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Molecular, morphological, and functional requirements for gastrointestinal serotonin release

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Investigación de la comunicación de las células sensitivas del intestino

La señalización entre los intestinos y el encéfalo es importante para el comportamiento y la psicología, pero las rutas de señalización celular subyacentes no se comprenden bien.

Salud

Un grupo de células sensitivas del intestino denominadas células enteroendocrinas (EEC, por sus siglas en inglés) pueden detectar cambios como la llegada de nutrientes al intestino y responder secretando unas moléculas de señalización denominadas neurotransmisores, además de hormonas. «Las EEC son células secretoras capaces de detectar cambios en la luz intestinal. Es importante comprender mejor los procesos fundamentales por los que estas células pueden traducir las señales sensitivas en una respuesta química y transmitir la información al encéfalo y otras células del cuerpo», explica Cordelia Imig, profesora adjunta en la Universidad de Copenhague que lideró la investigación en el marco del proyecto SynGut con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie. Caracterizar la función de distintos tipos de EEC y la forma en que controlan la liberación de neurotransmisores y hormonas puede ayudar a comprender su función en enfermedades humanas como la diabetes y las enfermedades inflamatorias intestinales, señala.

Investigación de la liberación de serotonina en el intestino

El proyecto se centró en las células enterocromafines serotoninérgicas que forman la mayor subclase de EEC y se encuentran en todas las regiones intestinales. Estas células transmiten la señal a través del neurotransmisor serotonina, que también se sabe que es un importante neuromodulador del encéfalo. La serotonina gastrointestinal es importante para regular procesos fisiológicos como el proceso por el que la comida circula por el intestino y puede servir, además, como una señal de saciedad de acción rápida para el encéfalo. Imig añade: «En estudios anteriores, se ha mostrado que las células enterocromafines del intestino entran en contacto estrecho con las neuronas que transmiten señales al encéfalo. Y, en este proyecto, queríamos comprender si estas células transmiten señales a las neuronas a través del mismo proceso y con una velocidad similar a la de la comunicación que tiene lugar en el encéfalo o si este proceso es más lento y más comparable al de las células endocrinas como las células que secretan la insulina en el páncreas o las células cromafines de la glándula suprarrenal».

Observación de la liberación de serotonina con una elevada resolución espaciotemporal

En el proyecto SynGut se empleó un planteamiento multidisciplinar para estudiar distintos aspectos de la función y la biología de las células enterocromafines. «Con el fin de conseguir la resolución espaciotemporal necesaria para investigar las células enterocromafines, tuvimos que establecer formas para observar la secreción de células individuales de cultivos», comenta. El equipo empleó una técnica denominada amperometría de fibra de carbono para detectar cantidades ínfimas de serotonina liberadas de las células enterocromafines. Imig declara: «Mediante esta técnica, descubrimos que las células enterocromafines cultivadas liberan serotonina de forma mucho más lenta que las neuronas en el encéfalo. El proceso de liberación se asemeja mucho al de otros tipos de células secretoras como las células cromafines suprarrenales que secretan adrenalina y noradrenalina, hormonas importantes para la respuesta simpática». La constatación de que este proceso presenta similitudes con otras células endocrinas tiene implicaciones para comprender a qué velocidad y a través de qué rutas se pueden transmitir las señales del intestino al encéfalo. «Nuestros resultados plantearon muchas preguntas que tenemos que abordar en el futuro. Nuestro objetivo final es comprender los mecanismos moleculares que regulan la liberación de serotonina de las células enterocromafines, lo cual puede contribuir a identificar nuevas dianas potenciales para tratar trastornos relacionados con la función de las células enterocromafines».

Palabras clave

SynGut, diabetes, intestino, neurotransmisores, hormonas, células enteroendocrinas, células enterocromafines, serotonina, neuronas

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