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Descubrimiento de un mecanismo para estimular la energía cerebral

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Descubrimiento de un mecanismo para estimular la energía cerebral

Resumen: Los investigadores han identificado un mecanismo clave que detecta cuándo el cerebro necesita un impulso de energía, en el que participan los astrocitos y la molécula de adenosina. Este descubrimiento podría conducir a nuevas terapias para mantener la salud cerebral y la longevidad, en particular para combatir el deterioro cognitivo y las enfermedades neurodegenerativas.

El estudio encontró que los astrocitos monitorean la actividad neuronal y activan las vías de suministro de energía, asegurando una función cerebral eficiente. Este avance abre el camino a posibles tratamientos para enfermedades como el Alzheimer.

Reflejos:

  1. Los astrocitos desempeñan un papel crucial en el suministro de energía a las neuronas durante actividades de alta demanda.
  2. La molécula de adenosina es esencial para activar el metabolismo de la glucosa de los astrocitos.
  3. La interrupción de este mecanismo de estimulación energética perjudica la función cerebral, la memoria y el sueño.

Fuente: UCL

En un estudio con ratones y células dirigido por científicos de la UCL se ha identificado un mecanismo clave que detecta cuándo el cerebro necesita energía adicional para respaldar su actividad.

Los científicos dicen que sus hallazgos, publicados en Naturalezapodría informar nuevas terapias para mantener la salud y la longevidad del cerebro, ya que otros estudios han demostrado que el metabolismo energético del cerebro puede alterarse en etapas avanzadas de la vida y contribuir al deterioro cognitivo y al desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.

La adenosina activa el metabolismo de la glucosa de los astrocitos y el suministro de energía a las neuronas para garantizar que la función sináptica (neurotransmisores que transmiten señales de comunicación entre células) continúe funcionando a un ritmo sostenido en condiciones de alta demanda de energía o baja ingesta de energía. Crédito: Noticias de neurociencia

El profesor Alexander Gourine (Neurociencia, Fisiología y Farmacología de la UCL), autor principal del estudio, dijo: «Nuestro cerebro está formado por miles de millones de células nerviosas, que trabajan juntas para coordinar muchas funciones y llevar a cabo tareas complejas como controlar los movimientos, aprender y la formación de recuerdos. Todos estos cálculos consumen mucha energía y requieren un suministro ininterrumpido de nutrientes y oxígeno. »

“Cuando nuestros cerebros están más activos, como cuando realizamos una tarea mentalmente exigente, nuestros cerebros necesitan un impulso de energía inmediato, pero los mecanismos exactos que aseguran el suministro local de la demanda de energía metabólica a las regiones activas del cerebro no se comprenden completamente. »

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Investigaciones anteriores han demostrado que muchas células cerebrales llamadas astrocitos parecen desempeñar un papel en el suministro de la energía que necesitan las neuronas cerebrales. Los astrocitos, con forma de estrella, son un tipo de células gliales, células no neuronales que se encuentran en el sistema nervioso central.

Cuando las neuronas vecinas necesitan un mayor suministro de energía, los astrocitos entran en acción activando rápidamente sus propias reservas de glucosa y su metabolismo, lo que resulta en una mayor producción y liberación de lactato. El lactato complementa la reserva de energía disponible para las neuronas del cerebro.

El profesor Gourine explica: “En nuestro estudio, descubrimos cómo los astrocitos pueden monitorear el consumo de energía de las células nerviosas vecinas y desencadenar este proceso que proporciona energía química adicional a las regiones activas del cerebro. »

En una serie de experimentos utilizando modelos de ratón y muestras de células, los investigadores identificaron un conjunto de receptores específicos en los astrocitos que pueden detectar y monitorear la actividad neuronal y desencadenar una vía de señalización que involucra una molécula esencial llamada adenosina.

Los investigadores descubrieron que la vía de señalización metabólica activada por la adenosina en los astrocitos es exactamente la misma que la vía que recluta las reservas de energía en los músculos y el hígado, por ejemplo cuando hacemos ejercicio.

La adenosina activa el metabolismo de la glucosa de los astrocitos y el suministro de energía a las neuronas para garantizar que la función sináptica (neurotransmisores que transmiten señales de comunicación entre células) continúe a un ritmo sostenido en condiciones de alta demanda de energía o ingesta reducida de energía.

