Adiós a los libros de biología que conocemos: descubren algo que lo cambia todo

Durante décadas, los libros de texto han descrito los axones, las prolongaciones de las neuronas que transmiten impulsos eléctricos, como estructuras uniformes y tubulares. Sin embargo, un reciente estudio de la Universidad Johns Hopkins ha revelado que esta visión era incorrecta. En lugar de ser tubos continuos, los axones presentan una sorprendente estructura similar a un «collar de perlas» a nivel nanoscópico, lo que cambia por completo nuestra comprensión de cómo funcionan las neuronas y su señalización. El estudio, publicado en Nature Neuroscience, utilizó la microscopía electrónica avanzada y el modelado matemático para analizar los axones de ratones. Según el Dr. Shigeki Watanabe, líder de la investigación, esta estructura no sólo tiene una apariencia interesante, sino que también afecta directamente la propagación de los impulsos eléctricos a lo largo de las fibras neuronales.

Los axones, antes considerados tubos lisos, muestran ahora segmentos finos intercalados con abultamientos de unos 200 nanómetros, lo que altera la forma en que se pensaba que se transmitían los potenciales de acción.  Los investigadores utilizaron técnicas innovadoras para preservar la estructura de los axones sin alteraciones.  Este enfoque les permitió observar la morfología en su estado natural, comparando el proceso con «congelar una uva en lugar de convertirla en una pasa». Los resultados muestran que esta estructura no es un defecto, sino una característica funcional presente en axones no mielinizados, lo que implica una posible revisión de nuestra comprensión de las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.

Nuevo descubrimiento sobre las neuronas

Recientemente, científicos de la Universidad Johns Hopkins han presentado descubrimientos sorprendentes sobre los axones, que son una parte fundamental de las neuronas y cuya función es transmitir señales entre el cuerpo celular y otras neuronas.

La investigación estuvo dirigida por el Dr. Shigeki Watanabe, profesor de biología celular y neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, y se centró en las células cerebrales de ratones. Utilizando técnicas avanzadas como la microscopía electrónica de alta presión y modelos matemáticos, el equipo logró observar con gran precisión las estructuras axonales, que en lugar de ser continuas y cilíndricas, presentan segmentos finos intercalados con hinchazones, conocidas como «varicosidades» o «cuentas axónicas».

Una de las técnicas que utilizaron fue la congelación instantánea de los tejidos para preservar la forma real de los axones. Según Watanabe, esta técnica es similar a «congelar una uva en lugar de convertirla en una pasa», lo que permite que la estructura se mantenga intacta y no se distorsione como ocurre con otros métodos. A través de este enfoque, los científicos descubrieron que las estructuras axonales no mielinizadas (es decir, aquellas que carecen de la capa aislante de mielina) presentan estas «perlas», lo que refuerza la idea de que esta morfología es una característica funcional, no un defecto.

Los científicos descubrieron que la estructura de «perlas» de los axones influye en la velocidad de transmisión de las señales eléctricas. En experimentos, cuando se eliminaba el colesterol de las membranas axonales, las perlas se hacían más pequeñas, lo que ralentizaba la transmisión de señales. Por el contrario, la estimulación eléctrica de alta frecuencia hacía que las perlas se agrandaran, lo que aceleraba la conducción de las señales. Este hallazgo sugiere que los axones son más plásticos de lo que se pensaba, adaptándose a las necesidades del organismo según las condiciones del entorno.

Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para la comprensión de la neurociencia y, en particular, de las enfermedades neurodegenerativas. Los axones actúan como cables para transmitir señales eléctricas a través del sistema nervioso, y también juegan un papel clave en el aprendizaje, la memoria y otras funciones cognitivas. La presencia de estas perlas en los axones no es sólo una curiosidad estructural; también puede tener efectos significativos sobre la velocidad y eficiencia con la que las señales eléctricas se transmiten.

Este estudio también tiene un impacto directo en el campo de las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson, que se caracterizan por la pérdida de integridad en las neuronas. Las investigaciones previas ya habían sugerido que el desequilibrio de colesterol en el cerebro está vinculado a la progresión de estas enfermedades. El nuevo hallazgo de que la estructura de las perlas axónicas depende del colesterol abre nuevas vías para la investigación de terapias dirigidas a mejorar la salud neuronal.

El Dr. Watanabe y su equipo quiere ncontinuar sus investigaciones en muestras de tejido cerebral humano para explorar si esta misma estructura de perlas axónicas se presenta en humanos y cómo podría alterarse en personas que padecen enfermedades neurodegenerativas. Este tipo de estudios podrían ayudar a identificar biomarcadores tempranos de estas enfermedades y, en última instancia, desarrollar tratamientos más efectivos.

Los próximos estudios podrían brindar más información sobre cómo estas estructuras afectan el cerebro humano y cómo se pueden utilizar para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas en el futuro.