través del hipocampo, y esta función de control es importante, no solo para las funciones cognitivas normales, sino también para suprimir la actividad convulsiva", dijo Overstreet-Wadiche. "Hemos demostradocómo una vía de señalización bien conocida hace una contribución particularmente fuerte a la supresión de la excitabilidad en esta región, y esto respondió a una larga pregunta sobre por qué estas neuronas tienen un potencial de membrana en reposo tan bajo en comparación con otras neuronas ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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