Los investigadores descubrieron que cuando desactivaban receptores clave de astrocitos en ratones, la actividad cerebral del animal era menos eficiente, incluidas alteraciones significativas en el metabolismo cerebral general, la memoria y alteraciones del sueño, lo que demuestra que la vía de señalización que identificaron es vital para procesos como el aprendizaje. , memoria y sueño.

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El Dr. Shefeeq Theparambil, primer autor y coautor correspondiente, que inició el estudio en la UCL antes de unirse a la Universidad de Lancaster, dijo: «La identificación de este mecanismo podría tener implicaciones más amplias, ya que podría actuar como una forma de tratar enfermedades cerebrales en las que la energía cerebral es deficiente». regulados a la baja, como la neurodegeneración y la demencia. »

El profesor Gourine añade: “Sabemos que la homeostasis de la energía cerebral se altera progresivamente con el envejecimiento y que este proceso se acelera durante el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.

«Nuestro estudio identifica un objetivo atractivo y farmacológico y una oportunidad terapéutica para el rescate de energía cerebral con el objetivo de proteger la función cerebral, mantener la salud cognitiva y promover la longevidad del cerebro». »

Fondos: Los investigadores contaron con el apoyo de Wellcome y en el estudio participaron científicos de la UCL, la Universidad de Lancaster, el Imperial College de Londres, el King's College de Londres, la Universidad Queen Mary de Londres, la Universidad de Bristol, la Universidad de Warwick y la Universidad de Colorado.

Sobre esta noticia sobre la investigación en neurociencia

Autor: Chris Lane
Fuente: UCL
Contactar: Chris Lane – UCL
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso libre.
La señalización de adenosina a los astrocitos coordina el metabolismo y la función cerebral» por Alexandre Gourine et al. Naturaleza


Abstracto

La señalización de adenosina a los astrocitos coordina el metabolismo y la función cerebral

El cálculo cerebral realizado por miles de millones de células nerviosas depende de un suministro suficiente e ininterrumpido de nutrientes y oxígeno.

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Los astrocitos, vecinos gliales ubicuos de las neuronas, regulan la absorción de glucosa y el metabolismo en el cerebro, pero no se comprenden del todo los mecanismos exactos de acoplamiento metabólico entre neuronas y astrocitos que proporcionan apoyo a demanda para las necesidades de energía neuronal.

Aquí mostramos, utilizando modelos animales experimentales in vitro e in vivo, que la activación metabólica de los astrocitos dependiente de la actividad neuronal está mediada por el neuromodulador adenosina que actúa sobre los receptores astrocíticos A2B. La estimulación de los receptores A2B recluta la adenosina cíclica canónica 3',5'-monofosfato

Una vía de señalización que conduce a una rápida activación del metabolismo de la glucosa de los astrocitos y a la liberación de lactato, que complementa la reserva extracelular de sustratos energéticos fácilmente disponibles.

Los modelos experimentales de ratón que implican la eliminación condicional del gen que codifica los receptores A2B en los astrocitos han demostrado que la señalización metabólica mediada por adenosina es esencial para mantener la función sináptica, particularmente en condiciones de alta demanda de energía o ingesta reducida de energía.

La disminución de la expresión del receptor A2B en los astrocitos condujo a una importante reprogramación del metabolismo energético del cerebro, evitó la plasticidad sináptica en el hipocampo, afectó gravemente la memoria de reconocimiento y alteró el sueño.

Estos datos identifican el receptor de adenosina A2B como un sensor astrocítico de la actividad neuronal y muestran que la señalización de AMPc en los astrocitos ajusta el metabolismo energético del cerebro para respaldar sus funciones fundamentales, como el sueño y la memoria.

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Cuatro miembros de la tripulación de la estación espacial regresan a la Tierra el viernes

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Cuatro miembros de la tripulación de la estación espacial regresan a la Tierra el viernes

En conclusión de un misión extendida por 235 díasTres astronautas de la NASA y un cosmonauta ruso conectados a su cápsula SpaceX Crew Dragon y despegados de la Estación Espacial Internacional el miércoles, con el objetivo de aterrizar el viernes antes del amanecer en el Golfo de México.

