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# Biología # Neurociencia

Desentrañando los Misterios de las Neuronas

Explora el fascinante mundo del crecimiento y la función de las neuronas.

Kaitlin Ching, Alvaro Sagasti

― 7 minilectura


Los secretos del Los secretos del crecimiento de neuronas cambian con el tiempo. Descubre cómo las neuronas se adaptan y
Tabla de contenidos

Las Neuronas son las células especiales que ayudan a enviar señales por todo nuestro cuerpo, lo que las hace esenciales para todo, desde mover nuestros dedos hasta sentir un toque suave. Una característica interesante de las neuronas son sus estructuras ramificadas, que se pueden comparar con un árbol con muchas ramas. Estas ramificaciones permiten que las neuronas cubran una gran área y se conecten con otras células. Sin embargo, hay mucho por aprender sobre cómo crecen y funcionan estas ramas, especialmente a nivel Microscópico.

¿Qué Son Las Neuronas y Sus Estructuras Ramificadas?

Las neuronas son células altamente especializadas que transmiten información en forma de señales eléctricas. Estas células tienen diferentes partes: el cuerpo celular, dendritas y axones. Las dendritas reciben señales de otras neuronas o células sensoriales, mientras que los axones envían señales lejos del cuerpo celular. Las partes ramificadas de las neuronas, especialmente los axones, tienen una forma y tamaño específicos que juegan roles importantes en su función.

El diámetro de estas ramas, conocido como calibre, es crucial porque puede afectar qué tan rápido se transmiten las señales. Piénsalo como el agua fluyendo a través de tubos; los tubos más gruesos permiten que el agua fluya más rápido. De la misma manera, un axón más grueso puede permitir que las señales eléctricas viajen más rápido.

Una Mirada Más Cercana A Las Neuronas Rohon-Beard

Una tipo de neurona que vale la pena mencionar es la neurona Rohon-Beard (RB), que se encuentra en los peces cebra. Estas neuronas son responsables de sentir el tacto y son de las primeras neuronas en desarrollarse en los embriones. Tienen estructuras únicas llamadas arborescencias periféricas, que son como pequeñas ramas que detectan el tacto de la piel.

Las neuronas RB crecen y se ramifican en poco tiempo, lo que es bastante fascinante. Los científicos estudian estas neuronas para entender más sobre cómo se desarrollan y funcionan.

Desarrollo De Neuronas: Estudios De Lapso De Tiempo

Los investigadores pueden observar el crecimiento de las neuronas RB usando técnicas de imagen especiales. Al etiquetar estas neuronas con marcadores fluorescentes, pueden ver cómo se forman y crecen las ramas a lo largo del tiempo. Esto permite a los científicos ver cómo estas neuronas se adaptan y cambian, lo cual es esencial para entender su función general.

En experimentos, los científicos encontraron que pueden aparecer nuevas ramas en cuestión de minutos. También notaron que los tamaños de las ramas pueden diferir, lo que lleva a calibres variados en la misma neurona. Esto sugiere que, aunque estas neuronas son una sola entidad, pueden tener bastante diversidad interna.

¿Por Qué Importa El Calibre Del Axón?

El calibre de un axón no es solo una característica aleatoria; tiene implicaciones significativas para qué tan bien funciona una neurona. Un axón más grueso puede ayudar a que las señales viajen más rápido. En neuronas RB, se observó que hay un rango de calibres, incluso dentro de una sola neurona. Esto significa que algunas ramas pueden ser más gruesas o más delgadas que otras.

Los investigadores encontraron que estas variaciones en el calibre podrían cambiar rápidamente, incluso en el transcurso de horas. Esta naturaleza dinámica puede ayudar a la neurona a adaptarse a su entorno o responder a diferentes estímulos.

El Papel Del Entorno En El Calibre Del Axón

El entorno alrededor de una neurona también puede impactar su calibre. Para las neuronas RB, las células de la piel que las rodean pueden estirarse, crecer y cambiar de forma. Estas actividades pueden crear tensión en los axones, lo que puede llevar a cambios en su calibre.

Cuando las células en la piel están cerca del axón RB, sus cambios pueden empujar o tirar del axón, influyendo en su grosor. Por ejemplo, cuando una célula vecina se divide y se hace más redonda, los investigadores notaron que el axón adjunto también se hace más grueso. Esto resalta lo interconectado que está todo a nivel celular.

Observando Cambios A Lo Largo Del Tiempo

Cuando los científicos estudiaron neuronas RB durante períodos más largos, descubrieron que el calibre de los axones seguía siendo dinámico incluso un día después. Las neuronas continuaron creciendo y cambiando, dejando claro que su desarrollo es un proceso continuo. Esta comprensión lleva a los investigadores a considerar cómo estas adaptaciones podrían afectar los roles de la neurona a lo largo de su vida.

Afinamiento: Una Característica Única De Las Neuronas

En muchos casos, los axones pueden afinarse, lo que significa que se vuelven más delgados a medida que se alejan del cuerpo celular. Este afinamiento, tradicionalmente asociado con las dendritas, también puede ocurrir en los axones. La investigación mostró que las neuronas RB exhiben afinamiento en sus estructuras, lo cual es una característica esencial para una transmisión efectiva de señales.

