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El papel complejo del sistema nervioso en el envejecimiento

La investigación revela cómo las señales del sistema nervioso influyen en el envejecimiento a lo largo de las etapas de la vida.

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El envejecimiento es un proceso natural que afecta a todos los seres vivos. A medida que envejecemos, nuestros cuerpos pierden gradualmente parte de su capacidad para funcionar correctamente. Esto puede llevar a varios problemas de salud y, eventualmente, a la muerte. Diferentes partes de nuestros cuerpos envejecen a ritmos distintos, lo que puede estar influenciado por muchos factores.

Investigaciones recientes han mostrado que el sistema nervioso juega un papel importante en cómo envejecen nuestros cuerpos. Lo hace enviando señales entre diferentes tejidos en el cuerpo. El sistema nervioso libera sustancias que pueden afectar la salud y el envejecimiento de estos tejidos. Por ejemplo, en un pequeño gusano llamado C. elegans, el sistema nervioso puede sentir el estrés desde dentro del cuerpo, como problemas con la producción de energía, y reaccionar ante señales externas, como cambios en la temperatura. Esta información se envía al intestino, que ayuda a gestionar el proceso de envejecimiento no solo en el intestino mismo, sino también en otras partes del cuerpo.

Entender cómo el sistema nervioso se comunica con diferentes partes del cuerpo para influir en el envejecimiento es un área de investigación activa.

El papel complejo del sistema nervioso en el envejecimiento

El efecto del sistema nervioso en el envejecimiento no es sencillo. Estudios recientes han encontrado que puede ayudar y también obstaculizar el proceso de envejecimiento. Esto significa que las señales producidas por las células nerviosas a veces pueden acelerar el envejecimiento y otras veces desacelerarlo.

Por ejemplo, ha habido un debate sobre si el aumento de actividad en las células nerviosas es bueno o malo para la longevidad. Algunos estudios sugieren que una mayor actividad en las neuronas puede acortar la vida, mientras que otros encontraron que la actividad aumentada puede ser beneficiosa y extender la vida. Una posible razón para estos resultados mixtos es que el efecto del sistema nervioso sobre el envejecimiento podría depender del momento en que se envían las señales.

En investigaciones con C. elegans, los científicos han investigado cómo las neuronas motoras, que controlan el movimiento, afectan la longevidad de estos gusanos. Al ajustar las señales de estas neuronas en diferentes etapas de la vida, los investigadores encontraron que podían extender o acortar la vida de los gusanos.

Neuronas motoras colinérgicas y regulación de la longevidad

En esta investigación, se estudió de cerca un tipo específico de neurona llamada neuronas motoras colinérgicas. Estas neuronas liberan una sustancia química llamada Acetilcolina (ACh) que les ayuda a comunicarse con otras células. Al cambiar cómo funcionan estas neuronas en diferentes momentos de la vida del gusano, los investigadores pudieron ver cómo influenciaban el envejecimiento.

Cuando las señales de estas neuronas colinérgicas se redujeron al principio de la vida, los gusanos vivieron más tiempo. Sin embargo, si se aumentó la actividad de estas neuronas, se llevó a vidas más cortas, lo que sugiere que una actividad más baja es mejor para la longevidad en esa etapa. Pero a medida que los gusanos envejecían, aumentar la actividad de estas neuronas se volvió beneficioso, sugiriendo una relación compleja.

Dos señales diferentes para diferentes etapas de la vida

Los investigadores identificaron dos vías de señalización diferentes que las neuronas motoras colinérgicas utilizan en diferentes etapas de la vida. En la juventud, estas neuronas envían señales que acortan la vida de los gusanos. En contraste, en la mediana a la vejez, las mismas neuronas envían señales diferentes que ayudan a extender la vida.

Ambas vías dependen de la ACh, pero utilizan diferentes receptores en el intestino. En la juventud, se utiliza el receptor ACR-6, mientras que en la vejez, entra en juego el receptor GAR-3. Esto muestra que el sistema nervioso puede afectar el envejecimiento de manera positiva o negativa dependiendo de cuándo se envían las señales.

