Los científicos de Northwestern Medicine han examinado la actividad en una parte poco estudiada del cerebro asociada con la memoria y han encontrado por primera vez la razón por la cual las neuronas se vuelven más activas en la vejez, hallazgos que pueden sugerir un nuevo objetivo para futuras terapias para combatirpérdida de memoria en el envejecimiento y la enfermedad de Alzheimer.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el hipocampo juega un papel crítico en la formación y preservación de los recuerdos. Estudios anteriores han investigado exhaustivamente un grupo particular de células dentro del hipocampo llamado CA1, pero se ha prestado relativamente poca atención a un área del hipocampo llamada CA3.
El nuevo estudio, publicado en el Revista de Neurociencia encontró patrones sorprendentes de actividad en las primeras grabaciones detalladas de células piramidales CA3 de ratas envejecidas.
Hasta ahora, los científicos habían asumido que las células en CA3 actuaban de manera similar a las de CA1. Pero cuando el autor principal John Disterhoft, el profesor de Fisiología Ernest J. y Hattie H. Magerstadt Memorial Research y sus colegas de la Universidad Northwestern FeinbergLa Facultad de Medicina comparó la actividad de las células CA3 en rodajas del hipocampo de ratas jóvenes y ratas mayores, descubrieron que las neuronas eran hiperactivas en animales mayores: en CA3, las células se volvieron más excitables y se dispararon con más frecuencia en la vejez.
"Nos sorprendió bastante el patrón de cambios que vimos en las grabaciones", dijo Disterhoft. "Antes de este estudio, había alguna evidencia de que CA3 era más excitable durante el envejecimiento y el deterioro cognitivo en humanos, pero no lo hicimos".No entiendo el mecanismo. Estos hallazgos nos apuntan a una terapéutica más efectiva ".
El aumento de la excitabilidad observada en CA3 fue exactamente lo opuesto a la disminución de la actividad vista anteriormente en CA1 cercano, que durante mucho tiempo se ha asociado con deterioro de la memoria y deterioro cognitivo.
Luego, los científicos alteraron el comportamiento de los canales iónicos de las neuronas CA3 para explicar el mecanismo exacto detrás de ese aumento en la actividad. Descubrieron que un subconjunto de canales de potasio dependientes de voltaje, llamados potasio tipo Kv4.2 y Kv4.3 tipo Acanales, se asociaron específicamente con el aumento de la actividad de CA3 visto en cerebros más viejos. Cuando se bloquearon los canales de potasio, la actividad de las células se volvió similar a la de un cerebro joven.
La ubicación de los canales de potasio Kv4.2 y Kv4.3 aumentados se visualizó con una técnica microscópica de luz muy sensible en el laboratorio del coautor Daniel Nicholson, profesor asistente en el Centro Médico de la Universidad de Rush.
"Lo que podemos hacer ahora muy bien es identificar las propiedades celulares de las cosas anormales que cambian con el envejecimiento y descubrir cómo podemos hacer que vuelva a ser joven", dijo el coautor del estudio Matthew Oh, profesor asistente de investigación de fisiología en Feinberg.
Disterhoft dijo que los hallazgos del estudio son importantes porque muestran que no todas las partes del cerebro reaccionan de la misma manera al envejecimiento. También afirman que los tratamientos futuros para el deterioro cognitivo visto en el envejecimiento, así como en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimerla enfermedad deberá tener en cuenta muchos efectos diferentes, incluida la hiperactividad relacionada con la edad que su equipo encontró en las neuronas CA3.
"Estos hallazgos subrayan la complejidad de los mecanismos involucrados en el envejecimiento del cerebro y por qué se deben explorar muchos frentes en nuestra búsqueda de tratamientos efectivos para la enfermedad de Alzheimer y demencias relacionadas", dijo Molly Wagster, jefa de rama dentro de la división de neurociencia deInstituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud, cofinanciador de la investigación.
Antes de este descubrimiento, otros científicos que trabajan para "curar" la pérdida de memoria se centraron principalmente en formas de aumentar la actividad en las neuronas, dijo Disterhoft.
"Si los esfuerzos de descubrimiento de fármacos se basaron únicamente en los resultados de las neuronas CA1, como lo fueron antes de nuestros hallazgos actuales, el aumento de la actividad de las neuronas CA1 puede ser útil para restaurar la función de CA1 en sujetos de edad avanzada, pero al mismo tiempopuede resultar aún más perjudicial para las neuronas CA3 que ya son hiperactivas ", dijo.
Estos nuevos hallazgos son la primera evidencia de que reducir la actividad en algunas áreas del hipocampo, mientras que aumentarla en otras áreas, puede ser una estrategia exitosa para combatir el deterioro cognitivo.
"Si la investigación médica es para mejorar la salud cognitiva y encontrar curas para los trastornos neurodegenerativos con el envejecimiento, es esencial identificar qué es normal y anormal en las diversas neuronas del cerebro durante el proceso de envejecimiento. Este estudio es un paso importante en ese proceso", Dijo Disterhoft.
Investigaciones futuras examinarán otra región cerebral mal entendida que envía información al hipocampo, llamada corteza entorrinal y examinará cómo las neuronas actúan de manera diferente en cerebros jóvenes y viejos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Kevin McCullough. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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