Receptores de serotonina

La serotonina presenta una gran diversidad de efectos que son mediados por su unión a diversos receptores específicos de membrana. Tanto la serotonina como sus receptores están presentes en el sistema nervioso central y en el sistema nervioso periférico, así como en numerosos tejidos no neuronales del intestino, sistema cardiovascular y en células sanguíneas. Hasta el momento, se han identificado hasta siete miembros dentro de la familia de receptores de serotonina (5-HT1 a 5-HT7) y diversos subtipos incluidos en algunos de estos miembros. Ello ha conducido a la descripción y consideración de un total de hasta 14 tipos distintos (Hoyer y Martín, 1997). Estos receptores pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G, con la excepción del receptor 5-HT3 que actúa a través de los mecanismos de los canales iónicos. Los receptores acoplados a proteínas G (G-protein coupled receptor, GPCR) llevan a cabo el proceso de transducción de señal a través de proteínas G, proteínas heterotriméricas, que tienen unido un nucleótido de guanidina. Estos receptores son proteínas integrales de membrana que forman una de las familias más extensas de proteínas transductoras de señal, y se destacan por su participación en un gran número de procesos fisiológicos. Estas proteínas responden a una gran variedad de estímulos, incluyendo señales sensoriales, hormonas y neurotransmisores, y son las responsables en muchos casos del control de la actividad enzimática, de los canales iónicos y del transporte vesicular. Las proteínas G son una familia de proteínas acopladas a sistemas efectores que se unen a GDP/GTP. Poseen tres subunidades (α, β, γ) por lo que son denominadas también heterotriméricas. La estructura heterotrimérica mantiene un estado inactivo, y en el estado activo se libera la subunidad α. La subunidad α posee un sitio de unión para el nucleótido guanina y actividad GTPasa. Se han identificado varios tipos de subunidades α: la subunidad αs, que estimula la enzima adenilato ciclasa, que cataliza la síntesis del segundo mensajero AMPc; la subunidad αi que inhibe la enzima adenilato ciclasa; y por último la subunidad αo que se encuentra implicada en la regulación de canales iónicos. Además de las mencionadas, existe otro tipo de proteína G, denominada Gq, constituida por las subunidades αq, β, γ, que en estado activo es capaz de estimular la actividad de la enzima fosfolipasa C, que cataliza la hidrólisis del fostatidilinositol bifosfato (PIP2) a partir de la cual se generan productos como el el diacilglicérido (DAG) y el inositol 1,4,5 trifosfato (IP3), que indirectamente incrementa la disponibilidad de Ca2+ intracelular. A continuación se va a realizar una breve descripción de los distintos receptores de 5-HT. En la Tabla 1 se expone un resumen de los aspectos farmacológicos y estructurales de dichos receptores, extraído de la revisión de Hoyer y Martín (1997). –


5-HT1: Los receptores 5-HT1 comprenden cinco subtipos: 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5- ht1E, 5-ht1F. Estos receptores están acoplados a proteínas Gi/o que a su vez inhiben la enzima adenil ciclasa, disminuyendo así la producción de AMPc. El receptor 5-HT1 se encuentra en regiones límbicas y esta implicado en la ansiedad y control del estado afectivo (Lazemberger y cols. 2007; Sullivan y cols. 2005). Los receptores 5-HT1A son los primeros receptores de serotonina que fueron secuenciados (Albert y cols. 1990; Fujiwara y cols. 1990). El receptor 5-HT1A de rata, tiene un 89% de homología con el receptor humano. Estos receptores, se consideran los más importantes en la fisiopatología del síndrome serotoninérgico (SS). El síndrome serotoninérgico es una condición clínica asociada al uso de medicamentos agonistas de las serotonina, prescritos para el manejo de enfermedades psiquiátricas y no psiquiátricas como trastornos afectivos, ansiedad y dolor. Este síndrome se caracteriza por una excesiva estimulación de los receptores postsinápticos 5-HT1A, 5-HT2 y 5-HT3 a causa de la alta disponibilidad de serotonina, tanto a nivel central como periférico (Turkel y cols. 2001; Gillman, 2006). Los receptores 5-HT1A se localizan principalmente en los cuerpos neuronales. Dichos receptores presentan tanto localización presináptica como postsináptica. Ello les permite regular a nivel presináptico la liberación de serotonina, actuando como autoreceptores, y a nivel postsináptico ejercer una función primordialmente inhibitoria. La activación de los receptores 5-HT1A causa hiperpolarización neuronal, cuyo efecto está mediado a través de las proteínas G acopladas a canales de K+. En el tracto gastrointestinal, los receptores 5-HT1A han sido identificados en los plexos mientéricos. Los receptores 5-HT1A están implicados en numerosos efectos psicológicos y conductuales. Se han realizado estudios con ratones “knockout” (KO) para el receptor 5-HT1A, en los cuales aparecía un aumento de la ansiedad (Heisler y cols. 1998; Parks y cols. 1998). Por ello, los agonistas de los receptores 5-HT1A, como la buspirona o la gespirona, se están empleando para el tratamiento de la ansiedad y la depresión (Tunnicliff, 1991). Los receptores 5-HT1B parecen actuar como autorreceptores terminales (Roberts y cols. 1997) mientras que los y 5-HT1D parecen ser autorreceptores del rafe (Pineyro y cols. 1996). En cuanto a los receptores 5-ht1E y 5-ht1F, aunque se ha descrito la secuencia del ARNm y su localización y características farmacológicas, no se han encontrado evidencias que indiquen la función que realizan (Hoyer y Martin, 1997). –

5-HT2: El grupo de receptores 5-HT2 presenta tres subtipos diferentes: 5-HT2A, 5-HT2B y 5-HT2C. Se encuentran acoplados a proteínas Gq, produciendo un aumento en la hidrólisis del inositol fosfato y de la concentración intracelular del ión Ca2+. Están localizados a nivel postsináptico. El subtipo 5-HT2A ha sido el más estudiado y está relacionado con la vasoconstricción del músculo liso y agregación plaquetaria a nivel periférico (Hoyer y cols. 2002). Los receptores 5-HT2B también parecen mediar la relajación del endotelio vascular, y además han sido identificados en el músculo liso de intestino delgado humano donde producen la contracción del músculo longitudinal (Borman y Burleigh, 1995). –

5-HT3: Los receptores 5-HT3 pertenecen a la superfamilia de receptores con función de canales iónicos, similar a los receptores GABA (Boess y Martín, 1994). Los receptores 5-HT3 se localizan en el sistema nervioso central y en el tracto gastrointestinal. La serotonina, provoca diversos efectos mediante la activación del receptor 5-HT3, en el tracto gastrointestinal, especialmente en lo que se refiere a la motilidad, la secreción intestinal (De Ponti y Tonini, 2001) y la absorción intestinal (Salvador y cols. 1997). –

5-HT4: Los receptores 5-HT4 actúan mediante la vía de las proteínas Gs, estimulando la enzima adenilato ciclasa y por lo tanto, incrementando la síntesis y los niveles de AMPc. Los receptores 5-HT3 y 5-HT4, están relacionados básicamente con la función gastrointestinal: promueven el vómito y el vaciamiento gástrico al ser estimulados tanto central como periféricamente. La estimulación de los receptores 5-HT4 aumenta la liberación de ACh en el tracto gastrointestinal y potencia la transmisión sináptica (Pan y Galligan, 1994) estimulando la contractilidad del músculo liso (Clarke y cols. 1989). También se han propuesto diversos ligandos para los receptores de 5-HT4 que han mostrado ser de gran utilidad terapéutica en muchas enfermedades, incluyendo arritmias cardíacas (Kaumann y Sanders, 1994; Rahme y cols. 1999), enfermedades neurodegenerativas (Reynolds y cols. 1995) e incontinencia urinaria (Boyd y Rohan, 1994). –

5-HT5: Los receptores 5-HT5 son probablemente los menos estudiados de todos los receptores de serotonina. La primera secuencia de ADNc se obtuvo del cerebro de ratón mediante el uso de oligonucleótidos degenerados (Plassat y cols. 1992). Estos receptores comprenden dos subtipos: 5-HT5A y 5-HT5B. Hay pocos estudios realizados acerca de la respuesta fisiológica y el sitio específico de unión de los receptores 5-HT5. Se ha visto que en ratas, el receptor 5-HT5 inhibe la actividad de la enzima adenilato ciclasa, mediante el acoplamiento a proteínas Gi y Go (Francken y cols. 1998, 2000). –

5-HT6: El receptor 5-HT6 fue clonado a partir del ADNc de rata. El gen humano, también se ha clonado mostrando una homología en la secuencia del 89% con el equivalente de rata (Kohen y cols. 1996). El receptor 5-HT6 se expresa endógenamente en tejido neuronal, aunque en ratas y en humanos el ARNm del receptor se ha localizado en el cuerpo estriado, amígdalas, hipocampo y córtex. Sin embargo, no se ha detectado la presencia del receptor en órganos periféricos. El mecanismo de acción de este receptor, parece ser mediado por un aumento de los niveles intracelulares del AMPc, por lo que parece actuar a través de la vía de las proteínas Gs (Conner y Mansour, 1990). En cuanto a los estudios farmacológicos que se han realizado, se ha visto que los agentes antipsicóticos y antidepresivos tienen una alta afinidad y actúan como antagonistas de los receptores 5- HT6. –

5-HT7: En lo que se refiere al receptor 5-HT7, ha sido clonado en rata, ratón, cobaya y especie humana. Su mecanismo actúa mediante la vía de las proteínas Gs, aumentando los niveles de adenilato ciclasa, y por lo tanto la síntesis del AMPc (Bard y cols. 1993, Adham y cols. 1998). El receptor 5-HT7 activa las proteínas cinasas activadas por mitógenos, ERK, en cultivos neuronales primarios (Norum y cols. 2005). La distribución de los sitios de unión del receptor de 5-HT7 en el sistema límbico y en las regiones talamocorticales sugiere un posible papel de este receptor en la fisiopatología de los desórdenes afectivos. De hecho, los antidepresivos y los antipsicóticos como la clozapina, tienen una gran afinidad por el receptor 5-HT7 (Roth y cols. 1994). Diversos experimentos han demostrado que, después de un tratamiento crónico con antidepresivos, se observa una regulación a la baja (“down-regulation”) de los receptores 5-HT7 (Sleight y cols. 1995; Mullins y cols. 1999). El estudio de los receptores de 5-HT, y de su actividad fisiológica e implicación en patologías en los cuales está implicado el sistema serotoninérgico, presenta un gran interés y está produciendo resultados relevantes continuamente.

