Cómo los vasos sanguíneos detectan el estado metabólico de las neuronas

Cómo los vasos sanguíneos detectan el estado metabólico de las neuronas

El cerebro es nuestro órgano metabólicamente más activo y con mayor consumo de energía. Es responsable de nuestros pensamientos, ideas, movimiento y capacidad de aprender. Nuestro cerebro funciona con 600 kilómetros de vasos sanguíneos que le aportan nutrientes y eliminan productos de desecho. Sin embargo, el cerebro también es muy frágil. Los vasos sanguíneos del cerebro han evolucionado hasta convertirse en una barrera protectora estrecha, la barrera hematoencefálica, que restringe el movimiento de las moléculas dentro y fuera del cerebro. Es importante que el cerebro pueda regular su entorno. Por un lado, se evita que patógenos o toxinas entren en el cerebro y, por otro lado, las sustancias mensajeras o nutrientes necesarios pueden atravesarlo sin obstáculos.

La epigenética activa el programa nutricional
Debido a su estrecha relación, es importante que el cerebro y sus vasos se comuniquen intensamente entre sí. Un trabajo reciente en el laboratorio de Asifa Akhtar en Friburgo ha demostrado que los vasos sanguíneos pueden detectar el estado metabólico de las células nerviosas vecinas.

Los investigadores descubrieron que se requiere el regulador epigenético MOF para equipar a las neuronas con las enzimas metabólicas correctas necesarias para procesar los ácidos grasos. "Algo tiene que decirle a las células nerviosas que hay nutrientes y que deben activar los programas necesarios para procesarlos", explica Bilal Sheikh, autor principal del estudio. "MOF va al ADN y activa los programas genéticos que permiten a las células procesar ácidos grasos en el cerebro".

Los ácidos grasos se encuentran en los alimentos y se utilizan para producir energía y formar lípidos complejos necesarios en las membranas celulares. Cuando la actividad MOF es defectuosa, como es el caso de los trastornos del desarrollo neuronal, las neuronas no pueden procesar los ácidos grasos. Esto conduce a su acumulación en los espacios entre las células cerebrales. En sus estudios, el equipo de Asifa Akhtar descubrió que este desequilibrio de ácidos grasos es detectado por los vasos sanguíneos neurales, estimulándolos a generar una respuesta al estrés al aflojar la barrera hematoencefálica. Si el desequilibrio metabólico persiste, la barrera hematoencefálica con fugas puede desencadenar un estado de enfermedad.

Colapso de los vasos sanguíneos neuronales.
El estudio sienta las bases para una mejor comprensión de cómo las células nerviosas y los vasos sanguíneos del cerebro se comunican entre sí y muestra cómo los cambios en el entorno metabólico de un tipo de célula en un órgano complejo pueden influir directamente en la funcionalidad de las células circundantes y, por tanto, en la función general del órgano. "Nuestro trabajo muestra que un metabolismo adecuado en el cerebro es fundamental para su salud. Un entorno metabólico neural defectuoso puede provocar inflamación vascular, disfunción de las células que forman la barrera hematoencefálica y aumento de la permeabilidad. Lo que puede seguir es un colapso de los vasos sanguíneos neurales", explica Asifa Akhtar. Esto es particularmente importante porque la degradación de los vasos sanguíneos neuronales es una característica de la aparición de enfermedades relacionadas con la edad, como el Alzheimer y la demencia vascular. Una mejor caracterización de los cambios moleculares que inducen la disfunción vascular ayudará a desarrollar mejores tratamientos para estas patologías debilitantes.