Las células nerviosas cubren su alta demanda de energía con glucosa y lactato. Los científicos de la Universidad de Zurich ahora brindan un nuevo apoyo para esto. Muestran por primera vez en la evidencia intacta del cerebro del ratón un intercambio de lactato entre diferentes células cerebrales.En este estudio pudieron confirmar una hipótesis de 20 años.
En comparación con otros órganos, el cerebro humano tiene los requisitos energéticos más altos. El suministro de energía para las células nerviosas y el papel particular del ácido láctico lactato ha sido objeto de una intensa investigación durante muchos años. Una hipótesis de la década de 1990postula, que una colaboración bien orquestada entre dos tipos de células, astrocitos y neuronas, es la base del metabolismo de la energía cerebral.
Los astrocitos producen lactato, que fluye hacia las neuronas para cubrir sus altas necesidades de energía. Debido a la falta de técnicas experimentales, no quedó claro si existía un intercambio de lactato entre los astrocitos y las neuronas. El grupo del profesor Bruno Weber del Instituto de Farmacologíay Toxicology ahora muestra que hay un gradiente de concentración de lactato significativo entre los astrocitos y las neuronas.
El transporte de lactato depende de la concentración
La entrada y salida de lactato dentro y fuera de las células del cuerpo depende de la concentración y está mediada por un transportador de lactato específico llamado transportador de monocarboxilato o MCT. Una propiedad típica de ciertas proteínas transportadoras se llama aceleración trans.puede imaginarse como puertas giratorias en un centro comercial, que comienzan a girar más rápido cuando más personas entran o salen ", explica Bruno Weber, profesor de imágenes experimentales multimodales en la Universidad de Zúrich. Los investigadores hicieron uso de esta propiedad y aceleraron el"puertas giratorias ". Al aumentar la concentración extracelular de piruvato, estimularon el transporte hacia afuera del lactato. Curiosamente, los niveles de lactato solo cambiaron en los astrocitos pero no en las neuronas. Según este hallazgo y los resultados de varios experimentos de control, un gradiente claro de lactato entre los astrocitos yse confirmaron las neuronas. "Debido al hecho de que el transporte de lactato por MCT es un transporte pasivo, tal diferencia de concentración es uncondición necesaria para que esté presente un flujo de lactato ", dice Bruno Weber.
Los científicos utilizaron una nueva proteína fluorescente que une el lactato, cambiando así la cantidad de luz liberada por la molécula fluorescente. De esta manera podrían medir la concentración de lactato en células individuales ". Expresamos el sensor de lactato en astrocitos o neuronas en el cerebrode ratones anestesiados y midió los cambios de fluorescencia con un microscopio especial de dos fotones ", explica Bruno Weber.
Más de 20 años después de la formulación de la hipótesis de que las neuronas metabolizan el lactato, los investigadores han dado un paso importante más cerca de la prueba final de esta hipótesis. Bruno Weber cierra afirmando que "Numerosas enfermedades cerebrales se han asociado con déficits metabólicos. Estosubraya la importancia de una comprensión precisa de los procesos que contribuyen al metabolismo energético del cerebro a nivel celular ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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