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Los científicos de Harvard destapan el motivo real detrás de goosebumps

Si usted se ha preguntado nunca porqué conseguimos goosebumps, usted está en buena compañía -- hizo tan a Charles Darwin, que mused sobre ellos en sus escrituras en la evolución. Goosebumps pudo proteger animales con la incrustación gruesa contra el frío, pero los seres humanos no parecemos beneficiarnos de la reacción mucho -- ¿tan porqué se ha preservado durante la evolución todo este vez?

En un nuevo estudio, los científicos de la Universidad de Harvard han descubierto la razón: los tipos de la célula que causan goosebumps son también importantes para regular a las células madres que regeneran el folículo de pelo y el pelo. Por debajo la piel, el músculo que contrata para crear goosebumps es necesario puentear la conexión de nervio comprensiva a las células madres del folículo de pelo. El nervio comprensivo reacciona al frío contratando el músculo y causando goosebumps a corto plazo, e impulsando la activación de la célula madre del folículo de pelo y el nuevo incremento del pelo en el largo plazo.

Publicado en la célula del gorrón, estas conclusión en ratones dan a investigadores una mejor comprensión de cómo diversos tipos de la célula obran recíprocamente para conectar actividad de la célula madre a los cambios en el ambiente exterior.

“Hemos estado interesados siempre en la comprensión de cómo los comportamientos de la célula madre son regulados por los estímulos externos. La piel es un sistema fascinador: tiene las células madres múltiples rodeadas por los tipos diversos de la célula, y está situada en el interfaz entre nuestra carrocería y el mundo exterior. Por lo tanto, sus células madres podrían potencialmente responder a un arsenal diverso de estímulos -- del lugar, de la carrocería entera, o aún del ambiente exterior,” dijo a Ya-Chieh Hsu, el profesor adjunto de la estrella de Alvin y de Esta de la célula madre y de la biología regeneradora, que llevó el estudio en colaboración con profesor Cantar-Enero Lin de la universidad de Taiwán nacional. “En este estudio, determinamos un lugar interesante del doble-componente que no sólo regule a las células madres bajo de estado estacionario, pero también module comportamientos de la célula madre según cambios de temperatura fuera.”

Un sistema para el incremento de regulación del pelo

Muchos órganos se hacen de tres tipos de tejido: epitelio, mesenchyme, y nervio. En la piel, estos tres linajes se ordenan en una ordenación especial. El nervio comprensivo, parte de nuestro sistema nervioso que controle homeostasis de la carrocería y nuestras reacciones a los estímulos externos, conecta con un músculo liso minúsculo en el mesenchyme. Este músculo liso a su vez conecta con las células madres del folículo de pelo, un tipo de célula madre epitelial crítico para regenerar el folículo de pelo así como reparar heridas.

La conexión entre el nervio comprensivo y el músculo ha sido bien sabido, puesto que son la base celular detrás de goosebumps: el frío acciona las neuronas comprensivas para enviar una señal del nervio, y el músculo reacciona contratando y haciendo el pelo ponerse de pie en extremo. Sin embargo, al examinar la piel bajo extremadamente de alta resolución usando microscopia electrónica, los investigadores encontraron que el nervio comprensivo no sólo asociado al músculo, pero también formado una conexión directa a las células madres del folículo de pelo. De hecho, las fibras de nervio envueltas alrededor de las células madres del folículo de pelo tienen gusto de una cinta.

Podríamos ver realmente en un nivel de la ultraestructura cómo el nervio y la célula madre interactivos. Las neuronas tienden a regular las células excitables, como las otras neuronas o músculo con sinapsis. Pero nos sorprendieron encontrar que forman similar sinapsis-como las estructuras con una célula madre epitelial, que no es un objetivo muy típico para las neuronas.”

Ya-Chieh Hsu, el Alvin y Esta Star al profesor adjunto de la célula madre y de la biología regeneradora, Universidad de Harvard

Después, los investigadores confirmaron que el nervio apuntó de hecho a las células madres. El sistema nervioso comprensivo se activa normalmente en un constante bajo para mantener homeostasis de la carrocería, y los investigadores encontraron que esto bajo de actividad del nervio mantuvo a las células madres en un estado contrapesado listo para la regeneración. Bajo frío prolongado, el nervio fue activado en un mucho de alto nivel y más neurotransmisores fueron liberados, haciendo a las células madres para activar rápidamente, para regenerar el folículo de pelo, y para crecer el nuevo pelo.

Los investigadores también investigaron qué mantuvo las conexiones de nervio a las células madres del folículo de pelo. Cuando quitaron el músculo conectado con el folículo de pelo, el nervio comprensivo se retractó y la conexión de nervio a las células madres del folículo de pelo fue perdida, mostrando que el músculo era un apoyo estructural necesario para puentear el nervio comprensivo al folículo de pelo.

Cómo el sistema se convierte

Además de estudiar el folículo de pelo en su estado completo formado, los investigadores investigados cómo el sistema se convierte inicialmente -- cómo el músculo y el nervio alcanzan el folículo de pelo en el primer lugar.

“Descubrimos que la señal viene del folículo de pelo que se convierte sí mismo. Secreta una proteína que regule la formación del músculo liso, que entonces atrae el nervio comprensivo. Entonces en el adulto, la acción recíproca gira alrededor, con el nervio y el músculo juntas regulando a las células madres del folículo de pelo para regenerar el nuevo folículo de pelo. Está cerrando el círculo entero -- el folículo de pelo que se convierte está estableciendo su propio lugar,” dijo a Yulia Shwartz, becario postdoctoral en el laboratorio de Hsu. Ella era co-primer autor del estudio, junto con Meryem Gonzalez-Celeiro, estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Hsu, y Chih-Pulmón Chen, becario postdoctoral en el laboratorio de Lin.

Respuesta al ambiente

Con estos experimentos, los investigadores determinaron un sistema del dos-componente que regula a las células madres del folículo de pelo. El nervio es el componente de la transmisión de señales que activa a las células madres a través de los neurotransmisores, mientras que el músculo es el componente estructural que permite que las fibras de nervio conecten directamente con las células madres del folículo de pelo.

“Usted puede regular a las células madres del folículo de pelo en tan muchas maneras diferentes, y son modelos maravillosos para estudiar la regeneración del tejido,” Shwartz dijo. “Esta reacción determinada es útil para la regeneración del tejido que acopla con los cambios en el mundo exterior, tal como temperatura. Es una reacción de la dos-capa: los goosebumps son una manera rápida de ofrecer una cierta clase de relevo a corto plazo. Pero cuando el frío dura, esto se convierte en un mecanismo agradable para que las células madres sepan que es quizá hora de regenerar la nueva cubierta del pelo.”

En el futuro, los investigadores explorarán más lejos cómo el ambiente externo pudo influenciar a las células madres en la piel, bajo homeostasis y en situaciones de la reparación tales como cura de la herida.

“Vivimos en un ambiente constante cambiante. Puesto que la piel está siempre en contacto con el mundo exterior, nos da una oportunidad de estudiar qué mecanismos las células madres en nuestra carrocería utilizan para integrar la producción del tejido con demandas de cambio, que es esencial para que los organismos prosperen en este mundo dinámico, a” Hsu dijo.

Source:
Journal reference:

Shwartz, Y., et al. (2020) Cell Types Promoting Goosebumps Form a Niche to Regulate Hair Follicle Stem Cells. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.031.