La semana pasada estaba en una terraza con unos amigos tomando un café y disfrutando del sol alicantino cuando de repente se acercó mi hija llorando y gritando “¡pupa, pupa!”. Parece ser que mientras estaba correteando, se había dado un golpe en la rodilla provocándole un dolor que no parecía ser de su agrado.
Probablemente no entendía muy bien lo que estaba pasando porque sólo tiene dos años, sin embargo, se sentó un rato a mi lado con la rodilla en alto hasta que se le pasó el dolor.Instintivamente, se dio cuenta de que esa sensación le indicaba que algo no iba bien y que quizá lo mejor que podía hacer era dejar de correr y esperar a que el dolor desapareciera. Pues bien, ésa es precisamente la función del dolor, la de advertirnos que se ha producido un daño en alguna parte de nuestro organismo y así iniciar una respuesta que, en general, consiste en proteger la zona dañada. Pero no sólo eso, sino que además nos ayuda a identificar y evitar situaciones que pueden resultar potencialmente peligrosas.
La “nocicepción” es el término que los investigadores utilizamos para describir aquellos procesos fisiológicos que nos ayudan a percibir estímulos nocivos y que resultan esenciales para la supervivencia. De hecho, existe una rara condición llamada insensibilidad congénita al dolor que hace que las personas que la sufren tengan una corta esperanza de vida (de 3 a 25 años) debido a que no son capaces de sentir el dolor. Estas personas no presentan ninguna anomalía en el sistema nervioso central, pero son incapaces de detectar estímulos nocivos porque sus neuronas aferentes primarias no se activan frente a dichos estímulos.
Derecha: las neuronas aferentes (o sensitivas) detectan información nociceptiva del exterior a través de las terminales nerviosas para llevarla al sistema nervioso central. Izquierda: las neuronas motoras transportan información desde el cerebro a los músculos. Adaptado de Wikimedia Commons
El sistema nervioso humano es la estructura más compleja que tenemos y está compuesto por dos partes: el sistema nervioso central, que incluye el encéfalo y la médula espinal y el sistema nervioso periférico, repartido por todo nuestro cuerpo. Éste último se puede subdividir a grandes rasgos en neuronas encargadas de enviar información referente al mundo exterior y neuronas que mandan información sobre el estado de nuestros propios órganos. Las neuronas aferentes primarias pertenecen al primero de estos grupos y hace referencia a aquellas neuronas que detectan e informan al sistema nervioso central de la existencia de estímulos que están produciendo o pueden producir un daño tisular.
Por el contrario, existen individuos que sufren fuertes dolores sin causa aparente, como ocurre con pacientes de eritromelalgia hereditaria. Las neuronas aferentes periféricas de estos pacientes tienen un umbral de activación anormalmente bajo, de manera que, en ellos, estímulos que en general no desencadenarían una respuesta nociceptiva resultan dolorosos. Lógicamente, las personas con esta patología tienden a sufrir depresiones y ansiedad, e incluso en casos extremos pueden cometer suicidio.
Afortunadamente, la incidencia de estas dos condiciones que acabamos de mencionar es extremadamente baja (la primera ocurre en 1 de cada 100 millones de personas). Sin embargo, su estudio es extremadamente útil para entender con más detalle los mecanismos fisiológicos implicados en la detección y conducción de la información nociceptiva (la referente al dolor) desde cualquier parte de nuestro cuerpo hasta el sistema nervioso central.
Aunque parezca sorprendente, en ambos casos este desajuste en la detección del dolor es causado por mutaciones en la misma proteína, un canal iónico. En nuestro organismo se expresan múltiples tipos de proteínas, cada una de las cuales tiene una función concreta. Algunas de ellas tienen una función estructural como el colágeno, mientras que otras como la actina y la miosina permiten que las células de nuestro corazón se contraigan para bombear sangre a todas nuestras células. Los canales iónicos son otro tipo de proteínas que, en determinadas circunstancias, dejan pasar determinados iones con carga eléctrica (como el sodio o el calcio) a través de la membrana de las células, generando así corrientes eléctricas que permiten a las células comunicarse entre sí. Aunque todas las células de nuestro organismo poseen canales iónicos, es quizá en neuronas y células del corazón donde su presencia es más relevante, ya que el funcionamiento coordinado de decenas de canales iónicos permite transmitir información a largas distancias en las neuronas e iniciar y propagar la contracción en las células cardíacas.
Uno de los canales iónicos clave en la iniciación y transmisión de la información relativa a estímulos nociceptivos en las neuronas aferentes primarias es un canal de sodio dependiente de voltaje llamado Nav1.7 (codificado por el gen SCNA9), que al activarse permite el paso de iones de sodio dentro de la neurona, despolarizándola, transmitiendo así las señales en el sistema nervioso. Diferentes grupos de investigadores descubrieron que mutaciones presentes en el gen SCNA9 son responsables tanto de la insensibilidad congénita al dolor como de la eritromelalgia hereditaria. Lo que ocurre es que, en el primero de los casos, las mutaciones encontradas producen una forma truncada del canal Nav1.7 que no funciona y que por tanto no puede iniciar la propagación de la información nociceptiva. En el segundo, las mutaciones encontradas producen el efecto contrario, un canal Nav1.7 con una mayor sensibilidad, provocando que su umbral de activación sea más bajo de lo normal.
Uno se puede imaginar la sorpresa que supone descubrir que el mismo canal iónico es capaz tanto de anular como potenciar la sensación de dolor en estos pacientes, como si de un interruptor se tratara. Este descubrimiento también permite a los investigadores diseñar estrategias terapéuticas encaminadas a corregir estas patologías. En el caso de la eritromelalgia, la aplicación de un bloqueador específico de Nav1.7 (cosa que no siempre resulta tan sencilla como parece) podría revertir la continuada sensación de dolor en estos pacientes. Quizá más complejo sería el diseño de una terapia para corregir la insensibilidad congénita al dolor, ya que en este caso la solución sería o bien la reparación del gen dañado (aunque parezca sorprendente, ya existe la tecnología que lo permitiría), o bien expresar el gen de novo mediante la aplicación de terapia génica, empleando para ello un adenovirus que contuviera el gen SCNA9.
A modo de conclusión, podemos destacar lo importante que resulta el estudio de determinadas enfermedades para entender el funcionamiento a nivel molecular de determinados procesos fisiológicos; y, en última instancia, para intentar curar a las personas que sufren dichas patologías.
Glosario:
Neuronas aferentes primarias: son neuronas sensoriales situadas en el sistema nervioso periférico cuyos terminales sensoriales son capaces de codificar estímulos nocivos, así como las propiedades que definen a los mismos (intensidad térmica, dolor punzante, etc). Este tipo de neuronas envían información al sistema nervioso central, mientras que las neuronas eferentes mandan información en el sentido opuesto.
Nocicepción: el proceso por el cual el sistema nervioso codifica y procesa la información relativa a estímulos nocivos.
Canales iónicos: proteínas embebidas dentro de la membrana que contienen poros acuosos que al abrirse permiten el paso de determinados iones a favor de su gradiente de potencial electroquímico.
Despolarización: disminución del valor absoluto del potencial de membrana de una célula, que se suele situar en los -70mV en reposo. Esto indica que el interior de la membrana posee un menor número de cargas positivas o mayor número de cargas negativas (o una combinación de ambas).
Dr. Sergio Laínez Vicente, Investigador Postdoctoral Senior en la Universidad de Bristol. SRUK Delegación South West.
