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célula neuropodal

Esta es una reconstrucción 3D de una célula neuropodal utilizando un conjunto de datos de microscopía electrónica de barrido de cara de bloque en serie (SBEM) en el software Ima...

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Esta es una reconstrucción 3D de una célula neuropodal utilizando un conjunto de datos de microscopía electrónica de barrido de cara de bloque en serie (SBEM) en el software Imaris. [ 1 ] En el lado izquierdo de la célula hay microvellosidades que se extienden hacia la luz intestinal y en el lado derecho hay un neuropodio que se extiende hacia la lámina propia basal. [ 1 ]

Una célula neuropod es una célula enteroendocrina especializada (es decir, una célula epitelial sensorial) dentro del intestino que es capaz de hacer sinapsis con nervios aferentes. [ 2 ] [ 3 ] Anteriormente, se pensaba que la transmisión de señales sensoriales de las células enteroendocrinas solo ocurría de forma paracrina , en la que las hormonas peptídicas secretadas se difundían a través de la lámina propia y contactaban con neuronas intrínsecas o extrínsecas, entraban en la circulación y/o actuaban sobre tejidos diana específicos. [ 4 ] [ 5 ] Sin embargo, se observó que las células neuropod, descubiertas por el Dr. Diego V. Bohórquez en 2015 y posteriormente denominadas así en 2018, formaban conexiones sinápticas con nervios en la mucosa del intestino delgado y grueso de roedores. [ 3 ] [ 6 ] Se reveló que estas sinapsis involucran neuronas originadas en los ganglios de la raíz dorsal y los ganglios nodosos vagales de la médula espinal , lo que sugiere que la información sensorial del lumen intestinal podría transmitirse al cerebro en milisegundos de activación. [ 6 ] Además, se encontró que estas células neuropodales contenían proteínas tanto presinápticas como postsinápticas, lo que sugiere que la información no solo podría transmitirse a las neuronas, sino también ser recibida por ellas. [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] Este mecanismo de transmisión recientemente descubierto de sentidos luminales del intestino al cerebro puede impulsar una nueva área de exploración dentro del eje intestino-cerebro y la neurobiología sensorial.

Detección de nutrientes y comportamiento

Aunque desde hace tiempo se sabe que existe una relación entre los alimentos consumidos, los antojos y la salud corporal, solo recientemente se han descubierto los mecanismos subyacentes a la sensación intestinal de los alimentos. Las células enteroendocrinas son fundamentales para esta sensación de nutrientes y la regulación de la fisiología posprandial. [ 8 ] Estas células no solo son capaces de evaluar el contenido de nutrientes de los alimentos ingeridos al detectar glucosa, ácidos grasos, aminoácidos, monoacilgliceroles y oligopéptidos, sino que también pueden impulsar decisiones apetitivas. [ 8 ] [ 9 ] Aunque el azúcar y los edulcorantes artificiales generan un sabor dulce, se prefiere el azúcar natural e incluso se puede distinguir de los edulcorantes artificiales por ratones que carecen de receptores del gusto. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Esto sugiere que el intestino es importante no solo para discernir entre los dos azúcares, sino también para guiar la preferencia del animal por el azúcar natural sobre el edulcorante artificial. Tras la infusión de azúcar natural o edulcorante artificial en el intestino delgado, las células neuropodales duodenales transdujeron información luminal a distintas poblaciones de neuronas nodosas vagales, ya sea mediante neurotransmisión glutamatérgica (sacarosa) o purinérgica (sucralosa). [ 9 ] Además, la preferencia del animal por la sacarosa sobre la sucralosa se eliminó (90,8 % a 58,9 % de preferencia por la sacarosa) después de utilizar un cable de fibra óptica flexible ( optogenética ) para silenciar selectivamente las células neuropodales duodenales. [ 9 ] Estos datos sugieren que las células neuropodales duodenales no solo son capaces de distinguir el azúcar natural del edulcorante artificial mediante el uso de diferentes neurotransmisores y la activación de distintas poblaciones neuronales, sino que también son capaces de impulsar preferencias apetitivas por el azúcar natural.

