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Viernes 4 de marzo
de 2005 Nuestra capacidad para conocer, recordar y sentir depende de la adecuada comunicación entre las neuronas. En un reciente trabajo publicado en el The Journal of Neuroscience, un equipo de investigadores del Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular (FBMC) de nuestra Facultad afirma que la clave se encuentra en un mecanismo que parece facilitar la liberación de neurotransmisores y, por ende, la comunicación entre las células. Por Susana Gallardo (*) "Lo que mostramos es cómo se produce en las neuronas un cambio plástico de corta duración, por el cual aumenta la eficiencia de la comunicación entre estas células", explica el doctor Osvaldo Uchitel, director adjunto del Departamento FBMC de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Desde hace mucho se sabía que si una neurona estimula a otra con intervalos muy pequeños, en el segundo paso la transferencia de información es mucho más eficiente. Ese fenómeno -según detalla el investigador- se denomina facilitación, y consiste en un cambio plástico en la célula. Cuando una neurona estimula a otra varias veces, con intervalos de 10 o 15 milisegundos, en el segundo estímulo se libera mayor cantidad de neurotransmisores que en el primero. Se suponía que esta mayor liberación se debía a una acumulación de calcio dentro de la sinapsis, sitio de contacto entre las neuronas. Los investigadores intentaron comprobarlo. Para eso estudiaron una sinapsis (denominada "cáliz de Held") que está presente en los mamíferos y se vincula con la capacidad auditiva. Tiene gran tamaño (veinte veces más grande de lo habitual), lo que hace posible estudiarla de manera detallada. "Comprobamos que esa facilitación se relaciona con la presencia del canal de calcio", explica Uchitel. Las células de cerebro de ratones fueron sometidas a un estímulo eléctrico de alta frecuencia y luego se midió la señal producida. Con microscopios de muy alta definición vieron con sumo detalle tanto la neurona presináptica (la que envía el estímulo) como la postsináptica (que recibe la información). Los investigadores también emplearon técnicas de ingeniería genética para producir ratones desprovistos del canal de calcio que alimenta la sinapsis estudiada. "Así pudimos demostrar que al eliminar ese canal de calcio desaparece el fenómeno de facilitación", relata Uchitel. Compuertas de la célula Un canal es una especie de poro ubicado en la membrana celular que permite la difusión de iones (partículas con carga eléctrica) hacia dentro y fuera de la célula. "Los canales iónicos son proteínas que, vistas a través del microscopio electrónico, tienen la forma de un tubo o embudo que atraviesa la membrana", describe Uchitel. Lo cierto es que las alteraciones en los canales de calcio se vinculan con varias patologías; entre ellas, un tipo de migraña de origen genético. Esas alteraciones incrementan la liberación de sustancias estimuladoras en las neuronas, el cerebro se vuelve muy excitable y aumenta la actividad eléctrica anormal que provoca la migraña. Este trabajo suma el desarrollo tecnológico que permite medir la corriente de entrada de calcio en el sistema nervioso central y, por otro lado, la manipulación genética que hizo posible sacar un canal de calcio y así demostrar lo que sucede cuando este camino de facilitación desaparece. El animal que carece de este canal tiene muchas alteraciones: dificultades para caminar, rigidez, distonía muscular e, incluso, epilepsia. Diferentes grupos de investigación en el mundo centran hoy su atención en estos fenómenos que dependen del calcio porque pueden convertirse en el blanco para el desarrollo de drogas específicas contra diversas patologías. Pero los canales de calcio no sólo se encuentran en las neuronas. De hecho, el calcio es esencial para el funcionamiento normal de los músculos y para mantener el latido cardíaco. En el tratamiento de la hipertensión, la enfermedad coronaria y las arritmias cardíacas se emplean drogas que bloquean los canales de calcio. Los principales efectos son la disminución del latido y la vasodilatación, con una caída en la tensión arterial. En el sistema nervioso, el calcio podría tener relación con el aprendizaje, porque este fenómeno de facilitación tiene que ver con un tipo de memoria, la de muy corto plazo. "Ahora sabemos cuál es el blanco que hay que modificar para aumentar el potencial de facilitación. La clave está en el canal de calcio, y podemos trabajar sobre él para ver cómo se puede modificar", concluye Uchitel. (*)
Centro de Divulgación Científica - FCEyN. |
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