En neurociencia , la plasticidad homeostática se refiere a la capacidad de las neuronas para regular su propia excitabilidad en relación con la actividad de la red. [1] [2] La plasticidad sináptica homeostática es un medio de mantener la base sináptica para el aprendizaje, la respiración y la locomoción, en contraste con la plasticidad hebbiana asociada con el aprendizaje y la memoria. [3] Aunque las formas Hebbian de plasticidad, tales como potenciación a largo plazo y depresión a largo plazo se producen con rapidez, la plasticidad homeostática (que se basa en la síntesis de proteínas) y tomar horas o días. [4] TNF-α [5]y los microARN [4] son importantes mediadores de la plasticidad sináptica homeostática.
Se cree que la plasticidad homeostática equilibra la plasticidad de Hebb al modular la actividad de la sinapsis o las propiedades de los canales iónicos. La plasticidad homeostática en circuitos neocorticales ha sido estudiada en profundidad por Gina G. Turrigiano y Sacha Nelson de la Universidad de Brandeis , quienes observaron por primera vez cambios compensatorios en las corrientes postsinápticas excitatorias (mEPSC) después de manipulaciones de actividad crónica. [6]
Se ha propuesto la escala sináptica como un mecanismo potencial de plasticidad homeostática. [7] La plasticidad homeostática se puede utilizar para describir un proceso que mantiene la estabilidad de las funciones neuronales a través de una plasticidad coordinada entre los compartimentos subcelulares, como las sinapsis frente a las neuronas y los cuerpos celulares frente a los axones. [8]
La plasticidad homeostática también mantiene la excitabilidad neuronal en tiempo real a través de la plasticidad coordinada del umbral y el período refractario en los canales de sodio activados por voltaje . [9]
El término plasticidad homeostática deriva de dos conceptos opuestos: ' homeostático ' (un producto de las palabras griegas para 'mismo' y 'estado' o 'condición') y plasticidad (o 'cambio'), por lo que plasticidad homeostática significa 'permanecer igual' a través del cambio ".
La plasticidad homeostática también es muy importante en el contexto de los generadores de patrones centrales . En este contexto, las propiedades neuronales se modulan en respuesta a los cambios ambientales para mantener una salida neuronal adecuada. [10]
Referencias
- ^ Turrigiano, GG; Nelson, SB (2004). "Plasticidad homeostática en el sistema nervioso en desarrollo". Nature Reviews Neurociencia . 5 (2): 97–107. doi : 10.1038 / nrn1327 . PMID 14735113 .
- ^ Surmeier, DJ ; Foehring, R. (2004). "Un mecanismo de plasticidad homeostática". Neurociencia de la naturaleza . 7 (7): 691–2. doi : 10.1038 / nn0704-691 . PMID 15220926 .
- ^ Northcutt AJ, Schulz DJ (2020). "Mecanismos moleculares de plasticidad homeostática en redes generadoras de patrones centrales". Neurobiología del desarrollo . 80 (1–2): 58–69. doi : 10.1002 / dneu.22727 . PMID 31778295 .
- ^ a b Dubes S, Favereaux A, Letellier M (2019). "Control dependiente de miARN de plasticidad homeostática en neuronas" . Fronteras en neurociencia celular . 13 : 536. doi : 10.3389 / fncel.2019.00536 . PMC 6906196 . PMID 31866828 .
- ^ Heredero R, Stellwagen D (2020). "Plasticidad sináptica homeostática mediada por TNF: de modelos in vitro a in vivo" . Fronteras en neurociencia celular . 14 : 565841. doi : 10.3389 / fncel.2020.565841 . PMC 7556297 . PMID 33192311 .
- ^ Turrigiano, GG; Leslie, KR; Desai, NS; Rutherford, LC; Nelson, SB (1998). "Escalado dependiente de la actividad de amplitud cuántica en neuronas neocorticales". Naturaleza . 391 (6670): 892–6. doi : 10.1038 / 36103 . PMID 9495341 .
- ^ Turrigiano, G (2012). "Plasticidad sináptica homeostática: mecanismos locales y globales para estabilizar la función neuronal" . Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología . 4 (1): a005736. doi : 10.1101 / cshperspect.a005736 . PMC 3249629 . PMID 22086977 .
- ^ Chen, Na; Chen, Xin; Jin-Hui (2008). "La homeostasis por la coordinación de la plasticidad del compartimento subcelular mejora la codificación de picos" . Revista de ciencia celular . 121 (17): 2961–2971. doi : 10.1242 / jcs.022368 . PMID 18697837 .
- ^ Ge, Rongjing; Chen, Na; Jin-Hui (2009). "Homeostasis neuronal en tiempo real mediante la coordinación de propiedades intrínsecas de VGSC". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 387 (3): 585–589. doi : 10.1016 / j.bbrc.2009.07.066 . PMID 19616515 .
- ^ Northcutt, Adam J .; Schulz, David J. (15 de diciembre de 2019). "Mecanismos moleculares de plasticidad homeostática en redes generadoras de patrones centrales" . Neurobiología del desarrollo . 80 (1–2): 58–69. doi : 10.1002 / dneu.22727 . ISSN 1932-8451 . PMID 31778295 .
enlaces externos
- "Regulación homeostática de la excitabilidad neuronal" . Scholarpedia .