Un estudio recientemente publicado en Biología actual revela hallazgos sorprendentes sobre la función de las neuronas de la red circadiana que sufren cambios estructurales diarios. La investigación podría conducir a una mejor comprensión de cómo abordar las interrupciones del ritmo circadiano en humanos y facilitar la prevención de una serie de problemas de salud asociados, incluido un mayor riesgo de cáncery síndrome metabólico.
Las redes circadianas son colecciones de neuronas que sirven como relojes corporales maestros en todos los animales, ayudándoles a saber cuándo dormir y cuándo ser productivos. Los científicos han estudiado durante mucho tiempo las redes circadianas del Drosophila melanogaster mejor conocido como la mosca de la fruta paraObtenga información sobre cómo funciona el reloj del cuerpo humano. Recientemente, los investigadores del Centro de Investigación de Ciencias Avanzadas en The Graduate Center, CUNY CUNY ASRC y Barnard College examinaron la función de pequeñas regiones de importantes relojes neuronales en el cerebro de la mosca.Las neuronas en estas regiones se someten a una remodelación diaria, mostrando una estructura altamente ramificada al comienzo del día y una estructura más simple al comienzo de la noche. Los científicos creían previamente que estos segmentos, llamados terminales mediales dorsales, tenían un rendimiento críticofunción, enviando señales que le dicen al cerebro de la mosca de la fruta qué hora del día es. Pero el equipo de investigación descubrió que realmente sirven en una entradacapacidad, recibiendo señales del entorno externo sobre la hora del día.
"La red circadiana da forma al tiempo de sueño y actividad a través de dos mecanismos clave: un reloj endógeno, que se ejecuta en un ciclo que es ligeramente más largo o más corto que el día solar de 24 horas de la Tierra; y el proceso de arrastre, que se ajustael reloj endógeno todos los días para mantenerlo sincronizado con el día solar ", dijo Orie Shafer, profesor de la Iniciativa de Neurociencia CUNY ASRC y co-investigador principal del estudio." Durante años, el campo ha asumido que el término medial dorsalse requiere para un reloj endógeno fuerte, pero cuando probamos esta predicción en moscas en las que se impedía la formación de estos segmentos, descubrimos que los relojes de las moscas estaban absolutamente bien, pero que tenían dificultades para sincronizarlos con el ascenso y la caída detemperaturas ambientales "
Para su estudio, los investigadores criaron moscas de la fruta con segmentos del extremo medial dorsal sin desarrollar que carecían por completo de las estructuras que normalmente cambian a lo largo del día. Luego se examinaron las moscas para ver si esta manipulación tenía efectos sobre el cronometraje circadiano. Notablemente, las moscas manipuladas mostrabanritmos circadianos completamente normales en el sueño y la actividad. Dado este sorprendente resultado, los investigadores luego preguntaron si la pérdida del segmento del extremo medial dorsal podría evitar la sincronización normal del reloj con las señales ambientales de los cambios diarios. Los investigadores observaron que las moscas de la fruta carecen de terminales dorsalesno pudieron sincronizar adecuadamente sus ritmos de sueño / actividad con los ciclos diarios de temperatura. Investigaciones previas han demostrado que los cambios de temperatura juegan un papel en la regulación de los ritmos circadianos. Estos nuevos hallazgos sugieren que las neuronas del extremo medial dorsal probablemente ingresan reciben señales de regiones de la regióncerebro que rastrea la temperatura ambiental.
"Hace tiempo que tengo curiosidad por saber si la plasticidad estructural que caractericé en las neuronas del reloj como parte de mi trabajo de estudiante de posgrado era un mecanismo de salida para que el reloj se conectara con los objetivos posteriores", dijo el primero y el compañero del estudio-autora principal Maria Fernández, profesora asistente en el Departamento de Neurociencia y Comportamiento del Colegio Barnard. "Nos sorprendió ver que este sitio de plasticidad parece estar involucrado en vías de entrada, en lugar de salida".
Las neuronas examinadas en la mosca de la fruta cumplen funciones de cronometraje muy similares a las neuronas en los mamíferos, por lo que los resultados de los investigadores sugieren que los cambios diarios en las estructuras del segmento neuronal pueden configurar la sensibilidad de las neuronas de la red circadiana a las señales de los entornos en todos los animales, incluidos los humanos. Este hallazgo es importante para comprender cómo se restablece el reloj interno del cuerpo todos los días. Este proceso, llamado "arrastre", parece ser desafiado por la iluminación moderna y los entornos sociales, lo que contribuye a una creciente lista de problemas de salud, incluidos el cáncer yobesidad.
Este estudio fue apoyado por fondos de los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencias.
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Materiales proporcionado por Centro de Investigación de Ciencias Avanzadas, GC / CUNY . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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