En el hipocampo , la vía de la fibra musgosa consiste en axones amielínicos que se proyectan desde las células granulosas en la circunvolución dentada que terminan en células moduladoras hiliares musgosas [2] [3] y en el área 3 de Cornu Ammonis (CA3), [4] una región involucrada en codificación de la memoria a corto plazo . [5] [6] Estos axones fueron descritos por primera vez como fibras musgosas por Santiago Ramón y Cajal, ya que presentaban varicosidades a lo largo de su longitud que les daban una apariencia musgosa. [7]Los axones que forman la vía emergen de las porciones basales de las células granulares y atraviesan el hilio (o capa de células polimórficas) de la circunvolución dentada antes de entrar en el estrato lúcido de CA3. Las sinapsis de células granulares tienden a ser glutamatérgicas (es decir, excitadoras), aunque los datos inmunohistológicos han indicado que algunas sinapsis contienen elementos neuropeptidérgicos que incluyen péptidos opiáceos como dinorfina y encefalina . También hay evidencia de la co-localización de neurotransmisores GABAérgicos (es decir, inhibidores) y glutamatérgicos dentro de las terminales de fibras musgosas. [8] [9] La co-localización GABAérgica y glutamatérgica en botones de fibras musgosas se ha observado principalmente en el hipocampo en desarrollo, [10] pero en la edad adulta, la evidencia sugiere que las sinapsis de fibras musgosas pueden alternar qué neurotransmisor se libera a través de la regulación dependiente de la actividad. [11]
Anatomía
Las fibras musgosas del hipocampo se proyectan desde la circunvolución dentada hasta CA3 . La vía consiste en axones de células granulares varicosas que terminan en las dendritas de células musgosas hiliares y células piramidales en CA3. [4] Forman tres terminales sinápticos morfológicamente diferentes, que incluyen grandes terminales musgosos, extensiones filopodiales dentro de los terminales musgosos y pequeñas varices sinápticas al paso. Cada uno de estos tipos de sinapsis es funcionalmente distinto. [12]
Terminales sinápticas
Las fibras musgosas forman múltiples sinapsis con las elaboradas espinas dendríticas de las células piramidales CA3 en el estrato lúcido del hipocampo . Estas complejas espinas se conocen como "excrecencias espinosas". [4] [13] Las excrecencias espinosas también cubren las dendritas proximales de las células cubiertas de musgo en el hilio. Las excrecencias hilarantes y espinosas son más densas y complejas que las del CA3. Se ha demostrado que los axones de las células granulares de la circunvolución dentada hacen sinapsis con las células musgosas hiliares y las interneuronas GABAérgicas, incluidas las células en cesta, antes de llegar a las células piramidales en la región CA3, [4] que proporcionan información desde la corteza entorrinal a través de la vía perforante . Se cree que la activación de las células musgosas hiliares es necesaria para el correcto funcionamiento de estas células en cesta inhibidoras en las células piramidales CA3, aunque la evidencia ha demostrado que los receptores de los canales de sodio también pueden regular la función de las células en cesta. [7]
Los tres tipos de terminales sinápticos (terminales musgosos, extensiones filopodiales y varicosidades sinápticas al paso) difieren en la producción sináptica. Las grandes terminales cubiertas de musgo hacen sinapsis con 11 a 15 células piramidales CA3 diferentes y 7 a 12 células cubiertas de musgo. [12] En passant boutons con 25-35 conexiones sinápticas y extensiones filopodiales con 12-17 constituyen una porción significativa de los terminales totales de células granulares sinápticas y son principalmente responsables de la excitación de interneuronas GABAérgicas. El tipo de terminal sináptico expresado, por tanto, dicta el direccionamiento descendente de las células granulares. [4] [12] La alta convergencia en las células piramidales y las proyecciones divergentes en las interneuronas sugiere un papel principalmente modulador de la vía de las fibras musgosas en el hipocampo. [12] [2]
Las sinapsis de las fibras musgosas contienen zinc, que puede teñirse con una tinción de Timm. [14]
Proyecciones
La circunvolución dentada recibe proyecciones excitadoras de neuronas en la capa II de la corteza entorrinal, así como información de la neuroglia circundante . [15] Los axones de células granulares no mielinizadas de la fibra musgosa vía expresan ambos receptores de GABA y los receptores de glutamato a lo largo de sus membranas que les permiten ser moduladas por tanto excitatorios e inhibidor de entrada a partir de células en las inmediaciones gliales. [16] [17] Los axones de la corteza entorrinal hacen sinapsis principalmente en las espinas dendríticas de las células granulares dentadas de la capa externa. [18] La corteza entorrinal transmite información sensorial de las estructuras neocorticales a la formación del hipocampo . [17] La vía permite que la información sensorial llegue al hipocampo para su codificación.
