Las furias y pasiones más intensas hacen que "nos hierva la sangre", y nada hay más innato que aquello que "llevamos en la sangre", nada más desesperante que alguien "sin sangre en las venas" ni honor que supere a "ser de sangre azul". Y aunque en la mayoría de las disputas "no llegue la sangre al río", no faltan en nuestra historia "derramamientos de sangre" que arrasan con un gran número de vidas humanas, unas veces en medio de matanzas "a sangre fría" y otras en luchas "a sangre y fuego".
La sangre, considerada como líquido vital desde antiguo, es todavía hoy protagonista de multitud de expresiones coloquiales que reflejan el valor que se concede a esta solución de plasma y células que fluye en el interior de nuestro cuerpo. Pero, ¿qué pasará cuando las transfusiones de sustitutos procedentes de otros seres vivos o de sangre artificial se extiendan y sus líquidos "corran por nuestras venas"?
Circulando por venas y arterias
"Que tu secreto pase a formar parte de tu sangre" dicen los árabes, para quienes los pactos de sangre que se llevaban a cabo ante la Kaaba de la Meca gozan de gran prestigio secular. Y es que, además de ser protagonista de expresiones populares, este líquido rojo y brillante ha estado presente en muchos ritos como símbolo de vida, a la vez que de muerte. Protección sobre la frente de los guerreros en la batalla, símbolo de fecundidad al derramarse sobre los campos de cultivo y bebida para liberar a maridos de un indeseado desamor hacia sus esposas, lo cierto es que no han faltado creencias y mitos en torno a sus propiedades a lo largo de la historia.
Tanto aprecio por este fluido no carece de sentido. La sangre, bombeada por el corazón, nutre y oxigena a todas y cada una de las células del organismo, aunque esto no estuviera tan claro al principio. De hecho, para el médico griego Galeno y sus seguidores, la sangre impulsada por el corazón circulaba por las venas para nutrir a los tejidos y depurarse en el hígado, siendo las arterias las responsables del transporte del aire (el espíritu vital), que nunca se mezclaba con la sangre. Esta concepción galénica de venas y arterias como dos sistemas independientes y separados dominó el conocimiento científico desde el siglo II hasta el siglo XVI. Fue entonces, con la irrupción del médico Miguel Servet en escena, cuando se oyó hablar por primera vez de la sangre como vehículo tanto de oxígeno como de nutrientes.
Aquel español describió como la sangre es impulsada desde la parte derecha del corazón a los pulmones. Desde allí, tras oxigenarse, regresa al corazón izquierdo para distribuir el gas por la aorta y las demás arterias a todo el organismo. Años después, a partir de los trabajos de Servet y otros, el inglés William Harvey completaba y demostraba irrefutablemente el mecanismo de la circulación en los circuitos mayor y menor, el primero para distribuir la sangre por todo el organismo y el segundo para liberar el dióxido de carbono y recargarse con oxígeno antes de iniciar de nuevo su recorrido.
Aceptada la teoría de Harvey, algunos científicos comenzaron a plantear la posibilidad de que la sangre fuera sustituida por otros líquidos como la leche o el vino. Según sus hipótesis, las "transfusiones" podrían curar ciertas enfermedades e incluso cambiar la personalidad del transfundido. Los experimentos desarrollados para comprobarlo terminaron, como es fácil imaginar, en estrepitosos fracasos. La sangre que corría por los circuitos descritos por Harvey era, sin ninguna duda, un líquido único y aparentemente irremplazable.
Un líquido con personalidad
Lo que dota a la sangre de ese carácter 'único' no es tanto su parte líquida, una mezcla de agua, sales minerales, proteínas y nutrientes que recibe el nombre de plasma, sino principalmente la células que fluyen en él. Entre ellas, son los eritrocitos, más popularmente conocidos como glóbulos rojos, los que se ocupan de una tarea clave ya mencionada: distribuir el oxígeno.
Explicado de forma sencilla, un glóbulo rojo es una célula formada por una membrana lipídica que rodea un citoplasma integrado casi exclusivamente por una proteína llamada hemoglobina. De hecho, esta célula de color grana no posee núcleo ni mitocondrias u organelas en su interior. Su extraordinaria simplicidad estructural le permite especializarse de forma muy precisa en el transporte de oxígeno de los pulmones a los tejidos y el desplazamiento de dióxido de carbono de los tejidos a los pulmones para su expulsión. Esta función primaria es llevada a cabo por la molécula de hemoglobina, que responde cargándose de oxígeno ante el aumento de presión de este gas (como ocurre en los pulmones). Cuando la presión disminuye, como sucede en los tejidos periféricos, libera su cargamento de oxígeno para 'nutrir' a las células. El mecanismo está minuciosamente regulado para garantizar su máxima eficacia.
Otro rasgo singular de la sangre es la existencia de unas señas de identidad únicas para cada individuo, representadas a través de pequeñas proteínas en las membranas de los eritrocitos que actúan como un 'carnet de identidad' sanguíneo. Las principales proteínas de este sistema no fueron descubiertas hasta comienzos del siglo XX, cuando el médico de origen australiano Karl Landsteiner describió su presencia definiendo la existencia de 4 tipos o grupos sanguíneos en los seres humanos (A, B, AB y 0). Cuarenta años más tarde de aquel primer hallazgo, el investigador descubría un nuevo factor al que se denominó Rh, que multiplicaba por dos el número de grupos sanguíneos.
