Los humanos y muchos otros mamíferos mantienen su temperatura corporal a aproximadamente 37°C (98.6°F), lo cual es ideal para todos los procesos regulatorios. Las funciones se ven comprometidas cuando la temperatura corporal se desvía notablemente del rango normal, lo que podría provocar un golpe de calor, hipotermia o, en el peor de los casos, la muerte. Sin embargo, si la temperatura corporal se pudiera llevar artificialmente al rango normal, estos problemas podrían abordarse.
El área preóptica del hipotálamo, que regula los procesos esenciales del cuerpo, es donde se encuentra el centro de control de temperatura del cerebro. Por ejemplo, el área preóptica envía una señal al cuerpo para que aumente la temperatura para combatir virus, gérmenes y otros organismos que causan enfermedades cuando recibe señales del mediador prostaglandina E (PGE2), que se crea en respuesta a las infecciones.
Sin embargo, todavía no está claro qué neuronas en el área preóptica liberan la orden para aumentar o disminuir la temperatura corporal.
Un grupo de investigación en Universidad de Nagoya En Japón se han identificado neuronas críticas que mantienen la temperatura corporal a 37°C en mamíferos. En su estudio, informaron que un grupo de neuronas, llamadas neuronas EP3, en el área preóptica del cerebro desempeñan un papel clave en la regulación de la temperatura corporal de los mamíferos.
En el estudio con ratas, los científicos se centraron principalmente en las neuronas EP3 del área preóptica, que expresan los receptores EP3 de PGE2, e investigaron su función en la regulación de la temperatura corporal.
Los científicos examinaron por primera vez cómo las variaciones de la temperatura ambiental afectan la activación de las neuronas EP3 en la región preóptica. A las ratas les gusta una temperatura de unos 28 °C en su hábitat. Los ratones fueron sometidos a condiciones de frío (4°C), habitación (24°C) y calor (36°C) durante dos horas. Los hallazgos demostraron que la exposición a 4°C y 24°C no activaba las neuronas EP3, pero la exposición a 36°C sí.
Para determinar dónde se transmiten las señales de las neuronas EP3, los científicos observaron las fibras nerviosas de las neuronas EP3 en la región preóptica. El estudio encontró que las fibras nerviosas están dispersas por todo el cerebro, especialmente en el hipotálamo dorsomedial (DMH), responsable de la activación del sistema nervioso simpático. El ácido gamma-aminobutírico (GABA), un potente inhibidor de la excitación neuronal, es la molécula que utilizan las neuronas EP3 para la transferencia de señales al DMH, según su investigación.
Los científicos alteraron experimentalmente la actividad de las neuronas EP3 utilizando un método quimiogenético para comprender mejor la función de estas neuronas en la regulación de la temperatura. Descubrieron que el aumento de la temperatura corporal era el resultado de la supresión de la actividad de las neuronas, mientras que su reducción era el resultado de su activación.
En conjunto, los resultados de este estudio demostraron que las neuronas EP3 en el área preóptica son esenciales para controlar la temperatura corporal porque liberan GABA para comunicar señales inhibidoras a las neuronas DMH, que regulan las respuestas simpáticas.
El profesor Kazuhiro Nakamura de la Universidad de Nagoya dijo: "Probablemente, las neuronas EP3 en el área preóptica pueden regular con precisión la intensidad de la señal para ajustar la temperatura corporal".
“Por ejemplo, en un ambiente caluroso, las señales aumentan para suprimir las salidas simpáticas, lo que resulta en un aumento del flujo sanguíneo en la piel para facilitar la radiación del calor del cuerpo para prevenir el golpe de calor. Sin embargo, en un ambiente frío, las señales se reducen para activar salidas simpáticas, que promueven la producción de calor en el tejido adiposo pardo y otros órganos para prevenir la hipotermia. Además, en el momento de la infección, la PGE2 actúa sobre las neuronas EP3 para suprimir su actividad, activando las salidas simpáticas para desarrollar fiebre”.
Los resultados de este estudio pueden conducir a la creación de una tecnología que modifique artificialmente la temperatura corporal y tenga aplicaciones potenciales en numerosas especialidades médicas. Curiosamente, esta tecnología puede ayudar a tratar la obesidad manteniendo una temperatura corporal ligeramente elevada que fomenta la quema de grasa.
Profesor Nakamura dijo, "Además, esta tecnología podría conducir a nuevas estrategias para la supervivencia de las personas en entornos globales más cálidos, que se están convirtiendo en un grave problema mundial".
Referencia de la revista:
- Yoshiko Nakamura, Takaki Yahiro et al. Las neuronas preópticas que expresan el receptor de prostaglandina EP3 controlan bidireccionalmente la temperatura corporal mediante señalización tónica GABAérgica. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.add5463
