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  • 29/03/2016

NEUROCIENCIA

Treinta neuronas contra el dolor

En el cerebro, una pequeña población de neuronas coordina las diversas etapas de un proceso que reduce el dolor inflamatorio.

Neuron

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En las ratas, una treintena de neuronas que segregan oxitocina controla la respuesta al dolor inflamatorio a través de dos vías nerviosas. [SilverV / iStock]

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Alivio del dolor, contracción del útero durante el parto, lactancia, vínculo materno-filial, orgasmo, regulación de la conducta social, ansiedad, empatía ... Una molécula, la oxitocina , produce ella sola todos estos efectos. Sin embargo, de los 90.000 millones de neuronas que componen nuestro cerebro, solo una pequeña población de 40.000 a 60.000 neuronas localizadas en el centro del hipotálamo segrega esta sustancia. Liberada en el torrente sanguíneo o directamente en el cerebro, la oxitocina actúa sobre las neuronas periféricas, las células musculares del útero, las glándula mamarias o el prosencéfalo, dependiendo de las señales que han desencadenado su producción. ¿Cómo puede un centro tan pequeño inducir tal abanico de acciones?

De acuerdo con una hipótesis propuesta en los últimos años, este centro oxitocinérgico albergaría pequeñas subpoblaciones neuronales cada una de las cuales se encargaría de una función. Pero estas subpoblaciones todavía no se habían identificado, hasta ahora. Un equipo internacional coordinado por Valerie Grinevich, del Centro Alemán de Investigación Oncológica, y por Alexandre Charlet, del Instituto de Neurociencia Celular y Integrativa de Francia, ha demostrado que, en las ratas, unas treinta neuronas del centro oxitocinérgico controlan la respuesta de cierto tipo de dolor, el inflamatorio.

Los neurobiólogos se habían propuesto cartografiar el centro oxitocinérgico para entender mejor cómo se comunicaba con sus diferentes lugares de acción, entre ellos el prosencéfalo. De hecho, la oxitocina es producida por dos tipos de neuronas: las neuronas magnocelulares (grandes neuronas que proyectan sus axones hacia el sistema sanguíneo y el prosencéfalo) y las neuronas parvocelulares (pequeñas neuronas cuyos axones se unen a otras regiones del tronco encefálico y de la médula espinal). Estos dos tipos de neuronas coexisten en el hipotálamo, donde forman una red compleja que los investigadores intentan desentrañar.

Alexandre Charlet y sus colaboradores comenzaron por estudiar la neuroanatomía del sistema oxitocinérgico de la rata, muy similar al de los humanos. Descubrieron así que en una región del hipotálamo, el núcleo paraventricular, una treintena de neuronas de parvocelulares oxitocinérgicas proyectaban un doble axón que las conectaba, por una parte, a las neuronas magnocelulares de otra región del hipotálamo (los dos núcleos supraópticos) y, por otra parte, a las capas más profundas de la médula espinal.

Neuronas que modulan el dolor

Pero resulta que las capas más profundas de la médula espinal son el lugar donde, cuando hay dolor, los mensajes sensoriales de los nervios afectados son interpretados y codificados en una información que se transmite a otras neuronas, las del centro oxitocinérgico. Este libera entonces la oxitocina en la sangre, que de este modo alcanza los nervios afectados y reduce las señales de dolor emitidas.

Los neurobiólogos examinaron a continuación si la treintena de neuronas desempeñaban una función en la modulación del dolor. En primer lugar, demostraron que se comunican bien con sus dos poblaciones diana, la médula espinal y los núcleos supraópticos.

La técnica que emplearon se asemeja a la construcción de un rompecabezas. Mediante virus modificados, desarrollaron una estrategia que les permitía desencadenar la expresión de una proteína fluorescente dentro de las treinta neuronas cuando estas se comunicaban con una de las poblaciones diana: cada una de estas dos poblaciones albergaba un virus que contenía un elemento del rompecabezas necesario para la expresión de la proteína. Se observó así que la proteína fluorescente se producía en las treinta neuronas.

A continuación, comprobaron la funcionalidad de esas vías en las ratas mediante la estimulación de las treinta neuronas y el seguimiento de su respuesta a lo largo de cada una de las vías. Finalmente, observaron que al activar o inhibir las treinta neuronas, lograban modular la respuesta del animal a un dolor inflamatorio, pero no a un dolor neuropático.

Mediante la liberación de oxitocina en dos lugares al mismo tiempo, esta pequeña población de neuronas cuenta así con dos maneras para aliviar la percepción del dolor. Por un lado, activa las neuronas magnocelulares de otra región del hipotálamo, que a su vez liberan oxitocina en la sangre; en segundo lugar, modula en la misma médula espinal el mensaje de dolor codificado y enviado principalmente al centro oxitocinérgico, y funciona así como una especie de bucle de realimentación negativa.

«Nuestro estudio constituye sobre todo un trabajo de investigación básica destinado a comprender mejor la modulación selectiva de las emociones. Ya conocíamos la función analgésica de la oxitocina y el mecanismo general que desencadena su producción. Pero por primera vez, hemos descrito una población de neuronas que ejercen a la vez un efecto central y otro periférico: su acción coordina por sí sola la secreción central y periférica de la oxitocina», comenta Alexandre Charlet.

Probablemente no se trate de su única función. Alexandre Charlet y sus colaboradoress están investigando su participación en otros procesos, como la lactancia y ciertos comportamientos sexuales. Las neuronas sobre las que actúa en la médula espinal forman parte de hecho del sistema nervioso autónomo, que interviene en estos procesos. El equipo continúa explorando el centro oxitocinérgico con el objetivo de identificar los circuitos que modulan las emociones y determinar el modo de acción de la oxitocina en el prosencéfalo.

Más información en Neuron

Fuente: Marie-Neige Cordonnier/ Pour la Science

 

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