Canales iónicos TRP

Canales iónicos de potencial receptor transitorio (TRP)

• Los canales TRP son proteínas de membrana con seis dominios transmembrana.
• Un poro se forma entre los segmentos quinto (S5) y sexto (S6).
• Los terminales C y N se localizan en el citoplasma.
• La mayoría de los receptores TRP contienen repeticiones de anquirina en los dominios N-terminales y un motivo común de 25 aminoácidos adyacente a S6 en el dominio C-terminal.
• Todos los canales TRP son regulados por temperatura y varios ligandos químicos, pero tienen diferentes umbrales de activación.
• Se han identificado al menos seis tipos de receptores TRP en neuronas sensoriales; la sensibilidad térmica de una neurona está determinada por los receptores TRP particulares expresados en sus terminales nerviosas.
• A 32°C (90°F), la temperatura de la piel en reposo, solo se estimulan los receptores TRPV4 y algunos TRPV3.
• Los receptores TRPA1 y TRPM8 son activados por enfriamiento y estímulos fríos.
• Los receptores TRPM8 también responden al mentol y diversas mentas; los receptores TRPA1 responden a alliums como el ajo y los rábanos.
• Los receptores TRPV3 son activados por estímulos cálidos y también se unen al alcanfor.
• Los receptores TRPV1 y TRPV2 responden al calor y producen sensaciones de dolor ardiente.
• Los receptores TRPV1, pero no los TRPV2, se unen a la capsaicina, que media las sensaciones de ardor evocadas por los chiles.
• Los receptores TRPV4 están activos a temperaturas normales de la piel y responden al tacto.

Nocicepción y Termocepción

• La nocicepción y termocepción son manejadas por fibras delgadas, casi sin mielina o sin mielina.
• Depende de canales de potencial receptor transitorio (familia TRP).
• Los TRP se dividen en rangos térmicos y también reaccionan a diferentes rangos térmicos (son polimodales).

Sistema Anterolateral

• La información nociceptiva y termoceptiva asciende al SNC a través del sistema anterolateral.
• El sistema anterolateral, distinto al lemnisco medial, comparte aspectos comunes como tener tres cadenas de neuronas.
• La aferente primaria tiene morfología pseudounipolar y se encuentra en el ganglio de la raíz dorsal.
• La aferente secundaria se encuentra al mismo nivel donde entra la información y decusa inmediatamente para ascender contralateralmente.
• Todas las vías somatosensoriales convergen en el complejo ventral posterior del tálamo.
• La información del cuerpo asciende al núcleo ventral posterior lateral del tálamo.
• La información de la región facial asciende al núcleo ventral posterior medial.
• Las aferentes terciarias suben la información somatosensorial a la corteza somatosensorial primaria (áreas 1, 2 y 3 de Brodmann) para formar una representación completa, separada de los dermatomas del cuerpo, llamada mapas somatotópicos.

Modularidad de la corteza cerebral

• La corteza cerebral rodea la superficie de los hemisferios cerebrales.
• Es un manto continuo de neuronas organizadas en capas.
• La corteza cerebral muestra especializaciones funcionales a lo largo del espacio, con citoarquitectura neuronal que varía en los ejes anteroposterior, dorsoventral y mediolateral.
• Brodman elaboró mapas de la corteza y definió áreas corticales.
• Un área cortical procesa el mismo tipo de información.
• Existen áreas corticales motoras, sensoriales y de asociación.
• Las áreas sensoriales corticales reciben aferencias de diferentes modalidades sensoriales desde el tálamo.

Lesiones y Áreas Corticales

• Las lesiones en áreas corticales sensoriales afectan la percepción sensorial.
• La corteza visual primaria se encuentra en el lóbulo occipital.
• Una lesión allí causa ceguera cortical, aunque la vía visual esté intacta ya que la corteza procesa y codifica la información visual.
• Un trauma en el lóbulo temporal en las áreas 41 y 42 de Brodman causa sordera, aunque la cóclea y la vía auditiva estén intactas.
• El procesamiento sensorial ocurre en la corteza, no en los órganos.

