Los axones, las largas proyecciones de las células neuronales que forman los nervios de nuestro sistema nervioso periférico, son como cables eléctricos: tienen un aislamiento eléctrico grueso para que puedan transmitir rápidamente los estímulos del cuerpo y las señales del cerebro a un dedo del pie, porejemplo.
Este aislamiento, llamado mielina, está formado por numerosas capas de membranas celulares; visto en sección transversal, un axón aislado de esta manera se asemeja a los anillos de un árbol. Estas vainas de mielina tienen constricciones o nodos a intervalos regulares,y los impulsos nerviosos saltan de un nodo al siguiente para propagarse rápidamente.
aislamiento defectuoso
En algunas enfermedades neurodegenerativas, las capas de mielina de los axones en el sistema nervioso periférico se degradan, lo que significa que ya no pueden transmitir señales y comandos de manera eficiente. Un ejemplo de estas enfermedades es la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth CMT, que es una enfermedad hereditariaCon el tiempo, la ruptura del aislamiento conduce a la degeneración de los nervios y, en última instancia, también de los músculos que se cortan de los impulsos nerviosos como resultado. A medida que la enfermedad progresa, los pacientes pierden la capacidad de controlar sus funciones motoras y apenas puedencaminar correctamente, así como sufrir de dolor.
La construcción del aislamiento de los axones es responsabilidad de las células de Schwann circundantes. Estas usan grandes cantidades de varias moléculas de grasa lípidos en un corto tiempo, principalmente en los primeros años después del nacimiento, para encerrar los axones en la mielina. Hasta ahora,no se sabía cómo satisfacían su enorme necesidad de lípidos. Los científicos debatieron si obtuvieron estas moléculas de los alimentos o si las produjeron ellos mismos.
enzima central para síntesis
Los investigadores de ETH Zurich, liderados por Laura Montani del grupo de Ueli Suter en el Instituto de Ciencias de la Salud Molecular, ahora han utilizado un modelo de ratón para demostrar que las células de Schwann sintetizan alrededor de la mitad de los lípidos necesarios para construir el aislamiento derasguño, es decir, los producen ellos mismos. Las células obtienen la otra mitad de los lípidos que necesitan de los alimentos.
Sentada dentro de las células de Schwann, una enzima conocida como ácido graso sintasa FASN actúa como un "interruptor" central en el proceso de síntesis de lípidos. El equipo descubrió que esta enzima es esencial para la correcta composición de los lípidos en las capas aislantes, para que las células comiencen la mielinización y para el crecimiento saludable de las capas de mielina. A través de las moléculas de grasa producidas, llamadas ácidos grasos, FASN también regula una red de señales completa que juega un papel importante en la mielinización.
Una vez que falta esta enzima, las células ya no pueden producir lípidos críticos para las capas de mielina. Las células de Schwann se basan más en la obtención de lípidos dietéticos de los vasos sanguíneos que pasan a través de las fibras nerviosas. Sin embargo, las células de Schwann que se encuentran más lejos deel torrente sanguíneo no puede sintetizar sus propios lípidos ni obtenerlos bien de la sangre y, por lo tanto, no puede aislar los axones lo suficiente, si es que lo hace.
Además, la investigadora y sus colegas de varias universidades, incluidas las Universidades de Graz Austria, Washington-St. Louis EE. UU. Y Zurich, descubrieron que incluso una dieta alta en grasas no pudo revertir el proceso en ratones quecarecía de la enzima FASN: el aislamiento de los axones seguía siendo defectuoso. Esto demuestra que la producción intrínseca de lípidos por las células de Schwann es esencial para la formación de vainas de mielina en los nervios.
Montani y sus colegas realizaron sus experimentos utilizando animales con una mutación específica que significaba que carecían de la enzima FASN. Su estudio comparó la mielinización de estos ratones con la de los ratones en los que sí ocurrió FASN. El estudio examinó animales en su "infancia,"desde el nacimiento en adelante, ya que esta es la etapa crítica de la vida en la que los axones reciben su aislamiento de mielina. Después de la adolescencia, la mielinización es más o menos completa. El aislamiento aún se espesará si es necesario, pero la fase de acumulación rápida esencima.
¿Conexión con enfermedades neurológicas raras?
Sigue sin estar claro qué implicaciones tienen los resultados para diferentes enfermedades. Montani ahora está estudiando si la enzima también es crucial para las células que mielinizan el cerebro durante el desarrollo posnatal y si juega un papel en la reparación de la mielina después de una lesión, como laspresente en pacientes con esclerosis múltiple.
Una gran cantidad de enfermedades infantiles raras provienen de mutaciones en genes que juegan un papel esencial en la síntesis de lípidos. Existe poca investigación sobre estas enfermedades, ya que ocurren muy raramente. Los pacientes generalmente mueren a una edad muy temprana debido a la degeneración severa deel sistema nervioso.
Montani sospecha que la descomposición de las neuronas podría ser causada por una síntesis reducida de lípidos en las células mielinizantes del sistema nervioso, entre otros factores ". Saber cómo la síntesis reducida de lípidos afecta la mielinización durante el desarrollo es un paso importante para obtener una mejor comprensión decómo progresa este tipo de enfermedades ", dice ella.
Además, aunque muy pocas personas sufren de cada uno de estos trastornos, ella dice que los trastornos raros en su conjunto son una de las principales causas de muerte en bebés y bebés en los países industrializados. Son responsables de alrededor de un tercio de las muertes en el país.primer año de vida. Por lo tanto, Montani quiere continuar su investigación en esta dirección en el futuro. Como fruto de seis años de arduo trabajo, su proyecto ahora está completo y proporcionará la base para esta futura investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Peter Rüegg. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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