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Transmitter release from cochlear hair cells is phase-locked to cyclic stimuli of different intensities and frequencies

Por: Urbano FJ.
Investigador Independiente, IFIBYNE (CONICET-UBA)

Juan D. Goutman, “Transmitter release from cochlear hair cells is phase-locked to cyclic stimuli of different intensities and frequencies.” The Journal of Neuroscience (2012), 32(47) 17025-36.

En noviembre de 2012, Juan Goutman publicó, como único autor, un artículo en la prestigiosa revista Journal of Neuroscience (revista oficial de la Society for Neuroscience) describiendo un nuevo mecanismo por el cual la actividad eléctrica de las células ciliadas de la cóclea de rata pueden codificar tiempo e intensidad del estímulo sonoro. Usando registro simultáneos de la pre- y postsinapsis entre las células ciliadas internas y los botones aferentes (esto es, la primera sinapsis aferente al CNS de la vía auditiva que se conoce como sinapsis en forma de cinta o “ribbon synapse”), Juan estudió los mecanismos que subyacen a la conservación de fase (o latencia de la respuesta sináptica) en las sinapsis en cinta.

Como ya era conocido previamente, la sinapsis en cinta libera glutamato a través de un mecanismos altamente cooperativo respecto a la concentración de Ca2+ intracelular ([Ca2+]). En este sentido se sabe que se necesita la entrada de cinco iones Ca2+ para liberar glutamato, de tal manera que la estimulación abrupta de las células ciliadas por sonidos fuertes produce una mayor entrada de Ca2+ y una concomitante liberación masiva y rápida de glutamato.

Se usaron diferentes protocolos de estimulación, combinando cambios en la frecuencia de estimulación con despolarizaciones de las células ciliadas (las cuales aumentaron la [Ca2+] intracelular). Se describió que la fase (o latencia) de la liberación de glutamato se mantenía constante a pesar de los cambios existentes en frecuencia e intensidad de los estímulos usados. Este resultado aparentemente paradójico pudo ser confirmado durante estimulaciones de distinta intensidad. En este sentido, durante intensidades de estimulación se observó durante la fase inicial del tren de estímulos una cinética de liberación muy rápida (esto es, el proceso de liberación se desencadenó con mayor amplitud y más rápidamente en el tiempo) seguida por una mayor depleción de vesículas sinápticas (por tanto, liberándose menos neurotransmisor al final del tren de estímulos).

En conclusión, este trabajo sugiere que en la sinapsis en cinta de las células ciliadas internas de la cóclea la fijación de la fase/latencia de liberación de glutamato de produciría mediante la interacción dinámica de un mecanismo Ca2+-dependiente de liberación rápida con un mecanismo de depleción/rellenado de vesículas más lento. Esta hipótesis fue también comprobada in sillico.

Los resultados de este trabajo fueron generados en el INGEBI y aportan un nuevo mecanismo de control sináptico que podría contribuir a entender mejor como se realiza el procesamiento temporal de los estímulos acústicos por parte del Sistema Nervioso Central de mamíferos.


Juan Goutman es investigador adjunto del CONICET, entró a la C.I.C. en el año 2009 y dirige un grupo en formación en el Instituto de Genética y Biología Molecular (UBA-CONICET). El grupo está financiado por instituciones nacionales (CONICET y ANPCyT) e internacionales (NIH-FIRCA).