EL DESCUBRIMIENTO DE LOS RECEPTORES QUE NOS PERMITEN PERCIBIR EL MUNDO GANA EL NOBEL DE MEDICINA
Los investigadores David Julius y Ardem Patapoutian han sido galardonados con el premio Nobel de Medicina 2021 por el descubrimiento de los receptores de la temperatura y el tacto. Sus hallazgos han permitido entender como el calor, el frío y las fuerzas mecánicas pueden iniciar los impulsos nerviosos que nos permiten percibir el mundo y comprenderlo.
Según ha destacado la Academia sueca durante la ceremonia de anuncio de los laureados, Julius y Patapoutian han contribuido a «desvelar uno de los secretos de la naturaleza al ser capaces de explicar las bases moleculares y neuronales para las sensaciones térmicas y mecánicas, que son fundamentales para nuestra capacidad para sentir, interpretar e interaccionar con el medio exterior y también con nuestro medio interior».
David Julius y Ardem Patapoutian, ganadores del Nobel de Medicina 2021 por el descubrimiento de los receptores de la temperatura y el tacto Nociceptores: los receptores del dolor
Estos receptores son una clase especial terminaciones nerviosas libres ubicadas en la piel, en ciertos órganos internos y en la superficie de las articulaciones que, al ser estimuladas, impulsan un proceso neuronal conocido como nocicepción.
Los nociceptores son los receptores que captan el dolor. También se llaman detectores de estímulos nocivos, ya que pueden distinguir entre los estímulos nocivos y los perjudiciales para nuestro cuerpo.
Es decir, tienen la capacidad de detectar estímulos que puedan resultar dañinos
Independientemente si su origen es térmico, químico o mecánico.
El dolor es una sensación molesta en una parte del cuerpo por causa interior o exterior. Es una experiencia sensorial, una percepción desagradable, causada por la estimulación de los nociceptores.
Cabe destacar que el dolor puede ser experimentado por todo ser vivo que disponga de sistema nervioso. Además, como toda percepción, el dolor implica la abstracción y elaboración de las señales sensoriales. Está muy influenciado por:
Las emociones.
El ambiente.
La alimentación.
La experiencia previa.
El recuerdo de cómo se produjo el dolor, etc.
Por todo lo anterior, se presenta como algo muy subjetivo para cada individuo.
¿Cómo se percibe el dolor?
Los nociceptores reciben los estímulos y los transforman en potenciales de acción, que se transmiten por las fibras sensoriales hasta el sistema nervioso central.
Las fibras de los nociceptores tienen sus cuerpos celulares en los ganglios de las raíces dorsales.
Los axones que forman parte de esta zona, llevan los impulsos nerviosos hasta la médula espinal y el cerebro.
Una vez allí, siguen hasta la sustancia gris.
La mayoría de las neuronas nociceptivas de la médula espinal establecen conexiones con centros supraespinales, bulbares y talámicos del cerebro.
Tipos de nociceptores según el estímulo
Podemos dividir los nociceptores en función de las clases de estímulos a las que responden.
Mecanorreceptores o nociceptores mecánicos
Se activan ante presiones fuertes, como cuando se golpea, se estira o se oprime la piel.
Su frecuencia de respuesta es mayor cuanto más dañino resulte el estímulo.
Termorreceptores o nociceptores térmicos
La conducción de estos también se transmiten a una elevada velocidad.
Estos nociceptores se activan cuando detectan temperaturas muy elevadas o muy bajas, así como estímulos mecánicos intensos.
Quimiorreceptores o nociceptores químicos
Responden a diversos compuestos que los tejidos liberan al sufrir daños, como la bradicinina y la histamina. También detectan la presencia de sustancias tóxicas externas que pueden provocar lesiones, como:
La capsaicina del pimiento picante.
La acroleína del tabaco.
Nociceptores silenciosos
Esta clase de nociceptor no se caracteriza por el tipo de estímulo que lo activa sino por el hecho de que responde de forma tardía. Se presenta una vez que ya se ha producido inflamación del tejido producido por la lesión.
Polimodales
Estos responden a distintos tipos de estimulación: mecánica, térmica y química.
Podemos encontrar este tipo de nociceptores en la pulpa dental, entre otras partes del cuerpo, y sólo se activan con estímulos intensos, en ausencia de ellos están inactivos.
¿Qué estímulos activan a los nociceptores?
Las sustancias que activan a los nociceptores pueden ser lo siguiente.
La proteína quinasa y la globulina
La liberación de estas sustancias en los tejidos dañados produce un fuerte dolor.
Se ha observado que inyecciones por debajo de la piel de globulina provocan un dolor intenso.
Ácido araquidónico
Esta es una sustancia química que se segregan durante una lesión en los tejidos, después se metaboliza en prostaglandina y citoquinas. Las prostaglandinas aumentan la percepción del dolor y hacen a los nociceptores más sensibles a él.
Histamina
Después de una lesión en la piel se libera esta sustancia, que estimula los nociceptores, y si se inyecta de manera subcutánea produce dolor.
