Investigadores de la UBA y del CONICET demostraron que unas partículas subatómicas, los protones, logran generar cambios eléctricos y químicos en las neuronas.
El estudio realizado en el sistema auditivo de ratones indicaría que se trata de un mecanismo conservado en el sistema nervioso de todos los seres vivos. El hallazgo podría tener implicancia futura para la comprensión y el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
Para formar memorias, regular las emociones, transmitir la orden de contraer un músculo o realizar otras funciones, las neuronas se mandan mensajes a través de neurotransmisores. Los más conocidos incluyen a la dopamina, la serotonina, el glutamato, la acetilcolina y la adrenalina. Ahora, científicos argentinos confirmaron que se puede sumar a ese inventario a los diminutos protones: partículas subatómicas que, cuando están aisladas, actúan como el ion positivo del hidrógeno y le dan acidez a las soluciones acuosas.
“Los protones tienen la capacidad para generar cambios eléctricos y químicos en las células nerviosas”, indicó a la Agencia CyTA-Leloir el director del estudio, el doctor Osvaldo Daniel Uchitel, investigador del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE) , dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y del Conicet.
El hallazgo es sorprendente, si se tiene en cuenta que cada protón pesa entre 140 y 180 veces menos que las moléculas de sus “colegas” más conocidos. Se trata de la pieza más pequeña con funciones biológicas per se en el organismo.
En 2008, el biólogo Erik Jorgensen, de la Universidad de Utah, en Estados Unidos, lideró un equipo que mostró en la revista “Cell” que los protones actúan como neurotransmisores para la contracción muscular en un invertebrado, el gusano Caenorhabditis elegans. Con posterioridad, otros científicos también documentaron su rol en dos estructuras del cerebro del ratón: la amígdala y el núcleo accumbens. Pero su función más generalizada estaba en discusión.
Ahora, Uchitel y sus colaboradores comprobaron que los protones actúan como neurotransmisores en lo que se considera un modelo más universal de conexión entre neuronas: la sinapsis gigante del sistema auditivo de ratón o “cáliz de Held”. “De allí que podamos especular con la generalización del mecanismo al sistema nervioso de los seres humanos y animales”, afirmó Uchitel.
Tal como describe la revista “The Journal of Neuroscience”, en la sinapsis gigante estudiada, cada vez que se estimula la neurona emisora, se liberan más de 500 vesículas o “paquetes” con el neurotransmisor glutamato y los protones que la acompañan. El glutamato actúa sobre sus receptores en la neurona siguiente.
Sin embargo, Uchitel y sus colaboradores quisieron examinar si los protones liberados también cumplían una función similar, y para ello bloquearon con drogas todos los receptores al glutamato. Los resultados fueron claros: los protones activaron en la neurona receptora unos canales llamados Acid Sensing Ion Channels (ASIC), que generan una pequeña corriente eléctrica y permiten también la entrada de calcio.
“Es decir que los protones tiene una doble función de comunicación eléctrica, de importancia limitada, y química, probablemente de mayor relevancia”, resumió Uchitel.
Los ASICs han sido descriptos en casi todos los tipos neuronales y están asociados a funciones de memoria, aprendizaje, respuestas de miedo, plasticidad neuronal y otros procesos. “Es posible que estemos describiendo un fenómeno universal que podría estar presente en cada sinapsis y que no lo advertimos por estar tapado por otros mecanismos de comunicación”, puntualizó Uchitel. “Esto puede ser sólo la punta de un iceberg”.
El estudio abre líneas de investigación que podrían mejorar la comprensión, y por lo tanto el tratamiento futuro de enfermedades neurodegenerativas y neuroinflamatorias como el Parkinson y la esclerosis múltiple.
Uchitel comentó que, desde el punto de vista clínico, la actividad del cerebro genera cambios en el pH (acidez) en el tejido nervioso. Y el fenómeno se intensifica en procesos inflamatorios que promueven la neurodegeneración mediada por la activación excesiva de los canales ASIC. “Se podría pensar en estrategias que modulen a los canales para bloquear la acción de los protones, pero para averiguarlo es necesario seguir investigando”, indicó.
Para el neurólogo Marcelo Merello, investigador del Conicet y director de Neurociencias del FLENI, quien no participó del estudio, el trabajo liderado por Uchitel es muy interesante dado que los protones “son partículas muy diferentes a los neurotransmisores habituales y podrían tener una función muy activa en patologías neurodegenerativas, como las enfermedades de Parkinson y Huntington”.
En particular, Merello precisó que algunos datos preclínicos sugieren que el bloqueo de los canales ASIC podría modificar los niveles del transportador de dopamina, el neurotransmisor que falta en el Parkinson. “Su potencial para el tratamiento de la enfermedad o las complicaciones motoras de la medicación (levodopa) resulta de lo más atractiva”, sostuvo.
