Los músculos normalmente se contraen cuando se libera una molécula neurotransmisora desde las células nerviosas hacia las musculares. Pero científicos de la Universidad de Utah han descubierto que protones aislados, que son partículas subatómicas, pueden actuar como neurotransmisores más grandes y complejos, haciendo contraer a los músculos del intestino de diminutas lombrices intestinales para que puedan defecar.
"Hay relativamente pocas moléculas que sirven como neurotransmisoras para activar cambios eléctricos en las células. Los protones son los únicos nuevos miembros de este grupo en casi 20 años", explica el profesor de Biología Erik Jorgensen, director científico del Instituto del Cerebro en la Universidad de Utah y uno de los autores del estudio.
Mientras que los neurotransmisores convencionales como la serotonina, la dopamina y el GABA son moléculas formadas por muchos átomos, el nuevo estudio reveló una sorpresa: los protones, sólo átomos de hidrógeno despojados de sus electrones, son bombeados fuera del intestino de la lombriz intestinal a través de un tipo de proteína y luego se unen a las proteínas receptoras de los músculos vecinos haciendo que se contraigan y con ello que el gusano defeque.
Los investigadores no sólo han demostrado que los protones pueden actuar como neurotransmisores, sino que además han identificado los genes y las proteínas involucrados en el proceso para el caso de las lombrices intestinales, que tienen alrededor de 1 milímetro de largo.
Investigaciones anteriores indicaban que los cerebros de los humanos y los de los ratones tienen bombas y receptores de protones para moverlos entre las células. El nuevo estudio plantea la posibilidad de que los protones puedan estar transmitiendo señales nerviosas en el cerebro.
Hay bombas de protones presentes en las células intestinales de humanos y ratones. Se piensa que algunas de las bombas producen ácido para digerir los alimentos. ¿Pero por qué existen bombas de protones en el cerebro?
Los ratones que carecen de los receptores de protones no pueden aprender. Quizá las bombas y los receptores de protones se requieran para el aprendizaje y por ello los protones actúen como neurotransmisores en el cerebro.
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