Las células en forma de estrella llamadas astrocitos son mucho más que simples células de soporte en el cerebro. En un nuevo estudio en ratones, los investigadores del Instituto Karolinska demuestran que también juegan un papel clave en el centro respiratorio del tronco encefálico y liberan moléculas inflamatorias queregular la respiración. Los resultados, que se presentan en la revista científica eLife , puede proporcionar pistas importantes sobre las causas de la enfermedad respiratoria y el repentino colapso postnatal inesperado de los recién nacidos SUPC.
El control de la respiración es esencial para la vida. Sin una respuesta adecuada al aumento de los niveles de dióxido de carbono, las personas pueden sufrir trastornos respiratorios, enfermedades y pánico. En el peor de los casos, puede conducir a la muerte prematura, como en un repentinosíndrome de muerte infantil. Si bien se sabe que la respiración está regulada por el tronco encefálico, la forma en que esto ocurre sigue siendo un misterio. Se sabe que existen mecanismos de control que hacen que el cuerpo reaccione a las concentraciones sanguíneas cambiantes en el CO 2 , evitando así la muerte. El grupo de investigación de Eric Herlenius en el Instituto Karolinska ha demostrado previamente que la molécula de prostaglandina E2 PGE2, que normalmente se libera durante la inflamación y la fiebre, se dispara en el tronco encefálico a altos niveles de CO 2 , que influye en el patrón y las características de la respiración. El grupo ahora ha demostrado que los llamados astrocitos no neuronales en el centro respiratorio del tronco encefálico secretan esta molécula.
"Los astrocitos alguna vez fueron vistos como una especie de pegamento que mantiene todo en su lugar en el cerebro. Luego fueron considerados como simples amas de casa que brindan apoyo estructural y metabólico a las neuronas. Sin embargo, una nueva investigación muestra que están involucrados en varios procesos vitales"., incluida la respiración ", dice Eric Herlenius, profesor de pediatría del Departamento de Salud de la Mujer y el Niño." Nuestro estudio muestra que los astrocitos juegan un papel importante en la regulación de la respiración al afectar las neuronas y su actividad en la red ".
Para estudiar el papel de los astrocitos en la respiración, los investigadores utilizaron una técnica desarrollada internamente en la que parte del tronco encefálico de un ratón se mantiene vivo en un plato de cultivo especial. Durante varias semanas las neuronas y los astrocitos continúan interconectados, ypuede transmitir señales y generar actividad de la neurona motora rítmica como si estuvieran "respirando". Los astrocitos de los ratones estaban marcados con una molécula fluorescente y contenían un receptor que los investigadores podían estimular para activarlos. Mientras que la mayoría de los astrocitos no parecíanparticipan en la generación del ritmo, algunos de ellos formaron su propia red funcional en el centro respiratorio, mostrando una actividad rítmica similar a las neuronas. Estos astrocitos se integraron con las neuronas, influyendo en su actividad y, en consecuencia, en la respiración.
"Sabíamos que los astrocitos tienen la capacidad de señalizar justo antes de la inspiración, pero no es que exista este tipo de conexión entre los astrocitos y las neuronas", dice el autor principal del estudio, David Forsberg, estudiante de doctorado en el mismo departamento. "Nuestra hipótesises que los astrocitos ajustan el proceso respiratorio con la ayuda de la molécula inflamatoria PGE2, y al hacerlo vincula la respiración con el sistema inflamatorio ".
Curiosamente, el papel de los astrocitos parecía diferir entre los dos centros respiratorios del tronco encefálico estudiados. En uno, la activación de los astrocitos causó un aumento en la actividad neuronal, mientras que en el otro, la actividad neuronal no se vio afectada. Esto sugiere la presencia de diferentes tiposde astrocitos, y una distribución diversa de ellos en el tronco encefálico.
La activación de los astrocitos también causó niveles elevados de PGE2 y debilitó la reacción del centro respiratorio al CO alto 2 concentraciones, lo que sugiere que los astrocitos se fatigan. Dado que PGE2 se libera durante la inflamación y la fiebre, los investigadores sugieren que estas condiciones interrumpen las reacciones fisiológicas normales al CO 2 que puede conducir a problemas respiratorios potencialmente mortales.
"Ahora queremos averiguar si la fatiga de los astrocitos puede explicar fenómenos como el SUPC, cuando los recién nacidos desarrollan problemas respiratorios de repente", dice el Dr. Forsberg. "El nacimiento desencadena una reacción de estrés potente en el bebé, lo que da lugar a altos niveles de PGE2.Esto tiene efectos beneficiosos en los recién nacidos, pero creemos que esto puede ser peligroso en combinación con altos niveles de CO 2 . "
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Materiales proporcionado por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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