Una investigación japonesa (Branching of O-mannose glycans regulates node of Ranvier organization and saltatory conduction) ha descubierto que determinadas estructuras de azúcar unidas a las proteínas de las neuronas desempeñan un papel esencial para mantener organizados los puntos por los que se transmiten los impulsos nerviosos. Cuando los investigadores eliminaron la enzima encargada de producirlas, las señales eléctricas viajaron de forma más lenta e irregular por el cerebro de los ratones. El hallazgo, publicado en Communications Biology, permite comprender mejor algunos mecanismos básicos de comunicación neuronal y abre nuevas vías para investigar enfermedades neurológicas relacionadas con alteraciones de la mielina y de la transmisión nerviosa.
Cuando pensamos en el funcionamiento del cerebro solemos imaginar neuronas transmitiendo señales eléctricas de una célula a otra. Es una imagen correcta, pero incompleta.
Para que esas señales circulen a gran velocidad es necesario que multitud de elementos funcionen con enorme precisión. Entre ellos están la mielina que recubre los axones, determinadas proteínas que organizan las conexiones y unas pequeñas estructuras de azúcar cuya importancia en el cerebro apenas comenzamos a conocer.
El trabajo, dirigido por investigadores de la Universidad de Gifu, en Japón, se ha centrado en unos azúcares denominados glicanos O-manosa y en una enzima presente fundamentalmente en el cerebro, MGAT5B, encargada de modificar su estructura.
Puede parecer un proceso bioquímico extremadamente especializado. Sin embargo, sus consecuencias son fáciles de entender.
Cuando estos azúcares no se forman correctamente, las neuronas tienen más dificultades para transmitir sus señales con la velocidad y precisión habituales.
Las proteínas también llevan azúcares
Los azúcares no sirven únicamente como fuente de energía.
En nuestro organismo también pueden unirse a proteínas y modificar su comportamiento. Este proceso, conocido como glicosilación, participa en numerosas funciones celulares.
El cerebro contiene una cantidad especialmente importante de algunos de estos glicanos. Los denominados glicanos O-manosa representan aproximadamente entre el 10% y el 30% de los O-glicanos presentes en el cerebro de los mamíferos, lo que hacía pensar a los investigadores que debían desempeñar funciones relevantes en el sistema nervioso.
Sin embargo, todavía sabemos relativamente poco sobre qué hacen exactamente.
El nuevo estudio proporciona una respuesta para una de estas estructuras.
La enzima MGAT5B genera una ramificación concreta en los glicanos O-manosa y se expresa predominantemente en el cerebro, especialmente en las neuronas. Los investigadores decidieron estudiar qué sucedía cuando esa enzima desaparecía.
Para comprobarlo utilizaron ratones modificados genéticamente que carecían de MGAT5B.
Y encontraron cambios en una estructura diminuta pero fundamental para que nuestro sistema nervioso funcione correctamente.
Los pequeños espacios que permiten acelerar los mensajes
Muchos axones están recubiertos de mielina, una sustancia que funciona de manera parecida al aislamiento que rodea un cable eléctrico. Pero esa cubierta no es continua.
Entre los diferentes segmentos de mielina existen pequeños espacios denominados nodos de Ranvier. En ellos se concentran canales y proteínas esenciales para que el impulso eléctrico pueda avanzar a gran velocidad.
La señal no tiene que recorrer lentamente cada milímetro del axón. En cierto modo, va saltando de un nodo al siguiente. Este mecanismo se denomina conducción saltatoria y permite transmitir información de manera mucho más rápida y eficiente.
En los ratones que carecían de la enzima MGAT5B, los investigadores observaron que estos nodos eran significativamente más anchos en diferentes regiones de la sustancia blanca cerebral.
La pregunta inmediata era si esa modificación estructural tenía consecuencias sobre el funcionamiento de las neuronas. Las tenía.
Los impulsos nerviosos viajaban más despacio
Los investigadores realizaron registros electrofisiológicos para medir cuánto tardaban las señales neuronales en desplazarse entre las cortezas motoras de ambos hemisferios cerebrales.
En los ratones sin MGAT5B, los impulsos nerviosos tardaban significativamente más tiempo en llegar.
Además, el retraso no era uniforme. Las señales presentaban una mayor variabilidad temporal, lo que significa que la transmisión no solo se había vuelto más lenta, sino también menos regular.
Los animales mostraron además un peor rendimiento en una prueba utilizada para estudiar la coordinación motora, aunque no se observaron alteraciones significativas en todas las pruebas de comportamiento realizadas. Los autores relacionan ese déficit concreto con las anomalías detectadas en la conducción axonal.
El descubrimiento permitía establecer una relación entre estos azúcares, la estructura de los nodos de Ranvier y la velocidad con la que circula la información.
Pero todavía faltaba averiguar cómo ocurría. Aquí entra en escena NF186, o neurofascina 186.
Se trata de una proteína neuronal localizada en los nodos de Ranvier y fundamental para mantener su organización. Los glicanos estudiados por los investigadores están unidos precisamente a esta proteína.
Los experimentos mostraron que MGAT5B modifica los glicanos O-manosa presentes en NF186 y genera en ellos una estructura ramificada.
Cuando la enzima desaparecía, la cantidad total de NF186 no disminuía. Tampoco se redujeron otras proteínas importantes relacionadas con la mielina y los nodos.
