¿Puede el medio ambiente afectar la forma en que la médula espinal desarrolla circuitos especializados, o ese proceso está programado, siguiendo las instrucciones genéticas prescritas que se activan temprano en el embrión?
Un estudio de UC Davis que comparó los efectos de las temperaturas frías y cálidas en el desarrollo de huevos de rana en larvas descubrió que la temperatura ambiental cambia significativamente la forma en que se desarrolla el sistema nervioso.
El estudio, que aparece en línea el 23 de mayo en la revista Biología actual , encontró canales sensibles a la temperatura activados por la temperatura ambiental, que influyen en la expresión génica y alteran el desarrollo neurológico. La investigación, aunque se llevó a cabo en ranas, tiene paralelismos entre especies, incluidos los humanos.
"Encontramos que el canal TRPM8 sensible a la temperatura impulsa cambios en el sistema nervioso en desarrollo, lo que permite que las ranas se adapten al medio ambiente", dijo Laura Borodinsky, profesora de fisiología y biología de membranas en la Facultad de Medicina de UC Davis y autora principal del estudio.
"Las larvas que crecieron en temperaturas frías tenían más neuronas responsables del movimiento, una función crucial que equipa mejor a las ranas jóvenes para escapar de los depredadores y otros peligros potenciales", dijo. "También tenían una masa muscular más grande y una respuesta de nado más fuerte que esascriado en temperaturas más cálidas cuando se prueba a temperaturas frías. "
Temperatura importante para el neurodesarrollo en humanos
La temperatura es un factor importante en el desarrollo del sistema nervioso en los seres humanos. Los recién nacidos, especialmente los bebés prematuros, no desarrollan la capacidad de regular la temperatura corporal hasta unos meses después del nacimiento o incluso más. Los estudios también sugieren que la fiebre durante el embarazo puedeafectan el cerebro y el sistema nervioso en desarrollo, aumentando el riesgo de trastorno del espectro autista y esquizofrenia.
Borodinsky cree que cuando los cambios de temperatura son repentinos y ocurren durante períodos críticos de desarrollo, o cuando los mecanismos moleculares para adaptarse a estos cambios no funcionan, las interrupciones en el desarrollo del sistema nervioso pueden afectar la salud.
Canales de temperatura como una forma en que el entorno cambia la expresión génica
Los canales sensibles a la temperatura pertenecen a una familia diversa de canales iónicos, los canales TRP, que responden a una variedad de condiciones. Mientras que algunos canales TRP son sensores de temperatura, otros son sensibles al dolor, el pH, el tacto, la luz y el sonido.Las vías que permiten a los organismos detectar la temperatura están bien conservadas a través de la evolución y están presentes en todas las especies.
Para el estudio, Kira A. Spencer, primera autora del artículo y ex estudiante de posgrado en el programa de Posgrado en Neurociencia de UC Davis, crió huevos de rana fertilizados a temperaturas frías o cálidas en placas de Petri. En la etapa larvaria, midieronrespuestas al tacto ligero y respuestas de natación, y la cantidad de neuronas motoras espinales. Evaluaron la dependencia de la actividad eléctrica espontánea, que impulsa muchos aspectos de la diferenciación neuronal, de la temperatura, así como los factores genéticos que regulan el desarrollo de las células de la médula espinal y la funcióndel canal de temperatura fría TRPM8.
"Encontramos que el canal TRPM8 sensible a la temperatura fría media los cambios de desarrollo que dan a las larvas de rana una ventaja y les permiten funcionar de manera óptima en temperaturas frías", dijo Spencer.
"Nuestros resultados brindan información sobre cómo el entorno influye en la expresión génica durante el desarrollo y apuntan a una vía prometedora para explorar cómo interactúan los genes y el entorno, incluido el papel que desempeñan otros canales de TRP en el desarrollo y la enfermedad del sistema nervioso".
Otros autores del estudio incluyen a Yesser Hadj Belgacem, Olesya Visina, Sangwoo Shim y Henry Genus.
La investigación recibió el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias 1120796, el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares RO1NS073055 y el Hospital Shriners para Niños 86500-NCA, 85220-NCA, 85300-NCA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de California - Davis Health . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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