La neurogranina (Ng) és una proteïna cerebral relacionada amb els mecanismes de la memòria i l’aprenentatge. Després d’analitzar cultius de neurones d’hipocamp, un equip de la Universitat Autònoma de Madrid (UAM) i el Centre de Biologia Molecular Severo Ochoa (centre mixt UAM-CSIC) ha demostrat que l’expressió de neurogranina es regula per activitat sinàptica, i que aquesta proteïna promou un augment substancial de la densitat sinàptica en xarxes neuronals.
Aquests resultats, publicats a la revista Molecular Neurobiology, encoratgen l’estudi de neurogranina com a diana molecular per al desenvolupament d’estratègies capaços de prevenir i alleujar dèficits cognitius. Aquests dèficits coincideixen amb la pèrdua de contactes sinàptics cerebrals que s’observen en l’envelliment i diverses patologies neurodegeneratives.
“Sabem que ratolins que no tenen neurogranina pateixen una discapacitat cognitiva severa, tot i que anatòmica o fisiològicament són aparentment normals. En humans, nivells baixos d’aquesta proteïna s’associen a un elevat deteriorament cognitiu “, explica Raquel d’Andrés, coautora del treball.
“Per exemple -afegeix la investigadora de la UAM- dels pacients d’hipotiroïdisme congènit no tractat presenten reduccions de fins al 60% en el contingut de Ng en diverses regions del cervell i un tipus de retard mental molt acusat conegut com cretinisme. Altres condicions en què el rendiment cognitiu i els nivells de neurogranina estan relacionats són l’envelliment i la malaltia d’Alzheimer “.
En el seu estudi, els investigadors es van sorprendre inicialment al trobar que només un 10% de les neurones en cultiu expressaven nivells adults de Ng, tot i que en l’hipocamp més del 90% de les neurones piramidals expressen alts nivells de Ng.
Segons detalla Francisco Javier Díez Guerra, l’investigador principal del grup: “Vam descobrir que una part de l’expressió de Ng es regula per activitat sinàptica i és depenent de l’activació d’un receptor sinàptic, el receptor NMDA, que transduce a l’interior neuronal senyals del neurotransmissor glutamat “.
“Observem-continua l’investigador- que les estimulacions que indueixen potenciació sinàptica produeixen una caiguda ràpida dels nivells de Ng, seguida d’una recuperació progressiva per síntesi local a partir de mRNA localitzat en dendrites. Utilitzant lentivirus modificats vam aconseguir cultius en els quals més del 60% de les neurones expressen nivells adults de Ng i vam comprovar que la densitat sinàptica d’aquests cultius és gairebé el doble de la dels cultius control, en què només el 10% de les neurones expressen Ng “.
Plasticitat sinàptica i deteriorament cognitiu
Les neurones estan interconnectades en el cervell formant xarxes funcionals complexes que emmagatzemen informació. Els nostres records i coneixements es troben gravats en aquestes xarxes en forma de ‘engramas’, és a dir, conjunts de connexions entre grups de neurones que es van formar i van estabilitzar en el moment de l’experiència o l’aprenentatge.
Com més densitat sinàptica tingui una xarxa neuronal, més gran serà la connectivitat de les neurones que la integren i major la seva capacitat d’emmagatzemar i processar informació. Així, la memòria es fonamenta en les modificacions que es produeixen en els circuits sinàptics de les nostres xarxes neuronals alhora que experimentem i aprenem.
Durant la infància i l’adolescència primerenca, el nostre cervell experimenta el major remodelamiento sinàptic de tota la vida. En aquest període, l’exposició i interacció amb l’entorn físic, social i cultural que ens envolta modela les nostres xarxes neuronals i determina les habilitats motores, perceptuals i cognitives que configuraran la nostra personalitat adulta.
En les últimes dècades, la investigació en neurobiologia cel·lular i molecular ha posat de manifest el paper central dels contactes sinàptics en els processos de la memòria i l’aprenentatge.
Una de les fites més importants ha estat el descobriment dels mecanismes moleculars bàsics de la plasticitat sinàptica, la propietat que permet a les neurones adaptar la seva eficiència de comunicació en funció de l’activitat que han experimentat prèviament.
“De forma anàloga al que succeeix amb la capacitat respiratòria i muscular quan realitzem exercici físic, com més s’exerciten els circuits sinàptics, aquests adquireixen més capacitat d’emmagatzematge i processament”, expliquen els autors.
Estudis recents han mostrat que el deteriorament cognitiu associat a l’edat o les malalties neurodegeneratives es relaciona amb una menor densitat sinàptica de les xarxes neuronals en àrees del cervell davanter. En aquests casos, abans que es manifestin els primers símptomes de deteriorament cognitiu, es constata ja una reducció significativa de la densitat sinàptica en àrees com l’escorça cerebral o l’hipocamp.
“Aquesta degeneració sinàptica asimptomàtica pot durar anys o dècades afegeixen els autors-. Quan la pèrdua sinàptica és ja substancial i els mecanismes de plasticitat no són suficients per mantenir la funció, apareixen els primers símptomes de deteriorament cognitiu. En aquells dies, la degeneració sinàptica és elevada i difícilment recuperable “.
font:www.agenciasinc.es