Del avance también participaron los doctores Carlota González-Inchauspe, Francisco Urbano y Mariano Di Guilmi, investigadores del CONICET y de la UBA.
Fuente: Conicet
Para formar memorias, regular las emociones, transmitir la orden de contraer un músculo o realizar otras funciones, las neuronas se mandan mensajes a través de neurotransmisores. Los más conocidos incluyen a la dopamina, la serotonina, el glutamato, la acetilcolina y la adrenalina. Ahora, científicos argentinos confirmaron que se puede sumar a ese inventario a los diminutos protones: partículas subatómicas que, cuando están aisladas, actúan como el ion positivo del hidrógeno y le dan acidez a las soluciones acuosas.
“Los protones tienen la capacidad para generar cambios eléctricos y químicos en las células nerviosas”, indicó a la Agencia CyTA-Leloir el director del estudio, el doctor Osvaldo Daniel Uchitel, investigador del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE) , dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y del Conicet.
El hallazgo es sorprendente, si se tiene en cuenta que cada protón pesa entre 140 y 180 veces menos que las moléculas de sus “colegas” más conocidos. Se trata de la pieza más pequeña con funciones biológicas per se en el organismo.
En 2008, el biólogo Erik Jorgensen, de la Universidad de Utah, en Estados Unidos, lideró un equipo que mostró en la revista “Cell” que los protones actúan como neurotransmisores para la contracción muscular en un invertebrado, el gusano Caenorhabditis elegans. Con posterioridad, otros científicos también documentaron su rol en dos estructuras del cerebro del ratón: la amígdala y el núcleo accumbens. Pero su función más generalizada estaba en discusión.
Ahora, Uchitel y sus colaboradores comprobaron que los protones actúan como neurotransmisores en lo que se considera un modelo más universal de conexión entre neuronas: la sinapsis gigante del sistema auditivo de ratón o “cáliz de Held”. “De allí que podamos especular con la generalización del mecanismo al sistema nervioso de los seres humanos y animales”, afirmó Uchitel.
Tal como describe la revista “The Journal of Neuroscience”, en la sinapsis gigante estudiada, cada vez que se estimula la neurona emisora, se liberan más de 500 vesículas o “paquetes” con el neurotransmisor glutamato y los protones que la acompañan. El glutamato actúa sobre sus receptores en la neurona siguiente.
Sin embargo, Uchitel y sus colaboradores quisieron examinar si los protones liberados también cumplían una función similar, y para ello bloquearon con drogas todos los receptores al glutamato. Los resultados fueron claros: los protones activaron en la neurona receptora unos canales llamados Acid Sensing Ion Channels (ASIC), que generan una pequeña corriente eléctrica y permiten también la entrada de calcio.
“Es decir que los protones tiene una doble función de comunicación eléctrica, de importancia limitada, y química, probablemente de mayor relevancia”, resumió Uchitel.
Los ASICs han sido descriptos en casi todos los tipos neuronales y están asociados a funciones de memoria, aprendizaje, respuestas de miedo, plasticidad neuronal y otros procesos. “Es posible que estemos describiendo un fenómeno universal que podría estar presente en cada sinapsis y que no lo advertimos por estar tapado por otros mecanismos de comunicación”, puntualizó Uchitel. “Esto puede ser sólo la punta de un iceberg”.
El estudio abre líneas de investigación que podrían mejorar la comprensión, y por lo tanto el tratamiento futuro de enfermedades neurodegenerativas y neuroinflamatorias como el Parkinson y la esclerosis múltiple.
Uchitel comentó que, desde el punto de vista clínico, la actividad del cerebro genera cambios en el pH (acidez) en el tejido nervioso. Y el fenómeno se intensifica en procesos inflamatorios que promueven la neurodegeneración mediada por la activación excesiva de los canales ASIC. “Se podría pensar en estrategias que modulen a los canales para bloquear la acción de los protones, pero para averiguarlo es necesario seguir investigando”, indicó.
Para el neurólogo Marcelo Merello, investigador del Conicet y director de Neurociencias del FLENI, quien no participó del estudio, el trabajo liderado por Uchitel es muy interesante dado que los protones “son partículas muy diferentes a los neurotransmisores habituales y podrían tener una función muy activa en patologías neurodegenerativas, como las enfermedades de Parkinson y Huntington”.
En particular, Merello precisó que algunos datos preclínicos sugieren que el bloqueo de los canales ASIC podría modificar los niveles del transportador de dopamina, el neurotransmisor que falta en el Parkinson. “Su potencial para el tratamiento de la enfermedad o las complicaciones motoras de la medicación (levodopa) resulta de lo más atractiva”, sostuvo.
Del avance también participaron los doctores Carlota González-Inchauspe, Francisco Urbano y Mariano Di Guilmi, investigadores del CONICET y de la UBA.
Fuente: Conicet