Landsteiner explicó también cómo, para preservar su 'identidad', la sangre disponía de un eficaz sistema de defensa que detectaba inmediatamente la invasión de las células con proteínas extrañas mediante anticuerpos específicos que provocaban su destrucción masiva. De este modo se explicaban los fracasos en los intentos de transfundir sangre de un individuo a otro que, durante más de un siglo, habían traído de cabeza a médicos de todo el mundo. Para evitar las reacciones mortales, tan frecuentes tras las transfusiones realizadas hasta entonces, había que tener en cuenta la compatibilidad , es decir, la pertenencia de los dos individuos, donante y receptor, a un mismo 'grupo sanguíneo'.
Aquellos conocimientos hicieron posible la extensión de las transfusiones sanguíneas como procedimientos habituales en la clínica, así como la creación de bancos de sangre cuyas reservas son hoy mantenidas por millones de donantes.
En busca de sustitutos
En paralelo al continuo reclamo de donantes para mantener los bancos de sangre, los científicos se lanzaban hace ya varias décadas a la búsqueda de otras alternativas a las transfusiones de sangre de unos individuos a otros. Los motivos eran patentes. La sangre fresca necesita conservarse en condiciones especiales, y se deteriora a las pocas semanas de ser almacenada. Además, se preveía un crecimiento de la demanda superior al de la disponibilidad de sangre para transfundir. Por otro lado, a las dificultades iniciales de compatibilidad de las transfusiones se añadía la necesidad de un fuerte control para evitar posibles infecciones, algo especialmente temido desde que apareciera y se extendiera como lo hizo el virus del SIDA, en la década de los ochenta. Ante este panorama, encontrar una sangre universal, duradera y aséptica era un objetivo tan ambicioso como deseable.
Fruto de las investigaciones nacían los sustitutos de la sangre, productos artificiales con los que se pretende reemplazar total o parcialmente al líquido rojo, fundamentalmente en sus funciones de transporte y distribución de oxígeno. Los primeros intentos se realizaron con hemoglobina libre pues, al fin y al cabo, era la molécula que transportaba el oxígeno en los glóbulos rojos. Pero pronto se comprobó la 'delicadeza' de esta proteína, que sólo funcionaba correctamente cuando estaba intacta y viajaba con un 'cofactor' en el interior de las células sanguíneas. Desprovista de la célula protectora y sin su molécula ayudante era fragmentada rápidamente por enzimas en dos partes, lo que además de impedirle realizar su función la convertía en tóxica para el riñón.
Lejos de rendirse, los investigadores asumieron el reto de convertir al tetrámero de hemoglobina en una molécula estable que no se disociase y mantuviera su función. La primera vía para abordar el problema vino de la mano de la química: usando agentes que modificaban la molécula de hemoglobina actuando como 'adhesivos' capaces de mantenerla unida. Es el caso de la diaspirina, un derivado de la conocida aspirina con el cual actualmente trabajan empresas como Baxter Healthcare, cuyo sustituto sanguíneo se encuentra actualmente en fase de ensayos clínicos. Una segunda vía llegaba a través de la ingeniería genética: conocida la estructura y la secuencia de cada una de las piezas (aminoácidos) que componen la hemoglobina en estado 'salvaje', los científicos han logrado modificar la estructura añadiendo un único aminoácido que permite mantenerla estable.
Frente a estas dos opciones, basadas en el uso de hemoglobina humana y, por lo tanto, de hemoglobina extraída de sangre de un individuo, surgía una línea de investigación para la producción de hemoglobina libre a partir de material biológico procedente de otras especies. Muestra de ello son las actuales investigaciones con la hemoglobina bovina, de fácil manejo y esterilización, si bien cualquier planteamiento sobre su uso requiere un profundo control previo que elimine cualquier riesgo de infección ( zoonosis ), en especial de las enfermedades causadas por los temidos priones. Pese a todo, esta última opción es la más prometedora a largo plazo, en tanto podría cubrir una alta demanda en caso de 'escasez' de sangre humana.
En cualquier caso, los sustitutos de la sangre basados en hemoglobina, actualmente en desarrollo, han demostrado ser más eficaces que la hemoglobina nativa en la distribución de oxígeno, gozan de un mayor tiempo de conservación, no generan rechazo y ofrecen una rápida disponibilidad en casos de emergencia con total garantía de seguridad, al poder ser esterilizados, pausterizados o filtrados fácilmente en su fabricación (algo impensable con la sangre natural). Además, al conservarse fuera del refrigerador su uso se extiende a cualquier lugar o condición, incluyendo zonas de desastre, campos de batalla, situaciones de emergencia o países en vías de desarrollo y sin infraestructuras.
