Distintas vías sensoriales para detectar el frío

Un estudio revela que el cuerpo utiliza sensores distintos para detectar el frío en la piel y en los órganos internos.

Unos investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España todas estas entidades, han demostrado que para detectar el frío el cuerpo utiliza en la piel mecanismos moleculares que son diferentes de los que utiliza para detectar el frío en los órganos internos. Los resultados de este estudio, liderado por el investigador Félix Viana, codirector del laboratorio de Transducción Sensorial y Nocicepción, constituyen un avance importante en el conocimiento de la homeostasis térmica y en el de ciertas patologías de sensibilidad al frío.

El nuevo estudio muestra que la percepción del frío no es un proceso homogéneo en todo el organismo. En la piel, el frío se detecta principalmente a través del canal iónico TRPM8, especializado en reconocer las bajas temperaturas y las sensaciones refrescantes del entorno. En cambio, los órganos internos, como los pulmones o el estómago, utilizan principalmente otro sensor, denominado TRPA1, para percibir las disminuciones de temperatura.

Esta diferencia en los mecanismos moleculares explica por qué la sensación de frío en la superficie corporal puede ser muy distinta a la que se experimenta al respirar aire frío o al ingerir alimentos o líquidos muy fríos, ya que cada tipo de tejido activa y utiliza rutas distintas para detectar los cambios térmicos. “La piel está equipada con sensores específicos que nos permiten detectar el frío ambiental y adaptar conductas de defensa”, explica Félix Viana, investigador principal del estudio, quien desarrolla su labor en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH. El experto añade: “En cambio, la detección de frío en el interior del cuerpo parece depender de circuitos sensoriales y receptores moleculares distintos, lo que refleja su papel fisiológico más profundo en la regulación interna y la respuesta a estímulos ambientales”.

El estudio se llevó a cabo mediante modelos animales, lo que permitió analizar directamente la actividad de neuronas sensoriales implicadas en la detección del frío. En concreto, el equipo comparó neuronas del nervio trigémino, encargado de transmitir información desde la piel y la superficie de la cabeza, con neuronas del nervio vago, la principal vía sensorial que conecta el cerebro con órganos internos como los pulmones y el tracto digestivo.

Para examinar cómo responden estas neuronas a los cambios de temperatura, los investigadores emplearon técnicas de imagen de calcio y registros electrofisiológicos, que permiten observar en tiempo real la activación neuronal. Estas aproximaciones se combinaron con el uso de fármacos específicos capaces de bloquear determinados sensores moleculares, lo que permitió identificar qué canales iónicos están implicados en la detección del frío en cada tipo de neurona.

Además, el equipo utilizó ratones modificados genéticamente que carecen de los canales TRPM8 o TRPA1, junto con análisis de expresión génica, para confirmar el papel diferencial de estos canales en la percepción del frío. Este enfoque multidisciplinar permitió demostrar que la detección del frío está finamente ajustada a las funciones fisiológicas de cada tejido y que los órganos internos emplean mecanismos moleculares distintos de los de la piel.

Imagen de microscopía que permite visualizar dónde se expresa el canal iónico TRPM8 en los ganglios sensoriales de un ratón en desarrollo embrionario, gracias a la clarificación del tejido con la técnica iDISCO. (Foto: Pablo Hernández-Ortego. CC BY)

“Nuestros hallazgos revelan una visión más compleja y matizada de cómo los sistemas sensoriales de distintos tejidos codifican la información térmica. Esto abre nuevas líneas de investigación para estudiar cómo se integran estas señales y cómo pueden alterarse en condiciones patológicas, como en ciertas neuropatías, donde la sensibilidad al frío está alterada”, destaca la investigadora Katharina Gers-Barlag, del Instituto de Neurociencias y primera autora del estudio.

El estudio se titula “Transduction Mechanisms for Cold Temperature in Mouse Trigeminal and Vagal Ganglion Neurons Innervating Different Peripheral Organs”. Y se ha publicado en la revista académica Acta Physiologica. (Fuente: UMH)