MADRID 16 May. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard (Estados Unidos) han identificado una forma hasta ahora desconocida en la que el cuerpo contrarresta la respiración restringida: un nuevo reflejo del nervio vago que inicia la respiración profunda. Su trabajo se publica en 'Nature'.
La investigación, realizada en ratones, revela un tipo de célula rara y misteriosa en los pulmones que detecta el cierre de las vías respiratorias y transmite la señal al nervio vago, la autopista de información que conecta el cerebro con casi todos los órganos importantes. Una vez que la señal llega al cerebro, se inicia un reflejo de jadeo que ayuda al animal a compensar la falta de aire.
"Las sensaciones de nuestras vías respiratorias son algunas de las más vitales y poderosas para la supervivencia, pero muchas de las vías neuronales dentro de las vías respiratorias no se conocen bien. Encontramos una vía fundamental sobre cómo el cuerpo monitorea la apertura pulmonar y la eficiencia del sistema respiratorio para controlar la respiración", explica el autor principal del trabajo, Michael Schappe, investigador en Neurobiología en la Facultad de Medicina de Harvard.
Aunque la investigación aún no se ha confirmado en humanos, estos hallazgos brindan información valiosa sobre cómo el cerebro y el cuerpo están conectados para monitorear y modular la respiración, y podrían ofrecer un punto de partida para comprender qué sucede cuando la respiración falla.
Los investigadores ya sospechaban que podría haber un segundo reflejo respiratorio inverso que ocurre cuando las neuronas detectan que las vías respiratorias se están restringiendo, el volumen pulmonar se reduce y el cuerpo necesita inhalar más aire. La sensación resultante de dificultad para respirar o falta de aire, puede ser angustiosa, pero se sabe poco sobre cómo surge.
Para comprobar si existía tal reflejo, Schappe dirigió una serie de experimentos en ratones que implicaban restringir su respiración y registrar sus reacciones fisiológicas, así como la respuesta de las neuronas en sus pulmones. El equipo también utilizó herramientas genéticas para activar y desactivar las neuronas pulmonares y ver cómo esta actividad o inactividad afectaba la respiración.
Cuando los ratones experimentaron el cierre de las vías respiratorias, jadearon en busca de aire por reflejo. Los investigadores notaron que un subgrupo particular de neuronas sensoriales vagales era más activo durante este comportamiento de jadeo. Cuando los investigadores desactivaron las neuronas, los ratones ya no jadearon en respuesta al cierre de las vías respiratorias. Cuando se activaron las neuronas, los animales jadearon incluso en ausencia de restricción de las vías respiratorias. Este hallazgo apunta a un reflejo específico a través del nervio vago que se activa al cerrar las vías respiratorias y provoca jadeo.
A continuación, los investigadores examinaron cómo estas neuronas provocan un reflejo de jadeo. Observaron que las neuronas se encuentran en el revestimiento del tracto respiratorio y tienen una estructura distintiva en forma de lámpara de araña. Cada "brazo" de la neurona conduce a un grupo de células llamadas cuerpos neuroepiteliales o NEB, que, según Liberles, "están muy poco estudiados y han sido un misterio desde que se descubrieron por primera vez en los pulmones".
Otros experimentos demostraron que los NEB eran necesarios para el reflejo de jadeo y suficientes para provocarlo. El equipo descubrió que los NEB expresaban una proteína sensible a la fuerza llamada PIEZO2 que también participa en la sensación del tacto en la piel, y que la desactivación de PIEZO2 eliminaba el reflejo de jadeo.
Las células NEB se han relacionado con ciertas enfermedades humanas que causan una disminución de la función pulmonar, pero fue inesperado encontrar una conexión entre las NEB y la vía a través del nervio vago que detecta una reducción en el volumen pulmonar, dijo Schappe.
Los investigadores observaron que los hallazgos resaltan cuánto queda por aprender sobre los NEB, incluido su papel en las enfermedades. A continuación, los investigadores están interesados en resolver otro misterio: clásicamente se sabe que PIEZO2 se activa mediante estiramiento, no constricción, por lo que quieren saber cómo el cierre de las vías respiratorias cambia las fuerzas pulmonares alrededor de los NEB para activar la proteína.
El equipo también está interesado en estudiar las neuronas huérfanas que quedan en los pulmones y las vías respiratorias para comprender qué detectan y si están involucradas en otros reflejos respiratorios no descubiertos.