Tipos de áreas sensoriales

• Existen áreas sensoriales primarias y secundarias.
• Las áreas sensoriales primarias reciben aferencias directamente de núcleos sensoriales talámicos (ej., corteza visual, auditiva y somatosensorial primaria).
• Las vías del lemnisco medial y del sistema anterolateral solo entran a la información; no la procesan en primera instancia.
• Las áreas sensoriales secundarias procesan información sensorial de los núcleos asociativos del tálamo y las áreas primarias.

Procesamiento de información

• El epitelio sensorial recopila, transduce, codifica y manda la información.
• Las vías neuronales diversifican la información.
• La información sensorial converge en el tálamo, que la recopila de diferentes vías y la distribuye.
• Las áreas primarias reciben información sensorial sin procesar para descomponerla en atributos (forma, tamaño, textura) y activan diferentes neuronas.
• Ese análisis se manda a un área secundaria.
• Las áreas sensoriales secundarias integran información de los núcleos asociativos del tálamo e información previamente procesada de un área sensorial primaria.
• Las cortezas secundarias son centros de análisis más complejos.
• Las cortezas primarias realizan análisis básicos de la información; las secundarias hacen análisis de nivel medio, estableciendo jerarquía de procesamiento.
• La lesión de una corteza secundaria resulta en un trastorno de la interpretación de la sensación, no en la pérdida de sensaciones.
• La destrucción de la corteza visual primaria causa ceguera, mientras que la destrucción de la corteza visual secundaria permite ver, pero con distorsiones en aspectos finos como posición relativa, color, forma y tamaño. El análisis básico (color, movimiento) persiste.
• Las áreas asociativas son grandes extensiones corticales en diferentes lóbulos, encargadas de procesamiento complejo e integrador (lenguaje, memoria, aprendizaje, comportamiento, personalidad).
• Las cortezas asociativas son las más grandes y menos comprendidas.

Áreas motoras y modularidad cortical

• Las áreas motoras producen movimiento al estimularse (músculos individuales o grupos).
• Puede ser movimiento macroscópico o actividad electroriográfica.
• Las lesiones en áreas corticales motoras causan disminuciones o pérdidas de movimiento, sin afectar lo sensorial o asociativo.
• La modularidad es una característica de la corteza cerebral hallada en áreas sensoriales primarias.
• Podría ocurrir en otras áreas, pero está por confirmarse.
• La corteza cerebral presenta organización laminar (en capas) y radial, con neuronas de diferentes capas interconectadas horizontal y verticalmente, formando columnas corticales.

Columnas corticales

• Las columnas corticales son las unidades funcionales básicas del procesamiento cortical y desarrollo de la corteza cerebral.
• Son agrupamientos de células conectadas verticalmente con mucha interconexión dendrítica y patrones de conductividad, diferenciación de la mielina y características metabólicas.
• Esta organización columnar refleja el mapeo de variables bajo una superficie dimensional y representa la manera en que la evolución encontró para procesar la información sensorial.
• Las neuronas de diferentes capas corticales están interconectadas.
• Las variables del atributo se organizan en una hipercolumna.
• Las hipercolumnas se comunican entre sí para un análisis fino de nivel básico, ya que los estímulos tienen muchos atributos físicos.

Laminación Histológica y Modularidad Somatosensorial

• La organización columnar se refleja histológicamente.
• La inyección de prolina radiactiva en el ojo alcanza la corteza visual primaria en la capa IV por transporte axonal retrógrado.
• La capa IV es el sitio donde llegan las entradas talámicas.
• El núcleo geniculado lateral del tálamo tiene 6 capas, algunas responden a la prolina y otras no.
• Las entradas visuales contralaterales o ipsilaterales se organizan en el tálamo.
• Las neuronas proyectan sus axones hacia la corteza visual primaria, creando el patrón de columnas de dominancia ocular (corteza estriada).
• Las estrías son la marca visible de la modularidad en la corteza visual primaria.
• La modularidad es el principio de organización general para el procesamiento sensorial.

