Un equipo del laboratorio Materia y sistemas complejos y de la universidad Flinders (Australia) acaba de demostrar que los mecanismos de detección de fuerzas difieren considerablemente de los habitualmente empleados en la transmisión de señales eléctricas neuronales. Publicados en el Journal of Experimental Physiology, estos trabajos subrayan así una nueva particularidad del sistema nervioso entérico.
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Único órgano de nuestro cuerpo dotado de una inervación intrínseca, el intestino cuenta con cien millones de neuronas conectadas al sistema nervioso central por solo dos mil axones. Este sistema nervioso entérico detecta, entre otras cosas, la presión mecánica ejercida por el bolo alimenticio, ordenando a los músculos del intestino las próximas acciones digestivas: transporte, mezcla o expulsión.
Comprender mejor cómo el intestino detecta estas solicitaciones mecánicas nos iluminaría sobre la regulación de la motilidad digestiva, y por lo tanto sobre las patologías asociadas, como el síndrome del intestino irritable que afecta al 10 % de la población. La actividad eléctrica de las neuronas depende de los canales de sodio, que permiten la propagación de los potenciales de acción responsables del impulso nervioso.
Investigadores e investigadoras del laboratorio Materia y sistemas complejos (MSC, CNRS/Universidad de París) y de la universidad Flinders (Australia) han descubierto que las neuronas del intestino presentan propiedades mecanosensibles desde su diferenciación, pero que no detectan la presión mecánica gracias a los potenciales de acción.
Para ello, los científicos estudiaron intestinos de ratones genéticamente modificados para que sus células fluorescieran en función de su activación eléctrica. Las muestras se tomaron durante una fase crítica del desarrollo embrionario, donde la motricidad digestiva transita de una actividad puramente muscular a una actividad modulada por el sistema nervioso entérico. Las neuronas fluorescen durante las solicitaciones mecánicas, y por lo tanto ya son mecanosensibles.
Capturas de imagen durante la estimulación mecánica del sistema nervioso del intestino de ratón, mantenido en tetrodotoxina. La fluorescencia corresponde al nivel de calcio dentro de las neuronas, indicativo de la propagación de una señal eléctrica.
© Amedzrovi Agbesi et al.
El equipo luego inyectó tetrodotoxina, extraída del pez globo muy apreciado en Japón con el nombre de fugu, que bloquea los canales de sodio. Estas moléculas, presentes en la membrana de las células, controlan los intercambios de iones de sodio entre el interior de las células y el medio externo. Mientras que la tetrodotoxina es conocida desde hace mucho tiempo por detener completamente los potenciales de acción y el funcionamiento de las neuronas, la respuesta mecanosensible no se veía afectada en absoluto.
La notable resistencia de esta respuesta a toda una batería de inhibidores de canales iónicos, más allá de los canales de sodio, sugiere que podría ser en gran medida un fenómeno intracelular, basado en la disrupción de las reservas de calcio dentro de la célula durante la solicitación mecánica.
Sin embargo, los autores aún no están seguros de que esto explique todo el fenómeno y planean continuar sus investigaciones. También encontraron que los canales de calcio juegan un papel muy importante en la generación de señales eléctricas espontáneas de las neuronas intestinales.
Según una práctica bien establecida, los investigadores que estudian el sistema nervioso entérico a menudo aplican inhibidores de canales de calcio, que bloquean las contracciones naturales del intestino y facilitan así la toma de imágenes. Estos trabajos sugieren que esta práctica común podría en realidad sesgar las observaciones al inhibir más funciones de lo previsto.
Las zonas blancas indican la colocalización de las neuronas (azul) con los canales de calcio tipo L (amarillo) en este corte de intestino de ratón.
© Amedzrovi Agbesi et al.
Referencias:
Tetrodotoxin-resistant mechano-sensitivity and L-type calcium channel-mediated spontaneous calcium activity in enteric neurons.
Richard J. Amedzrovi Agbesi, Amira El Merhie, Nick J. Spencer, Tim Hibberd, and Nicolas R. Chevalier.
Journal of Experimental Physiology, 2024.
https://doi.org/10.1113/EP091977.