Pioneros en Sudáfrica
Precisamente en uno de esos países, en Sudáfrica, se producía a principios de este año un hecho histórico en el campo de los sustitutos sanguíneos. El 10 de abril se autorizaba por primera vez el uso de sangre sintética en humanos. Bajo el nombre de Hemopure, la nueva solución era aprobada por el Consejo de Control de Medicamentos de Sudáfrica, que se adelantaba así a sus homólogos en Europa y EE.UU. "La introducción de Hemopure en Sudáfrica es el primer paso de nuestra estrategia de comercialización mundial", aseguraba Carl Rausch, director de la empresa estadounidense Biopure, que ha desarrollado el producto.
Como en los ejemplos anteriores, Hemopure es una solución "portadora de oxígeno", fabricada a partir de los eritrocitos del ganado bovino. De ellos se extrae la hemoglobina, que es modificada e introducida en una solución salina. El proceso de fabricación incluye 22 pasos entre los que se han incorporado estrictos controles de seguridad para evitar cualquier posible infección, tanto bacteriana como de virus (SIDA o Hepatitis C) o de priones (Encefalopatías Espongiformes). Cada unidad final de Hemopure contiene 30 gramos de hemoglobina vacuna, ultrapurificada, disuelta en una solución salina más fluida que la sangre. Esto le permite llegar a zonas a las que, en condiciones de bloqueo de vasos sanguíneos o baja presión arterial, las células sanguíneas tienen difícil acceso.
No obstante, no debemos olvidar que la hemoglobina plasmática no es un verdadero sustituto sanguíneo: sólo imita las funciones de los glóbulos rojos al transportar el oxígeno, aunque a veces llegue a superar la capacidad natural de la sangre. Tanto el Hemopure como otros compuestos basados en la hemoglobina carecen de la facultad de coagular, al no disponer de plaquetas, o de sus funciones defensivas, desprovistos de leucocitos o glóbulos blancos. Además, su 'vida media' es breve, por lo que son aplicables por cortos períodos de tiempo (una media de 30 horas), tras los cuales se metabolizan normalmente en el organismo.
Esto ha llevado a pensar en estos "sustitutos" como productos con una función fundamental de apoyo, de gran utilidad pero sin llegar a reemplazar a la sangre natural. Los expertos prevén su uso, en dosis adecuadas, en combinación con técnicas especializadas como la extracción de sangre propia previa a una intervención quirúrgica para su posterior reinfusión, sustituyéndola durante la operación por una hemodilución normovolémica con Hemopure o alguno de los próximos productos en salir al mercado. Además de la cirugía, su uso sería especialmente útil para la asistencia a sujetos en situaciones críticas como accidentes, desastres naturales o guerras, en las que es preciso disponer rápida y abundantemente de fluido sanguíneo.
Creadores de células
Pero en temas de ciencia, como reza el proverbio, "la edad de oro nunca es la presente", y las aspiraciones de los científicos van más allá, en busca de una tercera generación de sustitutos sanguíneos que permitan 'encapsular' la hemoglobina y las enzimas que esta requiere para ejercer sus funciones en verdaderas "células artificiales". Dos opciones lideran ahora mismo esta búsqueda: la creación de vesículas lipídicas de 0'2 micras de diámetro (0'00000020 metros) y el desarrollo de nanocápsulas con membranas proteicas de polyactic, con un diámetro de 0'15 micras (0'00000015 metros). El primero de los prototipos ha sido creado por Marcel Dekker, mientras la segunda de las aproximaciones es obra de Thomas Chang.
El profesor Chang conoce muy bien los sinsabores del reto de la creación de células. Director del Centro de Investigación de Células y Órganos Artificiales y profesor de Fisiología, Medicina e Ingeniería Biomédica en la Universidad canadiense McGill, es una autoridad mundial en todo lo que a sustitutos sanguíneos y sangre artificial se refiere. Hasta tal punto que ha sido apodado como el "Julio Verne" de la investigación en esta materia.
A los 23 años, Thomas Chang ya había decidido que quería construir células sanguíneas artificiales, algo considerado entonces poco menos que una locura. Encerrado en la habitación de su residencia de estudiante, que el joven había convertido en un improvisado laboratorio, consiguió su objetivo al crear una célula de un milímetro de diámetro, con plástico como membrana y hemoglobina en su interior. Aunque aquella primera "célula artificial" era mucho mayor que los eritrocitos del organismo, se trataba del primer paso de lo que ya entonces se esbozaba como una prometedora carrera.
Efectivamente, 45 años después, Chang sigue trabajando desde el centro que el mismo dirige para perfeccionar aquel invento de juventud y convertir las células artificiales, y en particular la sangre artificial, en una herramienta fundamental para la medicina del nuevo siglo. Fruto de medio siglo de investigación han sido la invención de la hemoperfusión para tratar las intoxicaciones y los envenenamientos o la creación del hígado y el riñón artificial. Además, su técnica de microencapsulación para la creación de células se ha perfeccionado, ampliándose el número y la variedad de sustancias que pueden ser introducidas en las membranas (oxígeno, fármacos, enzimas, anticuerpos, polímeros, proteínas, células,...), así como los materiales usados para fabricar dichas membranas, tanto biológicos como sintéticos.
