4 de marzo de 2019

Nuevos datos sobre cómo el sonido se convierte en una señal cerebral

Nuevos datos sobre cómo el sonido se convierte en una señal cerebral
TOBIAS BARTSCH

MADRID, 4 Mar. (EUROPA PRESS) -

Investigadores de la Universidad de Rockefeller, en Nueva York, Estados Unidos, caracterizaron un resorte molecular unido a la membrana de las células del oído interno que convierte las fuerzas de flexión creadas por una onda de sonido en señales eléctricas que el cerebro puede interpretar.

Las células del oído interno están exquisitamente dispuestas para transmitir el sonido al cerebro, pero defectos leves en estos patrones pueden conducir a la sordera. Se han asociado más de 100 mutaciones en proteínas involucradas en este intrincado sistema con pérdida de audición.

El científico Tobias Bartsch, asociado postdoctoral en el laboratorio de A. J. Hudspeth, y sus colegas de la Universidad Rockefeller revelan cómo una de estas proteínas actúa como un resorte molecular que ayuda a convertir las ondas de sonido en una señal eléctrica que el cerebro puede reconocer. Presentarán sus investigaciones en la 63ª Reunión Anual de la Sociedad Biofísica, que tiene lugar en Baltimore, Maryland, Estados Unidos, del 2 al 6 de marzo.

En lo profundo de la cámara llena de líquido de nuestras orejas hay células especializadas, cada una con un cepillo de pelos en la parte superior dispuestas en forma de escalera. En la punta de cada cabello individual hay enlaces que conectan la punta de un cabello al lado de un cabello más alto que se encuentra cerca.

Cuando una onda de sonido mueve el líquido dentro de la oreja, los haces de cabello se doblan y la tensión en estos enlaces cambia, lo que abre los canales iónicos, que es el inicio de la señalización al cerebro. El nuevo trabajo de Bartsch y sus colegas revela la identidad y el mecanismo de un resorte afinado que creen que es responsable de convertir la desviación de las células ciliadas en una fuerza capaz de abrir los canales iónicos.

EL PAPEL DE UNA PROTEÍNA QUE VIVE EN UN LÍQUIDO CÁLIDO Y HÚMEDO

"Los intentos anteriores por identificar la proteína responsable del estiramiento de los canales de iones abiertos ignoraron el hecho de que esta proteína vive en un líquido cálido y húmedo: la endolinfa. La temperatura y el ambiente acuoso pueden influir en las propiedades de las proteínas", explica Bartsch. Decidieron ver la protocadherina 15, una proteína de enlace de la punta que participa en la apertura del canal iónico, pero que anteriormente se había considerado "demasiado rígida" para actuar como un resorte molecular.

"Si un resorte es demasiado blando, no generará suficiente fuerza para abrir los canales iónicos y la señal al cerebro, pero si el resorte es demasiado rígido, los estímulos grandes y pequeños generan fuerzas lo suficientemente grandes como para abrir todos los canales, lo que significa que no se puede diferenciar entre amplitudes de sonido grandes y pequeñas. Se necesita un resorte razonablemente suave para obtener cambios graduales en los canales iónicos para interpretar un rango de ruidos", dice Bartsch. Construyeron un sistema para medir la respuesta de protocadherina 15 a pequeñas fuerzas, las mismas que las que se experimentarían en el interior la oreja, en una cámara cálida y húmeda.

Hallaron que las condiciones que imitaban el oído interno creaban curvas térmicas en la protocadherina 15. "En el momento en que hubo curvas térmicas, la protocadherina 15 se convirtió en un resorte suave a baja tensión, y al aumentar la tensión se volvió más rígida y resistió esa fuerza", detalla Bartsch. Es probable que esos cambios le permitan ser sensible al rango de volúmenes que podemos escuchar. Curiosamente, a tensiones extremadamente altas, la protocadherina 15 se desenredó, lo que podría servir para proteger la estructura de las células ciliadas durante los sonidos fuertes.