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La importancia mecánica de la mielinización en el sistema nervioso central

Las neuronas del sistema nervioso central están rodeadas y reticuladas por mielina, una sustancia blanca y grasa que envuelve los axones para crear una capa eléctricamente aislante. La función eléctrica de la mielina está ampliamente reconocida; sin embargo, su importancia mecánica sigue siendo subestimada. Aquí combinamos pruebas de nanoindentación y tinciones histológicas para correlacionar la rigidez del cerebro con el grado de mielinización en cerebros inmaduros, prenatales, y maduros, postnatales. Descubrimos que tanto el tejido de la materia gris como el de la materia blanca se endurecieron significativamente (p≪0,001) al madurar: la rigidez de la materia gris se duplicó de 0,31±0,20kPa prenatal a 0,68±0,20kPa postnatal; la rigidez de la materia blanca se triplicó de 0,45±0,18kPa prenatal a 1,33±0,64kPa postnatal. Al mismo tiempo, el contenido de mielina en la sustancia blanca aumentó significativamente (p≪0,001) de 58±2% a 74±9%. La rigidez de la sustancia blanca y el contenido de mielina se correlacionaron con un coeficiente de correlación de Pearson de ρ=0,92 (p≪0,001). Nuestro estudio sugiere que la mielina no sólo es importante para garantizar la propagación fluida de la señal eléctrica en las neuronas, sino también para proteger a las neuronas contra las fuerzas físicas y proporcionar una fuerte red microestructural que da rigidez al tejido de la sustancia blanca en su conjunto. Nuestros resultados sugieren que la rigidez del tejido cerebral podría servir como biomarcador de la esclerosis múltiple y otras formas de trastornos desmielinizantes. Entender cómo la maduración del tejido se traduce en cambios en las propiedades mecánicas y conocer la rigidez cerebral precisa en las diferentes etapas de la vida tiene importantes implicaciones médicas en el desarrollo, el envejecimiento y la neurodegeneración.