El dolor puede ser valioso. Sin él, podríamos dejar que nuestra mano permanezca en una estufa caliente, por ejemplo. Pero el dolor más prolongado, como el dolor inflamatorio que puede surgir después de una lesión, puede ser debilitante y costoso, impidiéndonoscompletar tareas importantes. En entornos naturales, el letargo provocado por tal dolor podría incluso dificultar la supervivencia.
Según una investigación realizada por neurocientíficos de la Universidad de Pensilvania, el cerebro tiene una forma de suprimir el dolor crónico cuando un animal tiene hambre, lo que le permite ir a buscar comida y dejar intacta la respuesta al dolor agudo. Su trabajo identificó a una pequeña población de 300células cerebrales responsables de la capacidad de priorizar el hambre sobre el dolor crónico, un grupo de neuronas que pueden ofrecer objetivos para nuevas terapias contra el dolor.
"En neurociencia somos muy buenos estudiando un comportamiento a la vez", dice J. Nicholas Betley, profesor asistente de biología en la Facultad de Artes y Ciencias de Penn. "Mi laboratorio estudia el hambre y podemos encontrar neuronas quehacer que tengas hambre y manipules esas neuronas y controlar su actividad. Pero en el mundo real, las cosas no son tan simples. No estás en una situación aislada donde solo tienes hambre. Esta investigación fue para tratar de entender cómo un animalintegra múltiples necesidades para llegar a una conclusión conductual que sea óptima "
"No nos propusimos tener esta expectativa de que el hambre influiría en la sensación de dolor de manera tan significativa", dice Alhadeff, "pero cuando vimos que estos comportamientos se desarrollaron ante nosotros, tenía sentido. Si eres un animal, no lo hace".No importa si tiene una lesión, necesita poder superarla para poder encontrar los nutrientes que necesita para sobrevivir ".
El trabajo será publicado en la revista Celda . Betley y Alhadeff colaboraron con Zhenwei Su, Elen Hernández, Michelle L. Klima y Sophie Z. Phillips de Penn Arts and Sciences; Ruby A. Holland y Bart C. De Jonghe de la Escuela de Enfermería de Penn; y Caiying Guo yAdam W. Hantman del Instituto Médico Howard Hughes.
El laboratorio de Betley se ha centrado en estudiar el hambre, en particular cómo el hambre puede alterar la percepción. Curiosos sobre cómo el hambre puede interactuar con la sensación de dolor, los investigadores observaron cómo los ratones que no habían comido durante 24 horas respondieron al dolor agudo o más tiempodolor inflamatorio a largo plazo, que se cree implica la sensibilización de los circuitos neuronales en el cerebro.
El equipo de Penn descubrió que los ratones hambrientos aún respondían a las fuentes de dolor agudo, pero parecían menos receptivos al dolor inflamatorio que sus contrapartes bien alimentados. Su comportamiento era similar al de los ratones que recibieron un analgésico antiinflamatorio.
En un experimento de acondicionamiento, los investigadores descubrieron que los ratones hambrientos no evitaban un lugar donde habían estado expuestos al dolor inflamatorio, mientras que los ratones que no tenían hambre evitaban el lugar.
Eso dejó la pregunta de qué parte del cerebro estaba procesando esta intersección entre el hambre y el dolor. Para averiguarlo, los investigadores activaron experimentalmente un grupo de neuronas que se sabe que son activadas por el hambre, las neuronas de proteínas relacionadas con el agouti AgRP,y descubrió que las respuestas al dolor crónico disminuyeron, mientras que las respuestas al dolor agudo se mantuvieron intactas.
Para ser más específicos sobre la región cerebral involucrada, el equipo luego analizó qué subpoblación de neuronas AgRP parecía integrar las señales de hambre con dolor inflamatorio. Activando cada subpoblación de neuronas AgRP una por una, Betley, Alhadeff y sus colegas encontraronesa estimulación de solo unos pocos cientos de neuronas AgRP que se proyectan al núcleo parabraquial suprimió significativamente el dolor inflamatorio.
"Fue realmente sorprendente", dice Alhadeff. "Mostramos que la respuesta aguda al dolor estaba perfectamente intacta, pero el dolor inflamatorio se suprimió en un grado muy significativo".
"Lo realmente interesante para mí es que de un cerebro de miles de millones de neuronas, este comportamiento específico está mediado por más o menos 300 neuronas", dice Betley.
Otros experimentos identificaron el neurotransmisor, una molécula llamada NPY, responsable de bloquear selectivamente las respuestas inflamatorias al dolor. El bloqueo de los receptores para NPY revirtió los efectos del hambre y el dolor regresó.
Los investigadores están entusiasmados con la relevancia clínica potencial de sus hallazgos. Si se mantienen en humanos, este circuito neuronal ofrece un objetivo para mejorar el dolor crónico que puede persistir después de las lesiones, un tipo de dolor que actualmente es abordado por los opioides.medicamentos, medicamentos que también inhiben el dolor agudo.
"No queremos apagar el dolor por completo", dice Alhadeff, "hay razones adaptativas para el dolor, pero sería genial poder atacar solo el dolor inflamatorio".
Tomando los siguientes pasos en esta línea de trabajo, a los investigadores les gustaría planear con mayor profundidad cómo el cerebro procesa el dolor inflamatorio, idealmente identificando más objetivos para suprimirlo. Y continuarán considerando cómo se integran los diferentes comportamientos de supervivencia en el cerebroy cómo el cerebro los procesa y los prioriza.
"Hemos iniciado una nueva forma de pensar acerca de cómo se prioriza el comportamiento", dice Betley. "No es que toda la información se canalice a sus centros de pensamiento superiores en el cerebro, sino que hay una jerarquía, una competencia que ocurreentre diferentes impulsos, eso ocurre incluso antes de que se perciba algo como el dolor "
El estudio fue apoyado por la Escuela de Artes y Ciencias de Penn, la Asociación Americana del Corazón, la Fundación Whitehall y los Institutos Nacionales de Salud otorga DG33400158, DK114104, DK731436, DK112561 y DK112812.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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