"Pienso en la investigación como algo que haces en tu tiempo libre - declaraba en cierta ocasión el profesor Chang, tan innovador como entusiasta en su trabajo -. Para mí es como un hobby a tiempo completo, y soy afortunado porque me paguen por hacerlo". Aunque no descarta ver cumplidos sus objetivos de crear sangre artificial para uso masivo en la clínica, su experiencia en los intentos de crear células artificiales le ha llevado a reflexionar sobre las dificultades a la hora de imitar la naturaleza."Ni siquiera somos capaces de copiar un simple glóbulo rojo", dice en voz alta. Una célula, aparentemente sin secretos para los científicos, de membrana simple y sin núcleo ni organelas ni mitocondrias, que guarda en su interior apenas un puñado de hemoglobina y cuya vida media se limita a los 45 días.
Autor: Elena Sanz | 2001
sábado, 19 de diciembre de 2009
domingo, 13 de diciembre de 2009
Neuropéptidos
La investigación en neuroquímica en los últimos años ha proporcionado una gran cantidad de información sobre los péptidos neuroactivos. En cuanto a los neuropéptidos, lo más sorprendente de su descubrimiento ha sido que, en algunos casos, aunque se sabía que actuaban en el cuerpo humano como hormonas, se ha ampliado el campo de acción de los mismos. Por ejemplo, el péptido intestinal vasoactivo (VIP) y la colecistoquinina (CCK) se sabía que actuaban como hormonas gastrointestinales, de acción local, y posteriormente se aislaron en el sistema nervioso central (SNC), donde se comprobó que llevaban a cabo una actividad fisiológica importante así como otras propiedades que definen su papel neurotransmisor y neuromodulador. Sin embargo, en otros casos, el estudio más detallado ha supuesto un cambio y alejamiento de la idea inicial que se tenía sobre el funcionamiento de los mismos. Ejemplos de este segundo caso son la vasopresina y la oxitocina. Por último otros péptidos, como las endorfinas y encefalinas, se consiguieron aislar del SNC gracias a su enorme capacidad para imitar las acciones básicas de la morfina, por esto se les denomina opiáceos endógenos.
No obstante, aunque se admite el concepto de neurona peptidérgica después de mucha investigación, los neuropéptidos deben considerarse como posibles neurotransmisores de diversas regiones del SNC.
Los neuropéptidos presentan algunas características que los diferencian de los neurotransmisores clásicos, entre ellas destaca que se encuentran en una concentración mucho más pequeña pero tienen acciones más potentes.
Sistemas peptidérgicos
Gracias a nuevos métodos de investigación, como el radioinmunoensayo y la cromatografía líquida de alto rendimiento, se ha podido determinar el papel neurotransmisor tanto de los péptidos que ya se conocían por su intervención periférica y local, como del nuevo grupo de péptidos de acción cerebral como las encefalinas y las endorfinas.
Aunque se considera los péptidos como posibles neurotransmisores hay algunas diferencias con respecto a los mismos:
Su gran potencia, aunque se encuentran en cantidades menores al resto de neurotransmisores.
La biosíntesis, que parece ser similar al de las hormonas proteicas y otras proteínas secretoras.
El péptido es una molécula relativamente grande, lo que conlleva situaciones no tan fáciles de regular como las de un neurotransmisor clásico, es decir, una molécula sencilla. El neuropéptido exige una síntesis compleja y problemática que también podría producirse a partir de la formación por parte de la neurona de compuestos proteicos que, almacenados en los botones terminales, fuesen degradados por proteolisis y liberaran fragmentos que pudieran ser de utilidad neurotransmisora. Otra dificultad añadida es que, al ser moléculas grandes, su inactivación por recaptura constituye un problema, pero también lo es, y más, su degradación metabólica extracelular, lo que nos lleva a pensar en términos generales que los neuropéptidos deben ejercer una actividad esencialmente cotransmisora o neuromoduladora.
Teniendo en cuenta lo anterior, lo más fácil es pensar que los neuropéptidos van a coexistir con los neurotransmisores, y su papel puede ser el de un neuromodulador. Por tanto, podemos hablar de neurotransmisores y cotransmisores con la concreta sofisticación de la acción de los neurotransmisores clásicos.
Los péptidos neurotransmisores más conocidos son las encefalinas y las endorfinas, que actúan sobre los receptores opiáceos endógenos; pero la lista es cada vez más amplia. Su liberación podría ser simultánea con la de los neurotransmisores clásicos, teniendo, por tanto, amplias repercusiones conductuales o simplemente expresar propiedades sobre los procesos psíquicos como la afectividad, la motivación, el aprendizaje y la memoria.
La lista de neuropéptidos que actualmente se están investigando en cuanto a su distribución, contenido y potencia farmacológica es casi interminable, por lo que es imposible desarrollarlos todos.