La propia vía de la fibra musgosa se proyecta hacia CA3. La estimulación repetitiva de sus neuronas conduce a una depresión sináptica progresiva dependiente del uso. Se ha demostrado que estos cambios a corto plazo en la plasticidad están mediados por canales de sodio que reciben información de la neuroglia. [16] La corteza entorrinal también se proyecta directamente a CA3, lo que sugiere que la vía de la fibra musgosa puede ser funcionalmente similar a la vía perforante, aunque los microcircuitos dentro de la circunvolución dentada dan a la vía de la fibra musgosa un papel más modulador. [19] Las proyecciones al hilio dentado son excitadoras por naturaleza y se oponen a los efectos inhibidores de las interneuronas en las células musgosas del hilio. El resultado es un bucle de retroalimentación excitador en las células musgosas como resultado de la activación por la corteza entorrinal. [2] [15]
Papel en el aprendizaje y la memoria
En el ratón, una sola proyección de fibra musgosa puede hacer hasta 37 contactos con una sola célula piramidal , pero inerva sólo alrededor de una docena de células piramidales diferentes. Por el contrario, una sola célula piramidal CA3 recibe información de aproximadamente 50 células granulares diferentes. Se ha demostrado en roedores que el tamaño de las proyecciones de fibras musgosas puede mostrar grandes variaciones interindividuales, que en gran parte son hereditarias. [20] Además, estas variaciones muestran fuertes correlaciones con diferentes tipos de comportamiento, principalmente, pero no exclusivamente, el aprendizaje espacial . [21]
Ver también
- Fibra musgosa (cerebelo)
Referencias
- ^ Sluyter F, Jamot L, Bertholet JY, Crusio WE (abril de 2005). "La exposición prenatal al alcohol no afecta el aprendizaje del laberinto radial y el tamaño de las fibras musgosas del hipocampo en tres cepas endogámicas de ratón" . Funciones cerebrales y conductuales . 1 (1): 5. doi : 10.1186 / 1744-9081-1-5 . PMC 1143778 . PMID 15916699 .
- ^ a b c Sun Y, Grieco SF, Holmes TC, Xu X (1 de marzo de 2017). "Conexiones de circuitos locales y de largo alcance a células musgosas hiliares en el giro dentado" . eNeuro . 4 (2): ENEURO.0097–17.2017. doi : 10.1523 / ENEURO.0097-17.2017 . PMC 5396130 . PMID 28451637 .
- ^ Henze DA, Buzsáki G (2007). Células musgosas hiliares: identificación funcional y actividad in vivo . Progresos en la investigación del cerebro . 163 . págs. 199–216. doi : 10.1016 / s0079-6123 (07) 63012-x . ISBN 9780444530158. PMID 17765720 .
- ^ a b c d e Amaral DG, Scharfman HE, Lavenex P (2007). La circunvolución dentada: organización neuroanatómica fundamental (circunvolución dentada para maniquíes) . Progresos en la investigación del cerebro . 163 . págs. 3-22. doi : 10.1016 / S0079-6123 (07) 63001-5 . ISBN 9780444530158. PMC 2492885 . PMID 17765709 .
- ^ Kesner RP (noviembre de 2007). "Funciones de comportamiento de la subregión CA3 del hipocampo" (PDF) . Aprendizaje y memoria . 14 (11): 771–81. doi : 10.1101 / lm.688207 . PMID 18007020 .
- ^ Farovik A, Dupont LM, Eichenbaum H (enero de 2010). "Funciones distintas para CA3 dorsal y CA1 en la memoria para eventos secuenciales no espaciales" . Aprendizaje y memoria . 17 (1): 12-17. doi : 10.1101 / lm.1616209 . PMC 2807176 . PMID 20028733 .
- ^ a b Scharfman HE, Myers CE (2012). "Células musgosas hiliares de la circunvolución dentada: una perspectiva histórica" . Fronteras en circuitos neuronales . 6 : 106. doi : 10.3389 / fncir.2012.00106 . PMC 3572871 . PMID 23420672 .
- ^ Sandler R, Smith AD (enero de 1991). "Coexistencia de GABA y glutamato en terminales de fibras musgosas del hipocampo de primates: un estudio ultraestructural". La Revista de Neurología Comparada . 303 (2): 177–92. doi : 10.1002 / cne.903030202 . PMID 1672874 .
