Cómo los astrocitos espían las conversaciones entre neuronas

Todo lo que hacemos, incluyendo cualquier movimiento, pensamiento y sentimiento, es el resultado de neuronas “hablando” entre sí. Estudios recientes han sugerido que algunas de estas conversaciones podrían no ser del todo privadas. Las células cerebrales conocidas como astrocitos podrían estar escuchando e incluso participando en algunas de tales discusiones. Un nuevo estudio con ratones aclara un poco más el fenómeno y sugiere que los astrocitos podrían estar sólo prestando atención una parte del tiempo, en concreto cuando las neuronas se excitan mucho sobre algo.

Durante mucho tiempo, la comunidad científica pensó que los astrocitos eran simplemente células de soporte para las neuronas. Pero, como se ha ido comprobando en años recientes, resulta que estas células tienen diversas tareas importantes y de nivel mucho mayor. Entre las funciones que ahora se les reconoce a los astrocitos figuran proporcionar nutrientes y moléculas de señalización a las neuronas, regular el flujo sanguíneo, y eliminar de las sinapsis sustancias cerebrales conocidas como neurotransmisores. La sinapsis es el punto de transferencia de información entre dos neuronas. En ese punto de conexión, una neurona libera neurotransmisores para afectar a las propiedades eléctricas de la otra. Los brazos largos de los astrocitos se hallan al lado de las sinapsis, donde pueden estar al tanto de las conversaciones que se producen entre las neuronas.

En años recientes, se ha mostrado que los astrocitos pueden también ejercer un papel relevante en la comunicación neuronal. Cuando las neuronas liberan neurotransmisores, cambian los niveles de calcio en los astrocitos. El calcio es esencial para muchos procesos, incluyendo la liberación de moléculas de la célula, y para la activación de una amplia gama de proteínas dentro de ella. El papel de esta señalización del calcio astrocítico en el funcionamiento del cerebro sigue siendo un misterio.

En el nuevo estudio, financiado por el Instituto Nacional estadounidense de Trastornos Neurológicos y Derrame Cerebral (NINDS), el equipo de Baljit S. Khakh, de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles, se propuso averiguar cuándo respondían los astrocitos a la actividad neuronal con cambios en sus niveles internos de calcio.

Valiéndose de tintes indicadores de calcio, los investigadores han conseguido ver, por primera vez, cambios en los niveles de calcio en todo el astrocito. Con anterioridad, sólo era posible mirar en ciertas áreas de la célula a un tiempo, lo que proporcionaba una imagen incompleta de lo que estaba pasando.

Lo descubierto hasta ahora corrobora que los astrocitos que intervienen en esas "conversaciones" entre neuronas reaccionan ante niveles altos de actividad neuronal elevando sus niveles de calcio. La nueva pregunta para la que ahora habrá que buscar respuesta es: ¿Qué hacen con ese calcio?


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Los primeros animales carnívoros que evolucionaron hacia una dieta herbívora

El análisis detallado de los restos fosilizados del esqueleto de un individuo joven de la especie Eocasea martini, que vivió hace unos 300 millones de años, y que medía menos de 20 centímetros de largo, revela cómo ciertos carnívoros iniciaron la primera transición evolutiva hacia herbívoros en tierra firme.

Descubiertos en Kansas, Estados Unidos, estos restos fósiles consisten en un cráneo parcial, la mayor parte de la columna vertebral, la pelvis y una pata trasera.

La aparición de los animales herbívoros fue un acontecimiento evolutivo revolucionario para la vida en tierra firme porque hizo que los vertebrados terrestres pudieran acceder directamente a los vastos recursos que proporcionaban las plantas terrestres. Estos herbívoros se convirtieron a su vez en una fuente principal de comida para grandes depredadores terrestres.

Comparando la anatomía ósea de animales relacionados, el paleontólogo Robert Reisz, de la Universidad de Toronto en Mississauga, Canadá, y su colega Jörg Fröbisch del Museo de Historia Natural de Berlín y la Universidad Humboldt en la misma ciudad alemana, descubrieron que el Eocasea martini perteneció a una rama del grupo que acabó evolucionando hasta dar lugar a los mamíferos modernos de la actualidad.

El Eocasea vivió casi 80 millones de años antes de la era de los dinosaurios.

