Las fibras nerviosas del grupo C son una de las tres clases de fibras nerviosas en el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). Las fibras del grupo C no están mielinizadas y tienen un diámetro pequeño y una velocidad de conducción baja, mientras que los grupos A y B están mielinizados. Las fibras del grupo C incluyen fibras posganglionares en el sistema nervioso autónomo (SNA) y fibras nerviosas en las raíces dorsales (fibra IV). Estas fibras transportan información sensorial.
El daño o lesión de las fibras nerviosas provoca dolor neuropático . La capsaicina activa los receptores vanilloides de la fibra C , dando a los chiles una sensación picante.
Las fibras C son una clase de fibras nerviosas que se encuentran en los nervios del sistema sensorial somático . [1] Son fibras aferentes que transmiten señales de entrada desde la periferia al sistema nervioso central. [2]
Las fibras C no están mielinizadas a diferencia de la mayoría de las demás fibras del sistema nervioso. [1] Esta falta de mielinización es la causa de su lenta velocidad de conducción , que es del orden de no más de2m /s . [1] Las fibras C tienen un diámetro promedio de 0,2 a 1,5 μm .
Los axones de las fibras C se agrupan en lo que se conoce como haces de Remak. [3] Estos ocurren cuando una célula de Schwann no mielinizante agrupa los axones rodeándolos. [4] La célula de Schwann evita que se toquen entre sí apretando su citoplasma entre los axones. [4] El estado de los paquetes Remak varía con la edad. [4] El número de axones de fibras C en cada haz de Remak varía según la ubicación. [3] Por ejemplo, en un modelo de rata, se encuentran haces grandes de más de 20 axones que salen del ganglio de la raíz dorsal L5 , mientras que se encuentran haces más pequeños de un promedio de 3 axones en los segmentos nerviosos distales. [3] Múltiples neuronas aportan axones al haz de Remak con una proporción promedio de aproximadamente 2 axones aportados por haz. [3] El área de la sección transversal de un haz de Remak es proporcional al número de axones que se encuentran en su interior. [3] Los haces de Remak en el nervio periférico distal están agrupados con otros haces de Remak. [3] Se ha demostrado que las células de Remak Schwann responden electroquímicamente a los potenciales de acción de los axones contenidos en ellas. [3]
En experimentos en los que se produce una lesión nerviosa pero las fibras C cercanas permanecen intactas, se observa un aumento de la actividad espontánea en las fibras C. [3] Este fenómeno apoya la teoría de que las fibras nerviosas dañadas pueden liberar factores que alteran la función de las fibras vecinas no dañadas. [3] El estudio de los haces de Remak tiene implicaciones importantes en la regeneración nerviosa después de sufrir una lesión. [3] Actualmente, la recuperación de la función de la fibra C distal lleva meses y es posible que todavía solo recupere la función incompleta. [3] Esto puede provocar una función sensorial anormal o dolor neuropático . [3] Se cree que los haces de Remak liberan ciertos factores tróficos que promueven la regeneración de los axones dañados. [3]
Las fibras C hacen sinapsis con neuronas de proyección de segundo orden en la médula espinal en las láminas superiores del asta dorsal en la sustancia gelatinosa . [5] Las neuronas de proyección de segundo orden son del tipo de amplio rango dinámico (WDR), que reciben información tanto de terminales nociceptivas como de fibras mielinizadas de tipo A. [5] Hay tres tipos de neuronas de proyección de segundo orden en el tracto espinotalámico : rango dinámico amplio (WDR), umbral alto (HT) y umbral bajo (LT). [6] Estas clasificaciones se basan en sus respuestas a estímulos mecánicos. [6] Las neuronas de segundo orden ascienden al tronco del encéfalo y al tálamo en el cuadrante ventrolateral o anterolateral de la mitad contralateral de la médula espinal , formando el tracto espinotalámico. [1] El tracto espinotalámico es la vía principal asociada con la percepción del dolor y la temperatura, que cruza inmediatamente la médula espinal lateralmente. [1] Esta característica cruzada es clínicamente importante porque permite la identificación de la ubicación de la lesión.