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Efectos antiinflamatorios no dependientes de opiodes de la electroacupuntura a baja frecuencia

Es conocida la analgesia opiode-dependiente de la electroacupuntura (EA) con una baja frecuencia de estimulación, así como la inhibición de la expresión de la proteína Fos en el cuerno dorsal espinal (CDE), esta proteína es el producto del gen c-fos, considerado uno de los genes de expresión temprana candidatos para acoplar la excitación neuronal a las modificaciones adaptativas a largo plazo de la transcripción (2,3). La expresión de proteína Fos se utiliza como marcador del incremento de la actividad neuronal en respuesta a la inflamación y a los estímulos nociceptivos.
En este estudio se abolió el dolor con anestesia general y se creó un modelo para estudiar los efectos de la EA sobre la inflamación (2), los resultados demuestran inequívocamente que la inhibición causada por la EA de baja frecuencia sobre el edema inducido por carragenina (CA) y sobre la expresión de proteína Fos no dependen del sistema opiode al estar bloqueado por un antagonista no selectivo como la naloxona (4), que tampoco impidió la inhibición de la actividad neuronal Fos inmunorreactiva (Fos-IR) en láminas superficiales del cuerno dorsal, observada a las cuatro horas que siguieron a la inyección ipsilateral de CA. El incremento en la actividad neuronal que sigue a la injuria o sensibilización central es responsable de la hiperalgesia y la inflamación neurogénica. Se reporta una correlación positiva entre la cuantía del edema y el número de neuronas Fos-IR en el cuerno dorsal (3), hecho que sostiene la existencia de una asociación estrecha entre la severidad de la inflamación periférica y la extensión de la activación neuronal; la interrogante sería si la inhibición de proteína Fos por la EA es secundaria a la reducción del edema o viceversa. Estudios electrofisiológicos, previos demostraron que la inhibición central directa opiode-dependiente de la transmisión nociceptiva por EA o por Neuroestimulación Eléctrica Transcutánea (TENS) en cuerno posterior, es supresora de c fos (2,3,5); en el presente estudio la misma se encuentra bloqueada, por lo que la posibilidad de que el efecto inhibidor sobre la expresión de proteína Fos, al menos en parte, sea secundario a la inhibición de la inflamación periférica, es de considerar.
La actividad del sistema opiode es un fenómeno bien documentado durante la acupuntura (3,4,6,7), pues sus efectos son atenuados por la administración sistémica y la microinyección intracerebral de antagonistas, también se ha encontrado un incremento de opiodes en el líquido cefalorraquídeo (LCR) de humanos que sigue a su aplicación. La localización adyacente de neuronas contenedoras de Fos y neuronas betaendorfínicas positivas en el lóbulo anterior de la hipófisis, también sugiere que esta es activada por la acupuntura para incrementar la liberación de opiodes; sin embargo se ha observado que los efectos de la acupuntura sobre pacientes con dolor crónico son resistentes a la naloxona; al parecer los opiodes solo contribuyen al efecto pasajero de la acupuntura, mientras que el control que esta ejerce sobre muchos dolores clínicos complejos es no opiode dependiente (2). La observación que hacen los autores sobre la falta de efectividad de la EA aplicada después de establecida la inflamación, y su importante actividad antiinflamatoria al aplicarla 45 minutos antes de la administración intraplantar (i.pl.) de CA; perfiló un importante efecto profiláctico de relevancia clínica, que limitaría su utilización terapéutica. Existen reportes interesantes de la inefectividad del TENS, que posee algunos mecanismos similares a la EA, para reducir la inflamación articular inducida por CA y Kaolín (8), así como la nota clínica interesante sobre la utilización con mayor frecuencia de la EA en el período preoperatorio para tratar el dolor, la náuseas y vómitos del postoperatorio que en el postoperatorio mismo (9).
Algunas características del modelo de edema plantar inducido por CA lo catalogan como excelente para la evaluación de drogas antiinflamatorias (10). Es un procedimiento de tamizaje, pues se suceden una serie de complejas reacciones que involucran a múltiples mediadores, entre ellos: histamina, serotonina, metabolitos del ácido araquidónico vía ciclooxigenasa (COX), citocinas, neuropéptidos. y además la producción de especies reactivas de oxígeno está bien establecida (11-13). Durante los primeros 60 minutos después de la inyección de CA, se inicia la fase no fagocítica, caracterizada por injuria citoplasmática de mastocitos y su degranulación, lesión citoplasmática y de organelos de las células endoteliales de los vasos sanguíneos, así como expresión de interleucina 1 (IL-1) que atrae fagocitos al sitio de irritación (10). Un elemento clave en esta fase temprana es el incremento de sustancia P (SP). Posteriormente y secundaria a la fase anterior comienza la fase fagocítica. Más específicamente según el mediador predominante, se describen cuatro fases: una fase inicial en la que se liberan histamina y serotonina, una segunda fase mediada por cininas, una tercera fase (alrededor de las cinco horas) en la cual la liberación prostaglandinas (PGs) es predominante y una cuarta fase vinculada con infiltración local de neutrófilos y activación de ellos (12-17). El hallazgo de que el pre-tratamiento con EA inhiba el edema, es sugestivo de que pueda inhibir algunas de estas reacciones de la fase no fagocítica como la degranulación de los mastocitos, la expresión de IL-1 y el incremento de SP (14,18,19). Existen reportes de disminución de SP en la periferia, CDE, núcleo trigeminal, así como la reducción de IL-Iß en tejido sinovial y células del Bazo (15) en modelos de artritis en los que se aplicó la EA.


Estudio paramétrico de la electroacupuntura en un modelo de hiperalgesia y expresión de proteína Fos espinal en ratas.

La relevancia de este experimento radica en la aplicación de un método electroacupuntural con el animal conciente, no restringido, sin anular el fenómeno doloroso para determinar el efecto antihiperalgésico y estudiar los parámetros ideales de estimulación (frecuencia de pulso, intensidad de corriente, duración del tratamiento, onda de pulso) en condiciones patológicas. Se realizó en un modelo de dolor inflamatorio persistente, inducido por adyuvante completo de Freund (CFA) unilateralmente en la pata trasera (20), condiciones que mimetizan el dolor crónico. Este estudio irrumpe dialécticamente sobre muchos criterios pre-establecidos en la neurobiología de la analgesia electroacupuntural, pues la mayoría de los experimentos anteriores que informaron sobre la parámetro-dependencia de esta, se realizaron en animales sanos, que no expresaban la sensibilización de los nociceptores periféricos y la hiperexcitabilidad del sistema nervioso central, responsables de la hiperalgesia y alodinea que observamos en nuestros pacientes. También los estudios se llevaron a cabo en animales restringidos e influenciados por la analgesia inducida por el estrés (SIA, por sus siglas en inglés) (21,22) o sedados, en condiciones que pudieron soportar intensidades de estímulo muy superiores a las que puede tolerar un animal conciente y estas terapias se realizan en el humano conciente. Evidentemente con este nuevo método, al extrapolar los resultados obtenidos en animales, a humanos con dolor patológico, de alta incidencia en nuestras clínicas (23), estaremos más cerca de la verdad.
Los autores probaron mediante la latencia de retirada de la pata (PWL, por sus siglas en inglés) ante una fuente de calor, que el efecto antihiperalgésico de la EA fue óptimo a 10 Hz/3 mA/0.1 ms/20 min por un período de observación de 7 días. Con esta frecuencia fue mucho más efectiva la acción inhibitoria a largo plazo, mientras que a 100 Hz es muy potente pero de corta duración; lo que es consistente con estudios en animales no injuriados en los que altas frecuencias (50-200 Hz) inducen una corta analgesia, mientras que bajas frecuencias (2-4 Hz) inducen analgesia prolongada. No obstante es de notar que la mayor extensión de la analgesia, en estos casos, no alcanzó una hora (24). La baja frecuencia típica de 2 Hz demostrada por otros investigadores en animales no injuriados, en este estudio no tuvo efecto antihiperalgésico, esta discrepancia puede explicarse por la utilización de un rango de intensidades entre 2-3 mA, máximo tolerado por el animal conciente injuriado con incremento de su sensibilidad dolorosa, que también explica mayor sensibilidad a la EA, mientras que otros autores trabajaron con intensidades muy altas de 20-30 mA, en animales no injuriados, restringidos y a veces anestesiados. También por el tipo de prueba aplicada, en este caso la PWL y en los anteriores la de retirada de la cola (TFL, por sus siglas en inglés). Algunos autores (25) describen la inefectividad de la PWL, para mostrar las variaciones del umbral nociceptivo ante una frecuencia de estímulo de 2-4 Hz, sucede lo contrario con el TFL, por la participación de varios circuitos neuronales que modulan de manera diferente en condiciones de baja frecuencia de EA.
Las discordancias entre la duración del efecto analgésico en este modelo de dolor inflamatorio, con respecto a animales no injuriados, sugieren que la EA puede activar el sistema nervioso central (SNC) o el sistema neuroendocrino de formas diferentes según las condiciones patológicas o de salud del animal. Este hecho es consistente con reportes sobre los efectos analgésicos de los agonistas mu (pi) y delta (6) opiodes, que son potenciados durante la inflamación persistente (26). La EA pudiera activar más extensamente al sistema inhibitorio endógeno y al eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal en modelos inflamatorios, que en animales no injuriados, esto explicaría los efectos terapéuticos prolongados de la acupuntura por días y meses (20). Los autores consideran que la antihiperalgesia inducida por baja y alta frecuencia de EA es mediada por el sistema espinal y supraespinal de opiodes, que puede inhibir la actividad de neuronas nociceptivas a través del incremento de opiodes espinales (2,4,6,24); también por la reducción de SP (2,18). Está bien establecido que la EA a baja frecuencia induce incremento de endorfinas y hormona adenocorticotrópica (ACTH) desde la hipófisis, aumento del nivel de glucocorticoides plasmáticos, los cuales suprimen la inflamación al deprimir la producción de mediadores pro-inflamatorios (citocinas) periféricamente en el sitio injuriado, lo que pudiera evitar la sensibilización de nociceptores (5,6,7).
En cuanto a la expresión de proteína Fos (20) describen una correlación paramétrica con los estudios funcionales, pues ambas frecuencias 10 Hz y 100 Hz, suprimen significativamente la expresión de esta en la mitad medial de las láminas I-II del cuerno posterior, a donde llegan las aferentes primarias nociceptivas desde sus terminaciones en la pata trasera. Además causan incremento de la expresión de esta proteína en láminas más profundas como la III-IV, donde las fibras gruesas mielinizadas Aoc y Aß terminan, lo que confirma que la EA inhibe y activa selectivamente subpoblaciones neuronales en el CDE (2,3,5,20). Esto sugiere que la EA pudiera activar estas fibras y su efecto antihiperalgésico dependería de la activación preponderante de las fibras gruesas mielinizadas sobre las finas no mielinizadas. Consecuentemente, los autores plantean la hipótesis de que la EA activaría neuronas espinales que transmitirían la señal acupuntural al cerebro y también estimularía al sistema inhibitorio endógeno, el cual pudiera inhibir la hiperalgesia y la expresión de proteína Fos en la parte medial de la Láminas I-II del cordón espinal (20). Ellos observaron además, que la EA aplicada durante 30 minutos, no tiene efecto sobre la expresión de Fos en la parte medial de las láminas superficiales, pero induce su expresión en la mitad lateral de estas láminas y en todas las regiones de las láminas III-IV, VII-IX y X. Otras investigaciones han establecido que ambos sistemas descendentes, el inhibidor y el facilitador, modulan la transmisión de los impulsos nociceptivos a nivel espinal (5-7,19,21,25). Los autores sugieren que el estímulo prolongado pudiera activar el sistema facilitador descendente atenuando la inhibición del dolor en este modelo de dolor inflamatorio (20).

Estudio paramétrico de la electroacupuntura en un modelo de hiperalgesia y expresión de proteína Fos espinal en ratas.