Otro hallazgo destacado de la investigación realizada por el grupo de Reisz y Fröbisch es que la alimentación herbívora, que implica la habilidad de digerir y procesar materia vegetal con un contenido alto de fibra, como hojas y brotes, se estableció no sólo en el linaje que incluye al Eocasea. Apareció de forma independiente en al menos cinco ocasiones, incluyendo dos veces en reptiles.

Sin embargo, aunque los cinco grupos desarrollaron de manera independiente la novedosa habilidad de vivir de las plantas, el grupo al que perteneció el Eocasea precedió a los reptiles en casi 30 millones de años. Esto muestra que la alimentación herbívora como estrategia de nutrición apareció primero en esos parientes lejanos de los mamíferos, en vez de en los reptiles antiguos, la rama que al final dio lugar a los dinosaurios, aves y reptiles modernos.


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El telescopio Kepler localiza otra ‘Tierra’ donde podría haber agua líquida

Astrónomos de la Universidad Estatal de San Francisco (Estados Unidos) y otras instituciones internacionales han descubierto un planeta rocoso del tamaño de la Tierra que se sitúa en la zona habitable de su estrella, por lo que podría tener agua líquida, según publican esta semana en la revista Science.

Se llama Kepler-186f y forma parte de un conjunto de cinco planetas (denominados los otros cuatro con las letras b, c, d y e) que orbitan su estrella enana, llamada Kepler-186. Los nombres hacen referencia a que estos objetos se han descubierto con el telescopio espacial Kepler de la NASA, que ya ha detectado otros exoplanetas con anterioridad en los que también podría haber agua líquida.

En la primera imagen se ilustra como podría ser el paisaje de Kepler-186f y se compara nuestro sistema solar con el del exoplaneta recién descubierto. En verde, la zona de habitabilidad de ambos sistemas.







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Reconstruyendo la historia de la atmósfera marciana mediante análisis de meteoritos

Unos geólogos que analizaron 40 meteoritos que cayeron a la Tierra procedentes de Marte han desvelado algunos de los enigmas sobre la atmósfera marciana del pasado, en el que hubo una época durante la cual existió agua líquida en la superficie del planeta y quizá formas de vida primitivas.

Los resultados ayudarán a guiar los próximos pasos de los investigadores hacia el objetivo de averiguar si existe o ha existido vida en Marte, y cómo fluía allí en el pasado el agua, ahora ausente de la superficie marciana.

El equipo de Heather Franz, antes en la Universidad de Maryland en Estados Unidos, y que ahora trabaja en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en el mismo país, como investigadora del equipo científico del robot Curiosity, en Marte desde 2012, midió la composición de azufre de 40 meteoritos de Marte, una cantidad mucho mayor que la examinada en análisis anteriores. De los más de 60.000 meteoritos encontrados en la Tierra, sólo 69 se cree que son trozos de rocas lanzadas desde la superficie marciana.

Estos meteoritos marcianos son típicamente fragmentos de rocas ígneas que se formaron en Marte, que luego fueron lanzadas al espacio cuando un asteroide o cometa golpeó contra el planeta rojo, y que por último terminaron su odisea cayendo a la Tierra. El meteorito más antiguo del estudio tiene unos 4.100 millones de años, y se formó cuando nuestro sistema solar estaba en su infancia. Los más jóvenes tienen entre 200 y 500 millones de años.


Estudiar meteoritos marcianos de diferentes edades puede ayudar a los científicos a investigar la composición química de la atmósfera marciana a través de la historia, y averiguar si el planeta ha sido alguna vez tan apto para la vida como lo es la Tierra. Marte y la Tierra comparten los ingredientes básicos para la vida, pero las condiciones actuales en el primero son mucho menos favorables, debido a las limitaciones impuestas por una superficie árida, temperaturas frías, rayos cósmicos y radiación ultravioleta procedente del Sol. Pese a ello, algunas estructuras geológicas marcianas fueron formadas evidentemente mediante la acción del agua líquida, una señal inequívoca de las condiciones mucho más acogedoras que existieron en el pasado.

El azufre, que es muy abundante en Marte, pudo estar entre los gases con efecto invernadero que calentaron la superficie, y pudo suministrar una fuente de nutrición para los hipotéticos microbios marcianos. Dado que los meteoritos son una rica fuente de información sobre el azufre marciano, el equipo de Franz y James Farquhar, profesor de geología en la Universidad de Maryland, analizó los átomos de azufre que estaban incorporados a las piedras.

