Sensibilización de aferencias primarias por procesos de inflamación neurogénica. Estudios en dolor visceral y dolor neuropático

Resumen

Las aferencias primarias nociceptivas son las neuronas que transmiten la información dolorosa desde la periferia al sistema nervioso central a través de fibras de tipo Ad y fibras C; la información es recibida por los receptores situados por toda la superficie del cuerpo, los tejidos y los órganos internos. Una de las características que diferencian a los nociceptores asociados a fibras C del resto de las aferencias primarias es que cuando son estimulados repetidamente, a una intensidad alta o en situaciones de lesiones en los tejidos, además de transmitir la información a la médula espinal ejercen una actividad eferente denominada reflejo axónico por la que liberan al medio neuropéptidos vasoactivos - principalmente CGRP y sustancia P - que producen vasodilatación y extravasación plasmática. Esto ayuda a que acudan al medio numerosas células del sistema inmune, las cuales liberan al tejido mediadores inflamatorios imprescindibles para la reparación de los tejidos, fenómeno conocido como inflamación neurogénica. Como contrapunto a la función reparadora de los tejidos que ejercen los mediadores inflamatorios, estas sustancias tienen la particularidad de que sensibilizan a los nociceptores, perdiéndose en éstos la relación entre el estímulo y la respuesta al existir sensaciones dolorosas anormales producidas por un aumento de la actividad espontánea, un descenso de su umbral de excitación (alodinia) y un aumento de la respuesta a estímulos supraumbrales mecánicos y térmicos (hiperalgesia). Generalmente la reparación de los tejidos conlleva el restablecimiento de la transmisión normal de las sensaciones dolorosas y los nociceptores vuelven a su estado normal. El fenómeno de la sensibilización por mediadores inflamatorios ha sido ampliamente estudiado en los nociceptores cutáneos. Existen determinadas situaciones en las que después de producirse un daño o una lesión en un tejido el restablecimiento de las sensaciones dolorosas normales no se produce, generándose situaciones de dolor patológico crónico de difícil tratamiento. En esta Tesis Doctoral nos hemos centrado en el estudio de dos patologías en las que se produce esta situación: i) las enfermedades funcionales del intestino, caracterizadas por sensaciones anormales de dolor en el intestino, evocadas incluso por los movimientos normales del tracto digestivo, y ii) las neuropatías periféricas generadas por la lesión traumática de nervios, caracterizadas por dolor espontáneo, hiperalgesia y alodinia en las zonas inervadas por los nervios dañados e incluso en áreas adyacentes. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue explorar la importancia que tienen los fenómenos de inflamación neurogénica y sensibilización de aferencias primarias por mediadores inflamatorios en el establecimiento y desarrollo de estas dos patologías. Para ello estudiamos la actividad eferente de los nociceptores y los procesos de inflamación neurogénica en modelos específicos de dolor visceral en el colon y dolor neuropático. Además, relacionamos estos procesos con el establecimiento y desarrollo del dolor. Las evidencias experimentales indican que en las enfermedades funcionales del intestino se produce una acumulación anormal de mediadores inflamatorios en el intestino, los cuales son imprescindibles para el mantenimiento de la integridad de la mucosa, pero que pueden sensibilizar las aferencias primarias nociceptivas. Utilizando un modelo en ratones consistente en la introducción de sustancias irritantes en el colon, estudiamos el efecto que tiene sobre el desarrollo de dolor visceral y la hiperalgesia referida en el abdomen la irritación leve del colon con ácido acético 0.6% mediante experimentos de comportamiento. Además estudiamos la liberación in vitro de neuropéptidos y PGE2 (un potente sensibilizador de aferencias primarias) en cólones irritados con ácido acético. Los resultados demuestran que la irritación leve del colon podría ser suficiente para sensibilizar las aferencias primarias, induciéndose cambios a nivel central que ponen en marcha circuitos nociceptivos y controles inhibitorios. Además observamos una liberación periférica masiva de PGE2 en los cólones inflamados que depende de la actividad de las aferencias primarias, si bien el CGRP podría tener más importancia a nivel central. Cuando las aferencias primarias son dañadas sufren numerosos cambios en la expresión de neuropéptidos y canales iónicos, los cuales se acumulan en las terminales periféricas en regeneración. Las aferencias primarias dañadas desarrollan actividad ectópica (actividad espontánea y sensibilidad a estímulos mecánicos, térmicos y químicos), la cuál está relacionada con el desarrollo del dolor. Utilizando un modelo experimental de axotomía total en nervio safeno de rata examinamos mediante experimentos de electrofisiología in vitro el efecto que tienen los mediadores inflamatorios sobre las aferencias dañadas, demostrando que éstos excitan preferentemente a las que muestran actividad ectópica. Además este efecto es más acusado en los primeros momentos después de la lesión, en los cuales los procesos de inflamación neurogénica están aumentados, tal y como mostramos mediante experimentos de liberación in vitro de CGRP y PGE2. Los resultados obtenidos demuestran que la sensibilización de las aferencias primarias mediada por PGE2 es importante en el desarrollo de las enfermedades funcionales del intestino y las neuropatías periféricas. Proponemos que esta sensibilización mantenida en el tiempo puede ser un factor desencadenante de modificaciones en el sistema nervioso central que generen el establecimiento de dolor crónico.