Normalmente se sintetiza un péptido precursor o pre-proteínas, las cuales se desplazan a las cisternas del retículo endoplasmático, donde se desintegra la secuencia "pre" para producir una pro-proteína, las cuales se transportan al aparato de Golgi donde van a escindirse para producir péptidos más cortos, posteriormente para que tenga lugar la finalización del proceso postranslacional van a ser reunidas en los gránulos neurosecretores y se van a transportar a los terminales nerviosos para su almacenamiento y posterior liberación. Puede tener lugar una amidación en el terminal carboxilo (C) y una acetilación del terminal amino (N), se pueden constituir uniones de disulfuro, ciclarse el glutamato, etc. Hay muchas familias parecidas de neuropéptidos, pero se diferencian en secuencias peptídicas que son esenciales para su actividad. Cada miembro de la familia se puede encontrar sintetizado en un órgano o región del cerebro distinto, esto viene determinado por el procesamiento de las enzimas que allí existan. Por ejemplo, dentro de la familia de péptidos CCK, el CCK-8 se encuentra en el cerebro mientras que el CCK-3 está en el intestino.
En cuanto a su desactivación, al no haberse encontrado sistemas de transporte de membrana efectivos, parece que ésta se lleva a cabo por medio de la acción de las peptidasas activas. Por tanto, no son recaptados y reciclados por la neurona y se deduce que la cantidad de péptidos que se vayan a liberar depende de los almacenamientos adecuados de sus proteínas precursoras.
Se sabe que algunos neurotransmisores peptídicos se sintetizan y liberan desde las neuronas del SNC, realizando un papel hormonal ya establecido en la hipófisis, lo novedoso es, como ya hemos dicho, su funcionamiento como neurotransmisor.
Otra característica también muy relevante es la coexistencia, dentro de la misma neurona, de neuropéptidos con otros péptidos o neurotransmisores. Cuando se liberan las dos sustancias, los péptidos tienen la capacidad de modular la acción del neurotransmisor clásico y también de actuar por separado sobre células postsinápticas.
Resumiendo toda esta información nos encontramos con el problema de cómo denominar entonces a todas estas sustancias, ya que actúan como hormonas, neurotransmisores y neuromoduladores.
No obstante, una sustancia puede actuar como neurotransmisor y también poseer cualidades moduladoras y hormonales en otros lugares que tengan receptores para esta sustancia.
Algunos de los neuropéptidos también existen en el sistema gastrointestinal, donde funcionan como neurotransmisores periféricos u hormonas. Los péptidos neurogastrointestinales son colecistoquinina (CCK), Péptido intestinal vasoactivo (VIP), neurotensina, sustancia P, somatostatina, encefalinas, bombesina.
Estos péptidos están organizados en familias en base a estructuras relacionadas y con una secuencia peptídica común que es la responsable del tipo de actividad característica.
En general los péptidos pueden dar lugar a muchas variaciones en el comportamiento, cuando se administran en humanos y animales de experimentación. Éstas van en la línea de modificación de las emociones y del estado de ánimo, así como efectos analgésicos de las encefalinas y endorfinas.
No obstante, aunque se admite el concepto de neurona peptidérgica después de mucha investigación, los neuropéptidos deben considerarse como posibles neurotransmisores de diversas regiones del SNC.
Los neuropéptidos presentan algunas características que los diferencian de los neurotransmisores clásicos, entre ellas destaca que se encuentran en una concentración mucho más pequeña pero tienen acciones más potentes.
Sistemas peptidérgicos
Gracias a nuevos métodos de investigación, como el radioinmunoensayo y la cromatografía líquida de alto rendimiento, se ha podido determinar el papel neurotransmisor tanto de los péptidos que ya se conocían por su intervención periférica y local, como del nuevo grupo de péptidos de acción cerebral como las encefalinas y las endorfinas.
Aunque se considera los péptidos como posibles neurotransmisores hay algunas diferencias con respecto a los mismos:
Su gran potencia, aunque se encuentran en cantidades menores al resto de neurotransmisores.
La biosíntesis, que parece ser similar al de las hormonas proteicas y otras proteínas secretoras.
El péptido es una molécula relativamente grande, lo que conlleva situaciones no tan fáciles de regular como las de un neurotransmisor clásico, es decir, una molécula sencilla. El neuropéptido exige una síntesis compleja y problemática que también podría producirse a partir de la formación por parte de la neurona de compuestos proteicos que, almacenados en los botones terminales, fuesen degradados por proteolisis y liberaran fragmentos que pudieran ser de utilidad neurotransmisora. Otra dificultad añadida es que, al ser moléculas grandes, su inactivación por recaptura constituye un problema, pero también lo es, y más, su degradación metabólica extracelular, lo que nos lleva a pensar en términos generales que los neuropéptidos deben ejercer una actividad esencialmente cotransmisora o neuromoduladora.
Teniendo en cuenta lo anterior, lo más fácil es pensar que los neuropéptidos van a coexistir con los neurotransmisores, y su papel puede ser el de un neuromodulador. Por tanto, podemos hablar de neurotransmisores y cotransmisores con la concreta sofisticación de la acción de los neurotransmisores clásicos.
Los péptidos neurotransmisores más conocidos son las encefalinas y las endorfinas, que actúan sobre los receptores opiáceos endógenos; pero la lista es cada vez más amplia. Su liberación podría ser simultánea con la de los neurotransmisores clásicos, teniendo, por tanto, amplias repercusiones conductuales o simplemente expresar propiedades sobre los procesos psíquicos como la afectividad, la motivación, el aprendizaje y la memoria.
