Para realizar movimientos coordinados, dependemos de neuronas sensoriales especiales en nuestros músculos y articulaciones. Sin ellos, el cerebro no sabría qué está haciendo el resto de nuestro cuerpo. Un equipo dirigido por Niccolò Zampieri ha estudiado sus marcadores moleculares para comprender mejor cómo funcionan y describe los resultados en Nature Communications .
Vista, oído, olfato, gusto, tacto: todos conocemos los cinco sentidos que nos permiten experimentar lo que nos rodea.
Igualmente importante, pero mucho menos conocido, es el sexto sentido: «Su función es recopilar información de los músculos y las articulaciones sobre nuestros movimientos, nuestra postura y nuestra posición en el espacio, y luego transmitirla a nuestro sistema nervioso central», dice el Dr. Niccolò Zampieri, jefe del Laboratorio de Desarrollo y Función de Circuitos Neuronales del Centro Max Delbrück de Berlín.
“Este sentido, conocido como propiocepción, es el que permite que el sistema nervioso central envíe las señales correctas a través de las neuronas motoras a los músculos para que podamos realizar un movimiento específico”.
Este sexto sentido –que, a diferencia de los otros cinco, es totalmente inconsciente– es el que evita que nos caigamos en la oscuridad y el que nos permite llevarnos una taza de café a la boca con los ojos cerrados por la mañana. Pero eso no es todo: «Las personas sin propiocepción no pueden realizar movimientos coordinados», dice Zampieri.
Él y su equipo han publicado un artículo en la revista «Nature Communications» en el que describen los marcadores moleculares de las células implicadas en este sexto sentido. Los hallazgos deberían ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo funcionan las neuronas sensoriales propioceptivas (pSN).
Las conexiones precisas son cruciales
Los cuerpos celulares de pSN se encuentran en los ganglios de la raíz dorsal de la médula espinal. Están conectados a través de largas fibras nerviosas a los husos musculares y a los órganos tendinosos de Golgi que registran constantemente el estiramiento y la tensión en cada músculo del cuerpo. El pSN envía esta información al sistema nervioso central, donde se utiliza para controlar la actividad de las neuronas motoras para que podamos realizar movimientos.
«Un requisito previo para esto es que los pSN se conecten con precisión a diferentes músculos de nuestro cuerpo», dice el Dr. Stephan Dietrich, miembro del laboratorio de Zampieri. Sin embargo, casi no se sabía nada sobre los programas moleculares que permiten estas conexiones precisas y confieren al pSN específico del músculo su identidad única. «Por eso buscamos en nuestro estudio marcadores moleculares que diferenciaran el pSN de los músculos abdominales, de la espalda y de las extremidades en ratones», afirma Dietrich, autor principal del estudio realizado en el Centro Max Delbrück.
Guía para fibras nerviosas nacientes
Utilizando secuenciación unicelular, el equipo investigó qué genes del pSN de los músculos abdominales, de la espalda y de las piernas se leen y traducen en ARN. «Y encontramos genes característicos para el pSN conectados a cada grupo de músculos», dice Dietrich. «También demostramos que estos genes ya están activos en la etapa embrionaria y permanecen activos durante al menos un tiempo después del nacimiento». Dietrich explica que esto significa que existen programas genéticos fijos que deciden si un propioceptor inervará los músculos abdominales, de la espalda o de las extremidades.
Entre sus hallazgos, los investigadores de Berlín identificaron varios genes para las efrinas y sus receptores. «Sabemos que estas proteínas participan en la guía de las fibras nerviosas nacientes hacia su objetivo durante el desarrollo del sistema nervioso», dice Dietrich. El equipo descubrió que las conexiones entre los propioceptores y los músculos de las patas traseras estaban deterioradas en ratones que no pueden producir efrina-A5.
Un objetivo son mejores neuroprótesis
«Los marcadores que identificamos ahora deberían ayudarnos a investigar más a fondo el desarrollo y la función de las redes sensoriales específicas de los músculos individuales», dice Dietrich. “Con la optogenética, por ejemplo, podemos utilizar la luz para activar y desactivar propioceptores, ya sea individualmente o en grupos. Esto nos permitirá revelar su papel específico en nuestro sexto sentido”, añade Zampieri.
Este conocimiento debería eventualmente beneficiar a los pacientes, como aquellos con lesiones de la médula espinal. «Una vez que comprendamos mejor los detalles de la propiocepción, podremos optimizar el diseño de las neuroprótesis, que se hacen cargo de las capacidades motoras o sensoriales que han sido afectadas por una lesión», dice Zampieri.
La tensión muscular alterada provoca una columna torcida
Añade que investigadores en Israel han descubierto recientemente que el funcionamiento adecuado de la propiocepción también es importante para un esqueleto sano. La escoliosis, por ejemplo, es una afección que a veces se desarrolla durante el crecimiento en la niñez y hace que la columna se tuerza y se tuerza.
«Sospechamos que esto se debe a una propiocepción disfuncional, que altera la tensión de los músculos de la espalda y distorsiona la columna», dice Zampieri.
La displasia de cadera, una anomalía de la articulación de la cadera, también puede deberse a una propiocepción defectuosa. Esto ha llevado a Zampieri a imaginar otro resultado de la investigación: «Si podemos comprender mejor nuestro sexto sentido, será posible desarrollar nuevas terapias que contrarresten eficazmente estos y otros tipos de daños esqueléticos».
