Investigadores del Instituto Karolinska, la Universidad de Columbia y la Universidad de San Francisco han descubierto un mecanismo previamente desconocido por el cual la dopamina, una sustancia química cerebral clave para el movimiento y la motivación, puede afectar indirectamente la actividad cerebral al aumentar la serotonina. El estudio se publicó en Science Advances .
La dopamina es un mensajero químico clave que apoya muchas funciones cerebrales esenciales, como la motivación, el movimiento y el aprendizaje. Si bien la dopamina actúa en todo el cerebro, desempeña un papel especialmente importante en los ganglios basales, una red de regiones interconectadas responsables de seleccionar los comportamientos que expresamos.
Los ganglios basales y la dopamina están profundamente involucrados en enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas, y muchos medicamentos ampliamente utilizados se dirigen a esta red.
A pesar de su gran importancia, la dopamina es producida únicamente por una pequeña población de neuronas ubicadas en las profundidades del cerebro. Estas células envían extensas proyecciones que la distribuyen ampliamente.
Curiosamente, las neuronas dopaminérgicas también liberan dopamina localmente, en particular en una región llamada pars reticulata de la sustancia negra (SNr), alrededor de sus propios cuerpos celulares. La función de esta dopamina liberada localmente se desconoce.
“En lugar de examinar los efectos de la dopamina en objetivos distantes, nos propusimos comprender cómo la dopamina liberada dentro del propio SNr influye en la función de los ganglios basales”, afirma Anders Borgkvist, investigador del Departamento de Neurociencia y último autor del estudio.
Mecanismo indirecto y no reconocido
Los resultados son importantes porque revelan una forma hasta ahora desconocida en la que las sustancias químicas del cerebro pueden influirse entre sí.
“Por primera vez, hemos identificado un mecanismo a través del cual la dopamina puede ejercer efectos indirectos al actuar a través de la serotonina. Este tipo de interacción entre neurotransmisores sugiere que interacciones similares podrían ser más comunes de lo que se creía”, afirma Maya Molinari, estudiante de doctorado del mismo departamento y primera autora del estudio.
La dopamina y la serotonina regulan la motivación y el estado de ánimo. El estudio indica una conexión regional y sináptica entre estas dos importantes funciones.
“En última instancia, comprender estas relaciones químicas puede profundizar nuestra comprensión de los trastornos neurológicos que afectan el movimiento, la motivación o ambos”, continúa Maya Molinari.
Una combinación de técnicas avanzadas
El equipo empleó una combinación de técnicas avanzadas, como la imagen de dos fotones para monitorizar la serotonina en tiempo real y la optogenética para controlar neuronas específicas con luz. Estos métodos les permitieron mapear cómo la dopamina influye indirectamente en la producción de serotonina en los ganglios basales.
El equipo midió la actividad de las neuronas SNr y la liberación de GABA, utilizando medicamentos dirigidos a los receptores de dopamina y serotonina para revelar cómo la dopamina regula indirectamente la liberación de GABA a través de la serotonina y para examinar las interacciones entre estos neurotransmisores.
El siguiente paso
El objetivo es determinar si las interacciones dopamina-serotonina afectan enfermedades como el Parkinson, donde la pérdida de células dopaminérgicas altera los circuitos de los ganglios basales.
“Evaluaremos si la alteración de esta interacción mejora la función del circuito o los síntomas motores. Además, investigaremos si existen vías similares en otras regiones cerebrales relacionadas con la motivación, la recompensa y el estado de ánimo, lo que podría ampliar su relevancia clínica”, afirma Borgkvist.
Fuente: medicalxpress.com