La lista de neuropéptidos que actualmente se están investigando en cuanto a su distribución, contenido y potencia farmacológica es casi interminable, por lo que es imposible desarrollarlos todos.
Normalmente se sintetiza un péptido precursor o pre-proteínas, las cuales se desplazan a las cisternas del retículo endoplasmático, donde se desintegra la secuencia "pre" para producir una pro-proteína, las cuales se transportan al aparato de Golgi donde van a escindirse para producir péptidos más cortos, posteriormente para que tenga lugar la finalización del proceso postranslacional van a ser reunidas en los gránulos neurosecretores y se van a transportar a los terminales nerviosos para su almacenamiento y posterior liberación. Puede tener lugar una amidación en el terminal carboxilo (C) y una acetilación del terminal amino (N), se pueden constituir uniones de disulfuro, ciclarse el glutamato, etc. Hay muchas familias parecidas de neuropéptidos, pero se diferencian en secuencias peptídicas que son esenciales para su actividad. Cada miembro de la familia se puede encontrar sintetizado en un órgano o región del cerebro distinto, esto viene determinado por el procesamiento de las enzimas que allí existan. Por ejemplo, dentro de la familia de péptidos CCK, el CCK-8 se encuentra en el cerebro mientras que el CCK-3 está en el intestino.
En cuanto a su desactivación, al no haberse encontrado sistemas de transporte de membrana efectivos, parece que ésta se lleva a cabo por medio de la acción de las peptidasas activas. Por tanto, no son recaptados y reciclados por la neurona y se deduce que la cantidad de péptidos que se vayan a liberar depende de los almacenamientos adecuados de sus proteínas precursoras.
Se sabe que algunos neurotransmisores peptídicos se sintetizan y liberan desde las neuronas del SNC, realizando un papel hormonal ya establecido en la hipófisis, lo novedoso es, como ya hemos dicho, su funcionamiento como neurotransmisor.
Otra característica también muy relevante es la coexistencia, dentro de la misma neurona, de neuropéptidos con otros péptidos o neurotransmisores. Cuando se liberan las dos sustancias, los péptidos tienen la capacidad de modular la acción del neurotransmisor clásico y también de actuar por separado sobre células postsinápticas.
Resumiendo toda esta información nos encontramos con el problema de cómo denominar entonces a todas estas sustancias, ya que actúan como hormonas, neurotransmisores y neuromoduladores.
No obstante, una sustancia puede actuar como neurotransmisor y también poseer cualidades moduladoras y hormonales en otros lugares que tengan receptores para esta sustancia.
Algunos de los neuropéptidos también existen en el sistema gastrointestinal, donde funcionan como neurotransmisores periféricos u hormonas. Los péptidos neurogastrointestinales son colecistoquinina (CCK), Péptido intestinal vasoactivo (VIP), neurotensina, sustancia P, somatostatina, encefalinas, bombesina.
Estos péptidos están organizados en familias en base a estructuras relacionadas y con una secuencia peptídica común que es la responsable del tipo de actividad característica.
En general los péptidos pueden dar lugar a muchas variaciones en el comportamiento, cuando se administran en humanos y animales de experimentación. Éstas van en la línea de modificación de las emociones y del estado de ánimo, así como efectos analgésicos de las encefalinas y endorfinas.
Memoria celular…, o la personalidad múltiple de Frankenstein
Un caso clínico: trasplante de corazón
El donante, un joven músico y poeta de 18 años, murió en un accidente de coche. El receptor, una chica de 18 años llamada Danny, sufría insuficiencia cardiaca. Después del trasplante todo fue bien y ella fue recuperando su forma física poco a poco. Sin embargo su vida ya no fue la misma, sus gustos y sus hábitos habían cambiado. Un día tuvo la oportunidad de conocer a la familia del donante y todo empezó a tener sentido para ella: “Cuando me mostraron la foto de su hijo, sentí que le conocía directamente (…). Sé que él está en mí y está enamorado de mí (…). Cuando me pusieron su música yo podía acabar las frases de sus canciones. Nunca antes pude tocar, pero después del trasplante empecé a amar la música (…). Le dije a mi madre que quería clases de guitarra, el mismo instrumento que él tocaba (…).
Memoria celular
¿Cómo puede explicarse el cambio en el comportamiento de Danny después del trasplante? ¿Alteraciones de la conducta provocadas por la experiencia de una situación traumática, de vida o muerte? No sería nada raro, los libros de psicología clínica deben estar llenos de casos similares. Pero, ¿por qué hay que ser tan “cuadriculado”? ¿Por qué no tener la “mente abierta” a nuevas explicaciones?