Los resultados indican que las atmósferas de Marte y la Tierra se diferenciaron de manera importante muy temprano en los 4.600 millones de años de evolución de nuestro sistema solar, y que las reacciones químicas que implicaban al azufre en la atmósfera marciana eran distintas a las que tuvieron lugar en las fases iniciales de la historia geológica de la Tierra. Esto sugiere que las atmósferas primitivas de los dos planetas eran muy diferentes.

La naturaleza exacta de las diferencias no está clara, pero otras pistas sugieren que muy poco después de que se formara nuestro sistema solar, buena parte de la atmósfera de Marte se perdió, dejándola con una densidad muy inferior a la terrestre.


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Revelan los mecanismos de formación y evolución de la placa tectónica del Pacífico

La capa externa de la Tierra está formada por una serie de placas en movimiento interactuando entre sí, y cuyos desplazamientos promueven el desencadenamiento de terremotos, la creación de volcanes y la formación de montañas. Geólogos, geofísicos y otros especialistas intentan desde hace mucho tiempo conocer lo bastante bien las propiedades fundamentales de las placas y de los mecanismos que las inducen a moverse. Las preguntas sobre el tema que están pendientes de recibir respuesta han venido alimentando un intenso debate.

Un nuevo estudio realizado por el equipo de Caroline Beghein, de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles (UCLA), y Nicholas Schmerr, de la Universidad de Maryland, ambas instituciones en Estados Unidos, ha permitido dar un significativo paso hacia el esclarecimiento de esos enigmas.

Los investigadores utilizaron una técnica llamada tomografía sísmica para estudiar la estructura de la Placa del Pacífico, una de la decena de las placas principales del mundo. La técnica les ha permitido determinar el espesor de la placa, y discernir el interior de la misma así como de la porción de manto subyacente (la capa entre la corteza de la Tierra y el sector más externo del núcleo).

Las rocas se deforman y fluyen lentamente dentro del manto de la Tierra, lo que hace que las placas se muevan. La nueva investigación ha permitido hacerse una idea de sus mecanismos de formación y evolución.

La capa más externa de la Tierra está dividida en placas en movimiento que interactúan entre sí, y cuyo movimiento en la superficie genera la mayoría de los terremotos, crea volcanes y forma montañas. En esta imagen, la capa de color naranja representa la deformable y caliente astenosfera, en la que hay un flujo del manto activo. La capa verde es la placa litosférica, que se forma en la dorsal centro-oceánica, y luego se enfría y aumenta de grosor a medida que se aleja de la dorsal. 

La tomografía sísmica es similar a la utilizada comúnmente en técnicas médicas de captación de imágenes como la tomografía computerizada, o TAC. Pero en lugar de usar rayos X, la tomografía sísmica emplea grabaciones de las ondas sísmicas generadas por terremotos, lo que permite a los científicos detectar variaciones en la velocidad de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra. Esas variaciones pueden revelar diferentes capas dentro del manto, y ayudar a los científicos a determinar la temperatura y la composición química de las rocas del manto mediante la comparación de las variaciones observadas en la velocidad de las ondas sísmicas con las predicciones hechas a partir de otros tipos de datos geofísicos.

Los investigadores han determinado que la formación de la Placa del Pacífico es el producto de una combinación de mecanismos: La placa se vuelve más gruesa a medida que las rocas del manto se enfrían, la composición química de las rocas que forman la placa cambia con la profundidad, y el comportamiento mecánico de las rocas cambia con la profundidad y la proximidad al lugar donde nuevas porciones de placa se están formando, en la zona de la dorsal centro-oceánica del Pacífico.

Sin embargo, aún contando con los nuevos descubrimientos, las propiedades fundamentales de las placas encierran aún bastantes enigmas, tal como comenta Beghein.

Las dorsales centro-oceánicas son, en esencia, cordilleras submarinas situadas en los sectores centrales de los océanos del planeta, y están vinculadas a procesos geológicos subterráneos muy importantes. Las placas oceánicas se forman en las dorsales oceánicas y desaparecen en el manto de la Tierra, mediante un proceso conocido como subducción.


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¿Cómo puede una hormona tradicionalmente masculina volver más fértiles a las mujeres?