Interacciones microbianas

Se sabe que la microbiota intestinal prepara el sistema inmunitario y ayuda a preservar un sistema nervioso central sano , lo cual se ha documentado ampliamente en ratones libres de gérmenes y gnotobióticos que presentan sistemas inmunitarios hiperactivos y una gran cantidad de déficits neurológicos. [ 13 ] [ 14 ] Curiosamente, en estos ratones libres de gérmenes, la abundancia general de células enteroendocrinas positivas para cromogranina A disminuyó en el íleon y aumentó en el colon, lo que sugiere una posible conexión entre la microbiota y la distribución normal de las células sensoriales intestinales. [ 15 ] Además, las células enteroendocrinas humanas y murinas poseen receptores para patrones moleculares asociados a microbios (MAMPS) como el lipopolisacárido bacteriano (LPS) y receptores para una variedad de metabolitos bacterianos como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC). [ 16 ] [ 17 ] La presencia de estos receptores sugiere que las células neuropod conectadas sinápticamente pueden ser responsables de detectar señales microbianas y metabolitos dentro del lumen intestinal y luego transmitir dicha información al cerebro. Finalmente, bacterias patógenas específicas (por ejemplo, Chlamydia trachomatis ) se han implicado en la patogénesis del síndrome del intestino irritable al infectar directamente las células enteroendocrinas y regular positivamente distintos transportadores de neurotransmisores como el glutamato. [ 18 ] [ 19 ] Además, las infecciones por helmintos con Trichinella spiralis pueden conducir a una reducción significativa en el consumo de alimentos, que depende de la presencia y abundancia de células enteroendocrinas. [ 20 ] Estos hallazgos sugieren que las bacterias patógenas no solo pueden obtener acceso a las células neuropod y posiblemente al sistema nervioso central asociado, sino que también pueden dirigir el comportamiento del huésped.

Referencias

  1. 1 2 Bohórquez, Diego V.; Samsa, Leigh A.; Roholt, Andrew; Medicketty, Satish; Chandra, Rashmi; Liddle, Rodger A. (2014). "Una conexión entre células enteroendocrinas y glía entérica revelada por microscopía electrónica 3D" . PLOS ONE . 9 (2) e89881. Bibcode : 2014PLoSO...989881B . doi : 10.1371/ journal.pone.0089881 . ISSN 1932-6203 . PMC 3935946. PMID 24587096 .   
  2. ↑ Liu, WW; Bohórquez, DV (octubre de 2022). "La base neural de la preferencia por el azúcar" . Nature Reviews. Neuroscience . 23 (10): 584– 595. doi : 10.1038/s41583-022-00613-5 . PMC 9886228. PMID 35879409 .  
  3. 1 2 3 Bohórquez, Diego V.; Shahid, Rafiq A.; Erdmann, Alan; Kreger, Alex M.; Wang, Yu; Calakos, Nicole; Wang, Fan; Liddle, Rodger A. (2015-01-02). "Circuito neuroepitelial formado por inervación de células enteroendocrinas sensoriales" . Journal of Clinical Investigation . 125 (2): 782– 786. doi : 10.1172/jci78361 . ISSN 0021-9738 . PMC 4319442. PMID 25555217. S2CID 3532608 .    
  4. ↑ Bertrand, Paul (2009). "La cornucopia de la transducción quimiosensorial intestinal" . Frontiers in Neuroscience . 3 : 48. doi : 10.3389/neuro.21.003.2009 . ISSN 1662-453X . PMC 3112321. PMID 20582275 .   
  5. ↑ Cummings, David E.; Overduin, Joost (2007-01-02). "Regulación gastrointestinal de la ingesta de alimentos" . Journal of Clinical Investigation . 117 (1): 13– 23. doi : 10.1172/jci30227 . ISSN 0021-9738 . PMC 1716217. PMID 17200702 .   
  6. 1 2 3 Kaelberer, Melanie Maya; Rupprecht, Laura E.; Liu, Winston W.; Weng, Peter; Bohórquez, Diego V. (2020-07-08). "Células neuropodales: la biología emergente de la transducción sensorial intestino-cerebro" . Annual Review of Neuroscience . 43 (1): 337– 353. doi : 10.1146/annurev-neuro- 091619-022657 . ISSN 0147-006X . PMC 7573801. PMID 32101483 .   
  7. ↑ Bellono, Nicholas W.; Bayrer, James R.; Leitch, Duncan B.; Castro, Joel; Zhang, Chuchu; O'Donnell, Tracey A.; Brierley, Stuart M.; Ingraham, Holly A.; Julius, David (junio de 2017). "Las células enterocromafines son quimiosensores intestinales que se acoplan a las vías neuronales sensoriales" . Cell . 170 ( 1): 185–198.e16. doi : 10.1016/j.cell.2017.05.034 . ISSN 0092-8674 . PMC 5839326. PMID 28648659 .   
  8. 1 2 Psichas, Arianna; Reimann, Frank; Gribble, Fiona M. (2015-02-09). "Mecanismos de quimiosensación intestinal" . Journal of Clinical Investigation . 125 (3): 908– 917. doi : 10.1172/jci76309 . ISSN 0021-9738 . PMC 4362249. PMID 25664852 .   
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