Para Pert Candace, farmacóloga de prestigio internacional (según su página web), este sería un claro ejemplo de memoria celular. Esto significa que los órganos trasplantados pueden transferir recuerdos o fragmentos de personalidad del donante al receptor. Es decir, en contra de lo que muestra la neurociencia actual, la memoria y la personalidad no se localizan exclusivamente en el cerebro. ¿Cómo justifica P. Candace esta hipótesis tan revolucionaria? Propone una hipótesis neuroquímica centrada en unos mediadores quimicos: lo neuropéptidos (“Las moléculas de la emoción”). Estas moléculas químicas, presentes también en órganos como el corazón, viajarían por todo el organismo portando esta información. Así, los neuropéptidos pueden ser la manifestación bioquímica de la memoria, del pensamiento o de la sensibilidad corporal (Más Allá, junio 2009). Pero, ¿cómo se almacenan los recuerdos o los rasgos de personalidad en órganos como el corazón? ¿Cómo los neurpéptidos retienen esa información y la transfieren al receptor? No hay respuesta para esto. Entonces, ¿cuáles son los datos o pruebas que ofrece P Candace para apoyar su hipótesis? Los testimonios de algunos de los trasplantados (como el ejemplo que encabeza el apunte; se pueden leer más casos).
Nuestra memoria está en el cerebro
¿Qué sabe la neurociencia acerca de la memoria y los recuerdos? Los recuerdos se forman a partir de nuestra interacción directa con el entorno físico y social en el que vivimos (experiencia), lo que depende a su vez de nuestro sistema nervioso. Es más los recuerdos, para existir, requieren de la actividad de nuestro cerebro. Se sabe que hay distintos sistemas de memoria que implican diferentes áreas de nuestro cerebro. ¿Son gratuitas estas afirmaciones? No. Sobre todo en las últimas cinco décadas los investigadores en neurociencias han diseñado paradigmas experimentales para poder entender y poner a prueba la bases neuronales de la memoria. Algunos ejemplos:
- Estudios de lesión en humanos. El ejemplo más conocido es el de H.M. que padeció amnesia al serle extirpada un área de su cerebro (hipocampo). Este paciente facilitó el descubrimiento de la existencia de diferentes sistemas de memoria en el cerebro.
- Estudios de conducta. Tanto en humanos como en animales de laboratorio se ha mostrado que la memoria en todas sus fases (como se adquiere, cómo se mantiene, cómo se recupera y cómo se extingue) puede ser modulada a través de manipulaciones farmacológicas (ejem, psicofármacos) o conductuales (ejem, estrés). Recientemente se ha sugerido que los recuerdos pueden ser borrados (o aquí) o incluso creados de manera que podríamos recordar eventos que nunca ocurrieron.
- Estudios celulares. Son clásicos los experimentos de E. Kandel (están en los libros de texto) con el caracol marino Aplyssia. Desde entonces sabemos que la memoria, y el aprendizaje, requieren cambios en las conexiones entre neuronas y en la actividad de los circuitos neuronales.
El donante, un joven músico y poeta de 18 años, murió en un accidente de coche. El receptor, una chica de 18 años llamada Danny, sufría insuficiencia cardiaca. Después del trasplante todo fue bien y ella fue recuperando su forma física poco a poco. Sin embargo su vida ya no fue la misma, sus gustos y sus hábitos habían cambiado. Un día tuvo la oportunidad de conocer a la familia del donante y todo empezó a tener sentido para ella: “Cuando me mostraron la foto de su hijo, sentí que le conocía directamente (…). Sé que él está en mí y está enamorado de mí (…). Cuando me pusieron su música yo podía acabar las frases de sus canciones. Nunca antes pude tocar, pero después del trasplante empecé a amar la música (…). Le dije a mi madre que quería clases de guitarra, el mismo instrumento que él tocaba (…).
Memoria celular
¿Cómo puede explicarse el cambio en el comportamiento de Danny después del trasplante? ¿Alteraciones de la conducta provocadas por la experiencia de una situación traumática, de vida o muerte? No sería nada raro, los libros de psicología clínica deben estar llenos de casos similares. Pero, ¿por qué hay que ser tan “cuadriculado”? ¿Por qué no tener la “mente abierta” a nuevas explicaciones?
Para Pert Candace, farmacóloga de prestigio internacional (según su página web), este sería un claro ejemplo de memoria celular. Esto significa que los órganos trasplantados pueden transferir recuerdos o fragmentos de personalidad del donante al receptor. Es decir, en contra de lo que muestra la neurociencia actual, la memoria y la personalidad no se localizan exclusivamente en el cerebro. ¿Cómo justifica P. Candace esta hipótesis tan revolucionaria? Propone una hipótesis neuroquímica centrada en unos mediadores quimicos: lo neuropéptidos (“Las moléculas de la emoción”). Estas moléculas químicas, presentes también en órganos como el corazón, viajarían por todo el organismo portando esta información. Así, los neuropéptidos pueden ser la manifestación bioquímica de la memoria, del pensamiento o de la sensibilidad corporal (Más Allá, junio 2009). Pero, ¿cómo se almacenan los recuerdos o los rasgos de personalidad en órganos como el corazón? ¿Cómo los neurpéptidos retienen esa información y la transfieren al receptor? No hay respuesta para esto. Entonces, ¿cuáles son los datos o pruebas que ofrece P Candace para apoyar su hipótesis? Los testimonios de algunos de los trasplantados (como el ejemplo que encabeza el apunte; se pueden leer más casos).