El afinamiento permite que las neuronas RB equilibren qué tan rápido viajan las señales con la necesidad de ramificarse, ayudándolas a transmitir información de manera precisa desde la piel de regreso al sistema nervioso central.

¿De Dónde Vienen Los Cambios?

Los cambios en el calibre del axón pueden ser causados por múltiples factores. Algunos son intrínsecos, lo que significa que provienen de dentro de la neurona misma, como la estructura del citoesqueleto que proporciona soporte y forma. Otros son extrínsecos y provienen del entorno externo, como las células vecinas que interactúan con el axón.

Los estudios han mostrado que proteínas y estructuras específicas dentro de la neurona pueden influir en su calibre. Estos aspectos a menudo están conectados con la función de la neurona y su capacidad para transmitir señales de manera eficiente.

Explorando El Papel Del Microentorno

El microentorno que rodea a una neurona es crucial para su desarrollo y funcionalidad. Dado que las neuronas RB están ubicadas en una epidermis en crecimiento, están expuestas a cambios constantes. El estiramiento y la transformación de las células de la piel pueden causar fluctuaciones en el calibre del axón, llevando a los científicos a explorar cómo estos factores juegan un papel en la formación del comportamiento de la neurona.

Hallazgos Únicos Sobre Las Neuronas RB

A diferencia de algunas neuronas donde el calibre podría permanecer más uniforme, las neuronas RB muestran una variación significativa incluso dentro de sus ramas. Esta variedad sugiere que algunos segmentos del axón se regulan de manera independiente, lo que lleva a una mezcla de ramas gruesas y delgadas dentro de una sola neurona.

Tal independencia podría darle a estas neuronas una ventaja, permitiéndoles adaptarse más fácilmente a sus alrededores y condiciones cambiantes. Sin embargo, esta independencia llevó a los investigadores a investigar cómo exactamente se controlan estas variaciones.

Dinámicas De Diferente Calibre

Los científicos observaron varios comportamientos dinámicos en el calibre del axón RB, como la formación de "perlas" que viajan por el axón o secciones que inflan y desinflan. Estos cambios indican que los axones neuronales no son estructuras estáticas, sino que están constantemente ajustándose y respondiendo a diversas señales o factores ambientales.

Conclusión

En resumen, las neuronas RB ofrecen una oportunidad emocionante para aprender más sobre cómo crecen, se desarrollan y se adaptan a su entorno. Desde sus estructuras ramificadas hasta la naturaleza dinámica de su calibre de axón, cada característica juega un rol fundamental en transmitir señales de manera eficiente. Las interacciones entre las neuronas y su entorno destacan la complejidad de los sistemas biológicos y la importancia de entender mejor estos mecanismos.

Así que la próxima vez que sientas un cosquilleo o un toque ligero, ¡recuerda que hay todo un mundo de pequeñas neuronas y sus ramas trabajando duro para transmitir esa información a tu cerebro!

Fuente original

Título: Caliber of sensory axons in vivo varies spatially and temporally and is influenced by the cellular microenvironment

Resumen: Cell shape is crucial to cell function, particularly in neurons. The cross-sectional diameter, also known as caliber, of axons and dendrites is an important parameter of neuron shape, best appreciated for its influence on the speed of action potential propagation. Most studies of axon caliber focus on cell-wide regulation and assume that caliber is static. Here, we have investigated local variation and dynamics of axon caliber in the peripheral axons of zebrafish touch-sensing neurons at embryonic stages, prior to sex determination. To obtain absolute measurements of caliber in vivo, we paired sparse membrane labeling with super-resolution microscopy of neurons in live fish. We found that axon segments had varicose or "pearled" morphologies, and thus vary in caliber along their length, consistent with reports from mammalian systems. Sister axon segments originating from the most proximal branch point in the axon arbor had average calibers that were largely independent of each other. Axon caliber tapered across the branch point, suggesting that action potential conductance may be favored in these afferent axons. Caliber was dynamic on the time-scale of minutes, and this dynamicity changed over the course of development. By measuring the caliber of axons adjacent to dividing epithelial cells, we found that the cellular microenvironment is one of potentially multiple drivers of axon caliber variation across space and time. Our findings raise the possibility that spatial and temporal variation in axon caliber could significantly influence neuronal physiology. Significance StatementAxon caliber directly influences how quickly neurons send messages to other cells and likely plays a role in the overall health of neurons. In the peripheral nervous system, where neurons cover particularly long distances, cell shape can determine whether an animal successfully executes behaviors such as an escape response. We found that axon caliber can vary between locations within the same cell, and that it is highly dynamic. Taking these variations into account may allow neuroscientists to better estimate transmission speeds for cells in neural circuits. Additionally, we found that axon caliber is distorted when nearby cells change their shape. Thus, the cellular microenvironment is one of potentially many contributors to caliber dynamics, broadening our view of axon caliber determinants.

Autores: Kaitlin Ching, Alvaro Sagasti

Última actualización: 2024-12-09 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626901

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626901.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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