Ni en sueños la diosa del amor podría nunca haber imaginado un cinturón de tanta belleza, delgado, etéreo y casi ingrávido, transparente, frágil, ni de colores fosforescentes y cambiantes, talmente como si hubiera sido tejido por la luz de la luna reflejada en el agua. El cinturón de Venus (Cestum veneri) es el nombre de un organismo marino que pertenece a un grupo bastante misterioso y poco conocido de animales invertebrados muy antiguos, los ctenóforos. Podéis encontrar vídeos en las redes de lo exóticos que son, y cómo viven flotando dentro del agua, desplazándose grácilmente gracias a hileras de cilios, como si fueran los dientes de un peine (por eso los anglosajones también llaman a los ctenóforos, "peines de gelatina".
Mucha gente, al verlos flotando en el agua, gelatinosos y transparentes, piensan que son similares a las medusas, pero de hecho, constituyen un grupo animal tan diferente de las esponjas, como de los cnidiarios (medusas) o de los animales bilaterales (que agrupan todos los animales invertebrados y vertebrados con simetría bilateral. De hecho, se piensa que estos animales son excepcionalmente ancestrales y que las esponjas estarían evolutivamente más próximas a nosotros (bilaterales), aunque las esponjas habrían perdido muchas características durante la evolución.
¿Por qué os hablo hoy del cinturón de Venus y otros ctenóforos? Pues porque constituyen la portada de la revista Science de esta semana, con una investigación muy rompedora y que cuestiona alguna de las creencias más relevantes de la neurobiología actual y que hará que los libros de biología tengan que añadir modificaciones en algunas de sus afirmaciones. Neuronas conectadas sin sinapsis. Para explicaros esta pequeña revolución, primero tengo que haceros un resumen sobre la aportación de Santiago Ramón y Cajal, por la que obtuvo el Premio Nobel, compartiendo con Camillo Golgi el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1906, aunque ambos tenían visiones y teorías diferentes y contrapuestas sobre la constitución de nuestro sistema nervioso.
Camillo Golgi era un excelente histólogo, es decir, un científico que estudiaba la constitución y estructura de los tejidos y las células que lo forman. Inventó una manera de teñir el sistema nervioso con impregnación argéntica, muy innovadora (hasta aquel momento, las neuronas, muy ricas en grasas, eran refractarias a tinciones con reactivos de tinción que marcan componentes proteicos). Golgi estudió el sistema nervioso y según sus imágenes, llegó a la conclusión de que las neuronas formaban una red fusionada y conectada a través de sus neuritas (las expansiones delgadas que salen de las neuronas en todas direcciones, como si fuera una estrella explotando). Eso llevó a Golgi a postular la teoría reticular del sistema nervioso (también denominada sincicial), en la que todas las neuronas formarían parte de una macro-red, pero no tendrían entidad propia. Ramón y Cajal, utilizando exactamente la misma metodología, fue capaz de obtener imágenes de una mejor precisión. Meticuloso y preciosista, con una habilidad por el dibujo admirable, nos ha dejado una colección de dibujos con tinta sobre papel con las imágenes en el microscopio óptico de toda clase de tejidos nerviosos de humanos, mamíferos y aves. Las conclusiones de Cajal fueron diferentes de las de Golgi, llevándolo a proponer la llamada Teoría neuronal o Doctrina de la neurona, que postula que toda neurona es única e independiente, y que establece conexiones con las otras neuronas a través de sinapsis químicas, explicando así la transmisión de la señal eléctrica. Su obra magna "Histología del sistema nervioso del hombre y otros vertebrados" es todavía referenciada y considerado una biblia en neurociencias. Cuando en los años 50 se desarrolló la obtención de imágenes en el microscopio electrónico, se vio claramente que tanto los vertebrados como los invertebrados conectaban sus neuronas mediante sinapsis y, por lo tanto, quedaba refrendada la Teoría reticular. Así es como lo encontraréis en los libros de texto, Cajal tenía razón.
Tanto la teoría sobre el sistema nervioso de Ramón y Cajal como la de Golgi son ciertas, dependiendo de qué organismo estemos estudiando
Siempre se ha creído que la aparición del sistema nervioso dependía de tener células neuronales y poder hacer sinapsis, en que los neurotransmisores pasan de célula en célula mediante vesículas (como si dos personas se pasaran pelotitas con neurotransmisores de la mano de uno a la mano del otro). Como el sistema nervioso es complejo y permite añadir complejidad al comportamiento de los animales, también siempre se ha supuesto que el sistema nervioso solo ha surgido una vez en la evolución. Cuando se vio que las esponjas tenían moléculas equivalentes a los neurotransmisores, y que había neuronas en otros organismos muy sencillos, se estudió cómo se habría podido originar durante la evolución. Los ctenóforos son animales antiguos que pueden dar la respuesta a estas preguntas clave. ¡Lo relevante de este artículo que os menciono es que han descubierto que los ctenóforos tienen algunas neuronas conectadas por sinapsis con células sensoriales pero que, en cambio, si miramos cómo se conectan entre neuronas del nervio, hacen una red reticular delgada y superextensa, constituyendo un gran sincitio conectado por membranas, sin separación y sin sinapsis! También lo comprueban inyectando colorante en una célula inicial del embrión, de forma que solo se marcan las neuronas y ven que todas las neuronas que derivan de aquella célula inyectada están fusionadas. En este caso, la teoría de Golgi explicaría claramente cómo funcionaría este sistema neuronal reticulado.
Para que lo podáis ver con vuestros ojos, os adjunto aquí uno de los dibujos de Ramón y Cajal, donde compara las conexiones en la médula espinal entre neuronas según la Teoría reticular y su Teoría neuronal. Sutil, pero diferente. Al lado os adjunto la imagen obtenida por los científicos que han analizado imágenes para reconstruir tridimensionalmente parte del sistema nervioso de los ctenóforos, protagonista de este artículo tan relevante recién publicado en Science, una verdadera red de neuronas.
Entonces, nos podemos preguntar: ¿quién tenía razón, Golgi o Ramón y Cajal? Pues ahora sabemos que mayoritariamente, los organismos animales han optado por redes neuronales con neuronas separadas, mucho más regulables, dando apoyo a la Teoría neuronal de Cajal. En cambio, en organismos muy ancestrales, también encontramos redes reticulares, tal como postuló Golgi. Por lo tanto, las dos teorías sobre el sistema nervioso, la de Ramón y Cajal y la de Golgi, son ciertas, dependiendo de qué organismo estamos estudiando y qué elementos concretos utilizan sus neuronas. ¡Esta respuesta es crucial para comprender que, seguramente, la aparición del sistema nervioso no fue un acontecimiento único en la evolución y también confirma que la biología es la ciencia de las excepciones, una caja llena de sorpresas! Hay que estudiar muchos organismos diferentes, cuanto más antiguos y ancestrales, mejor, para comprender cómo ha funcionado la evolución y, en este caso, cómo surgió el sistema nervioso. De momento, hay que añadir una nueva línea a los libros de texto, y se abre un campo nuevo por investigar.