El papel crucial de la vitamina D en la función de la dopamina y la esquizofrenia

May 02, 2023

Resumen:Los neurocientíficos descubrieron cómo la deficiencia de vitamina D afecta el desarrollo de las neuronas, contribuyendo a trastornos como la esquizofrenia.

Usando tecnología innovadora, pudieron observar que la falta de vitamina D no solo cambia el crecimiento de las neuronas, sino que también afecta el mecanismo de liberación de dopamina del cerebro. Descubrieron que la liberación de dopamina aumentaba en las células cultivadas en presencia de vitamina D, en comparación con un control.

Este estudio subraya la importancia de la vitamina D en la diferenciación estructural de las neuronas dopaminérgicas y sugiere que la deficiencia materna de vitamina D podría alterar la forma temprana en que se forman los circuitos dopaminérgicos.

Hechos clave:

Fuente:Universidad de Queensland

Los neurocientíficos de la Universidad de Queensland han descubierto cómo la deficiencia de vitamina D afecta el desarrollo de las neuronas en la esquizofrenia, utilizando una nueva tecnología.

El artículo fue publicado en el Diario de Neuroquímica.

El profesor Darryl Eyles se basó en investigaciones anteriores de su laboratorio en el Instituto del Cerebro de Queensland que vinculan la deficiencia materna de vitamina D y los trastornos del desarrollo cerebral, como la esquizofrenia, para comprender los cambios funcionales que tienen lugar en el cerebro.

La esquizofrenia está asociada con muchos factores de riesgo del desarrollo, tanto genéticos como ambientales. Si bien se desconocen las causas neurológicas precisas del trastorno, lo que se sabe es que la esquizofrenia está asociada con un cambio pronunciado en la forma en que el cerebro usa la dopamina, el neurotransmisor al que a menudo se hace referencia como la "molécula de recompensa" del cerebro.

El profesor Eyles ha seguido los mecanismos que podrían relacionarse con la liberación anormal de dopamina y descubrió que la deficiencia materna de vitamina D afecta el desarrollo temprano y la posterior diferenciación de las neuronas dopaminérgicas.

El equipo del Queensland Brain Institute desarrolló células similares a la dopamina para replicar el proceso de diferenciación en neuronas dopaminérgicas tempranas que generalmente tiene lugar durante el desarrollo embrionario.

Cultivaron las neuronas tanto en presencia como en ausencia de la hormona activa de vitamina D. En tres sistemas modelo diferentes, mostraron que el crecimiento de neuritas de dopamina aumentó notablemente. Luego mostraron alteraciones en la distribución de proteínas presinápticas responsables de la liberación de dopamina dentro de estas neuritas.

"Lo que encontramos fue que el proceso de diferenciación alterado en presencia de vitamina D no solo hace que las células crezcan de manera diferente, sino que recluta maquinaria para liberar dopamina de manera diferente", dijo el profesor Eyles.

Utilizando una nueva herramienta de visualización conocida como falsos neurotransmisores fluorescentes, el equipo pudo analizar los cambios funcionales en la captación y liberación de dopamina presináptica en presencia y ausencia de vitamina D.

Demostraron que la liberación de dopamina mejoró en las células cultivadas en presencia de la hormona en comparación con un control.

"Esta es una evidencia concluyente de que la vitamina D afecta la diferenciación estructural de las neuronas dopaminérgicas".

Aprovechar los avances en la orientación y visualización de moléculas individuales dentro de las terminales nerviosas presinápticas ha permitido al profesor Eyles y su equipo explorar más a fondo su creencia de larga data de que la deficiencia materna de vitamina D cambia la forma en que se forman los circuitos dopaminérgicos tempranos.

El equipo ahora está explorando si otros factores de riesgo ambientales para la esquizofrenia, como la hipoxia materna o la infección, alteran de manera similar la trayectoria de la diferenciación de las neuronas de dopamina.

Eyles y su equipo creen que tales alteraciones tempranas en la diferenciación y función de las neuronas de dopamina pueden ser el origen del desarrollo neurológico de la disfunción de la dopamina más adelante en adultos que desarrollan esquizofrenia.

Autor:Darryl EylesFuente:Universidad de QueenslandContacto:Darryl Eyles – Universidad de QueenslandImagen:La imagen está acreditada a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso abierto. "Vitamina D: un potente regulador de la diferenciación y función de las neuronas dopaminérgicas" por Renata Aparecida Nedel Pertile et al. Revista de neuroquímica

Abstracto

Vitamina D: un potente regulador de la función y diferenciación de las neuronas dopaminérgicas

La vitamina D ha sido identificada como un factor clave en la neurogénesis y diferenciación dopaminérgica. En consecuencia, la deficiencia de vitamina D (DVD) del desarrollo se ha relacionado con trastornos de señalización anormal de dopamina con una base de desarrollo neurológico, como la esquizofrenia.

Aquí proporcionamos más evidencia del papel de la vitamina D como mediador del desarrollo dopaminérgico al mostrar que aumenta el crecimiento de neuritas, la ramificación de neuritas, la redistribución de proteínas presinápticas, la producción de dopamina y la liberación funcional en varios modelos in vitro de células dopaminérgicas en desarrollo, incluido SH-SY5Y. células, cultivos mesencefálicos primarios y cocultivos de explantes mesencefálicos/estriatales.

Este estudio continúa estableciendo a la vitamina D como un importante agente de diferenciación para el desarrollo de las neuronas dopaminérgicas, y ahora, por primera vez, muestra que la exposición crónica a la hormona activa de la vitamina D aumenta la capacidad de las neuronas en desarrollo para liberar dopamina.

Este estudio también tiene implicaciones para comprender los mecanismos detrás del vínculo entre la deficiencia de DVD y la esquizofrenia.

Preguntas: 1) ¿Puede la suplementación con vitamina D durante el embarazo ayudar a reducir la esquizofrenia? 2) ¿Deberían complementarse los cerebros maduros con vitamina D con la esperanza de mejorar la actividad dopaminérgica máxima? 3) ¿Podría la vitamina D ayudar a prevenir o minimizar el impacto del Parkinson?

Dado que los estudios indican que aproximadamente 1 de cada 4 personas con TEA tienen esquizofrenia, ¿significa esto ahora que la falta de vitamina D también juega un papel en el desarrollo del TEA en el útero?

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