lunes, 2 de febrero de 2015

CONTRUYENDO REDES: MICROTÚBULOS, NEURONAS.

Una de las definiciones de red está relacionado con el concepto de malla y una malla es una estructura delgada y flexible formada por el entrecruzamiento de filamentos u otras cosas largas y delgadas. En los seres vivos encontramos redes en distintos niveles de organización. Dos ejemplos son: la red microtubular que forma parte del citoesqueletos y las redes neuronales que encontramos en los centros nerviosos. Lo que tienen en común estas redes son su definición, aunque los componentes son distintos y su función también.

Las investigaciones realizadas en biología están mostrando que muchos procesos biológicos siguen patrones similares en distintos niveles de organización. La interacción entre distintos componentes para constituir una estructura más compleja, puede seguir un mismo comportamiento,  independientemente de que estos componentes sean moléculas, células, organismos. Dos de estos procesos que deseo comparar son la formación de una red microtubular en las células animales eucariotas y la formación de redes neuronales en el cerebro.

Las redes microtubulares se hallan formadas por varios elementos.

  1. Los microtúbulos que están constituidos por tubulina polemerizada.
  2. Un organizador microtubular que establece unas condiciones para que comience la polimerización microtubular a partir de él, estableciendo el punto de origen del que parten los microtúbulos y constituyendo el inicio de la red. En los microtúbulos existe por lo tanto una polarización que permite el  crecimiento de estos en una sola dirección, desde los organizadores microtubulares hacia el exterior.
  3. Unas proteínas receptoras en la membrana citoplamática que permiten unir a los microtúbulos que se forman a partir del organizador microtubular permitiendo el establecimiento de la red microtubular. Como estas proteínas están en contacto con el medio y pueden variar su ubicación  van a permitir cambios en la red microtubular. El resultado es que la estructura de la red puede variar dependiendo de las necesidades externas de la célula.
  4. Unas proteínas (MAPs) que permiten estabilizar los microtúbulos formados y unidos a las proteínas de membrana.
  5. Un mecanismo de separación de las MAPs y de desestabilización de los microtúbulos que permite reorganizar la red a medida que varían las condiciones externas. 
  6. Un procedimiento de activación del mecanismo de separación de las MAPs o de estabilización de las MAPs, desencadenado por los cambios del medio, permitiendo que la nueva disposición de la red varíe se mantenga en el tiempo.
Esto si lo trasladásemos a la red neuronal tendríamos que considerar las siguientes características.
  1. Las redes neuronales se hallan constituidas por neuronas que establecen sinapsis entre ellas.
  2. Unos centros de crecimiento neuronal que permite el desarrollo de una red neuronal por multiplicación celular y alargamiento de dendritas y axones, estableciendo vías de  conexiones lineales o entrecruzadas que terminarían en los órganos receptores  o en los órganos efectores. La polarización de esta red se produciría posteriormente y no sería intrínseca a la red, como en los microtúbulos. La polarización de las redes neuronales se refleja a nivel funcional en el sentido de transporte de la información. Receptores > Centros nerviosos > Efectores. La polarización puede desencadenarse por el contacto con los receptores o con los efectores y debe de haber un mecaniso que permita dicha  polarización.
  3. Unos componentes receptores, situados en los órganos receptores y en los efectores, que permitirían anclar los extremos de las prolongaciones neuronales en crecimiento y que desencadenarían la polarización neuronal. A su vez en el interior de los centros nerviosos se establecerían una serie de redes, comunicando finalmente neuronas sensoriales y motoras y que permitirían además procesar la información recibida y generar respuestas. La polarización se produciría al contactar con las primeras neuronas polarizadas, bien sensitivas o motoras. 
  4. Unos componentes que estabilizaran las vías neuronales.
  5. Un mecanismo que permitiría desestabilizar las redes según los cambios ambientales y que en función de esas variaciones crear nuevas disposiciones y la posibilidad de estabilizarlas. Se podrían distinguir dos tipos de redes: Unas redes básicas muy estables que son las que permitirían las conexiones básicas como las que constituyen los nervios motores, los nervios sensitivos y las vías vegetativas. Otras redes con una mayor dinámica y por lo tanto menor estabilidad pero que permitiría una mejor adaptación a los cambios procedentes del medio dando respuestas diversas ante esas variaciones. La dinámica hace referencia a la capacidad de desarrollo de dendrítas y axones y establecimiento de nuevas uniones con diferentes neuronas, ocasionando nuevos circuitos de transporte de la información.
  6. Un mecanismo que traduzca los cambios ambientales en un ambiente que facilite los mecanismos de desestabilización y su posterior mantenimiento o bien su estabilización. Estos cambios podrían ser de tipo hormonal.




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