célula granular cerebelosa

Las células granulares cerebelosas forman la gruesa capa granular de la corteza cerebelosa y se encuentran entre las neuronas más pequeñas del cerebro. (El término célula granular se utiliza para referirse a varios tipos de neuronas pequeñas no relacionadas entre sí en diversas partes del cerebro). Las células granulares cerebelosas son también las neuronas más numerosas del cerebro: en los humanos, se estima que su número total ronda los 50 mil millones, lo que significa que constituyen algo más de la mitad ^{[ 1 ]} de las neuronas del cerebro. ^{[ 2 ]}

Los cuerpos celulares se agrupan en una gruesa capa granular en la base de la corteza cerebelosa. Cada célula granular emite solo de cuatro a cinco dendritas, cada una de las cuales termina en una prolongación llamada garra dendrítica . ^{[ 2 ]} Estas prolongaciones son puntos de entrada excitatoria de las fibras musgosas y de entrada inhibitoria de las células de Golgi.

Los delgados axones amielínicos de las células granulares ascienden verticalmente hasta la capa superior (molecular) de la corteza, donde se dividen en dos, y cada rama viaja horizontalmente para formar una fibra paralela ; la división de la rama vertical en dos ramas horizontales da lugar a una distintiva forma de "T". Una fibra paralela recorre un promedio de 3  mm en cada dirección desde la división, para una longitud total de aproximadamente 6  mm (aproximadamente 1/10 del ancho total de la capa cortical). ^{[ 2 ]} A medida que avanzan, las fibras paralelas pasan a través de los árboles dendríticos de las células de Purkinje , contactando con una de cada 3-5 que encuentran, haciendo un total de 80-100 conexiones sinápticas con las espinas dendríticas de las células de Purkinje. ^{[ 2 ]} Las células granulares utilizan glutamato como su neurotransmisor y, por lo tanto, ejercen efectos excitatorios sobre sus dianas.

Las células granulares reciben toda su información de las fibras musgosas, pero las superan en número en una proporción de 200 a 1 (en humanos). Por lo tanto, la información en el estado de actividad de la población de células granulares es la misma que la información en las fibras musgosas, pero recodificada de una manera mucho más amplia. Debido a que las células granulares son tan pequeñas y están tan densamente empaquetadas, ha sido muy difícil registrar su actividad de potenciales de acción en animales en comportamiento, por lo que hay pocos datos que sirvan de base para la elaboración de teorías. El concepto más popular sobre su función fue propuesto por David Marr , quien sugirió que podrían codificar combinaciones de entradas de fibras musgosas. La idea es que, dado que cada célula granular recibe información de solo 4 a 5 fibras musgosas, una célula granular no respondería si solo una de sus entradas estuviera activa, pero sí respondería si más de una estuviera activa. Este esquema de "codificación combinatoria" potencialmente permitiría al cerebelo hacer distinciones mucho más finas entre patrones de entrada de lo que permitirían las fibras musgosas por sí solas. ^{[ 6 ]}

Las células granulares del cerebelo adquieren una arquitectura genómica característica: contactos intracromosómicos de ultra largo alcance (10-100 Mb), contactos intercromosómicos específicos y reestructuración de la compartimentalización de la cromatina activa/inactiva (scA/B) a lo largo de la vida. Esta dinámica genómica está modulada por genes específicos del tipo celular , pero no por la metilación de CpG a nivel global, y podría ser una estrategia celular para gestionar el espacio y la energía. ^{[ 7 ]}

Todas estas características se han observado en tejidos cerebelosos de ratones y humanos, por lo que el modelo de ratón parece ser un buen modelo animal para estudiar la estructura del genoma de las células granulares del cerebelo, a pesar de la diferencia en la esperanza de vida entre los dos tipos de organismos. ^{[ 7 ]}

En los trastornos del neurodesarrollo, incluidos los trastornos del espectro autista (TEA), se han identificado alteraciones en la remodelación de la cromatina de las células granulares. Esto se debe a mutaciones en genes que codifican proteínas implicadas en la remodelación de la cromatina. Uno de estos genes es CHD4 . ^{[ 8 ]}

CHD4 es una proteína que modula la sinaptogénesis entre las células granulares y las células de Purkinje mediante la remodelación de la cromatina (específicamente, suprime la accesibilidad genómica). Las mutaciones en esta proteína provocan alteraciones en la sinaptogénesis, como consecuencia de una mayor accesibilidad a los promotores y potenciadores del genoma (que se reprimen en condiciones fisiológicas de desarrollo). ^{[ 9 ]} Sin embargo, estas alteraciones a nivel de la cromatina no afectan la arquitectura genómica tridimensional de las células granulares del cerebelo. ^{[ 7 ]}