El papel de la ACh en la regulación de la longevidad

La ACh es la principal sustancia química que estas neuronas motoras utilizan para comunicarse. En los gusanos jóvenes, la ACh liberada por las neuronas motoras se une a ACR-6 en el intestino, lo que provoca cambios que acortan la vida. Por el contrario, en los gusanos mayores, la ACh interactúa con GAR-3, provocando cambios que ayudan a extender la vida.

Esto demuestra que la misma sustancia química puede tener efectos opuestos según el momento y el contexto de las señales. El primer paso en el proceso de señalización implica identificar qué receptores son responsables de estos efectos.

Factores que influyen en la regulación de la longevidad

Para entender mejor cómo funcionan estos receptores, los investigadores observaron los roles de dos factores clave: DAF-16 y HSF-1. DAF-16 es una proteína que ayuda a regular genes relacionados con el envejecimiento y es importante para el efecto acortador de vida de las neuronas motoras colinérgicas en los gusanos jóvenes. Cuando la actividad de DAF-16 se interrumpe, el efecto acortador de vida se reduce.

Por otro lado, HSF-1 es una proteína que ayuda a gestionar el estrés celular y tiene un papel crucial en el efecto de extensión de la vida de las neuronas motoras colinérgicas en los gusanos mayores. Si HSF-1 no funciona correctamente, se pierde la capacidad de la neurona para extender la vida en esta etapa.

La importancia del tiempo

El tiempo es clave cuando se trata de estas señales. La expresión de ACR-6 y GAR-3 en el intestino cambia a medida que los gusanos envejecen. ACR-6 es más activo cuando los gusanos son jóvenes, mientras que GAR-3 se activa más a medida que envejecen. Este cambio en la actividad del receptor es una posible explicación de cómo las mismas señales nerviosas pueden llevar a diferentes resultados en términos de longevidad.

Al estudiar la expresión de estos receptores, los investigadores esperan obtener ideas sobre cómo el sistema nervioso regula el envejecimiento a lo largo de la vida.

Direcciones futuras en la investigación sobre el envejecimiento

Los hallazgos sobre el papel del sistema nervioso en el envejecimiento apuntan a una interacción compleja entre varias señales y receptores. Si bien el enfoque de este estudio fue sobre las neuronas motoras colinérgicas y sus efectos, es importante señalar que podrían haber muchos otros factores involucrados.

Las investigaciones futuras seguirán indagando cómo se regulan estas señales del sistema nervioso y cómo interactúan con otros procesos biológicos que contribuyen al envejecimiento. Comprender estos mecanismos podría llevar a avances en cómo abordamos las enfermedades relacionadas con la edad y promovemos un envejecimiento saludable.

Conclusión

La relación entre el sistema nervioso y el envejecimiento es intrincada y dinámica. El sistema nervioso utiliza diferentes vías de señalización para ejercer su influencia en el envejecimiento, dependiendo de la etapa de vida del organismo. A través de investigaciones utilizando organismos modelo simples como C. elegans, los científicos están descubriendo las sutilezas de estas vías y cómo pueden impactar tanto positivamente como negativamente en la longevidad. A medida que avanza la investigación, esperamos descubrir más sobre los roles del sistema nervioso en el envejecimiento y cómo podríamos aprovechar este conocimiento para mejorar la salud a medida que envejecemos.

Fuente original

Título: Temporally controlled nervous system-to-gut signaling bidirectionally regulates longevity in Caenorhabditis elegans

Resumen: The nervous system modulates aging by secreting signaling molecules to cell-nonautonomously regulate the physiological state of distal tissues such as the gut. However, the underlying mechanisms are not well understood. Here, using C. elegans as a model, we identified two distinct neuroendocrine signaling circuits through which motor neurons signal the gut in early life to shorten lifespan but in mid-late life to extend lifespan. Both circuits employ the same neurotransmitter acetylcholine (ACh), while recruiting two different gut ACh receptors ACR-6 and GAR-3 to regulate the transcription factor DAF-16 and HSF-1 in early and mid-late life, respectively. Strikingly, the gut expression of ACR-6 is restricted to early life, whereas that of GAR-3 is confined to mid-late life, providing a potential mechanism for the temporal control of the two circuits. These results identify a novel mechanism that empowers the nervous system to bidirectionally regulate longevity by differentially signaling the gut at different life stages.

Autores: Shawn Xu, C. Han, L. Chun, J. Liu

Última actualización: 2024-04-15 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.12.589179

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.12.589179.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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