De dopamina y movimiento

24/02/2013 0 comentarios
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Dopamina, la trilogía (II)

"Nadie habrá dejado de observar que con frecuencia el suelo se pliega de manera tal que una parte sube en ángulo recto con el plano del suelo, y luego la parte siguiente se coloca paralela a este plano, para dar paso a una nueva perpendicular, conducta que se repite en espiral o en línea quebrada hasta alturas sumamente variables." Tal vez nunca hayan pensado en subir una escalera como una tarea excepcional. Sin embargo, para Julio Cortázar sí lo parece (y por eso estimó necesario dejarnos unas instrucciones para hacerlo, se pueden consultar aquí). Para una persona que sufre la enfermedad de Parkinson también lo es.

El segundo circuito dopaminérgico que revisaremos en esta trilogía recibe el nombre de sistema nigro-estriatal. Las neuronas de la sustancia nigra producen dopamina, y sus axones establecen sinapsis con las neuronas de los núcleos caudado y putamen, que expresan diferentes receptores dopaminérgicos, y en consecuencia, se excitan o se inhiben con la llegada de la dopamina. Éstas, a su vez, se encargan de inhibir a las neuronas de distintos segmentos del globo pálido, que inhibe a las neuronas talámicas, que excitan las de la corteza motora...No se asusten, suena complicado, pero nada que no pueda entenderse con un poco de flechanatomía (ver aquí). En resumen, este circuito dopaminérgico forma parte de un bucle encargado de controlar cuándo y cómo nos movemos, y cuando falla, según el nodo que se vea afectado, pueden ocurrir dos cosas: que seamos incapaces de iniciar el movimiento, o que seamos incapaces de pararlo.

La enfermedad de Parkinson es una enfermedad neurodegenerativa que ataca principalmente a las neuronas de la sustancia nigra. Conforme estas neuronas mueren, el flujo de dopamina al estriado se va reduciendo, y la consecuencia es que la inhibición a la que el bucle de control tiene sometida a la corteza motora se incrementa. Por lo tanto, cuando un paciente con Parkinson se enfrenta a una escalera, su corteza motora, sometida a un freno importante, es incapaz de ordenar a su pie que varíe el patrón de movimiento que llevaba y se levante para acoplarse al primer peldaño. La prevalencia de la enfermedad de Parkinson se sitúa en España en unos 700 casos por cada 100.000 habitantes, y múltiples mutaciones en diversos genes parecen estar implicadas en su etiología.

La enfermedad de Huntington pertenece a la categoría de las "enfermedades raras": unos 5 casos por cada 100.000 habitantes. Además, se debe a una única mutación en un único gen: en marzo celebramos la efeméride de su descubrimiento, hace 20 años. Desafortunadamente, no estamos mucho más cerca que entonces de encontrar una terapia efectiva. Esta mutación provoca la muerte de las neuronas del caudado y el putamen. El resultado es que el freno impuesto por estos núcleos sobre la corteza motora se suelta completamente, y los pacientes no son capaces de detenerse. Hoy por hoy, la enfermedad de Huntington es fatal en la totalidad de los casos.

Para movernos adecuadamente no sólo necesitamos ser capaces de poner a funcionar los músculos, sino que necesitamos hacerlo cuando sea preciso, es decir, necesitamos una percepción temporal ajustada. (Para subir una escalera, hemos de levantar un pie solo después de haber posado en tierra el anterior). Áreas como la corteza motora suplementaria, con la que planeamos los movimientos, el cerebelo, que controla los movimientos que hemos automatizado, y, por supuesto, la vía nigro-estriatal, están implicados en la percepción del tiempo. Por tanto, los pacientes con Parkinson también sufren déficits en la percepción temporal, que podrían sumarse a los síntomas puramente motores, contribuyendo a la ruptura de los patrones espacio-temporales de movimiento y la dificultad en iniciarlo. Se ha observado que estas personas podrían beneficiarse del uso de claves rítmicas externas, y esta posibilidad se ha venido explorando mediante terapia musical, que en todo caso no dejaría de ser paliativa.

Diversos estudios han comprobado que, entre otros efectos, las drogas que afectan al sistema dopaminérgico, como la anfetamina y la cocaína, provocan en los individuos marcados desajustes de su percepción temporal. Ya en un estudio publicado hace tres décadas, se entrenó a ratas para que emitiesen una determinada respuesta según si escuchaban un estímulo sonoro largo, de ocho segundos, o corto, de dos. Tras este entrenamiento se les inyectó anfetamina, que incrementa la actividad de la dopamina, o haloperidol, que la disminuye. Se observó que las ratas así tratadas emitían respuestas erróneas cuando se comparaban con animales inyectados con suero salino como control, cosa que se podía atribuir a que percibían un intervalo como más largo en el primer caso y como más corto en el segundo.

Como es habitual, los mecanismos cerebrales que operan en nosotros los humanos suelen ser los mismos que en los roedores: sujetos sanos a los que se manipula su sistema dopaminérgico no son capaces de estimar con exactitud intervalos temporales, si bien esto ocurre en el rango de los milisegundos.

Parece, pues, que para nuestro cerebro existen dos tipos de tiempo: el instantáneo, de milisegundos a unos pocos segundos, que nos sirve fundamentalmente para coordinar nuestros movimientos, y el tiempo biográfico, que, como todos sabemos, se alarga o se acorta según nuestro estado de ánimo, nuestras emociones, y, nadie habrá dejado de experimentarlo, nuestra edad. Pero de todo esto, que va más allá de la dopamina, hablaremos otro día.

Próximamente: De dopamina y reproducción

Referencias

Singleton AB, et al (2013). The genetics of Parkinson's disease: Progress and therapeutic implications. Mov Disord. 28(1):14-23.

Zuccato C, et al, (2010) Molecular mechanisms and potential therapeutical targets in Huntington's disease. Physiol Rev.;90(3):905-81.

de Dreu MJ, et al (2012) Rehabilitation, exercise therapy and music in patients with Parkinson's disease: a meta-analysis of the effects of music-based movement therapy on walking ability, balance and quality of life. Parkinsonism Relat Disord. 18 Suppl 1:S114-9.

Meck WH. (1983) Selective adjustment of the speed of internal clock and memory processes. J Exp Psychol Anim Behav Process. 9(2):171-201.

Coull JT, et al, (2012). Dopamine precursor depletion impairs timing in healthy volunteers by attenuating activity in putamen and supplementary motor area. J Neurosci. 32(47):16704-15.