- ^ Gutiérrez R, Romo-Parra H, Maqueda J, Vivar C, Ramìrez M, Morales MA, Lamas M (julio de 2003). "Plasticidad del fenotipo GABAérgico de las células granulares" glutamatérgicas "de la circunvolución dentada de rata" . La Revista de Neurociencia . 23 (13): 5594–8. doi : 10.1523 / jneurosci.23-13-05594.2003 . PMID 12843261 .
- ^ Safiulina VF, Fattorini G, Conti F, Cherubini E (enero de 2006). "Señalización GABAérgica en sinapsis de fibras musgosas en hipocampo de rata neonatal" . La Revista de Neurociencia . 26 (2): 597–608. doi : 10.1523 / JNEUROSCI.4493-05.2006 . PMID 16407558 .
- ^ Caiati MD (enero de 2013). "¿Se co-libera GABA con glutamato de terminales de fibra musgosa del hipocampo?" . La Revista de Neurociencia . 33 (5): 1755–6. doi : 10.1523 / JNEUROSCI.5019-12.2013 . PMID 23365214 .
- ^ a b c d Acsády L, Kamondi A, Sík A, Freund T, Buzsáki G (mayo de 1998). "Las células GABAérgicas son los principales objetivos postsinápticos de las fibras musgosas en el hipocampo de la rata" . La Revista de Neurociencia . 18 (9): 3386–403. doi : 10.1523 / jneurosci.18-09-03386.1998 . PMID 9547246 .
- ^ Gonzales RB, DeLeon Galvan CJ, Rangel YM, Claiborne BJ (febrero de 2001). "Distribución de excrecencias espinosas en neuronas piramidales CA3 en el hipocampo de rata". La Revista de Neurología Comparada . 430 (3): 357–68. doi : 10.1002 / 1096-9861 (20010212) 430: 3 <357 :: aid-cne1036> 3.0.co; 2-k . PMID 11169473 .
- ^ Danscher G, Zimmer J (febrero de 1978). "Un método mejorado de Timm sulfuro de plata para la localización microscópica de luz y electrones de metales pesados en tejidos biológicos". Histoquímica . 55 (1): 27–40. doi : 10.1007 / bf00496691 . PMID 76622 .
- ^ a b Jonas P, Lisman J (2014). "Estructura, función y plasticidad de los microcircuitos de giro dentado del hipocampo" . Fronteras en circuitos neuronales . 8 : 107. doi : 10.3389 / fncir.2014.00107 . PMC 4159971 . PMID 25309334 .
- ^ a b Ohura S, Kamiya H (enero de 2018). "Depresión a corto plazo de picos axonales en las fibras musgosas del hipocampo del ratón y modulación dependiente del canal de sodio" . eNeuro . 5 (1): ENEURO.0415–17.2018. doi : 10.1523 / ENEURO.0415-17.2018 . PMC 5820996 . PMID 29468192 .
- ^ a b Amaral DG, Kondo H, Lavenex P (mayo de 2014). "Un análisis de las proyecciones de la corteza entorrinal a la circunvolución dentada, hipocampo y subículo del mono macaco neonatal" . La Revista de Neurología Comparada . 522 (7): 1485–505. doi : 10.1002 / cne.23469 . PMC 4384686 . PMID 24122645 .
- ^ Diputado de Witter (2007). El camino perforante: proyecciones desde la corteza entorrinal hasta la circunvolución dentada . Progresos en la investigación del cerebro . 163 . págs. 43–61. doi : 10.1016 / S0079-6123 (07) 63003-9 . ISBN 9780444530158. PMID 17765711 .
- ^ Henze DA, Urban NN, Barrionuevo G (2000). "La vía de fibra musgosa del hipocampo múltiple: una revisión". Neurociencia . 98 (3): 407–27. doi : 10.1016 / s0306-4522 (00) 00146-9 . PMID 10869836 .
- ^ Crusio WE , Genthner-Grimm G, Schwegler H (2007). "Un análisis genético-cuantitativo de la variación del hipocampo en el ratón". Revista de neurogenética . 21 (4): 197-208. doi : 10.1080 / 01677060701715827 . PMID 18161583 .
- ^ Crusio WE, Schwegler H (abril de 2005). "Aprendizaje de tareas de orientación espacial en el laberinto radial y variación estructural en el hipocampo en ratones endogámicos" . Funciones cerebrales y conductuales . 1 (1): 3. doi : 10.1186 / 1744-9081-1-3 . PMC 1143776 . PMID 15916698 .