Con el comandante del «Endeavour» de la Crew 8, Matthew Dominick, y el copiloto Michael Barrett monitoreando las pantallas de la cabina, flanqueado a la derecha por el cosmonauta Alexander Grebenkin y a la izquierda por la astronauta de la NASA Jeanette Epps, el Crew Dragon se separó del módulo Harmony del laboratorio en 5:05 p.m.EDT y retrocedió lentamente.

El ferry SpaceX Crew Dragon que transporta a tres astronautas de la NASA y un cosmonauta ruso se puede ver enmarcado entre segmentos del brazo robótico de la Estación Espacial Internacional momentos después de desacoplarse de la Estación Espacial Internacional. Se espera un aterrizaje en el Golfo de México el viernes por la mañana.

Televisión de la NASA

“Esfuércese, parta”, gritó la comandante de la estación espacial, Sunita Williams, tocando la campana de la nave, siguiendo la tradición naval. “Vientos favorables y mares favorables. »

A bordo de la estación permanecieron el comandante de la tripulación 9, Nick Hague, y sus compañeros de equipo, el cosmonauta Alexander Gorbunov y los astronautas de Boeing Starliner Barry “Butch” Wilmore y Williams, así como los cosmonautas de Soyuz Aleksey Ovchinin, Ivan Vagner y su compañero de equipo de la NASA Donald Pettit.

Si todo va bien, la Crew 8 Dragon se estrellará en el Golfo de México a las 3:29 a.m. del viernes para culminar una misión de casi ocho meses que abarca 3.776 órbitas y 100 millones de millas desde su lanzamiento desde el Centro Espacial Kennedy en marzo. 3.

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Miembros de la tripulación que regresan durante el entrenamiento previo al lanzamiento en un simulador de Crew Dragon (de izquierda a derecha): el cosmonauta Alexander Grebenkin, el piloto Mike Barratt, el comandante Matt Dominick y la astronauta Jeanette Epps.

NASA

Inicialmente, la tripulación esperaba regresar a la Tierra en septiembre, pero el vuelo se pospuso hasta principios de octubre tras la decisión de retrasar el lanzamiento del Crew 9 desde finales de agosto hasta finales de septiembre para permitir que Wilmore y Williams regresaran a casa.

El Starliner Regresó a la Tierra el 7 de septiembre. sin su tripulación a bordo por razones de seguridad. El Crew 9 Dragon se lanzó el 28 de septiembre con solo dos pasajerosLa Haya y Gorbounov. Esto liberó dos asientos para el comandante de Starliner Wilmore y el primer oficial Williams, quienes regresarán a la Tierra el próximo febrero con Hague y Gorbunov.

Resolver todo esto impulsó la salida de Crew 8 hasta octubre. Luego, Dominick y compañía se vieron obstaculizados repetidamente por fuertes vientos y mares agitados, en gran parte relacionados con huracanes, en los lugares de desembarco en el Golfo de México y a lo largo de la costa este de Florida.

Pero los meteorólogos esperaban condiciones favorables el viernes, y los aviones Crew 8 finalmente recibieron autorización para proceder con el desacoplamiento.

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La vela solar pionera de la NASA sufre un problema mientras gira por el espacio

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La vela solar pionera de la NASA sufre un problema mientras gira por el espacio

Una nave espacial del tamaño de un microondas con grandes alas plateadas entra en órbita mientras los ingenieros trabajan para corregir un problema que está provocando que pierda su orientación.

Después de desplegar cuatro brazos compuestos a bordo de la misión experimental de vela solar, los ingenieros de la NASA observaron una ligera curvatura de uno de los polos que se extiende a lo largo de las alas de la nave espacial, reveló la agencia espacial en un reciente comunicado de prensa. actualizar. El equipo detrás de la misión espera que la flecha curva no interfiera con el resto de la misión.

El sistema avanzado de vela solar compuesta (ACS3) se lanzó el 23 de abril a bordo del cohete Electron de Rocket Lab desde Nueva Zelanda. La vela solar se colocó en una órbita sincrónica con el sol aproximadamente a 966 kilómetros sobre la superficie de la Tierra (más del doble de la altitud de la Estación Espacial Internacional) para probar una nueva forma de vuelo espacial utilizando la luz solar como fuente de energía propulsora.