Nuestra memoria está en el cerebro
¿Qué sabe la neurociencia acerca de la memoria y los recuerdos? Los recuerdos se forman a partir de nuestra interacción directa con el entorno físico y social en el que vivimos (experiencia), lo que depende a su vez de nuestro sistema nervioso. Es más los recuerdos, para existir, requieren de la actividad de nuestro cerebro. Se sabe que hay distintos sistemas de memoria que implican diferentes áreas de nuestro cerebro. ¿Son gratuitas estas afirmaciones? No. Sobre todo en las últimas cinco décadas los investigadores en neurociencias han diseñado paradigmas experimentales para poder entender y poner a prueba la bases neuronales de la memoria. Algunos ejemplos:
- Estudios de lesión en humanos. El ejemplo más conocido es el de H.M. que padeció amnesia al serle extirpada un área de su cerebro (hipocampo). Este paciente facilitó el descubrimiento de la existencia de diferentes sistemas de memoria en el cerebro.
- Estudios de conducta. Tanto en humanos como en animales de laboratorio se ha mostrado que la memoria en todas sus fases (como se adquiere, cómo se mantiene, cómo se recupera y cómo se extingue) puede ser modulada a través de manipulaciones farmacológicas (ejem, psicofármacos) o conductuales (ejem, estrés). Recientemente se ha sugerido que los recuerdos pueden ser borrados (o aquí) o incluso creados de manera que podríamos recordar eventos que nunca ocurrieron.
- Estudios celulares. Son clásicos los experimentos de E. Kandel (están en los libros de texto) con el caracol marino Aplyssia. Desde entonces sabemos que la memoria, y el aprendizaje, requieren cambios en las conexiones entre neuronas y en la actividad de los circuitos neuronales.
miércoles, 9 de diciembre de 2009
Entre más inteligente, mejores espermas
Si Darwin tiene razón, entonces este estudio hace lógica.
Fue publicado en el diario DailyMail que de hecho los hombres con mayor coeficiente intelectual producen más y tiene mejor calidad de espermatozoides, contrario a la creencia popular de que los hombres menos inteligentes pero más corpulentos o atractivos físicamente eran más aptos para esto.
Investigadores del Instituto […]
Si Darwin tiene razón, entonces este estudio hace lógica.
Fue publicado en el diario DailyMail que de hecho los hombres con mayor coeficiente intelectual producen más y tiene mejor calidad de espermatozoides, contrario a la creencia popular de que los hombres menos inteligentes pero más corpulentos o atractivos físicamente eran más aptos para esto.
Investigadores del Instituto de Psiquiatría en el King’s College London compararon datos provenientes de 425 veteranos de guerra de Vietnam para llegar a esta conclusión. Los más inteligentes tenían mayor conteo de espermas, mayor concentración y se habilidad de nado era superior. Esto no pudo ser atribuido a otros factores como el cigarro, bebida y obesidad.
Este estudio apunta a que la inteligencia está asociada a muchos aspectos de la salud, incluyendo la espectativa de vida. Si los genes asociados con la inteligencia también tienen otras funciones en el cuerpo, los intelectuales podrían tener otras ventajas físicas.
El Dr. Allan pacey, experto de fertilidad masculina en la Universidad Sheffield comentó que el hecho de que pueda ser estadísticamente detectable la relaciónentre la inteligencia y la caildad del sémen en hombres adultos probablemente dice más sobre el co-desarrollo del cerebro y testículos cuando se encontraba en el vientre materno, y no que la habilidad intelectual o jugar Sudoku mejore la calidad del esperma de una persona.
La mejora en la calidad del semen contra inteligencia es marginal, sin embargo.
Fue publicado en el diario DailyMail que de hecho los hombres con mayor coeficiente intelectual producen más y tiene mejor calidad de espermatozoides, contrario a la creencia popular de que los hombres menos inteligentes pero más corpulentos o atractivos físicamente eran más aptos para esto.
Investigadores del Instituto […]
Si Darwin tiene razón, entonces este estudio hace lógica.
Fue publicado en el diario DailyMail que de hecho los hombres con mayor coeficiente intelectual producen más y tiene mejor calidad de espermatozoides, contrario a la creencia popular de que los hombres menos inteligentes pero más corpulentos o atractivos físicamente eran más aptos para esto.
Investigadores del Instituto de Psiquiatría en el King’s College London compararon datos provenientes de 425 veteranos de guerra de Vietnam para llegar a esta conclusión. Los más inteligentes tenían mayor conteo de espermas, mayor concentración y se habilidad de nado era superior. Esto no pudo ser atribuido a otros factores como el cigarro, bebida y obesidad.
Este estudio apunta a que la inteligencia está asociada a muchos aspectos de la salud, incluyendo la espectativa de vida. Si los genes asociados con la inteligencia también tienen otras funciones en el cuerpo, los intelectuales podrían tener otras ventajas físicas.
El Dr. Allan pacey, experto de fertilidad masculina en la Universidad Sheffield comentó que el hecho de que pueda ser estadísticamente detectable la relaciónentre la inteligencia y la caildad del sémen en hombres adultos probablemente dice más sobre el co-desarrollo del cerebro y testículos cuando se encontraba en el vientre materno, y no que la habilidad intelectual o jugar Sudoku mejore la calidad del esperma de una persona.
La mejora en la calidad del semen contra inteligencia es marginal, sin embargo.
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