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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Neuronas Pica-pica

Neuronas pica-pica - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Los animales han desarrollado dos tipos de sensación de picor: el picor químico, y el picor físico
Hoy, parece claro que a lo largo de la evolución de las especies, el sistema nervioso ha ido codificando la realidad en diferentes sensaciones que transmiten una cierta cualidad. Así, la luz es percibida en forma de colores; el sonido, en forma de diferentes tonos o intensidades acústicas; y las sustancias químicas que pueden encontrarse en el ambiente, en forma de diferentes olores.

El tacto no es una excepción, y distintos estímulos causan diversas sensaciones. No es lo mismo una caricia que un golpe, ni es lo mismo el dolor que el picor. En todo caso, es también claro hoy que todas esas formas de parcelar la realidad que durante la evolución ha realizado el sistema nervioso (imaginemos el caos y la confusión que resultaría de sentir de la misma manera todos los estímulos que llegaran a nuestros cuerpos) han sido necesarias para garantizar nuestra supervivencia. Aquellos animales que desarrollaron mejores mecanismos para diferenciar una amenaza de lo que no lo era y así evitarla, probablemente transmitieron sus genes con más frecuencia a las siguientes generaciones.

Hablando de amenazas, una de las más prevalentes para cualquier ser vivo la constituyen los parásitos. Defenderse de su ataque es prioritario para la supervivencia, y tanto el sistema inmune como el sistema nervioso han generado mecanismos de defensa contra ellos. Uno de estos mecanismos lo constituye la sensación de picor. Esta sensación, y el comportamiento de rascarse allá donde pica que induce, es un importante elemento de defensa frente a los parásitos.

Los animales han desarrollado dos tipos de sensación de picor: el picor químico, y el picor físico. El picor químico, como su nombre indica, está mediado por sustancias químicas. Entre ellas se encuentra la conocida histamina, un compuesto liberado por las células llamadas mastocitos, pertenecientes al sistema inmune, las cuales están especializadas en la lucha antiparasitaria. La histamina se libera ante una agresión de la piel, por ejemplo una picadura de mosquito o de abeja, la cual puede también causar dolor.

El picor físico se induce por ligeros estímulos mecánicos sobre la piel. Es el picor que nos suelen causar las molestas moscas u otros insectos, como los mosquitos, cuando se posan en alguna parte desnuda de nuestro cuerpo. Este picor es causado por los movimientos de los pelillos del vello que recubre casi toda nuestra piel, y cumple la evidente función de avisarnos de una posible amenaza e inducir que nos rasquemos para ahuyentarla.

Ablación por transgénesis

Sin embargo, cuando algo falla en el mecanismo de control de la sensación de picor, suele desarrollarse el llamado picor crónico, o prurito, una sensación de picazón continua que no desaparece al rascarse. El picor físico puede inducirse fácilmente por estímulos táctiles en las personas que sufren de este problema, lo que sugiere que tal vez son los mecanismos de control de este tipo de picor los que se encuentran dañados en estas infortunadas personas.

Los mecanismos que intervienen en el picor químico han sido estudiados con cierta profundidad y se conocen los genes, neurotransmisores y neuronas de la médula espinal involucradas en el mismo, pero los mecanismos y neuronas que participan en el picor físico no son bien conocidos. Un grupo de investigadores de varios prestigiosos centros de investigación estadounidenses deciden rascarse la curiosidad sobre este tema, e intentan aportar nuevo conocimiento acerca de los mecanismos neuronales responsables de generar esta sensación de picor.

Puesto que se conocía que algunas neuronas concretas de la médula espinal participan en los circuitos neuronales que permiten la sensación del picor químico, los investigadores exploran si acaso otras neuronas, también de la médula espinal, podrían estar involucradas en el picor físico. Los primeros estudios demuestran que, como esperaban, la médula espinal contiene un tipo particular de neuronas que emplean un neurotransmisor concreto para comunicarse (llamado neuropéptido Y), las cuales podrían ser necesarias para el control de la sensación de picor físico. Llamaremos a estas neuronas, neuronas NPY.

Para comprobar si esta hipótesis era o no cierta, los científicos generan un ratón transgénico muy particular. El ratón contiene el gen de la proteína receptora para la toxina de la difteria, que es mortal para las células que lo tienen. Además, el genoma de este ratón ha sido manipulado de tal forma que el receptor para la toxina de la difteria solo se produce por las neuronas NPY, haciéndolas muy sensibles a la toxina. En estos ratones, la administración de toxina de la difteria en dosis bajas es capaz de matar selectivamente a las neuronas NPY, y solo a ellas.

Dos semanas después de administrarles toxina de la difteria, los investigadores observaron que los ratones comenzaban a rascarse más de lo normal. Los picores que, al parecer, sentían los animales no estaban relacionados con mayor sensibilidad a potenciales sustancias químicas en el entorno, ya que la inyección de compuestos que producen picor no produjo mayor reacción en estos animales que en los animales normales, los cuales seguían teniendo neuronas NPY.

Estos datos indican que la función de las neuronas NPY es evitar una excesiva sensación de picor físico, que podría simplemente producirse espontáneamente por cualquier contacto, o incluso por el aire que podría mover los pelos del vello al menor movimiento. Los investigadores creen que el picor crónico podría derivarse de un mal funcionamiento de estas neuronas y que fármacos o procedimientos para restablecerlo podrán ayudar a los sufridos pacientes de prurito.

Referencia: Steeve Bourane et al. (2015). Gate control of mechanical itch by a subpopulation of spinal cord interneurons. Science 30 October 2015: Vol. 350 no. 6260 pp. 550-554. DOI: https://dx.doi.org/10.1126/science.aac8653

Obras de divulgación de Jorge Laborda

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Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda

Circunstancias encadenadas. Ed. Lulu

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Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

Adenio Fidelio

El embudo de la inteligencia y otros ensayos


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