Papel de los canales iónicos de calcio dependientes de voltaje en la modulación de las señales nociceptivas en la médula espinal

Resumen

La finalidad de esta Tesis era obtener nuevos procedimientos de estudio de la transmisión de información nociceptiva a nivel de la médula espinal, usando un modelo de médula espinal de ratón in vitro. Así mismo nos propusimos usar esta nueva metodología para estudiar el papel de los canales de calcio dependientes de voltaje (CCDV) en la transmisión nociceptiva medular. En base a modelos previos de médula espinal hemiseccionada de rata, se estableció una preparación viable de médula entera de ratón in vitro. Este modelo permitió estimular eléctricamente una raíz dorsal de la región lumbar, y registrar de forma simultánea información motora en la raíz ventral correspondiente e información sensorial a nivel de un axón ascendente, ambas generadas como respuesta al estímulo aplicado. Se registró con éxito la información sensorial ascendente en el cuadrante anterolateral (contralateral a la raíz de estimulación), área preferente de proyección del tracto espinotalámico. En los primeros estudios se realizó una clasificación de los axones anterolaterales registrados, en base a sus respuestas a la estimulación de la raíz dorsal. También se realizaron registros en las columnas dorsales (ipsilateral), demostrando que este modelo presentaba una gran versatilidad para el estudio de la médula espinal. Para verificar que estas dos vías de información registradas (motora y sensorial) eran independientes, se estudió su modulación por un gas anestésico (sevoflurano) y por una amina biógena (noradrenalina). Los resultados obtenidos mostraron que el sevoflurano deprime la transmisión por ambas vías mientras que la noradrenalina deprime la vía sensorial pero potencia la vía motora. De esta forma se demostró que realmente se registraba de forma paralela y diferencial información motora y sensorial, y que estás vías tenían mecanismos de modulación diferentes. Una vez desarrollado el modelo, se realizaron estudios para conocer cómo afectaba la aplicación de antagonistas y agonistas de los CCDV a las respuestas motora y sensorial. Los antagonistas empleados fueron verapamil, diltiazem y nimodipina, cada uno de ellos pertenecía a una de las tres grandes familias de antagonistas de CCDV de tipo L. La aplicación de estos antagonistas dificultó la capacidad de las vías motoras espinales para producir descargas sostenidas en respuesta a la activación sináptica repetitiva, sin embargo tuvo efectos mucho más modestos en las vías sensoriales. Nimodipina tuvo un efecto más específico que los otros dos antagonistas, los cuales podrían ejercer su actividad sobre otras dianas diferentes a los CCDV de tipo L cuando son aplicados a altas concentraciones. Por último, la aplicación del agonista de los CCDV de tipo L Bay K8644 aumentó considerablemente la actividad de los circuitos motores medulares en respuesta a la estimulación de la raíz dorsal. Esta potenciación fue duradera, característica que se debió a una interacción prolongada entre el agonista y el canal, pero no al establecimiento de una potenciación a lago plazo iniciada por la entrada de calcio, ya que se anuló completamente mediante la posterior aplicación del antagonista diltiazem. Este agonista no afectó aparentemente a la información ascendente excepto en su actividad espontánea, la cual se vio potenciada. En resumen, hemos establecido un modelo de médula de ratón in vitro para el registro simultáneo de la actividad en vías motoras y sensoriales, y el uso de esta preparación nos ha permitido concluir que los CCDV de tipo L pueden estar implicados en la codificación inmediata de señales nociceptivas persistentes, aunque parece poco probable que la entrada de calcio a través de estos canales contribuya al desarrollo de procesos de sensibilización en las condiciones empleadas. Se ha confirmado también que estos canales no juegan un papel esencial en la transmisión sensorial ascendente de señales nociceptivas.