Estudio tridimensional de la ultraestructura de la corteza cerebral de la rata
Author
Santuy Muñoz, AndreaEntity
UAM. Departamento de Anatomía, Histología y NeurocienciaDate
2018-01-11Subjects
Corteza cerebral - Anatomía - Tesis doctorales; MedicinaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Anatomía, Histología y Neurociencia. Fecha de lectura: 11-01-2018Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 11-07-2019

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
El objetivo de la presente tesis doctoral es contribuir al conocimiento de la microanatomía de la
corteza cerebral. En concreto, hemos estudiado la distribución, forma y tamaño de las sinapsis, así
como de las mitocondrias presentes en el neuropilo de la corteza somatosensorial de la rata. Para
llevar a cabo este estudio se han utilizado técnicas de microscopía electrónica tridimensional y
técnicas estereológicas.
El neuropilo es la región de la corteza cerebral dónde se establecen la mayoría de las conexiones
sinápticas. Estas conexiones se dan entre axones, que pueden ser excitadores o inhibidores, y
dendritas. En numerosas ocasiones las dendritas presentan protuberancias de la membrana en
forma de espinas, siendo éstas el principal elemento postsináptico de las sinapsis excitadoras. En la
presente tesis hemos analizado la densidad y distribución de las sinapsis en el neuropilo de la
corteza somatosensorial primaria de la rata de catorce días de edad postnatal. Nuestros resultados
indican que las sinapsis asimétricas superan numéricamente a las simétricas en una proporción de
9:1, y que tanto las sinapsis asimétricas como las simétricas son más numerosas en la capa IV y
menos numerosas en la capa VI. Hemos estudiado también la localización de estas sinapsis en tallos
y espinas dendríticas, observando que las sinapsis en espinas superan a las sinapsis en tallos
dendríticos en una proporción de 8:2. De esta manera la mayoría de las sinapsis en el neuropilo son
asimétricas en espinas, seguidas de asimétricas en tallos dendríticos, simétricas en tallos y por
último simétricas en espinas.
Dada la relación entre la estructura y la función de las sinapsis, hemos estudiado el tamaño y la
forma de las uniones sinápticas. Al igual que otros parámetros, como la fuerza sináptica o la
amplitud de los potenciales postsinápticos, la distribución de los tamaños de las uniones sinápticas
se ajusta a una distribución log-normal. Nuestros resultados ponen de manifiesto que las uniones
sinápticas asimétricas son, en promedio, más pequeñas que las simétricas en todas las capas
corticales. En ambos casos las más grandes se encuentran en la capa III y las más pequeñas en la
capa IV. La mayoría de las sinapsis corticales tienen una densidad postsináptica de forma discoidal
o macular, no obstante, un pequeño porcentaje presenta perforaciones o un perímetro en forma
de herradura. Las sinapsis perforadas y en herradura son, de media, más grandes que las
maculares, aunque no está claro que pertenezcan a distintas poblaciones de sinapsis. En nuestro
estudio hemos encontrado además que la curvatura de las uniones sinápticas es mayor para las
sinapsis simétricas que para las asimétricas, aunque no hay correlación entre la curvatura y el área
de las uniones sinápticas.
Por último, en esta tesis hemos analizado la densidad de mitocondrias en el neuropilo, su
distribución en axones y dendritas, y su relación con las sinapsis, dado que el cerebro tiene un
consumo metabólico muy elevado, en gran parte debido a la actividad sináptica. La mayor fracción
de volumen mitocondrial se encuentra en la capa IV y la menor en las capas I y VI. Las dendritas
tienen más mitocondrias que los axones, lo que probablemente está relacionado con un mayor
consumo energético a nivel postsináptico. En el caso de los axones, pese a que globalmente hay
más mitocondrias localizadas en axones excitadores que en inhibidores, los inhibidores tienen
mayor proporción de mitocondrias . Hemos encontrado, además, una correlación entre la densidad
de sinapsis en el neuropilo y la fracción de volumen mitocondrial.
Uno de los primeros pasos para comprender la organización funcional del cerebro es conocer su
diseño estructural, y correlacionarlo con las características moleculares y fisiológicas de las células
estudiadas. De este modo, los resultados aquí presentados ayudarán a entender mejor la
estructura de los microcircuitos, a describir el sinaptoma y a construir modelos corticales más
realistas.
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