Cuatro cámaras a bordo de la nave espacial Advanced Composite Solar Sail System muestran los cuatro cuadrantes de velas reflectantes sostenidos por brazos compuestos. El brazo que se muestra en la esquina izquierda de la imagen inferior izquierda tiene una ligera curvatura. Crédito: NASA

El ACS3 de la NASA está diseñado para probar nuevos materiales y estructuras desplegables para sistemas de propulsión de velas solares, incluidos nuevos brazos compuestos utilizados para desplegar la vela solar en órbita. Funcionan como la botavara de un velero, pero están diseñadas para sostener las velas, que capturan el poder propulsor de la luz solar en lugar del viento. Las rampas compuestas están hechas de un material polimérico; son livianos pero rígidos y resistentes a doblarse y deformarse cuando se exponen a diferentes temperaturas.

La nave espacial extendió completamente su vela hasta formar un cuadrado, de 30 pies de lado, aproximadamente la mitad del tamaño de una cancha de tenis. Sin embargo, el equipo de la misión notó lo que parece ser una ligera curvatura en una de las cuatro agujas, que se extienden diagonalmente a través de la plaza para alcanzar 23 pies (7 metros) de largo.

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Los ingenieros de la NASA están evaluando la curvatura que podría haber ocurrido cuando las botavaras y la vela se estiraron contra la nave espacial durante el despliegue, según la agencia espacial. «El objetivo principal de la demostración del Sistema Avanzado de Vela Solar Compuesta es probar el despliegue de las barreras en el espacio para informar futuras aplicaciones de la tecnología de barreras compuestas para velas solares a gran escala y otras estructuras», escribe la NASA en su actualización. «Los datos recopilados durante esta prueba de vuelo ya han demostrado ser muy valiosos, y la demostración seguirá produciendo información crítica para permitir futuras misiones de velas solares».

Las velas solares funcionan con fotones del Sol, provocando pequeñas ráfagas de impulso que impulsan la nave espacial más lejos de la estrella. Si una nave espacial puede superar la resistencia de la atmósfera terrestre, podría alcanzar altitudes muy elevadas. Según la NASA, la tecnología de pluma compuesta utilizada para esta misión de demostración podría usarse para desplegar velas solares de hasta 500 metros cuadrados (5400 pies cuadrados), o aproximadamente el tamaño de una cancha de baloncesto.

Sin embargo, desde su lanzamiento, las cosas no han ido bien para la misión experimental. Unos meses después del lanzamiento, la vela de la misión se caló cuando un monitor de energía a bordo detectó corrientes en el motor superiores a las esperadas, interrumpiendo el proceso de despliegue. A finales de agosto, el equipo de la misión completó con éxito su segundo intento de desplegar completamente la vela y las botavaras de la nave espacial.

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Sin embargo, antes de desplegar las barreras, el equipo tuvo que desactivar el sistema de control de actitud de la nave espacial para adaptarse a su dinámica cambiante a medida que se desplegaba la vela. El sistema de control de actitud ayuda a la nave espacial a mantener una orientación particular en relación con otra ubicación en el espacio, manteniéndola esencialmente orientada. El control de actitud de la vela solar aún no se ha reactivado y, como resultado, la nave espacial se encuentra actualmente dando vueltas por el espacio.

«Ahora, los operadores de la misión están trabajando para reposicionar la nave espacial, manteniendo el avanzado sistema de velas solares compuestas en modo de baja potencia hasta que sus paneles solares estén orientados más favorablemente hacia la luz solar directa», escribe un artículo de la NASA. «El equipo está conservando la energía de la nave espacial para operaciones prioritarias, como las comunicaciones bidireccionales con el control de la misión, hasta que se reactive su sistema de control de actitud».

Una vez que se reactive su sistema de control de actitud, la nave espacial mejor orientada podrá apuntar su antena de radio hacia el control de la misión en la Tierra y comunicarse con los ingenieros de la NASA en tierra. “En este punto, el equipo podrá recopilar aún más datos, calibrar la forma precisa de la vela y prepararse para comenzar sus maniobras de navegación”, según la NASA.

Los ingenieros de la NASA quieren probar las capacidades de maniobra de la nave espacial, subiendo y bajando su órbita utilizando únicamente la presión de la luz solar que actúa sobre la vela. La fase de vuelo inicial de la misión está diseñada para durar dos meses. A lo largo de su viaje al espacio, la NASA espera recopilar la mayor cantidad de datos posible de su misión ACS3 para ayudar a informar el diseño de futuras naves espaciales.

