Un grupo de investigación de la Universidad de Nagoya (Japón) ha descubierto que un grupo de neuronas, denominadas neuronas EP3, de la zona preóptica del cerebro desempeña un papel clave en la regulación de la temperatura corporal de los mamíferos.

El hallazgo, publicado en la revista Science Advances, podría allanar el camino para el desarrollo de una tecnología que ajuste artificialmente la temperatura corporal para ayudar a tratar los golpes de calor, la hipotermia e incluso la obesidad.

En los seres humanos y muchos otros mamíferos, la temperatura corporal se regula en torno a los 37 °C, lo que optimiza todas las funciones reguladoras.

Cuando su temperatura corporal se desvía notablemente del rango normal, las funciones se ven mermadas, lo que podría provocar un golpe de calor, hipotermia y, en el peor de los casos, la muerte.

El centro de regulación de la temperatura del cerebro reside en el área preóptica

Sin embargo, estas afecciones podrían tratarse si la temperatura corporal pudiera ajustarse artificialmente al rango normal.

El centro de regulación de la temperatura del cerebro reside en el área preóptica, una parte del hipotálamo que controla las funciones vitales del cuerpo.

Por ejemplo, cuando el área preóptica recibe señales de un mediador llamado prostaglandina E (PGE2) que se produce en respuesta a infecciones, esta área libera una orden para elevar la temperatura corporal con el fin de luchar contra virus, bacterias y otros organismos causantes de enfermedades.

Sin embargo, aún no se sabe exactamente qué neuronas del área preóptica liberan órdenes para aumentar o disminuir la temperatura corporal.

Para identificar esas neuronas, el profesor Kazuhiro Nakamura, la profesora Yoshiko Nakamura y sus colegas de la Universidad de Nagoya, en colaboración con el profesor Hiroyuki Hioki de la Universidad de Juntendo, realizaron un estudio con ratas.

Neuronas EP3

Se centraron en las neuronas EP3 de la zona preóptica, que expresan receptores EP3 de PGE2, e investigaron la función de regulación de la temperatura corporal.

El profesor Nakamura y sus colegas investigaron primero cómo varía la actividad de las neuronas EP3 del área preóptica en respuesta a los cambios de temperatura ambiente.

Una temperatura ambiental confortable para las ratas ronda los 28 °C.

Durante dos horas, los investigadores expusieron a las ratas a temperaturas frías (4 °C), ambientales (24 °C) y calientes (36 °C).

Los resultados mostraron que la exposición a 36 °C activaba las neuronas EP3, mientras que la exposición a 4 °C y 24 °C no lo hacía.

A continuación, el grupo observó las fibras nerviosas de las neuronas EP3 en el área preóptica para identificar dónde se transmiten las señales de las neuronas EP3.

La observación reveló que las fibras nerviosas se distribuyen a varias regiones cerebrales, en particular al hipotálamo dorsomedial (HDM), que activa el sistema nervioso simpático.

Su análisis también demostró que la sustancia que utilizan las neuronas EP3 para la transmisión de la señal al HDM es el ácido gamma-aminobutírico (GABA), un importante inhibidor de la excitación neuronal.

Para investigar más a fondo el papel de las neuronas EP3 en la regulación de la temperatura, los investigadores manipularon artificialmente su actividad mediante un enfoque quimiogenético.

Descubrieron que la activación de las neuronas provocaba una disminución de la temperatura corporal, mientras que la supresión de su actividad provocaba su aumento.

En conjunto, este estudio demostró que las neuronas EP3 del área preóptica desempeñan un papel clave en la regulación de la temperatura corporal al liberar GABA para enviar señales inhibitorias a las neuronas DMH con el fin de controlar las respuestas simpáticas.

«Probablemente, las neuronas EP3 del área preóptica pueden regular con precisión la intensidad de la señal para ajustar la temperatura corporal», afirma el profesor Nakamura, autor principal del estudio.

Podría ser útil en el tratamiento de la obesidad

«Por ejemplo, en un ambiente caluroso, las señales aumentan para suprimir las salidas simpáticas, lo que provoca un aumento de los flujos sanguíneos en la piel para facilitar la irradiación del calor corporal y evitar así un golpe de calor -prosigue-. Sin embargo, en un ambiente frío, las señales se reducen para activar las salidas simpáticas, que promueven la producción de calor en el tejido adiposo marrón y otros órganos para prevenir la hipotermia. Además, en el momento de la infección, la PGE2 actúa sobre las neuronas EP3 para suprimir su actividad, lo que provoca la activación de las salidas simpáticas para desarrollar fiebre».

Los resultados de este estudio podrían allanar el camino para el desarrollo de una tecnología que ajuste artificialmente la temperatura corporal, lo que puede aplicarse a una amplia gama de campos médicos.

Curiosamente, esta tecnología podría ser útil en el tratamiento de la obesidad, al mantener la temperatura corporal ligeramente por encima de lo normal para favorecer la quema de grasas.

«Además, esta tecnología podría conducir a nuevas estrategias para la supervivencia de las personas en entornos globales cada vez más calurosos, que se están convirtiendo en un grave problema mundial», afirma el profesor Nakamura.