Fibra musgosa (hipocampo)

En el hipocampo, la vía de las fibras musgosas está formada por axones amielínicos que se proyectan desde las células granulares del giro dentado y que terminan en células musgosas hiliares moduladoras y en el área 3 de Cornu Ammonis (CA3), una región implicada en la codificación de la memoria a corto plazo. Estos axones fueron descritos por primera vez como fibras musgosas por Santiago Ramón y Cajal, ya que presentaban varicosidades a lo largo de su longitud que les daban un aspecto musgoso.

Los axones que forman la vía emergen de las porciones basales de las células granulares y pasan a través del hilio (o capa de células polimórficas) del giro dentado antes de ingresar al estrato lúcido de CA3. Las sinapsis de las células granulares tienden a ser glutamatérgicas (es decir, excitatorias), aunque los datos inmunohistológicos han indicado que algunas sinapsis contienen elementos neuropeptidérgicos, incluidos péptidos opiáceos como la dinorfina y la encefalina. También hay evidencia de la colocalización de neurotransmisores GABAérgicos (es decir, inhibidores) y glutamatérgicos dentro de las terminales de las fibras musgosas. La colocalización GABAérgica y glutamatérgica en los botones de las fibras musgosas se ha observado principalmente en el hipocampo en desarrollo, pero en la edad adulta, la evidencia sugiere que las sinapsis de las fibras musgosas pueden alternar qué neurotransmisor se libera a través de la regulación dependiente de la actividad.

Las fibras musgosas del hipocampo se proyectan desde el giro dentado hasta CA3. La vía está formada por axones de células granulares varicosas que terminan en las dendritas de las células musgosas hiliares y las células piramidales en CA3. Forman tres terminales sinápticas morfológicamente diferentes, que incluyen terminales musgosas grandes, extensiones filopodiales dentro de las terminales musgosas y pequeños botones en passant. Cada uno de estos tipos de sinapsis es funcionalmente distinto.

Las fibras musgosas forman múltiples sinapsis con las elaboradas espinas dendríticas de las células piramidales CA3 en el estrato lúcido del hipocampo. Estas espinas complejas se conocen como excrecencias espinosas. Las excrecencias espinosas también cubren las dendritas proximales de las células musgosas en el hilio. Las excrecencias espinosas hiliares son más densas y complejas que las del CA3. Se ha demostrado que los axones de las células granulares del giro dentado hacen sinapsis con las células musgosas hiliares y las interneuronas GABAérgicas, incluidas las células en canasta, antes de llegar a las células piramidales en la región CA3, lo que proporciona información desde la corteza entorinal a través de la vía perforante. Se cree que la activación de las células musgosas hiliares es necesaria para el funcionamiento adecuado de estas células en canasta inhibidoras en las células piramidales CA3, aunque la evidencia ha demostrado que los receptores del canal de sodio también pueden regular la función de las células en canasta.

Los tres tipos de terminales sinápticas (terminales musgosas, extensiones filopodiales y varicosidades sinápticas en passant) difieren en la salida sináptica. Las terminales musgosas grandes hacen sinapsis con 11 a 15 células piramidales CA3 diferentes y con 7 a 12 células musgosas. Los botones en passant con 25 a 35 conexiones sinápticas y las extensiones filopodiales con 12 a 17 constituyen una porción significativa de las terminales sinápticas totales de las células granulares y son principalmente responsables de la excitación de las interneuronas GABAérgicas. Por lo tanto, el tipo de terminal sináptica expresada determina la dirección descendente de las células granulares. La alta convergencia hacia las células piramidales y las proyecciones divergentes hacia las interneuronas sugieren un papel principalmente modulador para la vía de las fibras musgosas en el hipocampo.

Las sinapsis de las fibras musgosas contienen zinc, que puede teñirse con una tinción de Timm.

El giro dentado recibe proyecciones excitatorias de las neuronas de la capa II de la corteza entorinal, así como información de la neuroglia circundante. Los axones de las células granulares amielínicas de la vía de las fibras musgosas expresan receptores GABA y receptores de glutamato a lo largo de sus membranas, lo que les permite ser modulados por la información excitatoria e inhibidora de las células gliales cercanas. Los axones de la corteza entorinal hacen sinapsis principalmente en las espinas dendríticas de las células granulares dentadas de la capa externa. La corteza entorinal transmite información sensorial desde las estructuras neocorticales a la formación hipocampal. La vía permite que la información sensorial llegue al hipocampo para su codificación.

La vía de las fibras musgosas se proyecta a CA3. La estimulación repetitiva de sus neuronas conduce a una depresión sináptica progresiva dependiente del uso. Se ha demostrado que estos cambios a corto plazo en la plasticidad están mediados por canales de sodio que reciben información de la neuroglia. La corteza entorinal también se proyecta directamente a CA3, lo que sugiere que la vía de las fibras musgosas puede ser funcionalmente similar a la vía perforante, aunque los microcircuitos dentro del giro dentado le dan a la vía de las fibras musgosas un papel más modulador. Las proyecciones al hilio dentado son excitatorias por naturaleza y se oponen a los efectos inhibidores de las interneuronas en las células musgosas hiliares. El resultado es un bucle de retroalimentación excitatoria en las células musgosas como resultado de la activación por la corteza entorinal.

En el ratón, una única proyección de fibra musgosa puede hacer hasta 37 contactos con una única célula piramidal, pero inerva sólo una docena de células piramidales diferentes. En cambio, una única célula piramidal CA3 recibe información de unas 50 células granulares diferentes. Se ha demostrado en roedores que el tamaño de las proyecciones de fibras musgosas puede mostrar grandes variaciones interindividuales, que son en gran parte hereditarias. Además, estas variaciones muestran fuertes correlaciones con diferentes tipos de comportamiento, principalmente, pero no exclusivamente, el aprendizaje espacial.

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