Lo que cambiaba era la forma en que NF186 se organizaba dentro del nodo de Ranvier. Es una diferencia importante.
El problema no parecía estar en que faltasen las piezas necesarias, sino en cómo esas piezas se relacionaban y se distribuían.
Los azúcares pueden regular cómo se relacionan las proteínas
Los científicos encontraron además que los glicanos modificaban la interacción de NF186 con otra proteína llamada Contactin 1, que participa en las relaciones entre las neuronas y la mielina.
Cuando faltaban las ramificaciones de azúcar producidas por MGAT5B, la interacción entre ambas proteínas aumentaba. Los experimentos realizados en células confirmaron que la presencia de esos glicanos ramificados reduce su asociación.
Esto revela una función especialmente interesante de estas moléculas.
Los azúcares unidos a las proteínas no son simples adornos químicos. Pueden actuar como reguladores capaces de modificar la manera en que las proteínas se relacionan entre sí y, con ello, influir en la arquitectura microscópica de las neuronas.
En este caso, esa arquitectura acaba teniendo consecuencias sobre algo tan fundamental como la velocidad a la que circulan los impulsos nerviosos.
Recuperar la enzima permitió corregir las alteraciones
Uno de los experimentos más importantes del estudio consistió en devolver MGAT5B específicamente a las neuronas de los ratones que carecían de ella.
Al restaurar la enzima, los investigadores consiguieron corregir las anomalías observadas en los nodos de Ranvier. Este resultado refuerza la idea de que MGAT5B y los glicanos que produce desempeñan directamente una función en la organización de estas estructuras.
El estudio permite así reconstruir una cadena de acontecimientos.
MGAT5B modifica determinados azúcares unidos a NF186. Esas estructuras regulan la interacción de la proteína con otros componentes. Esto contribuye a mantener correctamente organizados los nodos de Ranvier y, finalmente, permite que las señales eléctricas se propaguen con la velocidad y precisión adecuadas.
¿Qué relación puede tener con las enfermedades neurológicas?
Los nodos de Ranvier y la mielina están implicados en diferentes enfermedades del sistema nervioso. Cuando la mielina se deteriora, como sucede en patologías desmielinizantes, la transmisión de los impulsos nerviosos puede verse seriamente afectada.
Además, investigaciones anteriores ya habían relacionado MGAT5B con procesos de desmielinización y remielinización. Los propios autores recuerdan que ratones sin esta enzima habían mostrado una recuperación más rápida de la mielina en un modelo experimental de desmielinización.
Esto plantea una situación interesante.
MGAT5B parece contribuir al funcionamiento normal de los nodos de Ranvier, pero modificar su actividad también podría tener efectos diferentes en situaciones patológicas. Comprender mejor ese equilibrio podría ayudar a investigar en el futuro enfermedades relacionadas con la mielina y la conducción nerviosa.
El estudio también puede resultar relevante para comprender otros trastornos neurológicos en los que la organización de los nodos de Ranvier está alterada.
Pero todavía estamos hablando de investigación básica. No estamos ante un nuevo tratamiento
El trabajo no demuestra que modificar estos azúcares pueda tratar enfermedades neurológicas en seres humanos.
Los experimentos principales se han realizado en ratones modificados genéticamente y en células, por lo que queda mucho camino antes de saber si este mecanismo puede tener alguna aplicación terapéutica.
Tampoco sería correcto concluir que aumentar o disminuir MGAT5B vaya a mejorar automáticamente la transmisión neuronal.
De hecho, investigaciones anteriores citadas por los autores han relacionado esta enzima con otros procesos cerebrales, entre ellos la respuesta de los astrocitos ante la desmielinización y la progresión experimental de algunos gliomas.
Una posible intervención tendría, por tanto, que considerar funciones biológicas muy diferentes.
Lo que aporta el nuevo trabajo es algo previo y esencial para desarrollar futuras terapias: entender mejor cómo funciona el cerebro cuando está sano.
Una nueva pieza en el complejo lenguaje del cerebro
Las neuronas se comunican mediante electricidad y sustancias químicas, pero detrás de esa comunicación existe una maquinaria molecular extraordinariamente compleja. Los glicanos forman parte de ella.
El estudio demuestra que una pequeña ramificación de azúcar unida a una proteína puede contribuir a determinar la organización microscópica de los nodos de Ranvier y, a través de ella, la velocidad con la que las señales viajan por el cerebro.
Es una nueva muestra de hasta qué punto detalles moleculares aparentemente diminutos pueden tener consecuencias sobre funciones esenciales del sistema nervioso.
También abre una vía de investigación todavía relativamente poco explorada. Si comprendemos mejor cómo los azúcares modifican el comportamiento de las proteínas cerebrales, quizá podamos entender mejor qué sucede cuando esos mecanismos dejan de funcionar correctamente.
Por ahora no existe un tratamiento derivado de este descubrimiento. Pero sí una nueva pieza para comprender uno de los grandes interrogantes de la neurociencia: cómo consigue nuestro cerebro transmitir miles de millones de mensajes con tanta rapidez y precisión.
Estudio de referencia
Tomita S, Nakaishi T, Ishii T, Ono K, Fujimori H, Hashimoto M, et al. Branching of O-mannose glycans regulates node of Ranvier organization and saltatory conduction. Communications Biology. 2026;9:940. Publicado el 13 de julio de 2026.