La testosterona ha sido vista popularmente como la hormona de los machos, la esencia misma de la virilidad. Por supuesto, el papel de la testosterona es mucho más complejo y variado que eso, pero además se ha venido constatando que es capaz de promover la fertilidad en la mujer. Han circulado dudas al respecto, y, por encima de todo, un enigma obvio se plantea: ¿Cómo exactamente la testosterona fomenta la fertilidad femenina? Una nueva investigación parece haber resuelto el misterio.

Lo cierto es que se imponía aclarar el enigma, puesto que varias clínicas de fertilidad están comenzando a administrar testosterona, ya sea a través de un parche o un gel sobre la piel, para aumentar la cantidad de óvulos producidos por ciertas mujeres que se someten a la fecundación in vitro. También está a la venta, sin necesidad de receta médica, un suplemento cuyo consumo por las mujeres las permite aumentar su testosterona gracias a que el producto esencialmente se convierte en testosterona dentro del cuerpo. Todo ello orientado a aumentar las probabilidades para esas mujeres de quedarse embarazadas mediante un tratamiento de fertilización in vitro.

Algunos ensayos clínicos apoyan el uso de la testosterona administrada a través de la piel, mientras otros han mostrado que el citado suplemento (también usado para tratar de frenar el envejecimiento y aumentar la masa muscular) no es efectivo para aumentar las tasas de embarazo y natalidad en mujeres que no responden bien a la fertilización in vitro.

Los resultados de un nuevo estudio, realizado por el equipo de Stephen R. Hammes y Aritro Sen, de la Universidad de Rochester en Nueva York, Estados Unidos, sugieren que las hormonas masculinas, también conocidas como andrógenos, ayudan a impulsar el desarrollo de las estructuras, llamadas folículos, que contienen y finalmente liberan un óvulo que puede ser fecundado por el espermatozoide. En ratones, ya se ha verificado que esto es así.

Los resultados de este estudio proporcionan objetivos biológicos potenciales sobre los que actuar para mejorar la fertilidad en mujeres con una reserva ovárica disminuida, las cuales producen pocos folículos o ninguno en respuesta a los fármacos de la fertilización in vitro diseñados para fomentar el desarrollo de los folículos.


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¿La mayor extinción masiva en la Tierra fue causada por microbios?

Unas arqueas productoras de metano pudieron ser las responsables de la mayor extinción masiva de la historia de la Tierra.

Los restos fósiles muestran que en algún momento de hace unos 252 millones de años, cerca del 90 por ciento de todas las especies de la Tierra resultaron aniquiladas. Ésta es, y con mucha diferencia, la mayor de las cinco extinciones masivas conocidas. Pero encontrar al culpable ha sido difícil y controvertido.

Ahora, un equipo de investigadores puede haber encontrado suficientes evidencias para señalar al culpable principal.

Los autores de la masacre, según los resultados de la investigación, no fueron asteroides, volcanes o incendios colosales de carbón, como se propuso en estudios anteriores, sino un tipo de microbios, más concretamente una clase de arquea productora de metano llamada Methanosarcina, la cual proliferó de manera colosal y en muy poco tiempo en los océanos, lanzando cantidades prodigiosas de metano a la atmósfera, y cambiando de manera dramática el clima y la química de los océanos.

Daniel Rothman, profesor de geofísica en el MIT, junto a una parte de la Formación Xiakou en China. Su mano derecha descansa sobre la capa que marca el momento de la extinción masiva de finales del Pérmico. Muestras de esta formación proporcionaron evidencias de grandes cantidades de níquel que fueron arrojadas al medio ambiente por la actividad volcánica en aquel entonces, hace 252 millones de años.




Los volcanes no están totalmente descartados como culpables. Según este nuevo escenario, pudieron ser cómplices en la masacre. La razón para este súbito y explosivo crecimiento de los microbios, señalan las nuevas pistas, pudo ser su nueva habilidad de usar una rica fuente de carbono orgánico, y la entrada en escena de una súbita afluencia de un nutriente necesario para su crecimiento: el níquel, un elemento emitido por un vulcanismo masivo en la época adecuada.

La nueva explicación sobre las causas de la misteriosa extinción es obra del equipo de Daniel Rothman y Gregory Fournier, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, así como otros científicos de este país y de China.


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