Factor de crecimiento nervioso
Imagen de hernia de disco comprimiendo una raíz nerviosa
Esta es una proteína que está en el sistema nervioso, esencial para el neurodesarrollo y la supervivencia. Cuando se produce una inflamación o una lesión se libera y activa indirectamente a los nociceptores, produciendo dolor.
Péptido relacionado con el gen de la calcitonina y sustancia P
Estas sustancias también se segregan después de una lesión. La inflamación del tejido lesionado da lugar a la liberación de dichas sustancias, que activan a los nociceptores y provocan que se expanda la inflamación.
El potasio
Se ha encontrado una relación entre la intensidad del dolor y una mayor concentración de potasio extracelular en la zona lesionada.
Serotonina, acetilcolina, PH bajo y ATP
Todos estos elementos se segregan tras un daño en los tejidos y estimulan a los nociceptores produciendo sensación de dolor.
Ácido láctico
Cuando los músculos están hiperactivos o bien cuando no reciben el flujo sanguíneo correcto, aumenta la concentración de ácido láctico provocando dolor.
Los nociceptores: aquellas células que captan el dolor
Los nociceptores, también conocidos como detectores de estímulos nocivos, son aquellos receptores que captan el dolor o aquellos estímulos que pueden ser dañinos para el cuerpo. Pueden ser nociceptores mecánicos, térmicos, químicos, silenciosos o polimodales, dependiendo del tipo de estímulo que los activa.
En general, tienen la función de evaluar el daño que sufre el organismo mientras una persona está experimentando dolor. Asimismo,posteriormente, se encargan de enviar dicha información al sistema nervioso central.
De hecho, la capacidad que tenemos para poder percibir sensaciones de calor, frío y tacto es crucial para nuestra supervivencia. Los hallazgos de Julius y Patapoutian han permitido identificar los receptores presentes en nuestros sentidos -la vista, el olfato, el gusto y el sistema somato-responsables de captar los estímulos y enviarlos al cerebro.
«Los descubrimientos revolucionarios de los premios Nobel de este año nos han permitido comprender cómo el calor, el frío y la fuerza mecánica pueden iniciar los impulsos nerviosos que nos permiten percibir y adaptarnos al mundo», según el jurado que otorgó el premio.
Curiosamente, hasta el hallazgo de estos dos científicos, solo se conocía qué parte del sistema nervioso se encargaba de procesar la información sensorial que nos llegaba a través de los sentidos, pero no se comprendía cómo el cuerpo captaba esos estímulos y los traducía en señales químicas, que es el lenguaje que habla nuestro cerebro.
Y eso es, precisamente, lo que los laureados de este año han averiguado. Por un lado, el bioquímico David Julius, estadounidense de 65 años, cuando era investigador en la Universidad de California en San Francisco (UCSF), un poco por casualidad y curiosidad, se fijó en la capsaicina, un componente que tienen alimentos picantes como la guindilla o los pimientos del padrón, responsable de provocar la sensación de quemazón en la boca cuando los comemos. Julius identificó el gen que codifica para el receptor detrás de esa percepción de picante, la proteína TRPV1, y descubrió que es el mismo que se encarga de responder al calor . Este receptor, vio Julius, entra en acción si detecta calor muy elevado, que pudiera quemar tejidos, y envía una señal de dolor al cerebro, tal y como publicó en 1997.
La guindilla y el wasabi inspiraron el Nobel de Medicina
Una vez desvelado el mecanismo por el que percibimos el calor, Julius se centró en la búsqueda de los receptores del frío y para ello recurrió al mentol. Y como había ocurrido con la capsaicina, descubrió que el sensor encargado de detectar este compuesto orgánico presente en la menta era el mismo que captaba el frío. Y, además, era muy similar al responsable de la identificación del calor y el picante.
Por su parte, el biólogo armenio de origen libanés Patapoutian, de 54 años, que coincidió con Julius en la UCSF siendo un postdoc y que ahora trabaja en el Instituto de investigación Scripps, en La Jolla (California, EE.UU.) utilizó células sensibles a la presión para descubrir un nuevo tipo de sensores que responden a los estímulos mecánicos en la piel -como cuando caminamos descalzos en un prado y notamos el tacto de las briznas de hierba- pero también en los órganos internos, o los vasos sanguíneos, lo que tiene implicaciones también en salud. Como Julius, Patapoutian logró identificar los genes de estos receptores.
Los hallazgos de ambos investigadores permitieron comprender mejor cómo el sistema nervioso percibe el mundo y eso nos permite reaccionar ante él, lo que resulta crucial para la supervivencia. Pero también tienen implicaciones importantes de cara a futuras aplicaciones médicas, como la gestión del dolor crónico y agudo vinculado a lesiones, traumatismos, algunas enfermedades y tratamientos terapéuticos.
CRISTINA SÁEZ BARCELONA
JOSEP CORBELLA 04/10/2021 11:44