La relevancia de este experimento radica en la aplicación de un método electroacupuntural con el animal conciente, no restringido, sin anular el fenómeno doloroso para determinar el efecto antihiperalgésico y estudiar los parámetros ideales de estimulación (frecuencia de pulso, intensidad de corriente, duración del tratamiento, onda de pulso) en condiciones patológicas. Se realizó en un modelo de dolor inflamatorio persistente, inducido por adyuvante completo de Freund (CFA) unilateralmente en la pata trasera (20), condiciones que mimetizan el dolor crónico. Este estudio irrumpe dialécticamente sobre muchos criterios pre-establecidos en la neurobiología de la analgesia electroacupuntural, pues la mayoría de los experimentos anteriores que informaron sobre la parámetro-dependencia de esta, se realizaron en animales sanos, que no expresaban la sensibilización de los nociceptores periféricos y la hiperexcitabilidad del sistema nervioso central, responsables de la hiperalgesia y alodinea que observamos en nuestros pacientes. También los estudios se llevaron a cabo en animales restringidos e influenciados por la analgesia inducida por el estrés (SIA, por sus siglas en inglés) (21,22) o sedados, en condiciones que pudieron soportar intensidades de estímulo muy superiores a las que puede tolerar un animal conciente y estas terapias se realizan en el humano conciente. Evidentemente con este nuevo método, al extrapolar los resultados obtenidos en animales, a humanos con dolor patológico, de alta incidencia en nuestras clínicas (23), estaremos más cerca de la verdad.
Los autores probaron mediante la latencia de retirada de la pata (PWL, por sus siglas en inglés) ante una fuente de calor, que el efecto antihiperalgésico de la EA fue óptimo a 10 Hz/3 mA/0.1 ms/20 min por un período de observación de 7 días. Con esta frecuencia fue mucho más efectiva la acción inhibitoria a largo plazo, mientras que a 100 Hz es muy potente pero de corta duración; lo que es consistente con estudios en animales no injuriados en los que altas frecuencias (50-200 Hz) inducen una corta analgesia, mientras que bajas frecuencias (2-4 Hz) inducen analgesia prolongada. No obstante es de notar que la mayor extensión de la analgesia, en estos casos, no alcanzó una hora (24). La baja frecuencia típica de 2 Hz demostrada por otros investigadores en animales no injuriados, en este estudio no tuvo efecto antihiperalgésico, esta discrepancia puede explicarse por la utilización de un rango de intensidades entre 2-3 mA, máximo tolerado por el animal conciente injuriado con incremento de su sensibilidad dolorosa, que también explica mayor sensibilidad a la EA, mientras que otros autores trabajaron con intensidades muy altas de 20-30 mA, en animales no injuriados, restringidos y a veces anestesiados. También por el tipo de prueba aplicada, en este caso la PWL y en los anteriores la de retirada de la cola (TFL, por sus siglas en inglés). Algunos autores (25) describen la inefectividad de la PWL, para mostrar las variaciones del umbral nociceptivo ante una frecuencia de estímulo de 2-4 Hz, sucede lo contrario con el TFL, por la participación de varios circuitos neuronales que modulan de manera diferente en condiciones de baja frecuencia de EA.
Las discordancias entre la duración del efecto analgésico en este modelo de dolor inflamatorio, con respecto a animales no injuriados, sugieren que la EA puede activar el sistema nervioso central (SNC) o el sistema neuroendocrino de formas diferentes según las condiciones patológicas o de salud del animal. Este hecho es consistente con reportes sobre los efectos analgésicos de los agonistas mu (pi) y delta (6) opiodes, que son potenciados durante la inflamación persistente (26). La EA pudiera activar más extensamente al sistema inhibitorio endógeno y al eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal en modelos inflamatorios, que en animales no injuriados, esto explicaría los efectos terapéuticos prolongados de la acupuntura por días y meses (20). Los autores consideran que la antihiperalgesia inducida por baja y alta frecuencia de EA es mediada por el sistema espinal y supraespinal de opiodes, que puede inhibir la actividad de neuronas nociceptivas a través del incremento de opiodes espinales (2,4,6,24); también por la reducción de SP (2,18). Está bien establecido que la EA a baja frecuencia induce incremento de endorfinas y hormona adenocorticotrópica (ACTH) desde la hipófisis, aumento del nivel de glucocorticoides plasmáticos, los cuales suprimen la inflamación al deprimir la producción de mediadores pro-inflamatorios (citocinas) periféricamente en el sitio injuriado, lo que pudiera evitar la sensibilización de nociceptores (5,6,7).
En cuanto a la expresión de proteína Fos (20) describen una correlación paramétrica con los estudios funcionales, pues ambas frecuencias 10 Hz y 100 Hz, suprimen significativamente la expresión de esta en la mitad medial de las láminas I-II del cuerno posterior, a donde llegan las aferentes primarias nociceptivas desde sus terminaciones en la pata trasera. Además causan incremento de la expresión de esta proteína en láminas más profundas como la III-IV, donde las fibras gruesas mielinizadas Aoc y Aß terminan, lo que confirma que la EA inhibe y activa selectivamente subpoblaciones neuronales en el CDE (2,3,5,20). Esto sugiere que la EA pudiera activar estas fibras y su efecto antihiperalgésico dependería de la activación preponderante de las fibras gruesas mielinizadas sobre las finas no mielinizadas. Consecuentemente, los autores plantean la hipótesis de que la EA activaría neuronas espinales que transmitirían la señal acupuntural al cerebro y también estimularía al sistema inhibitorio endógeno, el cual pudiera inhibir la hiperalgesia y la expresión de proteína Fos en la parte medial de la Láminas I-II del cordón espinal (20). Ellos observaron además, que la EA aplicada durante 30 minutos, no tiene efecto sobre la expresión de Fos en la parte medial de las láminas superficiales, pero induce su expresión en la mitad lateral de estas láminas y en todas las regiones de las láminas III-IV, VII-IX y X. Otras investigaciones han establecido que ambos sistemas descendentes, el inhibidor y el facilitador, modulan la transmisión de los impulsos nociceptivos a nivel espinal (5-7,19,21,25). Los autores sugieren que el estímulo prolongado pudiera activar el sistema facilitador descendente atenuando la inhibición del dolor en este modelo de dolor inflamatorio (20)

Sinergismo de la electroacupuntura con los antagonistas de receptores excitatorios para inhibir la hiperalgesia inducida por carragenina y la expresión de proteína Fos espinal.

Los autores basaron sus estudios en hallazgos previos, que favorecían la importancia de los receptores de aminoácidos (aa) excitatorios como blancos para el tratamiento del dolor. Entre ellos, la inhibición de la respuesta bifásica inducida por formalina tras la administración de antagonistas NMDA y la supresión de la variabilidad de respuestas nociceptivas ante la injuria nerviosa y la inflamación periférica, causada por estos (41,42). En contraste el uso de antagonistas de receptores ácido2-amino-3hidroxi-5-metil-4-isoxazol-propiónico (AMPA) y kainato (KA) tenían resultados conflictivos (43), por lo que se propusieron estudiar comparativamente los efectos del antagonista NMDA (AP5) y el antagonista AMPA/KA (DNQX) en la hiperalgesia térmica inducida por CA y su repercusión en la expresión de Fos espinal en ratas (41). También determinaron un posible sinergismo en los efectos antinociceptivos de la EA con ambos antagonistas a dosis subanalgésicas. Ellos demostraron una potente reducción de la producción de las concentraciones de glutamato y aspartato en el CDE, tras el estímulo electroacupuntural a 2Hz, y pudieron establecer una relación entre la analgesia electroacupuntural y los receptores de aa excitatorios (41-43).
El AP5 suprimió de manera dosis dependiente la hiperalgesia térmica inducida por CA a dosis que no interferían las funciones motoras, también redujo de manera significativa la expresión de Fos en las láminas I-II y V-VI. Con el DNQX se logró el mismo resultado pero a dosis muy superiores. Desde 1992, otros estudiosos del tema propusieron una diferenciación funcional entre estos receptores en el procesamiento nociceptivo espinal (43).
En cuanto a la combinación con la EA, se observó un potente sinergismo al inhibir la hiperalgesia inducida por CA y la expresión de Fos espinal. Al parecer la EA responde a varios mecanismos biológicos, como el incremento de diferentes neuropéptidos en el SNC. Se ha reportado que el efecto analgésico de la EA en la rata es equivalente a una baja dosis de morfina de 3mg/kg (41). Hoy existen importantes evidencias a favor de que los aa excitatorios ejercen sus efectos farmacológicos por interacción con el sistema opiode, especialmente en la regulación de la nocicepción (41,42). El pre-tratamiento con antagonistas NMDA y AMPA/KA potencializa y prolonga la analgesia inducida por opiodes (42,43), también un antagonista del sitio de glicina, el 7-chlorokynurenato, incrementa el efecto de la morfina sobre la respuesta repetitiva a la estimulación de la fibras C en el cuerno posterior.
La máxima disminución de aa excitatorios se observó a los 30 minutos después de iniciada la EA, los valores se restablecieron al nivel basal a los 60 minutos después de cesar el estímulo y la preadministración de naloxona bloqueó completamente el efecto (41).
La combinación de la EA y los antagonistas actúa sobre los receptores presinápticos de opiodes y los postsinápticos de aa excitatorios. La actividad de los opiodes presinápticamente sobre las terminales de fibras C, reduce la liberación del neurotransmisor excitador y puede producir un sinergismo con la inhibición del antagonista sobre el receptor NMDA. Aunque el incremento en la producción de opiodes producida por al EA puede no ser alta en la médula espinal, también la activación de las vías centrales descendentes inhibitorias y la actividad de receptores opiodes supraespinales inducida por esta, puede contribuir al efecto sinérgico (44,45).
La relevancia clínica de la utilización de combinaciones de bajas dosis de antagonistas, muy neurotóxicos a dosis superiores, con la EA que solo induce una analgesia moderada, radica en su efectividad y en la reducción de los efectos indeseables (41). Una limitación de este estudio pudiera ser la restricción del animal durante el tiempo de estimulación que genera SIA (21,22). También las dificultades con un grupo control para la EA, totalmente carente de efectos analgésicos, en este caso se utilizó una forma de acupuntura simulada no invasiva, pero el acápite del grupo control constituye un conflicto para todas estas investigaciones (2,5,6,19-21,24,27,41).

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Papel de la vía del AMPc, de la proteína G y de las neurotrofinas en las acciones de los neurotransmisores

Durante la década de 1970 se llego a la conclusión de que no todas las acciones de las drogas psicotrópicas podían ser explicadas en términos de niveles de neurotransmisores y sus receptores: se empezó a dar más importancia al papel de los segundos mensajeros y las vías de transducción de señales intracelulares que mediaban las acciones de los neurotransmisores. La elucidación de esas vías han provisto un mejor entendimiento de la patofisiológias de las anormalidades neurológicas y conductuales. En el período comprendido entre 1976 y 1987 el tema se tornó más complejo: además de la regulación de los canales iónicos como parte de los efectos de los neurotransmisores, se demostró que todos los procesos que ocurren dentro de las neuronas son regulados por los mismos neurotransmisores a través de cascadas bioquímicas de mensajeros intracelulares, entre las que se encuentran las proteína de unión a GTP (proteínas G), los segundos mensajeros (AMPc, Ca2+ , óxido nítrico, fosfatidil inositol, ácido araquidónico) y las proteínas-kinasas y fosfatasas (proteínas que agregan o remueven grupo fosfatos de ditintas proteínas y alteran la respuesta biológica). Estas respuestas a los neurotransmisores varían en su duración y se pueden clasificar en: 1- Procesos rápidos (apertura o cierre de canales iónicos). 2- Procesos modulatorios de corto plazo (modulación del estado metabólico general de las neuronas, síntesis y liberación de neurotransmisores, funcionalidad de receptores). 3- Procesos modulatorios a largo plazo (regulación de la expresión génica) En el período comprendido entre 1987 y 1994, la complejidad del modelo siguió aumentando: se comprobó la participación de las neurotrofinas y sus receptores tirosinakinasa (a través de los cuales se producen sus efectos) en la neurotransmisión. Además, se encontró que preoteinas-kinasas citoplasmapáticas (ERKs y SRCs) están bajo control de señales extracelulares (como los neurotransmisores o las neurotrofinas) a través de procesos dependientes de segundos mensajeros. En la figura 3 se presenta un resumen esquemático de este complejo modelo (1,8). El alto grado de interacciones observado en esta figura sugiere que una perturbación primaria en una vía particular produce cambios en otras vías contribuyendo a muchas respuestas biológicas a partir de una perturbación inicial. Es decir que, aunque la mayoría de las drogas psicotrópicas interactuan inicialmente con distintas proteínas localizadas en el espacio extracelular de la sinapsis, sus acciones son producidas a través de las vías de mensajeros intracelulares que median las señales extracelulares. Papel de las cascadas de señalización de factores neurotróficos en las adaptaciones inducidas por drogas de abuso en el sistema dopaminérgico mesolímbico A principios de la década de 1990, los factores neurotróficos fueron estudiados ya que desempeñan un papel importante en el crecimiento y la diferenciación neuronal durante el desarrollo. Sin embargo, recién en los últimos años de esta década fue demostrado que los factores neurotróficos también estarían involucrados en la regulación de la transducción de señales en el cerebro adulto totalmente diferenciado así como en el mecanismo de adicción a drogas (3, 11, 15). En el VTA, el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) interactúa con su receptor TrkB que tiene la capacidad de autofosforilarce; este receptor activa una pequeña proteína G, Ras, que a su vez activa a una protrína-kinasa llamada Raf; esta proteína fosforila y activa otra proteína-kinasa, MEK, que fosforila y activa la protina–kinasa ERK.

