Los astrocitos, las células 'cuidadoras' que rodean y apoyan las neuronas en el cerebro, juegan un papel mucho más importante en los ritmos circadianos, el reloj interno de 24 horas del cuerpo, de lo que se entendía previamente.
Estudio financiado por el Medical Research Council MRC publicado hoy en la revista ciencia descubrió que estas células en forma de estrella, que antes se consideraban simplemente como neuronas de apoyo en la regulación de los ritmos circadianos, en realidad pueden liderar el ritmo del reloj interno del cuerpo y se ha demostrado por primera vez que pueden controlar los patrones de comportamiento diarioen mamíferos
Los hallazgos del nuevo estudio podrían allanar el camino para la explotación de nuevos tratamientos cuando se interrumpen los ritmos circadianos, lo que puede causar desfase horario y trastornos del sueño, así como contribuir a una variedad de afecciones de salud, desde trastornos psiquiátricos hasta demencia,diabetes y cáncer.
Los ritmos circadianos son bien conocidos por su papel en el mantenimiento de la salud humana y, aunque se ha descubierto que muchos tipos diferentes de células en todo el cuerpo tienen su propio reloj interno, la sincronización de estos relojes está controlada principalmente por el núcleo supraquiasmático SCN,Una pequeña región del cerebro en el hipotálamo que actúa como el reloj maestro responsable de regular el comportamiento diario.
Este nuevo estudio, dirigido por el Laboratorio de Biología Molecular LMB del MRC en Cambridge, utilizó imágenes microscópicas para observar la temporización detallada del reloj molecular interno de los astrocitos y las neuronas del SCN. Sorprendentemente, esto demostró que aunque ambos tipos de célulastienen sus propios relojes circadianos, están regulados de manera diferente y se observó que estaban activos en diferentes momentos del día. Se descubrió que esta delicada interacción es fundamental para mantener el reloj SCN completo.
Después de este descubrimiento inicial, los científicos descubrieron que los ratones genéticamente alterados para silenciar su reloj interno mostraron alteraciones en su función y comportamiento SCN pero, inesperadamente, descubrieron que la restauración de un reloj genéticamente funcional solo en astrocitos permitió a los ratones regular su diarioEsto significaba que incluso cuando los astrocitos eran la única célula en un animal con un reloj interno que funcionaba, todavía se observaban patrones de comportamiento diario de los ratones. Cuando los investigadores compararon este patrón de comportamiento con los ratones cuyos relojes neuronales funcionaban, encontraronque el período de actividad regulada en el SCN fue aproximadamente una hora más corto, lo que también se reflejó en el comportamiento del ratón, lo que demuestra que los astrocitos eran capaces de controlar el comportamiento de los animales a su propia melodía específica de células.
El estudio también reveló que el glutamato, un neurotransmisor en el cerebro y el sistema nervioso central, actuaba como la señal química utilizada para transmitir señales de tiempo de los astrocitos activos del SCN a sus parejas neuronales sin reloj.
"El descubrimiento de que los astrocitos pueden ser tan efectivos como las neuronas para generar y transmitir una señal de tiempo circadiana a través de un animal realmente nos sorprendió", dijo el Dr. Marco Brancaccio, profesor de demencia y miembro del Instituto de Investigación de Demencia del Reino Unido en el Imperial College de Londres y autor principaldel artículo, anteriormente en el LMB del MRC cuando se realizó esta investigación. "Sabíamos por investigaciones previas que estas células desempeñaban un papel en los relojes circadianos, pero no teníamos idea de que podrían reiniciar la función circadiana de las neuronas. Esto agrega una totalmente nuevay una dimensión inesperada de la neurobiología de los relojes corporales circadianos y sugiere algunas vías interesantes para futuras investigaciones y el potencial para desarrollar tratamientos ".
"Esta es la primera vez que se ha demostrado que los astrocitos, células que previamente habíamos pasado por alto como simples células de apoyo, en realidad pueden controlar el comportamiento animal. Este es un avance significativo en el campo de la neurociencia", agregó el Dr. Michael Hastings,Jefe de la División de Neurobiología en el LMB del MRC y autor principal del artículo.
La Dra. Joanna Latimer, Jefa de Neurociencias y Salud Mental del MRC, dijo: "En los últimos años ha quedado cada vez más claro que la interrupción del reloj interno del cuerpo a través del trabajo por turnos, la demencia y otras enfermedades neurológicas pueden tener un impacto peligroso ennuestra salud y bienestar. Esta investigación es un paso importante hacia una mejor comprensión de cómo el cerebro controla estos ritmos circadianos a nivel molecular y celular, un avance esencial si queremos manejar el impacto de estas afecciones de manera más efectiva ".
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Materiales proporcionado por Consejo de Investigación Médica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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