Holanda:
Los nuevos impulsos nerviosos viajan en un «cable dual» con mielina, desempeñando funciones adicionales a lo que se pensaba anteriormente, según una nueva investigación este descubrimiento avanza el conocimiento humano de cómo funcionan las conexiones cerebrales y puede ayudar a los científicos a comprender con mayor precisión lo que sucede cuando se pierde mielina, que es lo que ocurre en enfermedades como la esclerosis múltiple (EM).
El estudio que informa sobre los hallazgos, titulado «La conducción saltatoria a lo largo de los axones mielinizados involucra un nanocircuito periaxonal», se publicó en la revista Cell.
Las fibras de las células nerviosas, o axones, de los vertebrados (animales con columna vertebral, incluidos los humanos) están cubiertas por capas compactas de una sustancia rica en lípidos (grasa) conocida como mielina.
La mielina sirve como un tipo de aislante eléctrico que hace que los impulsos nerviosos viajen rápido, para mantener una comunicación de alta velocidad entre las células nerviosas, a través de los sistemas nerviosos periférico y central (cerebro y médula espinal). En la mayoría de los axones densamente mielinizados, la velocidad de conducción puede alcanzar 70-120 metros por segundo, la velocidad de un auto de carreras.
En la base de esta conducción rápida están los espacios libres de mielina, llamados nodos de Ranvier, colocados a lo largo del axón.
Los impulsos nerviosos, conocidos como potenciales de acción, pueden propagarse rápidamente a lo largo del axón porque «saltan» de un nodo de Ranvier al siguiente, un proceso conocido como conducción saltatoria. Un impulso salta de nodo a nodo en toda la longitud de un axón, acelerando su llegada y transmisión a la siguiente célula nerviosa, en comparación con los potenciales de acción que viajan a lo largo de axones no mielinizados.
Los científicos conocen este proceso desde hace muchas décadas. Pero hasta ahora faltaban una parte de la imagen detallada de cómo se producen estos circuitos eléctricos y qué sucede cuando se daña la mielina, como en enfermedades desmielinizantes como la EM.
Si bien la opinión de que la mielina es un aislante con una actividad eléctrica mínima o nula había sido ampliamente aceptada, algunos científicos han propuesto modelos alternativos en los que los impulsos pueden viajar dentro de la mielina o justo debajo de ella.
Ahora, un equipo dirigido por investigadores del Instituto Holandés de Neurociencia (NIN) buscó evaluar aún más la transmisión de señales en las neuronas mielinizadas. Utilizaron una nueva técnica que hace visibles las corrientes eléctricas, llamadas grabaciones ópticas de alta velocidad, y la combinaron con modelos computacionales para determinar las propiedades específicas de las vainas de mielina en las neuronas de ratas.
El equipo también utilizó una técnica de microscopía de alta resolución, llamada microscopía electrónica, para medir la distancia entre la membrana de la célula nerviosa, el borde que separa la célula nerviosa del entorno externo, y la vaina de mielina.
La evidencia mostró que el axón y la vaina de mielina que lo rodea están separados, creando una segunda vía de conducción que corre justo debajo de las vainas de mielina y por encima de la membrana de las células nerviosas, conocida como el espacio sub-mielínico.
La distancia entre la célula nerviosa y la vaina de mielina resultó ser de 12 nanómetros, lo que corresponde a un tamaño 10,000 veces más delgado que un cabello humano.
Dichas observaciones coinciden con un modelo propuesto para la transmisión de impulsos nerviosos denominado «doble cable».
«Todos los hallazgos juntos demostraron que, en lugar de ser una vaina aislante, la mielina crea una capa adicional como cables coaxiales que producen múltiples ondas de potenciales eléctricos que viajan de una manera más complicada de lo que se había previsto anteriormente», dijo Maarten Kole, PhD, líder del grupo en NIN y el autor principal del estudio, dijo en un comunicado de prensa.
Según el equipo, los hallazgos abren nuevas vías para comprender cómo los cerebros garantizan la rápida propagación de los impulsos, y cómo el daño a la vaina de mielina y a los espacios sub-mielínicos «puede causar los problemas de conducción observados en las enfermedades desmielinizantes».
Los hallazgos también permiten a los investigadores ajustar sus modelos y crear herramientas para comprender mejor tales enfermedades.
En pacientes con EM, en particular, la pérdida de mielina conduce a una disminución de la fuerza, el equilibrio y la coordinación, lo que limita la movilidad de una persona. El equipo cree que, para tratar y prevenir mejor la EM, es importante saber exactamente cómo funciona la mielina y predecir qué sucederá si deja de funcionar.
«Nuestro trabajo ahora puede proporcionar predicciones confiables de cómo los impulsos viajan a lo largo de las carreteras sin mielina», dijo Kole, también profesor de la Universidad de Utrech, en los Países Bajos.
«Este hallazgo contribuye a la comprensión de los cambios celulares que ocurren en la EM», dijo.
El proyecto de investigación fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), la Sociedad Nacional de Esclerosis Múltiple y la Organización Holandesa de Investigación Científica.
Ana Pena, PhD
Fuente: http://bit.ly/3aNlqdj