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Otras velas solares le han precedido, en particular la LightSail 2 de la Planetary Society, que se lanzó en junio de 2019 y ganó 2 millas de altitud apenas dos semanas después de desplegar su vela solar de 344 pies cuadrados (32 metros cuadrados). . En noviembre de 2022, la misión finalizó después de que comenzó a perder altitud y a volver a entrar en la atmósfera terrestre. El legado de LightSail 2 ha inspirado varias otras misiones a su paso, incluida ACS3, así como Misión exploradora NEA de la NASA hacia un asteroide cercano a la Tierra y El crucero solar de la NASA (planeado para su lanzamiento en 2025).

La tecnología aún está en su infancia y claramente no está exenta de desafíos, pero el potencial para llegar a destinos más distantes en las profundidades del cosmos podría ser impulsado por nuestra estrella anfitriona.

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Uno de los mejores telescopios de la humanidad ha captado una impresionante imagen del espacio profundo

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Uno de los mejores telescopios de la humanidad ha captado una impresionante imagen del espacio profundo

Un poderoso telescopio, situado sobre las nubes a unos 13.800 pies, ha capturado una vista brillante de galaxias distantes.

Los astrónomos apuntaron el telescopio Gemini Norte en el espacio profundo hacia el cúmulo de Perseo, capturando una «deslumbrante colección de galaxias en la región central de este enorme cúmulo».

«¿Puedes detectar todas las galaxias en esta obra maestra cósmica?» NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias, que opera grandes telescopios en los Estados Unidos y en todo el mundo, publicado en línea.

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Un científico de la NASA ha visto las primeras imágenes de la Voyager. Lo que vio le dio escalofríos.

El telescopio Gemini de más de 8 metros (más de 26 pies) de ancho, que según la NASA es uno de los telescopios ópticos/infrarrojos más avanzados del mundo, captura cantidades prodigiosas de luz distante, lo que permite obtener una vista cósmica detallada debajo.

Velocidad aplastable de la luz

En su centro se encuentra NGC 1270, una galaxia elíptica gigante situada a unos 240 millones de años luz más allá de la Tierra. Una galaxia así tiene forma de huevo y probablemente se formó a partir de grandes colisiones entre galaxias espirales, como lo que podría suceder entre nuestra Vía Láctea y Andrómeda dentro de miles de millones de años. Esta vista también muestra una multitud de galaxias espirales, incluida la galaxia frontal en la esquina izquierda. Otros están inclinados en diferentes direcciones, mostrándonos el costado o borde de su disco, como un Frisbee volador.

Al igual que la Vía Láctea, es probable que cada una de estas galaxias contenga cientos de millones de estrellas, si no muchas más. Y donde hay estrellas, hay una gran cantidad de planetas (excepto en las primeras galaxias). Por ejemplo, probablemente haya más de un mil billones de exoplanetas en nuestra única galaxia, la Vía Láctea.

El telescopio Gemini Norte ha capturado una nueva vista del cúmulo de galaxias de Perseo, a cientos de millones de años luz de la Tierra.
Crédito: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / Procesamiento de imágenes: J. Miller & M. Rodriguez (Observatorio Internacional Gemini / NSF NOIRLab) / A. Rector (Universidad de Alaska Anchorage / NSF NOIRLab) / M. Zamani (NSF NOIRLab) ) ). Agradecimientos: IP: Jisu Kang (Universidad Nacional de Seúl)

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El Observatorio Internacional Gemini, formado por los telescopios Gemini Norte y Sur, está especialmente interesado en detectar mundos distantes. El Gemini Planet Imager, un instrumento óptico para telescopios, está diseñado para detectar luz extremadamente débil procedente de «exoplanetas que son una millonésima parte más brillantes que su estrella anfitriona». el observatorio dice.

Géminis tiene imagen directa mundos tan lejanos, y solo este año, Géminis Norte detectado «características rocosas» en un planeta extraño y caliente del tamaño de Júpiter. Al encontrar estos planetas alienígenas, los astrónomos podrán comprender mejor no sólo otros sistemas solares, sino también mejorar la comprensión del nuestro: ¿Es nuestro sistema solar?y sus planetas rocososTípico del cosmos, ¿o somos especiales?

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