Esta última produce muchos de los efectos de las neurotrofinas en la función celular, activando distintas proteínas; se supone que también activa otras proteínas-kinasas, como RSK, que fosforila al factor de transcripción CREB que puede alterar la expresión de muchas proteínas celulares, entre ellas la tirosina hidroxilasa (TH) (Figura 4). La exposición crónica a la cocaína induce la up-regulation de la actividad de TH, a través de la perturbación de otra vía, la del ERK. El tratamiento crónico con drogas de abuso al generar un aumento en los niveles de receptores a glutamato, activa la cascada del ERK en el VTA. Horger y colaboradores (1999) demostraron que una infusión de la neurotrofina BDNF directamente sobre el VTA previene y revierte la capacidad de la cocaína para aumentar la actividad de TH en el VTA y también previene la up-regulation del AMPc en el NAc .no ocurre lo mismo con el factor de crecimiento nervioso (NGF), ya que el VTA tiene bajos niveles del receptor específico de NGF (TrkA), pero altos niveles del receptor específico del BDNF, TrkB (3). A su vez, es necesario tener en cuenta que la infusión aguda de BDNF aumenta los niveles de ERK, mientras que la crónica los disminuye, lo cual sugiere que la activación persistente de ERK conduciría a una disminución compensatoria en la expresión de la cascada del ERK, retornándolo a sus niveles normales (9). Otros factores nuerotróficos, como al factor neurotrófico ciliar (CNTF) regulan la función celular a través de una cascada diferente: el CNTF se une a un receptor α que forma un complejo ternario con dos receptores β. Este complejo activado conduce, a su vez, a la activación de una tirosina-kinasa citoplasmática, janus-kinasa (JAK), que activa a la familia de factores de transcripción , STAT. Esta familia de proteínas media los factores del CNTF sobre la expresión génica. Estudios recientes (15) demostraron que la administración crónica de cocaína aumenta los niveles totales de JAK2 en el VTA, demostrando así otras acciones de las drogas de abuso sobre las vías de señalización , distintas de las cascadas de segundos mensajeros. Los déficits del neurodesarrollo, los disturbios en la migración celular y las desconexiones de estructuras neuronales y gliales son discutidos como posibles mecanismos patológicos de desordenes psiquiátricos. Los factores neurotróficos como el CNTF y el BDNF desempeñan un papel central en la regulación tanto del desarrollo neural como de la neuropatología (11). Además de sugerir que algunos de estos sitios serian blancos farmacológicos para el tratamiento de la adicción , estos hallazgos indican que varios de los efectos a largo plazo de las drogas de abuso en el sistema dopaminergico mesolímbico pueden ser llevados a cabo mediante la perturbación de las vías de señalización de factores neurotróficos.

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Mecanismos neurobiológicos de la nocicepción y antinocicepción

NEUROBIOLOGÍA
Estos disturbios sensoriales denominados neuroplasticidad neuronal, han sido estrechamente ligados a alteraciones en la función del SNC, de los ganglios de las raíces dorsales, y las astas posteriores de la médula espinal. Diversas evidencias sugieren que después de un estímulo nocivo, neuropéptidos de las fibras C participan en la sensibilización central entre otros: la sustancia P, la neurokinina A, somatostatina , péptido del gen relacionado con la calcitonina (PRGC) o Calcitonin gen Related Peptid (PRGC) y galanina el cuerno dorsal de la médula espinal. De igual forma los aminoácidos excitatorios participan en la neuroplasticidad inducida por daño en la médula espinal y en el tálamo, corroborándose por el hecho de que ante un estímulo nocivo se liberan cantidades de glutamato y aspartato en la médula espinal y por el contrario la administración de antagonistas de estos aminoácidos la inhiben. Entre los mecanismos centrales de la nocicepción está la interacción entre los neuropéptidos y los aminoácidos excitatorios (EAAs) localizados en las terminales de las neuronas aferentes primarias. La SP produce una respuesta prolongada de las neuronas del cuerno dorsal a la aplicación iontoforética de glutamato o de NMDA. El tratamiento combinado con SP y NMDA produce una mejoría evidente de las respuestas de las neuronas del cuerno dorsal ante la estimulación mecánica nociva o inclusive a la no-nociva. En tanto la SP, la NK-A o el PRGC mejoran la liberación de glutamato y aspartato desde el cuerno dorsal de la médula espinal, la SP produce una potenciación del glutamato y el NMDA. Los datos anteriores muestran que los neuropéptidos y EAAs pueden contribuir a la neuroplasticidad en el SNC afectando el comportamiento nociceptivo, sin embargo la manera de como se producen estos cambios aún no es totalmente dilucidada. Es posible que los neuropéptidos y los EAAs ocasionen alteraciones en la excitabilidad de la membrana por medio de interacciones con sistemas de segundos mensajeros y cinasas proteicas, o produzcan un incremento del calcio intracelular en las neuronas nociceptivas influyendo en la excitabilidad de la célula. Por su parte el glutamato y el aspartato estimulan flujo de calcio a través de canales operados por los receptores NMDA. La SP contribuye a la elevación del calcio intracelular movilizando su liberación desde los almacenes celulares.


NEUROPLASTICIDAD

Se sabe que el incremento de calcio dentro de la neurona genera cambios en la fosfolipasa C (FLC), activación de los receptores NK-1 por la SP y de los receptores EEA metabotrópicos por glutamato y aspartato, de igual forma estimula la hidrólisis de fosfolípidos (inositol) por activación de polifosfoinositósidos específicos (fosfokinasa C o PKC). La FLC es una enzima que cataliza la hidrólisis de polifosfatidilinositol en los mensajeros intracelulares inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol DAG. Recientemente se ha demostrado que la actividad de la PKC mejora la liberación basal y evocada de glutamato y aspartato, aumentando la probabilidad de apertura de los canales de Mg y por ende de los canales de los receptores NMDA. La entrada anormal de Ca intracelular y de la activación de la PKC incrementan la expresión de protooncogenes como el c-fos. Los productos proteicos de estos protooncogenes actúan como terceros mensajeros, los cuales están involucrados en el control transcripcional de genes que codifican diversos neuropéptidos, incluyendo a las encefalinas y a las takikininas. La estimulación nociva protagoniza la expresión de los protooncogenes y sus productos proteicos. Hunt fue el primero en demostrar que la proteína de c-fos producía fos expresado en las neuronas postsinápticas de los cuernos dorsales de la médula espinal. La expresión fos ha sido demostrada en el cuerno dorsal espinal de la rata en respuesta a diversos estímulos nocivos como la inyección de formalina o carragenina, la aplicación de cristales de urato o de sodio en sus articulaciones, y con la inyección de ácido acético en vísceras con la inducción de poliartritis con medio de Freund´s e inclusive en el dolor neuropático experimental. La estimulación nociva genera la expresión en la médula espinal de otros protooncogenes como el fos B, Jun, Jun B, Jun D, NGF1-A, NGF-1B y SRF. Fos en estructuras del SNC involucradas en la transmisión del dolor incluyendo a la sustancia gris periacueductal, tálamo, habénula y cortex somatosensorial. Se ha observado también que hay una estrecha correlación entre el comportamiento doloroso y el número de células que expresan Fos, sin embargo el pretratamiento con morfina produce una supresión dependiente de la dosis de la expresión de Fos. La proteína fos forma un heterodímero con Jun, los cuales se unen a AP-1 conformando elementos para formar un sitio de enlace DNA en la región promotora de su gen blanco, existe la evidencia que sugiere que c-fos participa en la regulación de RNAm codificando varios péptidos en la médula espinal de la rata. Cuando se induce una inflamación periférica del nervio trigémino por lesión o estimulación se produce un incremento en la expresión de RNAm que codifica a la dinorfina, a la encefalina, a la sustancia P y al PRGC en los ganglios de la raíz dorsal del núcleo caudal, de igual forma hay una fuerte evidencia que sugiere que los genes de la preprodinorfina y la preproencefalina son blancos para c-fos. Por esto, el incremento en la proteína Fos, cuyo pico aparece dos horas después de ocurrida la inflamación periférica, es seguido por un modesto incremento en la preproencefalina mRNA y un gran incremento en la preprodinorfina RNAm. Mientras el estímulo nocivo inducido incrementa la preprodinorfina RNAm, seguido por un incremento subsecuente en el péptido dinorfina. El incremento en la preproencefalina RNAm no produce un incremento medible del péptido encefalina. Se piensa que el c-fos está involucrado en el control transcripcional de los genes de la dinorfina y encefalina quienes producen disminución de los efectos antinociceptivos y pueden proveer un mecanismo mediante el cual la hiperalgesia y la plasticidad central son minimizadas. Por otra parte, mientras la dinorfina y otros opioides kappa son usados para producir efectos moderados antinociceptivos a nivel del cuerno dorsal de la médula espinal. La dinorfina en particular, produce campos receptivos expandidos y facilitación de las respuestas de aproximadamente un tercio de las células superficiales del cuerno dorsal, mientras que en otro tercio inhibición de las respuestas. Por lo que se ha sugerido que mientras que la dinorfina puede producir efectos excitatorios directos sobre las neuronas de proyección espinal, también puede producir inhibición por un mecanismo de retroalimentación negativo sobre las neuronas que contienen dinorfinas. Esto sugiere que la dinorfina puede tener efectos moduladores complejos en el desarrollo de la plasticidad central y la hiperalgesia mediante diversos mecanismos. Dada la complejidad de los mecanismos neurobiológicos de la nocicepción y de la antinocicepción se requiere de un amplio análisis de cada proceso en particular, lo que permitirá sin duda entender mejor el alivio del dolor antes, durante y después de la anestesia.

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Efecto de la capsaicina sobre la producción de TNF-α en células mononucleares

Capsicum annuum, es una planta que pertenece a la familia Solanacea, conocida comúnmente como “ají de trueno”, un tipo de pimiento que es frecuentemente usado en la preparación de comidas de uso común en la selva de Bagua, en la región nororiental del Perú, pero, además es usada tradicionalmente en fitoterapia en forma de loción de uso tópico. Uno de sus principales componentes es la capsaicina (8-metil-N-vanilil-6-nonenamida; C18H27NO3), sustancia que pertenece a la familia de los vaniloides1,2.

La capsaicina estimula los termoceptores y nociceptores polimodales como el receptor de neuronas sensoriales cutáneas (Vanilloid Receptor 1, VR1), incrementando la liberación masiva de neuropéptidos, incluyendo la sustancia P, responsable de la transmisión de señales de dolor1,3.

Por tanto, inicialmente la capsaicina causaría dolor; sin embargo, este síntoma tiende a disminuir con aplicaciones sucesivas, las que reducen drásticamente los neuropéptidos y la inflamación4-6. Asimismo, la capsaicina ha demostrado un efecto antiinflamatorio al disminuirla producción de moléculas pro inflamatorias como la ciclooxigenasa tipo 2 (COX-2), prostaglandina (PGE2), óxido nítrico sintetasa inducible (iNOS), también causa alteraciones en las concentraciones de IkB, molécula que está implicada en la transcripción mediada por NFκB en macrófagos peritoneales murinos estimulados con LPS7. Sin embargo, su acción sobre citokinas pro o antiinflamatorias no ha sido previamente evaluada.

En este estudio demostramos que el tratamiento de células mononucleares de sangre periférica de ratas (CMSP) con capsaicina presenta un efecto antiinflamatorio al disminuir la producción de TNF-α una citokina pro inflamatoria, la cual tiene un papel importante en los procesos inflamatorios agudos y crónicos.


Utilizando nuestro modelo in vitro, hemos observado el efecto de capsaicina, uno de los principales componentes del Capsicum annum un producto natural de uso tradicional. Algunas propiedades antiinflamatorias de capsaicina ya habían sido previamente evaluadas por Kim et al.7, quienes demostraron que la capsaicina a través de su acción sobre la vía del NF-kB evita la translocación de este factor de trascripción, con lo cual no es posible que se activen los genes que dan origen a moléculas pro inflamatorias como prostaglandinas, o enzimas con actividad pro inflamatoria como ciclooxigenasas, óxido nítrico sintetasa inducible, entre otras. Sin embargo, el efecto sobre la producción de TNF-α no ha sido previamente evaluado, lo cual es altamente probable que suceda, teniendo en cuenta que usa similares vías de activación que las anteriores moléculas. Una alternativa para el estudio de procesos inflamatorios crónicos es el uso de modelos in vitro e in vivo. Sandoval et al. usaron células RAW264.7 para estudiar in vitro la inhibición de la síntesis o liberación de TNF-α inducida por LPS de un producto natural (uña de gato)11.

El modelo en ratas MHC-susceptibles a la inducción de artritis por colágeno semeja características histológicas e inmunológicas propias de este proceso en el humano, como la formación de panus, erosión del cartílago e in- filtración celular y la elevada producción de citokinas y moléculas pro inflamatorias, respectivamente12,13.

