¿Qué es la potenciación a largo plazo (LTP), y por qué es importante?

Basado en la evidencia Este post tiene 21 referencias 5/51 Escrito por Puya Yazdi, MD | Última actualización: 15 de mayo, 2020 biljana novkovic  mate carland revisado médicamente Bybiljana Novkovic, PhD, Matt Carland, PhD (Neuroscience) | Escrito por Puya Yazdi, MD | Última actualización: 15 de mayo, 2020

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Potenciación a largo plazo , o LTP, es uno de los principales mecanismos involucrados en plasticidad sinaptica. Ocurre cuando las conexiones entre las neuronas ( Synapses ) se «fortalecen», lo que cambia la forma en que interactúan entre sí mientras procesan la información. Dichos cambios en la conectividad del cerebro son algunas de las formas principales de que nuestros cerebros aprenden y almacenan nueva información. Siga leyendo para obtener más información sobre este proceso, ¿por qué es tan importante para el funcionamiento cognitivo y qué tipo de factores de estilo de vida y salud pueden perjudicar la capacidad del cerebro para llevar a cabo esta importante función!

Potenciación a largo plazo: a Descripción general básica

El cerebro humano está compuesto por 100 mil millones de neuronas, cada una de las cuales se conecta a hasta 10,000 células cerebrales a través de pequeñas «huecos» o «cruces» llamada sinapses . < / p>

Nuestros cerebros incorporan y almacenan nueva información, como habilidades o recuerdos, al ajustar tanto donde y cómo diferentes neuronas individuales conectan y «hablan «El uno al otro. esta capacidad para cambiar y adaptar cómo las neuronas se conectan entre sí, y, por lo tanto, alteran la forma en que procesan y almacena la información, se conoce como plasticidad sináptica .

«plasticidad sináptica» es un proceso general que puede tomar muchas formas. Por ejemplo, puede referirse al «fortalecimiento» o «debilitamiento» de en Conexiones neuronales individuales en sinapsis existentes. Alternativamente, también puede referirse a la creación de conexiones completamente entre las células cerebrales no conectadas anteriormente (un proceso llamado sinaptogénesis ).

potenciación a largo plazo – o simplemente «LTP» para corta, es uno de los procesos más importantes involucrados en la plasticidad sináptica en las sinapsis neurales existentes. específicamente, significa que la conexión existente entre dos Las células cerebrales se fortalecen , lo que facilita que estas dos neuronas se estimulen entre sí cuando se activa la otra. Este es uno de los principales mecanismos involucrados en la forma en que almacenamos recuerdos a largo plazo o aprende información y habilidades nuevas [1, 2].

LTP ocurre cuando se estimulan dos neuronas diferentes, un papel que a menudo es ( aunque no siempre) realizado por el neurotransmisor glutamato . El glutamato es el principal neurotransmisor «excitador» en el cerebro, y contribuye significativamente a la formación de recuerdos y aprendizaje [3].

Cuando dos neuronas repetidamente «disparan» juntas, se sienten sensibilizadas y Más responsive a la estimulación entre sí. Es casi como si las neuronas «recuerden» que antes fueran estimuladas, y se vuelven más fáciles de activar. Este aumento de la excitabilidad puede durar desde horas hasta días. Por lo tanto, se dice que la sinapsis es más fuerte porque puede transportar impulsos más fácilmente [1, 2].

LTP se descubrió originalmente en el Hippocampus , una parte del cerebro que se cree Para estar fuertemente involucrados en el aprendizaje y la memoria, la navegación espacial y la emoción. Las neuronas del hipocampo se conectan con las neuronas de la Amygdala , una de las principales áreas del cerebro responsables de la procesamiento de emociones. Esta puede ser la razón por la que ciertos recuerdos te hacen sentir feliz o triste [4, 5].

Sin embargo, LTP también se ha observado a lo largo de muchas otras regiones del cerebro, incluido el cerebelo, la corteza cerebral, Amygdala y Hippocampus [2].

La potenciación a largo plazo requiere mantenimiento

LTP típicamente ocurre en tres pasos principales [1] :

  1. la fase de «inducción»
  2. la «expresión» fase
  3. la fase «Mantenimiento»

    Los dos primeros pasos: « inducción » y « expresión » – son las etapas iniciales de LTP. Se correlacionan con los recuerdos a corto plazo. Ocurren cuando aprendes algo nuevo, como tal vez durante una conferencia. Este es el comienzo de la potenciación a largo plazo.

    Sin embargo, sin el tercer paso: « Mantenimiento «: probablemente no podrías recordar esta información más adelante. < / P>

    Cuando «ensaye» nuevos recuerdos o información, como sentarse en casa y estudiar nueva información, con el tiempo, estas nuevas vías neuronales se reactivan nuevamente, y las memorias se vuelven más estables (« consolidado «). Esto ocurre debido a los aumentos en las proteínas que realmente cambiarán la forma de las neuronas para acomodar la información. Este es el proceso de Mantenimiento , y nos permite almacenar información durante años a la vez dentro de una sola vía neuronal [6].

