La liberación de norepinefrina a las células disminuye, lo que provoca una cascada de efectos.
En un nuevo artículo, los investigadores del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio (UT Health San Antonio) informan sobre la química cerebral que puede contribuir a por qué los bebedores tienen dificultades para prestar atención mientras están bajo la influencia.
El trabajo está financiado por el generoso apoyo de Robert J. Kleberg, Jr. y la Fundación Helen C. Kleberg y por subvenciones del Instituto Nacional sobre Abuso de Alcohol y Alcoholismo y el Instituto Nacional de Salud Mental. Los hallazgos se publicaron hoy (2 de diciembre de 2020) en Nature Communications.
“Cuando queremos concentrarnos en algo, o cuando nos levantamos de una silla y nos volvemos activos, el núcleo del tronco encefálico libera una sustancia química llamada norepinefrina. La exposición aguda al alcohol inhibe esta señal en el cerebro ”, dijo el autor principal Martin Paukert, MD, profesor asistente de fisiología celular e integrativa en UT Health San Antonio. Cuando se necesita atención para una tarea, la norepinefrina es secretada por una estructura cerebral llamada locus coeruleus. Los científicos anteriormente no entendían bien lo que sucede a continuación, pero el Dr. Paukert y el equipo demostraron que la noradrenalina se adhiere a los receptores de las células llamadas glía de Bergmann. Esto conduce a un aumento de calcio en estas células.
Martin Paukert, MD, de la Facultad de Medicina Joe R. y Teresa Lozano Long en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio, está estudiando las células de astroglia y cómo interactúan con las neuronas en el cerebro. Crédito: UT Health San Antonio
La glía de Bergmann son astrocitos (células cuidadoras o de apoyo) en el cerebelo, una región cercana al tronco encefálico. «Hasta donde sabemos, este artículo es la primera descripción de que la noradrenalina en los mamíferos se une directamente a los receptores de la glía de Bergmann y los activa a través de la elevación del calcio», dijo el Dr. Paukert.
Los investigadores se centraron en la glía de Bergmann, pero también demostraron que el mismo fenómeno ocurre en los astrocitos corticales. “Lo más probable es que la activación del calcio de los astrocitos dependiente de la vigilancia sea inhibida en todo el cerebro por la intoxicación aguda por alcohol”, dijo el Dr. Paukert.
Las personas bajo la influencia pierden el equilibrio cuando caminan. Los investigadores esperaban encontrar que la inhibición del aumento de calcio en la glía de Bergmann también explicaría esto. No fue así. “La elevación de calcio en la glía de Bergmann no es crítica para la coordinación motora, lo cual es algo sorprendente porque el cerebelo es conocido clásicamente por su papel en el control motor”, dijo el Dr. Paukert. «Sin embargo, nuestros hallazgos están en línea con las sugerencias actuales de que el cerebelo también juega un papel crítico en las funciones no motoras, y que los astrocitos no solo apoyan el mantenimiento básico del cerebro, sino que pueden participar activamente en la función cognitiva».
Los coautores incluyeron a Manzoor Bhat, PhD, profesor y presidente de fisiología celular e integrativa en UT Health San Antonio. “La belleza de los estudios informados por Paukert y sus coautores es que se han realizado en tiempo real en animales vivos y que respiran utilizando tecnologías de vanguardia”, dijo el Dr. Bhat. «Los hallazgos abrirán nuevas vías para definir los circuitos cerebrales que finalmente determinan el estado de alerta, y cómo los químicos que interfieren con esos circuitos esencialmente amortiguan este sistema de vigilancia inherente del cerebro».
El equipo utilizó una técnica llamada imágenes de dos fotones para estudiar ratones especializados obtenidos de colaboradores de la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Heidelberg.
Referencia: «El etanol suprime la activación de la red de astroglia dependiente de la vigilancia en ratones al inhibir la liberación de noradrenalina» por Liang Ye, Murat Orynbayev, Xiangyu Zhu, Eunice Y. Lim, Ram R. Dereddi, Amit Agarwal, Dwight E. Bergles, Manzoor A. Bhat y Martin Paukert, 2 de diciembre de 2020, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-020-19475-5
Financiamiento: Robert J. Kleberg, Jr. y la Fundación Helen C. Kleberg, Instituto Nacional sobre Abuso del Alcohol y Alcoholismo, Instituto Nacional de Salud Mental.