Asimismo, Aguilar et al. usaron el modelo del edema plantar agudo con carragenina en ratones BALB/c para estudiar la actividad antiinflamatoria de extractos naturales14. Mediante el uso de LPS (un antígeno de origen bacteriano) hemos reproducido el elevado nivel de la citokina TNF-α característico de los procesos inflamatorios crónicos. Sería importante que estudios posteriores puedan demostrar el efecto antiinflamatorio de capsicum en estos modelos.

El tratamiento de los grupos control con el vehículo diluyente (etanol absoluto) nos permite concluir que no ejerce aumento en la producción de esta citokina por lo que resulta inocuo su uso como tal. Asimismo, es importante indicar que tanto la capsaicina a las con-centraciones mencionadas y su diluyente a un volumen que represente el 1% del volumen usado por pocillo de cultivo celular evitará los efectos tóxicos producidos por el etanol absoluto usado a mayor volumen.

Se estudió tres concentraciones de capsaicina (0,01μM; 0,1μM; 1μM) para evaluar su efecto sobre la producción de TNF-α en CMSP. Hemos encontrado que a la concentración de 1 μM se obtiene una disminución de 21,9% de la producción de TNF-α en CMSP estimuladas con LPS. Podría argumentarse que este efecto se deba a la acción de capsaicina sobre la vía del NF-KB; sin embargo, no se descarta su acción sobre otras vías que intervienen en la producción de esta citokina como Fosfatidilinositol 3-kinasa, Protein kinasa C, Mitogen-Activated Protein (MAP) kinase, ERK (Extracelular signal-Regulated Kinase), JNK (c-Jun N-terminal Kinase), p38, BMK1/ERK5.

Nuestro estudio evaluó concentraciones de capsaicina en un rango relativamente estrecho, por lo cual es necesario investigar que es lo que ocurre a mayores concentraciones, también es preciso descartar el hecho que a concentraciones mayores esta disminución se podría deber a algún efecto citotóxico del compuesto (capsaicina) y finalmente, además, sería importante trabajar con el extracto proveniente del Capsicum annum, según la medicina tradicional.


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Nuevas moléculas relacionadas con la nocicepción

La plasticidad neuronal, una característica esencial del sistema nervioso, es una “palabra murmurada” en la actual investigación del dolor. Las fluctuaciones en la expresión de los genes que reflejan cambios en las demandas funcionales sobre las neuronas individuales son un hecho cotidiano. En presencia de una inflamación periférica permanente, por ejemplo, la activación prolongada de las fibras C altera la pauta de transcripción génica en las células del ganglio de la raíz dorsal (GRD) y las neuronas del asta dorsal. Cuando se produce una lesión de los nervios periféricos, los cambios en la excitabilidad de las neuronas y los niveles de mRNA en las neuronas sensoriales crean las condiciones idóneas para que aparezca dolor crónico. Recientemente se han descubierto algunos mecanismos que contribuyen al aumento de la excitabilidad en el GRD.

Un ejemplo sorprendente es el de la capsaicina o receptor 1 vanilloide (VR1) que ha sido clonado y caracterizado (4). Curiosamente, los protones, cuya concentración aumenta en un entorno ácido (lo que ya se sabía que aumenta el efecto nocivo de la capsaicina), parecen ser ligandos endógenos de VR1 (5). Las marcadas similitudes funcionales entre la activación de VRl inducida por capsaicina y la inducida por calor indican que VR1 es el transductor fisiológico de los estímulos dolorosos producidos por el calor.

Las marcadas similitudes funcionales entre la activación de VR1 inducida por capsaicina y la inducida por calor indican que VR1 es el transductor fisiológico de los estímulos dolorosos producidos por el calor.

Recientemente se han descubierto unos canales sensibles a los protones, una familia de canales iónicos que se activan al aumentar la acidez del entorno (disminución del pH) (6,7). Estas proteínas, llamadas canales iónicos sensibles al ácido o ASICs, pueden dividirse en cinco subtipos, cada uno de ellos con unas características diferentes en términos de cinética de activación, dependencia del pH y especificidad tisular. Cuatro de esos subtipos se expresan en neuronas sensoriales de pequeño diámetro, convirtiéndoles en candidatos mediadores de la hiperalgesia en los tejidos inflamados y mal regados que se vuelven acidóticos.

Entre otras proteínas de los canales iónicos que se han clonado recientemente, el canal de sodio (Na+) resistente a tetrodotoxina (TTX) ha atraído la mayor atención por su localización en el sistema nervioso y su expresión únicamente después de alguna lesión neurológica (8,9). Este tipo de canal se encuentra principalmente en neuronas aferentes primarias desmielinizadas de pequeño diámetro. Los experimentos electrofisiológicos e inmunohistoquímicos realizados en ratones “bloqueados” (10) han sugerido que un canal Na+ resistente a TTX (llamado PN3 o específico de neuronas sensoriales, SNS), podría desempeñar un papel fundamental en los estados de dolor persistente, como dolor neuropático y dolor inflamatorio crónico.

Otra proteína de los canales iónicos que está implicada en la nocicepción es el receptor de la adenosinatrifosfato (ATP). Se sabe que el AT P d e s p o l a r i z a las neuronas sensoriales, y la liberación de AT P p o r parte del tejido dañado puede aumentar la activación de los nociceptores (11). Entre los diferentes miembros que componen la subfamilia de receptores del AT P llamada P2X se ha clonado y caracterizado el receptor P2X3 y se ha demostrado mediante hibridación in situ que se localiza en neuronas nociceptivas de pequeño tamaño. Considerando la localización anatómica de este canal y el efecto algésico del AT P, se ha sugerido que el canal P2X3 podría mediar la activación provocada por el AT P de pequeñas neuronas nociceptivas (l2).

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Interacción de los receptores dopaminérgicos D4 y opioides tipo μ en el estriado

Sistema Opioide Endógeno

El sistema opioide endógeno está constituido por péptidos y sus receptores que están ampliamente distribuidos por el sistema nervioso central y periférico de mamíferos. Además de su función antinociceptiva (inhibición de la respuesta ante un estímulo doloroso), participa en la regulación de funciones fisiológicas como la respiración o el estado de vigilia, funciones cardiovasculares y endocrinas, así como la capacidad de afrontar situaciones de estrés (Bodnar y Klein, 2005).

Opioides endógenos

Los péptidos opioides endógenos se originan a partir de precursores proteicos tras un proceso de maduración enzimática (Rossier, 1988). Así, la proopiomelacortina (POMC) da lugar a las α- y β-endorfinas (Nakanishi et al., 1979); la proencefalina (PENK) es el precursor de las [Met] y [Leu]- encefalinas (Noda et al., 1982); la prodinorfina (PDYN) es fuente de las dinorfinas A y B (Kakidani et al., 1982); y la pronociceptina deriva en nociceptina u orfanina FQ (Meunier, 1997; Reinscheid et al., 1995). Recientemente se han descrito otros péptidos opioides endógenos, las endomorfinas 1 y 2, cuyo precursor no ha sido determinado todavía (Monory et al., 2000; Zadina et al., 1997; Zadina et al., 1999). El marcaje inmunohistoquímico para dinorfina se localiza principalmente en la corteza, CPu, Acb, hipocampo (HPC), hipotálamo y SN (Weber et al., 1982), mientras que en el caso de encefalina, ésta se expresa en corteza, CPu, Acb, hipotálamo, HPC, amígdala, SN y locus coeruleus (LC) (Finley et al., 1981; McGinty, et al., 1982; Miller y Pickel, 1980; Nylander y Terenius, 1987; Stengaard-Pedersen y Larsson, 1981). Las endorfinas se localizan en áreas cerebrales como son tálamo, hipotálamo, HPC, CPu, Acb y SN (Stengaard-Pedersen y Larsson, 1981). Las endomorfinas se han detectado en corteza, CPu, Acb, VP, amígdala, tálamo, VTA y SN (Martin-Schild et al., 1999). Por último, la nociceptina se localiza en corteza, HPC, amígdala, tálamo, VTA, SN y LC (Neal et al., 1999; Nothacker et al., 1996; Schulz et al., 1996). 3.2.

Receptores opioides

Existen tres familias principales de receptores opioides: receptores μ (MOR) (Chen et al., 1993; Thompson et al., 1993, Wang et al., 1993), receptores κ (KOR) (Li et al., 1993; Yasuda et al., 1993) y receptores δ (DOR) (Evanset al., 1992; Kieffer et al., 1992; Yasuda et al., 1993). En la década pasada, se describió una cuarta familia de receptores opioides, los denominados receptores ORL1 (orphan opioid-like receptors) (Fukuda et al., 1994; Mollereau et al., 1994; Wick et al., 1994). Los péptidos opioides endógenos no se unen de forma exclusiva a un solo tipo de receptor, sino que se unen a varios de ellos con distinta afinidad. Como se muestra en la tabla 1, la β- endorfina y las endomorfinas 1 y 2 son los ligandos principales de los receptores MOR, a los que también se unen con menos afinidad las encefalinas. [Leu]- y [Met]- encefalinas son los ligandos por excelencia de los receptores DOR, aunque éstos también pueden unir β-endorfina. Los receptores KOR unen principalmente dinorfina (Gerrits et al., 2003; Monory et al., 2000; Raynor et al., 1994). La nociceptina es el ligando específico de los receptores ORL1 (Fukuda et al., 1994; Lachowicz et al., 1995; Mollereau et al., 1994; 1995; Reinscheid et al., 1995). Los receptores opioides pertenecen a la familia de receptores transmembrana acoplados a proteínas G, por lo que presentan 7 dominios transmembrana unidos entre si mediante lazos proteicos extra e intracelulares (Chen et al., 1993; Kieffer etal., 1992; Li et al., 1993) (Fig. 6). Todos los receptores clonados hasta ahora están acoplados a proteínas Gi/o (Aghajanian y Wang, 1986; Kurose et al., 1983), por lo que funcionalmente inhiben la actividad del enzima adenilato ciclasa (AC) y disminuyen así los niveles celulares de AMPc. La distribución de los distintos tipos de receptores opioides en el sistema nervioso central ha sido descrita mediante técnicas autorradiográgicas, inmunohistoquímicas e hibridación in situ. Así, los receptores MOR se localizan principalmente en corteza, CPu, Acb, HPC, tálamo, amígdala, VTA, SN, área gris periacueductal (PAG) y LC (Fig. 7). La expresión de los receptores DOR se localiza en corteza, Tu, CPu, Acb, HPC y amígdala (Fig. 7). Los receptores KOR se expresan con mayor abundancia en Tu, CPu, Acb, tálamo, hipotálamo, amígdala, PAG y LC (Fig. 7). Finalmente, el receptor ORL-1 se expresa principalmente en corteza, amígdala, HPC, hipotálamo y LC (Anton et al., 1996; Bunzow et al., 1994; Fukuda et al., 1994; Lachowicz et al., 1995; Meunier, 1997; Mollereau et al., 1994). Como se puede apreciar, los receptores opioides se distribuyen ampliamente en el sistema nervioso central y se coexpresan en varios núcleos cerebrales (Elde et al., 1995; George et al., 1994; Mansour et al., 1987, 1994a; Tempel et al., 1987). Receptor opioide μ Como se ha mencionado anteriormente, los receptores MOR se localizan, entre otras zonas, en regiones relacionadas con las vías dopaminérgicas nigroestriatal y mesolímbica. Este tipo de receptor opioide presenta, tanto en roedores (Arvidsson et al., 1995; Kaneko et al., 1995; Mansour et al., 1995; Svingos et al., 1996), como en monos (Daunais et al., 2001) y en humanos (Peckys y Landwehrmeyer, 1999), un patrón de distribución en mosaico en el CPu, localizándose principalmente en los estriosomas y en los márgenes dorsolaterales bajo el cuerpo calloso (Fig. 8). A lo largo de los eje rostro-caudal y dorso-ventral del CPu se distinguen gradientes de expresión. Tanto en roedores como en primates, los estriosomas que expresan mayores niveles de receptor MOR están localizados en las regiones más rostrales del núcleo. Sin embargo, en roedores MOR se expresa con mayor abundancia en la región dorsal, mientras que en primates esto ocurre en la región ventral. En cuanto a la localización celular, tanto en el CPu como en el Acb, este receptor se expresa en los dos tipos de neuronas de proyección (Wang et al., 1996), aunque preferentemente en las neuronas estriatonigrales (Guttenberg et al., 1996). Recientemente Jabourian y colaboradores (2005) han demostrado su presencia en interneuronas colinérgicas en los estriosomas. A nivel subcelular, MOR se localiza fundamentalmente en la membrana plasmática de perfiles dendríticos y espinas dendríticas de neuronas estriatales, aunque también se ha descrito su expresión en axones y en somas en el Acb (Arvidsson et al., 1995; Moriwaki et al., 1996). Las dendritas reciben proyecciones glutamatérgicas de la corteza prefrontal y dopaminérgicas de la sustancia negra (SN), lo que sugiere que los receptores MOR están involucrados en la modulación postsináptica de la neurotransmisión corticoestrial y nigroestriatal y la regulación de la respuesta de las neuronas estriatales ante estos estímulos (Wang y Pickel, 1998). En la SN, tanto en roedores como en humanos, se ha descrito la localización de este receptor tanto en la región compacta como en la reticular (Mansour et al., 1987, 1995; Peckys y Landwehrmeyer, 1999; Sharif y Hughes, 1989; Tempel y Zukin, 1987), principalmente en varicosidades axónicas y en dendritas. El marcaje inmunohistoquímico es más denso en la SNC que en la SNR (Mansour et al., 1995; Peckys y Landwehrmeyer, 1999). A los receptores MOR se les ha asignado un papel fundamental en la regulación de la analgesia, en la toma de alimentos y en respuestas a situaciones de estrés emocional (Akil et al., 1984; Han et al., 2006; Matthes et al., 1996; Ribeiro et al., 2005; Vaught et al., 1982; Ward y Simansky, 2006), así como en la aparición de los fenómenos de recompensa por el consumo de morfina y de los síntomas asociados al síndrome de abstinencia a opiáceos (Matthes et al., 1996).