    Cómo funciona LTP < P> LTP dependiente del receptor NMDA es la forma más investigada de potenciación a largo plazo. Así es como funciona [7]:

    LTP ocurre en dos fases principales, que podrían considerarse como el proceso de «aprendizaje» y luego el proceso de «consolidación de memoria».

    LTP temprano («APRENDIZAJE»):

    • glutamato se une a los receptores de NMDA y excita la neurona. Esto desaloja los iones de magnesio (MG2 +) que bloquean el canal. La eliminación del MG2 + permite que el calcio ingrese a la celda.
    • Los iones de calcio fluyen en la celda y activan la proteína quinasa C (PKC) y la proteína quinasa II (CAMKII) dependiente del calcio (CAMKII).
    • La actividad de PKC y Camkii aumenta el número de receptores en la superficie de la neurona (la membrana celular). Cuantos más receptores están presentes en la superficie, más fácilmente se pueden activar la neurona por otras celdas vecinas que se conectan con él. Los receptores de AMPA se incrementan y se activan para mejorar la conductividad. Esto permite iones más positivos (como calcio y sodio) para ingresar a la celda. A medida que la célula se carga más positivamente, cuanto más fácilmente es «activado».

      lth fase tardía («consolidación»): < UL>

    • Toda la actividad de la potenciación a largo plazo de fase temprana continúa; Pero ahora se están creando más proteínas. Estos incluyen más receptores para mediar LTP, proteínas estructurales y proteínas que promueven la supervivencia y la salud de las células.

    • Camkii y PKC activan las quinasas extracelulares reguladas de señal (ERKS).
    • Erks Aumenta la proteína La producción, que cambia aún más la estructura celular de la neurona.
    • Otra proteína importante, proteína de unión al elemento de la respuesta del campamento (CREB), activa una variedad de genes que ayudan a mantener la nueva forma de la sinapsis. < / li>
    • Todo el resultado anterior en los cambios en la estructura general y la conectividad en la sinapsis.

      Depresión a largo plazo (LTD)

      En oposición A la potenciación a largo plazo, la eficiencia de la transferencia de información entre las neuronas puede ser disminuida en sinapsis específicas mediante un proceso llamado depresión a largo plazo , o «LTD» para corta.

      Básicamente, la depresión a largo plazo es la «opuesta» de la potenciación a largo plazo, ya que se debilita la intensidad de la conexión de las sinapsis individuales [8].

      Sin embargo, aunque es de alguna manera, el «opuesto» de LTP, LTD también tiene muchas de las mismas características, ya que implica hacer cambios estructurales y funcionales duraderos a una sinapsis a lo largo de las horas o días. [8].

      bajo condiciones típicas, Ltd es una parte normal de la plasticidad sináptica que ayuda en el almacenamiento de información. Podría pensarlo como nuestra forma de dejar que ciertos recuerdos «se descompongan» para que podamos priorizar el almacenamiento de otra información más importante. Por ejemplo, Ltd es una parte fundamental de la forma en que aprendemos nuevas habilidades motoras [8, 1].

      Sin embargo, algunas investigaciones sugieren que LTD puede incrementarse anormalmente en algunas afecciones neurológicas, como la enfermedad de Alzheimer, Enfermedad de Parkinson, esclerosis múltiple (MS) e incluso diabetes. También se sospecha que se sospecha que desempeñe un papel en el desarrollo de la adicción a las drogas y algunas otras afecciones psiquiátricas [9, 10].

      De manera similar, vemos mayores niveles de LTD en el cerebro durante los períodos de estrés agudo, que Puede explicar por qué las personas a veces no pueden recordar bien la información cuando se ponen en pánico [9].

      factores que pueden alterar la potenciación a largo plazo

      porque LTP es fundamental para tantos procesos cerebrales diferentes, Las interrupciones a él pueden contribuir potencialmente a una amplia variedad de síntomas diferentes y afecciones de salud.

      1) Drogas de abuso

      Muchos medicamentos diferentes de abuso, incluyendo opiáceos , anfetaminas , y cocaína – Se cree que causan cambios duraderos en la fuerza de las sinapsis. Estos cambios pueden desempeñar un papel clave en algunos de los «síntomas» centrales del abuso de drogas, como el desarrollo de «buenos recuerdos» de abuso de drogas previos, que pueden hacer que una persona continúe buscando compulsivamente la droga en el futuro. Por extensión, estos comportamientos y hábitos se pueden reforzar y reforzarse con el tiempo (a través de LTP) para dar lugar a una adicción a la fármaco con soplado completo [11].

