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Mecanismos moleculares del dolor

Se reporta por primera vez la importancia de la cisteína en la activación del canal involucrado.

Edición | Fibromialgia.nom.es 28-04-2008
Fuente | Laura Romero para Gaceta UNAM

Científicos del Instituto de Fisiología Celular (FC) y de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM, y del Cinvestav descubrieron la región y el mecanismo responsables de que el receptor especializado, TRPV1, se active ante ciertos estímulos dolorosos. Además, demostraron, por primera vez, la participación del mismo en dolor inducido por elementos irritantes.

La capacidad para detectar el dolor ha evolucionado por millones de años. Esta sensación puede percibirse en cualquier parte del cuerpo gracias a que es registrada por esos receptores especializados, llamados TRP, presentes en las células.

Por su importancia, la investigación encabezada por Tamara Rosenbaum, del IFC, y León Islas, de la FM, fue publicada en el número de marzo de la prestigiada revista Nature Neuroscience.

El universitario señaló que el dolor no es un estimulo físico, per se, sino una construcción del cerebro. Este órgano interpreta algunos estímulos o daños en el cuerpo que, por ser intensos, se convierten en dolorosos.

De tal modo, “el dolor es una interpretación que hace el cerebro de la intensidad o del contexto e el cual ocurre un estímulo”, abundó León Islas.

También se trata de un mecanismo adaptativo, que se necesita para saber que algo anda mal en el cuerpo. En el mundo existen pequeñas poblaciones que tienen mutaciones de algunos genes, que les impide sentir dolor; así, pueden cortarse o herirse gravemente y no advertirlo, precisó Rosenbaum.

El dolor sirve para saber que, por ejemplo, un objeto está caliente y si se toca puede provocar una quemadura. Este tipo de estímulo, pre-doloroso, protege. Pero también existe el crónico, patológico o constante, aclararon los especialistas.

Los Transient Receptor Potential (TRP) son canales iónicos o proteínas presentes en las membranas de las células, que tiene la función de responder ante ciertos tipos de estímulos ambientales, entre ellos, sustancias liberadas que causan el dolor debido a procesos inflamatorios que ocurren en situaciones de isquemia o mal cardiaco, por sustancias químicas nocivas o irritantes o por temperaturas extremas.

“Para ello, tales canales se abren. Se pueden imaginar, en términos muy simples, como un diafragma que se abre y deja pasar iones. Eso causa que la membrana de las células donde se ubican, modifiquen su potencial eléctrico y produzca una señal que llega al cerebro, avisando que hay un daño”, puntualizaron.

Hasta ahora se han descrito seis familias y más de 20 tipos de TRP, cada uno desempeña distintos papeles en el organismo. Algunos, dijo Tamara Rosenbaum, responden a cambios en el calcio intracelular, otros a transformaciones osmóticas importantes en la función del riñón, o bien, a diferentes temperaturas.

“Lo fascinante es que hasta hace poco menos de 10 años se sabía que había ciertas terminales nerviosas llamadas nociceptoras, encargadas de detectar el dolor. Pero no se conocía el mecanismo molecular por el cual se percibe esa sensación. Hasta que se clonaron los canales TRP se dieron cuenta de que ellos son los responsables de detectar temperaturas extremas y otros estímulos químicos”, dijo.

Se sabe que el tamaño de estas proteínas o canales iónicos es de alrededor de 10 nanómetros o mil millonésimas partes de un metro, y el poro que conduce los iones mide tan sólo un nanómetro.

Los universitarios, con su equipo de colaboradores, Refugio García-Villegas, del Cinvestav, y los estudiantes de doctorado Héctor Salazar, y de licenciatura, Itzel Llorente y Andrés Jara, han estudiado en específico en TRPV1.

Este canal iónico tiene la función de detectar temperaturas altas, pero también procesos dolorosos que son resultado de una afección seria, la angina de pecho.

A pesar de que son importantes funcionalmente, se sabe poco de las regiones de la TRP que regulan cada una de las formas de respuesta ante los distintos estímulos. Los universitarios encontraron que el TRPV1, el área llamada amino-terminal del canal, es fundamental para la función y activación del mismo.

Utilizando técnicas de mutagénesis dirigida, los científicos removieron una a una las 18 cisteínas presentes en el canal, es fundamental para la función y activación del mismo.

Utilizando técnicas de mutagénesis dirigida, los presentes en el canal, hasta encontrar que en esa zona hay un solo aminoácido, la cisteína en la posición 157, responsable de la activación o abertura del canal, en respuesta a compuestos irritantes que se encuentran en plantas como el ajo y la cebolla, explicó.

Este trabajo representa un esfuerzo de tres años para la construcción de un canal TRPV1 sin cisteínas, pero funcional, que ya ha sido reconocido por diversos grupos internacionales que laboran en el campo, como una herramienta de gran utilidad.

Un solo aminoácido dentro del canal es capaz de regular su activación por estos compuestos irritantes y de promover los cambios conformacionales necesarios. “Ésa es la importancia del trabajo, donde se describe por primera vez ese hecho. Además se encontró que la alicina, un compuesto activo presente en esas plantas y que es el que modifica a la cisteína, también promueve una sensación e dolor. Así, si se inyecta alicina en la pata del ratón, se ve una respuesta de dolor y el animal se lame todo el cuerpo”.

La investigación también demostró que si en el animal es removido el gen que codifica el TRPV1, el ratón presenta una respuesta reducida al dolor. Estas investigaciones representan un avance importante en el conocimiento sobre la manera en la que funcionan los sistemas sensoriales a nivel molecular, finalizaron los científicos al reconocer el importante apoyo que recibieron de sus respectivas entidades.

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