Sistema Dopaminérgico
La dopamina es un neurotransmisor que pertenece a la familia de las catecolaminas y está implicada en el control de una gran variedad de funciones, como son la actividad motora, las emociones y motivaciones, la toma de alimentos y la regulación endocrina (Meck, 2006). En la región mesencefálica del sistema nervioso central se localizan las áreas que sintetizan y liberan dopamina: SN y VTA. Las proyecciones neuronales ascendentes que parten de estas áreas dan lugar a cuatro vías dopaminérgicas principales: vía nigroestriatal, vía mesolímbica, vía mesocortical y vía mesotalámica. Las dos primeras son las de mayor importancia e interés en nuestro estudio (Fig. 9). Las neuronas que constituyen el origen de la vía nigroestriatal envían sus proyecciones desde SNC hacia CPu, Acb y LGP. En la vía mesolímbica, las neuronas dopaminérgicas de VTA proyectan sus axones hacia Acb y Tu. Las neuronas del VTA también envían sus axones hacia corteza, amígdala e HPC formando la vía mesocortical. La vía mesotalámica está constituida por las proyecciones de neuronas del VTA que llegan a la habénula lateral (LHb), núcleo localizado en el tálamo dorsal (Fuxe et al., 1985) (Fig. 9). 4.1.


Receptores dopaminérgicos

La dopamina ejerce su acción a través de cinco subtipos de receptores que se clasifican en dos familias atendiendo a sus características farmacológicas, estructurales y mecanismos de transducción de la señal. La familia de receptores dopaminérgicos D1 incluye a los subtipos D1 y D5, y la familia D2 está formada por los subtipos D2, D3 y D4 (Missale et al., 1998; Seeman y Van Tol, 1994). Todos los receptores dopaminérgicos son receptores acoplados a proteína G (Fig.10) que presentan 7 dominios transmembrana unidos mediante lazos proteícos extra e intracelulares. Entre ambas familias de receptores existen diferencias estructurales que determinan su unión a las proteínas Gs o Gi/o, entre las que destacan la longitud del tercer lazo proteico intracelular, que es mayor en los receptores de la familia D1, y la longitud del extremo carboxi-terminal, que es mayor en los subtipos de la familia D2. Los distintos subtipos presentan diferencias en su perfil farmacológico ya que tienen distinta afinidad por la dopamina y por diversas sustancias agonistas y antagonistas (tabla 2). Los subtipos D3 y D4 presentan la afinidad más alta por la dopamina y el receptor D1 la menor (Missale et al., 1998). Respecto a los mecanismos de transducción de señales que poseen, los receptores de la familia D1 son capaces de activar la proteína AC mediante la acción de la proteína Gs, mientras que los receptores de la familia D2 la inhiben o no tienen ninguna acción sobre ella por su unión a la proteína Gi/o (Kebabian y Calne, 1979; Missale et al., 1998). Los estudios realizados sobre la localización de estos receptores en el sistema nervioso central reflejan una distribución diferencial de cada uno de los subtipos, lo cual sugiere que cada receptor podría estar involucrado en la modulación de distintas funciones (tabla 3). Los subtipos D1 y D2 son los receptores que se expresan con mayor abundancia en el estriado, pero también se han detectado en corteza, Tu, HPC, SN y VTA (Aiso et al., 1987; Charuchinda et al., 1987; Dubois et al., 1986; Levey et al., 1993; Weiner et al., 1991; Yung et al., 1995). En el estriado presentan una distribución diferencial, ya que las neuronas de proyección estriatonigrales expresan mayoritariamente el subtipo D1 y las estriatopalidales el receptor D2 (Gerfen et al., 1990; Harrison et al., 1990; Meador-Woodruff et al., 1991). El receptor D3 se localiza principalmente en áreas mesolímbicas como son Acb, Tu, islas de Calleja, cerebelo e hipotálamo (Bouthenet et al., 1991; Diaz et al., 1995; Khan et al., 1998). El receptor dopaminérgico D4 se expresa con abundancia en la corteza, HPC y amígdala (Ariano et al., 1997a; Berger et al., 2001; Defagot et al., 1997a,b, 2000; Wedzony et al., 2000), y también en el estriado (Khan et al., 1998; Rivera et al., 2002a). El subtipo D5 se localiza principalmente en corteza, tálamo e HPC (Ariano et al., 1997b; Ciliax et al., 2000; Khan et al., 2000; Rivera et al., 2002b). Receptor dopaminérgico D4 La expresión del receptor D4 en el estriado ha sido motivo de controversia en la última década debido a la falta de coincidencia en la detección de su ARN mensajero (ARNm) y de la proteína, ya que los niveles de expresión del ARNm son muy bajos (Matsumoto et al., 1995, 1996; Meador-Woodruff et al., 1997; Suzuki et al., 1995) mientras que la proteína es abundante (Ariano et al., 1997a; Berger et al., 2001; Defagot et al., 1997a,b, 2000; Lanau et al., 1997; Maugeret al., 1998; Tarazi et al., 1997, 1998). El desarrollo de un anticuerpo específico para este receptor en nuestro laboratorio (Khan et al., 1998) ha permitido demostrar que el receptor D4 presenta en el estriado una distribución heterogénea, en oposición a la distribución homogénea descrita por otros autores (Ariano et al., 1997a; Defagot et al., 1997b), siendo su expresión más abundante en el compartimento estriosomal que en la matriz y en los niveles caudales del núcleo que en los rostrales (Rivera et al., 2002a) (Fig. 11). En el CPu, este receptor se localiza principalmente en somas, dendritas y espinas dendríticas de neuronas de proyección estriatopalidales y estriatonigrales, pero no en interneuronas, aunque también se localizó en axones y terminales axónicos (Rivera et al., 2003). Svingos y colaboradores (2000) describieron que en la región del shell del Acb el receptor D4 se expresa principalmente en axones y terminales axónicos, aunque también, pero en menor medida, en dendritas y espinas dendríticas. Se ha sugerido que estos axones y terminales axónicos D4 positivos pertenecen a terminales aferentes excitatorios de neuronas glutamatérgicas corticales (Berger et al., 2001; Tarazi et al., 1998). En la SN, se ha descrito que este subtipo de receptor dopaminérgico se expresa tanto en la SNC como en la SNR (Defagot et al., 1997a,b; Rivera et al., 2003, Mrzljak et al., 1996). En la SNR los receptores D4 se localizan en terminales axónicos de neuronas GABAérgicas que provienen del CPu (Rivera et al., 2003, Mrzljak et al., 1996), mientras que en la SNC se expresan en somas, aunque aún no se ha determinado a qué tipo neuronal pertenecen (Defagot et al., 1997b). Aunque en los últimos años han aparecido nuevos agonistas y antagonistas específicos para el receptor D4, las funciones neuronales mediadas por estos receptores permanecen aún sin determinar. A pesar de esto, diversos trabajos han implicado a estos receptores dopaminérgicos en la generación de diversos desórdenes y enfermedades como el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (ADHD; attentiondeficit/ hyperactivity disorder) (Avale et al., 2004; Biederman y Spencer, 1999; Tarazi et al., 2004), así como en el desarrollo de la adicción a distintas sustancias de abuso (Rubinstein et al., 1997), entre ellas los opiáceos (Kotler et al., 1997). También se ha sugerido que este receptor juega un papel importante en la aparición de comportamientos exploratorios en situaciones de novedad (novelty seeking) y en procesos cognitivos como la memoria a muy corto plazo (working memory) (Dulawa et al., 1999; Ebstein et al., 1996, 2000; Falzone et al., 2002; Oak et al., 2000; Powellet al., 2003; Zhang et al., 2004).

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Relación del efecto analgésico de fentanilo agudo con la regulación a la alta de los receptores 5-HT1A cerebrales en la rata

Los agonistas 5-HT1A presentan efecto analgésico. El efecto analgésico de los agonistas µ puede ser bloqueado por antagonistas selectivos 5-HT1A. Para determinar el mecanismo de producción del sinergismo observado entre los receptores µ y serotoninérgico 5-HT1A en relación con su efecto antinociceptivo, determinamos el efecto analgésico de fentanilo tras estímulo nociceptivo de tipo térmico y mecánico en la rata relacionándolo con la afinidad y la densidad máxima de los receptores 5-HT1A de trece áreas cerebrales mediante técnicas de autorradiografía. Fentanilo presentó un efecto analgésico dosis y tiempo dependiente ante los dos estímulos nociceptivos. Paralelamente a la aparición del efecto analgésico, fentanilo originó una regulación a la alta de los receptores 5-HT1A al incrementar de forma dosis-dependiente su densidad sin modificar su afinidad. La dosis mayor de fentanilo (12,8 µg.kg-1) originó un incremento de la densidad de los receptores 5-HT1A estadísticamente significativo y que se correlacionó de forma positiva con su efecto analgésico en las áreas terminales corticales fronto-parietal externa (+64%), interna (+69%) y piriforme (+113%), las regiones del hipocampo CA1 (+111%) y DGm (+60%), los núcleos amigdalinos PMCo (+101%) y AHiAL (+91%) y el hipotálamo (+127%). El efecto analgésico de fentanilo en tratamiento agudo se explicaría, al menos, por dos mecanismos. Su capacidad de estimular la neurotransmisión opiácea actuando directamente sobre los receptores opiáceos µ. Y porque, al incrementar los niveles de 5-HT a nivel central y al regular a la alta los receptores 5-HT1A de zonas cerebrales terminales, se facilitaría la estimulación de estos receptores. Dado que los receptores 5-HT1A postsinápticos actúan como heteroreceptores de efecto inhibidor sobre neuronas no serotoninérgicas originando una hiperpolarización neuronal, fentanilo, al facilitar el estímulo de estos receptores originaría una inhibición de la actividad neuronal en todas estas áreas terminales impidiendo la transmisión del estímulo nociceptivo. Esto explicaría la disminución del efecto analgésico de los agonistas opiáceos µ que originan los antagonistas selectivos 5-HT1A y el mayor efecto analgésico observado al coadministrar agonistas m y fármacos capaces de incrementar los niveles de 5-HT como los ISRS. Se necesitan estudios posteriores que determinen con exactitud el mecanismo por el que el estímulo de los receptores µ origina la regulación a la alta de los receptores 5-HT1A postsinápticos y el papel de cada una de las áreas cerebrales en la percepción del estímulo nociceptivo.