      2) Enfermedades neurodegenerativas

      Alzheimer y La enfermedad de Parkinson está marcada por los cambios estructurales en el cerebro y sus neuronas que, en última instancia, afectan a LTP, que eventualmente pueden conducir a discapacidades significativas en la capacidad de las personas para almacenar recuerdos y funcionar correctamente en la vida diaria [12, 13]. Arregle su niebla cerebral y mejore la cognición

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      3) Ansiedad y estrés

      Según alguna investigación preliminar, la tensión crónica puede llevar a un aumento de LTP – Particularmente en ciertas regiones del cerebro, como la amígdala. Sin embargo, este aumento puede ser realmente perjudicial, porque causa cambios estructurales en las neuronas que refuerzan nuestra susceptibilidad y la sensibilidad al miedo. Estos cambios a largo plazo pueden contribuir a los trastornos de ansiedad persistentes [14, 15].

      4) depresión

      Según alguna investigación preliminar, los pacientes con depresión muestran evidencia de anomalías en el proceso. de LTP, que puede contribuir a algunos de los cambios estructurales adversos en el cerebro que se observa a menudo en pacientes con depresión. Por ejemplo, el LTP excesivo podría llevar a la creación de recuerdos negativos persistentes, que podrían contribuir a la formación de patrones crónicos de estado de ánimo negativo [16].

      5) esquizofrenia

      pacientes con La esquizofrenia a menudo tiene déficits cognitivos. Algunos investigadores han propuesto que esto, en parte, puede ser causado por LTP deteriorado, especialmente en ciertas regiones del cerebro involucradas en la cognición, como el hipocampo [17].

      6) Privación del sueño

      El sueño es extremadamente vital para la capacidad del cerebro para codificar y almacenar nueva información y transferirla a la memoria a largo plazo para su uso posterior.

      insuficientemente, no se ha informado a más de 6 horas de sueño. causar discapacidades en la etapa de «mantenimiento» de LTP, lo que hace que sea más difícil almacenar información a lo largo del tiempo [18].

      7) AUTISMA

      Algunas pruebas tempranas sugieren que los pacientes con autismo Puede tener anomalías en la capacidad de sus cerebros para iniciar LTP, que puede contribuir a algunos de los síntomas cognitivos u otros síntomas de los trastornos del espectro autista [19].

      8) Epilepsia

      Pacientes con La epilepsia y otros trastornos que involucran convulsiones recurrentes a menudo reportan problemas con la memoria y el aprendizaje, que algunos investigadores han propuesto pueden ser el resultado de F defectuoso potenciación a largo plazo causada por la actividad neuronal excesiva de las convulsiones [20].

      9) Dietas altas en grasas

      Comer altas cantidades de grasa se han asociado con discapacidades significativas en Memoria y Aprendizaje. Algunos investigadores creen que esto puede ser causado por la presencia de ácido magítico , un ácido graso que se consume comúnmente en cantidades excesivas de personas con dietas altas en grasas [21].

      Lectura adicional

      Ahora que hemos cubierto los conceptos básicos de LTP, por qué es importante, y algunos de los factores que pueden influir en este importante proceso cerebral, en la próxima publicación exploraremos algunos de los factores potenciales. ¡Eso puede ayudar a estimular LTP (y otros procesos relacionados con la plasticidad) en todo el cerebro!

      >>> 16 estrategias que pueden estimular la potenciación a largo plazo ¿Te cuesta mucho enfocarse con todo lo que está sucediendo este año?

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      Acerca del autor MDDR. Puya Yazdi es un médico-científico con más de 14 años de experiencia en medicina clínica, ciencias de la vida, biotecnología y nutraceuticals.a un científico médico con experiencia en genómica, biotecnología y nutracéuticos, lo ha hecho su misión de traer medicina de precisión. Para la cama y ayudar a transformar la atención médica en el siglo XXI. Recibió su educación de pregrado en la Universidad de California en Irvine, un médico de la Universidad del Sur de California, y fue un médico residente de la Universidad de Stanford. Luego procedió a servir como un miembro clínico del Instituto de Medicina Regenerativa de California en la Universidad de California en Irvine, donde realizó una investigación de células madre, epigenéticas y genómicas. También fue director médico para la nutrición cyvex antes de servir como presidente de Sonermic Health, una agencia de consultoría de biotecnología, donde se desempeñó como experto en genómica y otras tecnologías de alto rendimiento. Sus clientes anteriores incluyen Allergan, Caladrius Biosciences y Omega Protein. Él tiene una historia de publicaciones revisadas por pares, descubrimientos de propiedad intelectual (patentes, etc.), diseño de ensayos clínicos y un conocimiento profundo del panorama regulatorio en biotecnología. Está liderando a nuestro equipo científico y médico completo para garantizar la precisión y Validez científica de nuestro contenido y productos.

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      Contenido Joe Cohen, CEOABOUT JOE

      Joe Cohen ganó la lotería genética de los genes malos. Cuando era niño, sufrió de inflamación, niebla cerebral, fatiga, problemas digestivos, ansiedad, depresión y otros problemas que estaban mal entendidos tanto en medicina convencional como alternativa.

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