Información a la corteza somatosensorial primaria

• La corteza visual primaria recibe aferencias terciarias del complejo ventral posterior del tálamo.
• Cuando la información llega a la corteza somatosensorial primaria, se envía a las 4 áreas de Brodmann.
• Cada área recibe una copia de la información para crear un mapa somatotópico similar al de las áreas cercanas.
• El cuerpo no se representa en proporciones reales en los mapas corticales.
• La corteza somatosensorial primaria recibe información de todo el cuerpo, pero se dedica más área cortical a ciertos dermatomas, y menos a otros.
• La representación somatotópica es desproporcionada, visible a través del homúnculo somatosensorial.
• Las aferencias secundarias ingresan al complejo ventral posterior del tálamo y ascienden por axones a la corteza somatosensorial primaria.
• La citoarquitectura da origen a cuatro parches: áreas 1, 2, 3a y 3b.
• Algunas áreas del cuerpo reciben poca área cortical para procesar la información somatosensorial (nociceptiva, termoceptiva, mecanoceptiva de genitales); la información somatosensorial de los genitales no es relevante
• La información de pies, piernas o tronco se procesa en menor cantidad debido a la menor densidad de receptores.
• La parte distal de las extremidades anteriores (manos) tiene muchos receptores somatosensoriales de todo tipo, lo que requiere más módulos de procesamiento.
• El mapa somatotópico está desproporcionado; aquellas partes del cuerpo con mayor densidad de receptores tienen mayor representación cortical.
• En humanos, estas áreas son la región facial y la porción distal de las extremidades superiores.
• En el homúnculo motor, las cortezas motoras presentan una representación topográfica desproporcionada: las partes del cuerpo que requieren un control motor más fino tienen mayor representación cortical (manos y región facial).

Mapas somatotópicos en diferentes especies

• El área 3b 1 es la corteza somatosensorial primaria.
• Los mapas en diferentes especies varía significativamente.
• La región de las manos ingresa más información somatosensorial que el resto del cuerpo en animales que lo usan como herramienta.

Mapas somatotópicos interespecies

• La corteza somatosensorial primaria no dedica mucho al procesamiento de las extremidades del conejo debido a que no tiene movimientos tan finos.
• Para el conejo es más importante la información de la región facial.
• El gato tiene región facial desproporcionada y la parte distal de las extremidades.
• El mono es similar al humano, pero también es importante la información somatosensorial proveniente de parte distal de las extremidades inferiores.
• Los roedores tienen mayor somatosensorial de la región facial.
• Todos los animales tendrán de la información somatosensorial y siempre va a estar desproporcionada.

Cortezas Somatosensoriales

• Hay dos cortezas somatosensoriales de cada hemisferio.
• La mitad derecha del cuerpo decusa e ingresa por el lado contralateral y viceversa.
• Por lo tanto, se tienen dos mapas somatotópicos bilateralmente simétricos.
• La información somatosensorial se distribuye desde la corteza somatosensorial primaria (SⅠ) hacia áreas corticales de orden superior, entre las que están la corteza somatosensorial secundaria (SⅡ) y estructuras subcorticales.
• La corteza somatosensorial secundaria se encuentra adyacente a la somatosensorial primaria (ambas en el lóbulo parietal).
• La S II (también conocida como corteza parietal superior o posterior) corresponde a las áreas 5 y 7 de Brodman, recibe proyecciones convergentes de la S I y envía proyecciones descendentes al sistema límbico (amígdala o formación hipocampal).
• Las proyecciones a el sistema facilita el aprendizaje y la memoria táctil
• Es muy importante que la información procesada alcance a los lugares para procesamiento cognitivo.
• La información somatosensorial previamente procesadas por las cortezas somatosensorial primaria y secundaria tiene que alcanzar a las áreas motoras, residen en el lóbulo frontal
• La información somatosensorial requiere de una respuesta motora también, y los axones de la matriz sensorial regresa a las cortezas sensoriales para poder filtrar información.
• Las cortezas sensoriales realizan el reconocimiento de estímulos: origen, intensidad, tipo, ubicación en el cuerpo, etc.
• La modulación de los sentidos también generan respuestas sensoriales hasta el tálamo cerebral.
• La respuesta motoría es el conocimiento de la corteza primaria.
• La estimulación hace que se detecten movimientos voluntarios orofaciales.
• La discriminación hace posible la diferenciación de texturas.