El principal resultado obtenido en este estudio es que fentanilo mostró su efecto analgésico asociado a un incremento dosis-dependiente de la densidad máxima de los receptores 5-HT1A (regulación a la alta) sin originar modificaciones en la KD de estos receptores que supongan cambios funcionalmente destacables en su afinidad (Tablas I y II y Fig. 4). Esta regulación a la alta se correlacionó positivamente con el efecto analgésico del fármaco en las tres áreas corticales estudiadas, en las áreas mediales de hipocampo (CA1 y DGm), en los principales núcleos amigdalinos (PMCo y AHiAL) y en el tálamo. El tratamiento agudo con fentanilo favorece por tanto la neurotransmisión 5-HT1A originando un posible efecto sinérgico en relación con la producción de analgesia a nivel central mediado por los receptores m y 5-HT1A. Ambos receptores junto al efecto analgésico, presentan una amplia co-localización tanto en cerebro humano como de rata, especialmente en las regiones corticales y límbicas, y comparten sistemas biológicos acoplados (7,18).

La literatura recoge que parte del efecto analgésico de los opiáceos es realizado a través de la activación de neuronas serotoninérgicas (19-22). En este sentido la administración de agonistas opiáceos µ como morfina, incrementa la síntesis, la mayor liberación y producción de metabolitos de 5-HT (23,24). Esta estimulación del turn-over de 5-HT incrementa los niveles de 5-HT en diferentes áreas del sistema nervioso central originando analgesia (18). Igualmente se ha observado que la co-administración de ISRS con agonistas opiáceos potencia el efecto analgésico de estos últimos a nivel experimental (25) y clínico (26). Este sinergismo puede originar también reacciones adversas. Este es el caso, tanto clínico como experimental, del síndrome serotoninérgico originado por la asociación de IMAOs y meperidina que aparece debido al efecto inhibidor de la recaptación de 5-HT de meperidina en presencia de un inhibidor de su metabolización. El incremento de los niveles de serotonina cerebrales originado por ambos induce la sintomatología que aparece mediada, entre otros, por receptores 5-HT1A postsinápticos (27,28).

En sentido inverso, como se mencionó anteriormente, la inyección intratecal de 5-HT origina analgesia mediada por receptores m (1), y se ha comprobado también que la depleción experimental de 5-HT con paraclorofenilalanina a nivel central disminuye el efecto analgésico de morfina (29,30).

Ni la literatura, ni trabajos previos in vitro de nuestro grupo aportan en ningún caso la existencia de capacidad de unión de fentanilo a los receptores 5-HT1A por lo que se puede descartar un efecto directo del fármaco sobre el receptor.

Para explicar este efecto sinérgico se pueden sugerir varias posibilidades considerando la posible localización de los receptores 5-HT1A a nivel pre y postsináptico dado que sus características y funciones son diferentes. A nivel presináptico, la principal localización de los receptores 5-HT1A es en los núcleos del rafe, actuando como autorreceptores somatodendríticos inhibitorios de neuronas serotoninérgicas. La estimulación de estos receptores disminuye la concentración de 5-HT en zonas terminales cerebrales de proyección (31), mientras que la administración de antagonistas selectivos como WAY 100635, facilita la función de estas células e incrementa los niveles de 5-HT en zonas terminales (28,32). Los receptores 5-HT1A se pueden también localizar a nivel presináptico en otras áreas cerebrales, entre ellas la sustancia gris periacueductal, en la que estos receptores se comportan como heterorreceptores al localizarse en interneuronas GABAérgicas. A nivel postsináptico, los receptores 5-HT1A se localizan en neuronas no serotoninérgicas en las que actúan como heterorreceptores de efecto inhibidor. Por este motivo el incremento de los niveles de 5-HT o los agonistas como el 8-OH-DPAT producen inhibición de la actividad neuronal en todas estas áreas terminales hipocampo, córtex y otras regiones cerebrales cuando se administran mediante iontoforesis in vivo, resultando en una hiperpolarización neuronal. Este efecto inhibitorio es bloqueado por la administración de antagonistas del receptor 5-HT1A, no selectivos, como el agonista parcial buspirona, y selectivos, como WAY 100635 (28). La corteza, el hipocampo, la amígdala y el hipotálamo se consideran áreas terminales o de proyección de las neuronas serotoninérgicas del rafe.

Si el sinergismo entre los receptores m y 5-HT1A ocurriera a nivel pre-sináptico se podría originar una disminución de la función interneuronas gabaérgicas localizadas en la sustancia gris periacueductal. Estas neuronas proyectan sus axones hasta neuronas espinales secretoras de sustancia P y glutamato disminuyendo la producción-liberación de ambos neuro-transmisores de efecto pro-nociceptivo (33). En condiciones basales, estas neuronas se encuentran inhibidas por el GABA por lo que la liberación de sustancia P y glutamato se produce en función de la existencia o no de estimulación nociceptiva. La estimulación de cualquiera de estos receptores 5-HT1A y/o µ que funcionan como autorreceptores presinápticos en estas interneuronas, inhibiría la liberación de GABA a nivel de las neuronas de la sustancia gris periacueductal (34,35) quedando estas neuronas des-inhibidas. Su control inhibitorio sobre las neuronas glutamérgicas y productoras de sustancia P se incrementaría entonces originando una disminución de la producción de glutamato y de sustancia P, lo que produciría analgesia (7). A nivel presináptico, ambos receptores están acoplados a canales de potasio a través de proteínas G sensibles a toxina pertusi. La estimulación de estos receptores abriría los canales originando una inhibición por hiperpolarización neuronal, en cualquier localización (36-39). Los agonistas de estos receptores disminuirían la función neuronal y su capacidad de transmitir información. Este podría ser también el punto común sobre el que se podría producir la interacción positiva. En ambos casos, si como se ha demostrado los agonistas opiáceos originan un incremento del recambio de serotonina (23,24), cabría la posibilidad de que junto al efecto estimulador opiáceo de los receptores m, la propia serotonina endógena sintetizada y liberada en exceso por efecto de los agonistas opiáceos estimulara a los receptores 5-HT1A incrementando bien la acción inhibitoria a nivel GABAérgico bien la acción hiperpolarizante. Si unimos a este efecto el incremento de los niveles de 5-HT originado por inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina, se podría explicar el efecto sinérgico de ambos tipos de fármacos observado tanto a nivel experimental (25) como clínico (26). Otros estudios, sin embargo, muestran relaciones opuestas entre estos receptores a nivel presináptico. En este sentido se ha comprobado que la asociación de tramadol, opiáceo agonista m e inhibidor de la recaptación de serotonina y de otras monoaminas, a pindolol, antagonista adrenérgico B1 y 5-HT1A/1B, origina una potenciación del efecto analgésico de tramadol. Por el contrario, la asociación del agonista selectivo 5-HT1A 8OH-DPAT a tramadol disminuye su efecto analgésico (40). Esto nos indica que el bloqueo pre-sináptico 5-HT1A facilita la producción de analgesia, mientras que el estímulo de estos receptores disminuiría el efecto analgésico de agonistas opiáceos µ.

Considerando la localización post-sináptica de los receptores µ y 5-HT1A, la regulación a la alta de los receptores 5-HT1A en áreas cerebrales directamente relacionadas con la percepción del dolor y con la transmisión del estímulo nociceptivo, originada por el tratamiento agudo con el agonista opiáceo fentanilo, observada en este estudio, permite contemplar otro mecanismo de acción capaz de explicar la existencia de este sinergismo. La literatura recoge que la estimulación de los receptores 5-HT1A presenta efecto analgésico a nivel central (9,41). Podríamos explicar que parte del efecto analgésico de los opiáceos se realice a través del sistema serotoninérgico, primero, por el incremento de los niveles de 5-HT que origina. Y, segundo, incrementando la densidad de los receptores 5-HT1A, que al realizar un efecto heterorreceptor inhibitorio de otros sistemas neuronales, podrían inhibir el proceso de transmisión del estímulo nociceptivo originando el efecto analgésico a nivel central.

Este efecto nos permite explicar también estudios experimentales que describen como antagonistas 5-HT1A, que no muestran afinidad por los receptores opiáceos m, pueden disminuir el efecto analgésico de morfina y de otros agonistas µ (2). En este caso, el bloqueo de los receptores 5-HT1A impediría de un lado la acción de la serotonina y de otro, la realización del control inhibitorio de neuronas no serotoninérgicas.

Igualmente, este efecto de fentanilo nos permitiría explicar también la potenciación del efecto analgésico presentado por la asociación de opiáceos con los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina al unirse al efecto analgésico de ambos fármacos por separado, el mayor efecto de la serotonina endógena no recaptada actuando sobre una mayor cantidad de receptores 5-HT1A post-sinápticos.

Debería considerarse también una posible participación de los receptores 5-HT1A en la aparición de tolerancia y de adicción a agonistas opiáceos m. En relación con el papel de serotonina en la aparición de adicción y de tolerancia a opiáceos, se ha demostrado que niveles altos de 5-HT parecen acelerar el desarrollo de tolerancia tras tratamientos con opiáceos, mientras que los niveles reducidos tendrían un efecto contrapuesto (42).

Como anteriormente se apuntó, los agonistas opiáceos, y de ellos morfina sobre todo, incrementan los niveles de 5-HT al facilitar su turn-over (23,24). Se ha comprobado que el tratamiento agudo con morfina origina de forma dosis-dependiente un incremento de los niveles de 5-hidroxitriptófano en hipocampo (+17-25%), córtex (+24-36%), hipotálamo (+14-25%) y estriado (+22-35%), una disminución generalizada de los niveles de 5-HT en todas las áreas cerebrales y un incremento de los niveles de 5-HIAA. Estas modificaciones se podrían deber al efecto de morfina que al incrementar la liberación de 5-HT facilitaría su metabolización (43). En este mismo trabajo se recoge como la administración de 8OH-DPAT en dosis baja y capaz de actuar preferentemente a nivel de los receptores presinápticos del rafe disminuye la síntesis de hidroxitriptófano y de 5-HIAA en todas la áreas estudiadas en los animales dependientes de morfina y con síndrome de abstinencia, revirtiendo el efecto de morfina, mientras que en animales no dependientes a morfina carece de efecto (43). Se ha comprobado que los receptores 5-HT1A presinápticos de las neuronas del núcleo dorsal de rafe realizan un control inhibitorio de la actividad de la enzima triptófano hidroxilasa, responsable directo de la síntesis de 5-hidroxitriptófano, y, a través de él, del inicio de la síntesis de serotonina (44,45). Como tras el tratamiento agudo se observa un incremento de los niveles de 5-hidroxitriptófano, cabe suponer que estos receptores no están realizando su efecto inhibitorio del sistema enzimático. Dado que la administración de 8OH-DPAT revierte este efecto, es de suponer que la falta de función de estos receptores se debe a una falta de estímulo de estos receptores por serotonina debido a una disminución de los niveles del neurotransmisor a este nivel. Los receptores, ante esta falta del neurotransmisor endógeno desarrollan un estado de incremento de su sensibilidad que se demuestra por el rápido efecto de 8OH-DPAT revirtiendo los cambios originados por morfina. Pero ni este trabajo ni otras referencias de la literatura aportan datos sobre la función de los receptores del rafe.

La literatura refiere la existencia de una regulación a la baja en los receptores 5-HT1A en hipotálamo de ratas con síndrome de abstinencia por morfina que, sin embargo, no presentaban cambios en otras áreas como hipocampo, amígdala, núcleo estriado, cerebro anterior y núcleos del puente (46). Esto podría hacernos suponer que en condiciones de tolerancia-dependencia o no habría modificaciones de los receptores 5-HT1A en zonas terminales o se podría producir una regulación a la alta de estos receptores. Pero no hemos encontrado antecedentes en la literatura que corroboren, maticen o invaliden esta afirmación. Igualmente se desconoce si el desarrollo de tolerancia-adicción a fentanilo se desarrolla en estas mismas condiciones, dada su más corta vida media en relación con morfina. No hay referencias en la literatura que describan modificaciones de los receptores 5-HT1A en áreas cerebrales específicas en relación con la dependencia a opiáceos y concretamente a fentanilo. Desconocemos igualmente, los niveles de 5-hidroxitriptófano, de 5-HT y de 5-HIAA en los animales tratados de forma aguda en este trabajo. Igualmente carecemos de datos sobre las características de los receptores 5-HT1A del rafe de los animales tratados en este estudio y también desconocemos la posible evolución de los cambios receptoriales detectados en tratamientos más prolongados que queda pendiente de estudios posteriores.

