En uno de los 18 Centros de la Asociación Helmholtz, en Alemania, han descubierto cómo el Sistema Nervioso percibe el frío y el calor. Este hallazgo cuestiona la tradicional visión de cómo la piel percibe la temperatura, pero abre la puerta a futuras investigaciones sobre el dolor y los trastornos sensoriales.
En Neuron aparece el estudio experimental realizado por un equipo multidisciplinar de científicos del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular, en Berlín, y del Instituto del Cerebro de la Universidad australiana de Queensland.
Como explican sus autores, cuando sostenemos una taza caliente o pisamos un suelo frío, las células nerviosas especializadas de la piel informan constantemente sobre la temperatura al cerebro.
Durante mucho tiempo, los expertos asumieron que grupos separados de células sensoriales detectan temperaturas frías y cálidas no dolorosas. Ahora, este equipo dirigido por Phillip Bokiniec y Clarissa Whitmire, han descubierto que esta suposición es demasiado simplista.
Así, Bokiniec subraya que “en lugar de depender de sensores separados para calor y frío, descubrimos que el Sistema Nervioso parece utilizar una población de células que señala ambas direcciones de cambio de temperatura”.
La mayoría de las células nerviosas sensibles a la temperatura se activan con el enfriamiento y reducen su actividad cuando la piel se calienta. Los investigadores también demostraron que estas células reaccionan a la temperatura real de la piel, en lugar de simplemente detectar cuánto ha cambiado. Este hallazgo transforma la comprensión que los científicos tienen de uno de los sentidos más fundamentales del cuerpo.
Por su parte, James Poulet, del Centro Max Delbrück, recuerda que se conocen estas neuronas desde hace años, pero “se creía que eran relativamente raras. Lo que nos sorprendió fue descubrir que constituyen la mayor parte de las células sensibles a la temperatura”.
Como describen, desarrollaron un método para visualizar cientos de células nerviosas termosensibles en los ganglios sensoriales espinales de ratones despiertos a lo largo del tiempo.
Calentaron y enfriaron suavemente sus patas mientras registraban la actividad de neuronas individuales mediante microscopía de dos fotones. También realizaron este experimento en murinos anestesiados con el mismo resultado.
Seguidamente, bloquearon y activaron selectivamente los canales iónicos sensibles a la temperatura. El bloqueo de la proteína TRPM8, conocida como el principal sensor del cuerpo para detectar temperaturas frías, eliminó tanto la respuesta al enfriamiento como el efecto de atenuación que el calentamiento ejerce sobre estas células nerviosas.
Así, demostraron que un único sensor molecular puede generar señales, tanto para frío como para calor, desafiando la visión tradicional de que se necesitan receptores separados para cada sensación.
El equipo también desarrolló un modelo informático para poner a prueba su hipótesis y demostró que bastaba con alterar la actividad de un receptor TRPM8 para reproducir los diferentes patrones de respuesta observados en los experimentos.
La percepción de la temperatura es esencial para la vida cotidiana, pero también se altera en muchas afecciones como el dolor neuropático, la neuropatía diabética, el daño nervioso inducido por la quimioterapia y los trastornos que provocan una sensibilidad anormal al frío. “Comprender cómo funciona la percepción de la temperatura en condiciones normales es fundamental para entender qué falla en las enfermedades”, concluye Whitmire.
En conjunto, estos hallazgos proporcionan un marco unificador para la primera etapa de la vía termosensorial y revelan un mecanismo mediante el cual una única población de termorreceptores puede codificar tanto el frío como el calor.
Este equipo multidisciplinar trabaja ya en analizar cómo se procesan estas señales en la médula espinal, de qué manera se codifican las temperaturas dolorosas y si estos hallazgos experimentales se extrapolan a humanos.