Aunque resulta mucho más atractiva la relación de la modificación de los receptores 5-HT1A con el efecto analgésico de fentanilo, sobre todo tras comprobar la existencia de correlaciones positivas entre el efecto analgésico y el incremento de la densidad de los receptores 5-HT1A en varias de las áreas cerebrales estudiadas. No podemos descartar, siendo realistas, la posibilidad de que este efecto se relacione con la aparición de tolerancia y dependencia al estímulo opiáceo. En este sentido, recordar que ya ha sido descrito el autocontrol de la expresión de genes por opiáceos tras tratamiento prolongado y que ha sido relacionado con la aparición de tolerancia, dependencia y síndrome de abstinencia (47-51). En relación con fentanilo se ha observado su capacidad de originar una autorregulación a la alta en sólo 6 horas de MOR mRNA, el RNAm que codifica la síntesis del receptor opiáceo µ (52).

Dado que los receptores µ y 5-HT1A comparten sistemas de transducción como el AMPc dependiente de protein kinasa y proteínas Gi/o acopladas a varios canales iónicos, los cuales modulan también la expresión de genes, se podría aventurar que fentanilo podría de forma directa o indirecta también modificar, en este caso activándolo, la expresión de genes relacionados con la expresión de los diferentes componentes de los receptores 5-HT1A originando de esta forma la regulación a la alta observada. En contra de esta opción está el escaso tiempo transcurrido entre la administración del medicamento y el sacrificio y determinación de los receptores del animal, sólo 30 minutos, tiempo tal vez insuficiente para que se produzca la expresión genética, sea operativa y se manifieste en forma de un incremento del número de receptores.

El análisis de estos datos y de la literatura científica deja pendiente de trabajos en vías de realización y futuros, entre otros, la caracterización del efecto de fentanilo en tratamiento crónico en relación con su posible capacidad de modificar los receptores 5-HT1A centrales. Así como de relacionar más exhaustivamente estas modificaciones con la secuencia de aparición del efecto analgésico del fármaco o con el desarrollo de tolerancia y la incidencia de dependencia y de otras reacciones adversas. Todos estas cuestiones están siendo objeto de otros trabajos o lo serán en su futuro, dentro de este grupo de investigación.

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Receptores de Glutamato

La investigación sobre la neurotransmisión glutamatérgica alcanza ya el medio siglo.El conocimiento sobre el funcionamiento del L-glutamato como neurotransmisor ha revelado un área de investigación que ha producido una gran cantidad de publicaciones sobre este aminoácido cuyo papel como neurotransmisor es realmente excitante. Las propiedades del glutamato como neuroexcitador se describieron por primera vez hace mas de 40 años (1), lo que posteriormente ha permitido estudiar las relaciones existentes entre los fenómenos excitotóxicos del glutamato con los procesos de ontogenia, aprendizaje y memoria, formación de redes neurales durante el desarrollo, epilepsia, enfermedades neurodegenerativas, y muerte celular (18,26,27,30). La participación del glutamato en la plasticidad neural es crucial para el funcionamiento del sistema nervioso.

Los receptores de neurotransmisores, están localizados tanto pre- como post-sinápticamente. En los vertebrados los receptores presinápticos, son típicamente receptores metabotrópicos que inhiben la liberación del transmisor; sin embargo, en invertebrados ha sido descrita la participación de estos receptores en fenómenos que involucran la facilitación. La activación de los receptores ionotrópicos presinápticos conduce generalmente a la inhibición de la transmisión sináptica (10). Estudios recientes mostraron que los neurotransmisores pueden aumentar la eficacia sináptica por la activación de canales iónicos presinápticos activados por ligando (12). En esta revisión haremos énfasis en las características de los receptores de glutamato, así comentaremos brevemente algunos aspectos relacionados con el almacenamiento, liberación y transporte del mismo; el glutamato es almacenado en vesículas sinápticas y liberado en la terminal presináptica por un mecanismo calcio dependiente que implica la participación de los canales de calcio voltage-dependientes, tipo N y P/Q. La concentración de glutamato vesicular es aproximadamente de 100 mmol/l y la liberación del contenido de una vesícula sináptica genera un potencial excitador postsináptico que corresponde principalmente a la activación de receptores de AMPA (3).

El glutamato reconoce al menos cuatro tipos de receptores (2), que reciben su denominación de acuerdo al tipo de agonista al que responde: los receptores ionotrópicos, AMPA, NMDA (N-metil-D-Aspartato), Kainato (ionotrópicos) y los metabotrópicos (2). La aplicación de técnicas electrofisiológicas ha permitido determinar que esos receptores pueden coexistir en poblaciones neuronales diferentes. Estos receptores presentan canales iónicos permeables a cationes, dependiendo la permeabilidad al sodio (Na+) y al calcio (Ca++) de la familia y composición de las subunidades del receptor (3); existe otra clase de receptores de glutamato denominados receptores Delta 1 y 2 que no unen glutamato y no forman canales funcionales cuando se expresan en células heterólogas; sin embargo, experimentalmente se ha descrito que los ratones que carecen del gen que codifica a los receptores Delta muestran, entre otras alteraciones, pérdida de la coordinación motora (36).

La transmisión glutamatérgica ha sido descrita en diversas regiones del sistema nervioso, que incluyen: conexiones córtico-corticales ipsilaterales y contralaterales, proyecciones corticales hacia la amígdala, tubérculo olfatorio, el putamen, núcleo caudado, tálamo, colículos superior e inferior, área tegmental, sustancia nigra, núcleo rojo y médula espinal, además de la corteza entorrinal, participando en la neurobiología hipocampal y en conexiones que incluyen al septum, subiculum, cuerpo mamilar e hipotálamo así como también en la corteza visual, retina y cerebelo (9). Por otro lado, además de su acción en la escala de milisegundos, la activación de los receptores de glutamato juega un importante papel en los cambios duraderos que involucran al fenotipo neuronal y el desarrollo; los patrones de actividad sináptica excitadora son requeridos para el control fino de las conexiones sinápticas y la generación de mapas topográficos en las redes neurales (6).

RECEPTORES IONOTROPICOS

Las tres familias de receptores ionotrópicos de glutamato (AMPA, Kainato y NMDA) fueron primero descritas por sus características farmacológicas y posteriormente por su biología molecular (Fig. 1) (3). Estas tres clases de receptores ionotrópicos para el glutamato son complejos macromoleculares que contienen tres dominios transmembranales denominados M1, M3 y M4 y una porción reentrante en la membrana, el dominio M2, que confiere las distintas selectividades iónicas del canal (4).


Las subunidades del receptor de AMPA, son derivadas de una familia de 4 genes denominados GLUR1-GLUR4 (5). Los receptores nativos del AMPA son heteromultímeros (es decir, que incluyen mas de un tipo de subunidad) pero pueden ser homomultímeros. Entre sus aspectos moleculares podemos mencionar que las subunidades del receptor de AMPA existen en dos isoformas, llamadas flip y flop, las cuales confieren respectivamente cinéticas de desensibilización lentas y rápidas al receptor. Las isoformas flip/flop son reguladas alternativamente durante el desarrollo, predominando las isoformas flip en los estadios tempranos del desarrollo mientras que las isoformas flop aparecen en los estadios tardíos (7). Se ha demostrado que los receptores de AMPA en las sinapsis glutamatérgicas, median la transmisión de baja frecuencia y están implicados en la expresión de la potenciación a largo plazo (LTP-long term potentiation) y la depresión a largo plazo (LTD-long-term depression), considerados los correlatos celulares de la formación de la memoria (8).

El estudio de los receptores de kainato ha sido complicado hasta el advenimiento de nuevos agentes farmacológicos y la ayuda de técnicas de biología molecular que permitieron demostrar su existencia. A pesar de estos avances, las propiedades de los receptores de kainato continúan siendo poco conocidas (20,25,31). Actualmente, cinco subunidades de receptores de kainato han sido clonadas (11). Se ha demostrado que tres subunidades del receptor de kainato forman canales iónicos funcionales cuando se expresan homomericamente en sistemas recombinantes mientras que las otras subunidades denominadas KA1 y KA2 al parecer modifican las propiedades farmacológicas y biofísicas de los receptores de kainato restantes (GluR5, GluR6 y GluR7) cuando se coexpresan en sistemas recombinantes o cuando están presentes en neuronas (17). Por otra parte, la expresión de los genes que codifican para el receptor de kainato están expresados extensamente a través del sistema nervioso, incluyendo la corteza, sistema límbico y cerebelo (19).

Un trabajo reciente propone que los receptores de kainato pueden también ejercer efectos de carácter metabotrópico, lo que a la luz del conocimiento sobre la fisiología molecular de los receptores es algo sorprendente que abre un nuevo campo de investigación en el área, así como también brinda nuevos caminos para la comprensión de las enfermedades producidas por alteraciones de los receptores, las cuales han llamadas canalopatías (23).

En lo que respecta al receptor de NMDA (Fig. 3), este puede ser considerado como una estructura heteromérica con dos tipos de subunidad, la denominada subunidad NR1 y una de cuatro subunidades NR2 (NR2-A-NR2D) (21). La estimulación de los receptores de NMDA es responsable del incremento el calcio intracelular y de la puesta en marcha de la cascada isquémica dependiente de calcio que conduce a la muerte celular, y a los procesos que llevan al daño celular irreversible (22). A los receptores de NMDA se los relaciona con la mediación de reflejos polisinápticos que participan en el incremento progresivo de la excitabilidad neuronal por estimulación repetitiva de las vías aferentes (fibras C), fenómeno conocido como "Wind Up", el cual probablemente media diferentes estados hiperalgésicos asociados con la inflamación y la neuropatía periférica (45).Se ha demostrado que la presencia del receptor de NMDA en el espacio sináptico es un prerrequisito para la plasticidad cerebral; los canales de NMDA no solamente son permeables a sodio y a potasio, también son permeables a calcio y bloqueados por magnesio (41,42).

Los antagonistas de los receptores de NMDA y los bloqueantes del canal muestran una serie de efectos opuestos, la mayoría de los cuales son predecibles para los papeles fisiológicos de los receptores de NMDA: alteraciones del aprendizaje, ataxia, miorelajación y sedación, también han sido reportados efectos psicomiméticos. Los moduladores de los receptores de NMDA tienen un potencial terapéutico en entidades como: la drogodependencia, la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, el accidente cerebrovascular, el dolor. Se ha hipotetizado una posible alteración a la maduración de los receptores de NMDA la cual conduciría a los síntomas sicóticos esquizofrénicos (46,47).

RECEPTORES METABOTROPICOS

En adición a la activación de los receptores ionotropicos, el glutamato también actúa sobre receptores acoplados a proteína G modulando la producción de segundos mensajeros intracelulares, es decir que los receptores metabotrópicos median los efectos lentos del glutamato (24). Los estudios han revelado que existen al menos 8 subtipos de receptores metabotrópicos de glutamato, y estos a su vez han sido clasificados en tres grupos distintos, basados en su homología de secuencia, farmacología y acoplamiento a mecanismos de señalización intracelular. De esta manera, podemos decir que el primer grupo esta integrado por el subtipo mGluR1 y mGluR5, el cual activa a una fosfolipasa C, mientras que los miembros del segundo (mGluR2 y GluR3) y el tercer grupo (mGluR4, , mGluR6 , mGluR7 y mGluR8) están acoplados negativamente a adenilciclasa, el receptor mGluR6 esta acoplado a la activación de GMPc fosfodiesterasa (Fig. 2) (37). Utilizando el bloqueo farmacológico de los receptores metabotrópicos en diferentes especies animales, se ha demostrado que estos juegan un papel vital para la inducción y el mantenimiento de la LTP, lo que conlleva a la prevención de la inducción de la LTP y alteración del aprendizaje (53). Los receptores mGluR1 están localizados principalmente postsinapticamente y sobre los límites de las densidades postsinápticas, desde donde regulan la actividad de los receptores de NMDA y AMPA y la excitabilidad de la neurona postsináptica (54). Los mGluR2 y mGluR3 están localizados pre- y postsinapticamente, los mGluR3 son hallados también en las células gliales. El tercer grupo es encontrado en las células ON bipolares, funcionando como autoreceptores presinápticos.

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