Debido a su mayor velocidad de conducción debido a una fuerte mielinización y diferentes condiciones de activación, las fibras Aδ son ampliamente responsables de la sensación de un dolor superficial rápido que es específico en un área, denominado primer dolor . [1] Responden a una intensidad de estímulo más débil. [1] Las fibras C responden a estímulos que tienen intensidades más fuertes y son las que explican el segundo dolor lento, duradero y extendido. [1] Estas fibras prácticamente no están mielinizadas y, como resultado, su velocidad de conducción es mucho más lenta, por lo que presumiblemente conducen una sensación de dolor más lenta. [7]
Las fibras C se consideran polimodales porque pueden reaccionar a diversos estímulos. Reaccionan a estímulos de naturaleza térmica, mecánica o química. [1] Las fibras C responden a todo tipo de cambios fisiológicos en el cuerpo. [8] Por ejemplo, pueden responder a la hipoxia , la hipoglucemia , la hipoosmolaridad, la presencia de productos metabólicos musculares e incluso al tacto ligero o sensible. [8] Los receptores de fibra C incluyen:
Esta variación de las señales de entrada requiere que una variedad de células de la corteza en la lámina 1 tengan diferente selectividad de modalidad y morfologías. [8] Estas diferentes neuronas son responsables de los diferentes sentimientos que percibimos en nuestro cuerpo y pueden clasificarse por sus respuestas a rangos de estímulos. [8] El cerebro utiliza la integración de estas señales para mantener la homeostasis en el cuerpo, ya sea relacionada con la temperatura o el dolor. [8]
El receptor vanilloide (VR-1, TRPV1) es un receptor que se encuentra en las terminaciones nerviosas libres de las fibras C y Aδ y que responde a niveles elevados de calor (>43 °C) y a la sustancia química capsaicina . [10] La capsaicina activa las fibras C abriendo un canal iónico activado por ligando y provocando que se produzca un potencial de acción. [10] Debido a que este receptor responde tanto a la capsaicina como al picante, los chiles se sienten picantes. [10] VR-1 también puede responder a la acidificación extracelular y puede integrar la exposición simultánea a los tres estímulos sensoriales. [11] VR1 es esencial para la sensibilización inflamatoria a estímulos térmicos nocivos. [11] Un segundo tipo de receptor, un receptor tipo vanilloide (TRPV2,VRL-1), tiene un umbral de activación más alto con respecto al calor de aproximadamente 52 °C y también responde a la capsaicina y al pH bajo. [1] Ambos tipos de receptores son receptores transmembrana que se cierran durante condiciones de reposo. [1] Cuando están abiertos, estos receptores permiten una entrada de sodio y calcio que inicia un potencial de acción a través de las fibras. [1] Ambos receptores son parte de una familia más grande de receptores llamados receptores de potencial receptor transitorio (TRP). [1] Si se produce daño a estos receptores transductores de calor, el resultado puede ser un dolor neuropático crónico causado por la reducción del umbral de dolor por calor para su fosforilación . [9] [12]
No es necesaria la activación de los nociceptores para provocar la sensación de dolor. [12] El daño o lesión a las fibras nerviosas que normalmente responden a estímulos inocuos como el tacto ligero pueden reducir el umbral de activación necesario para responder; este cambio hace que el organismo sienta un dolor intenso con el más ligero toque. [12] Los síndromes de dolor neuropático son causados por lesiones o enfermedades de las partes del sistema nervioso que normalmente indican dolor. [13] Hay cuatro clases principales:
Después de una lesión nerviosa de las fibras C o Aδ, se vuelven anormalmente sensibles y causan una actividad patológica espontánea. [5] Esta alteración de la actividad normal se explica por cambios moleculares y celulares de los nociceptores aferentes primarios en respuesta al daño nervioso. [5] La actividad anormal de los nervios dañados se asocia con la mayor presencia de ARNm para los canales de sodio dependientes de voltaje . [14] La agrupación irregular de estos canales en sitios de actividad anormal puede ser responsable de reducir el umbral de activación, lo que lleva a hiperactividad . [14]
Después de un daño nervioso o una estimulación repetida, las neuronas WDR (amplio rango dinámico) experimentan un aumento general de la excitabilidad. [5] Esta hiperexcitabilidad puede ser causada por un aumento de la respuesta neuronal a un estímulo nocivo ( hiperalgesia ), un campo receptivo neuronal más grande o la propagación de la hiperexcitabilidad a otros segmentos. [5] Esta condición es mantenida por las fibras C. [5]
Las fibras C provocan una sensibilización central del asta dorsal de la médula espinal en respuesta a su hiperactividad. [5] El mecanismo subyacente a este fenómeno implica la liberación de glutamato por estas fibras C patológicamente sensibilizadas. [5] El glutamato interactúa con los receptores NMDA postsinápticos , lo que ayuda a la sensibilización del asta dorsal. [5] Los canales de N-calcio presinápticos neuronales dependientes de voltaje son en gran medida responsables de la liberación de este glutamato, así como del neuropéptido , sustancia P. [5] La expresión de los canales de N-calcio dependientes de voltaje neuronales presinápticos aumenta después de una lesión nerviosa o estimulación repetida. [5] La activación del receptor NMDA (por glutamato) mejora la óxido nítrico sintasa postsináptica . Se cree que el óxido nítrico migra de regreso a la membrana presináptica para mejorar la expresión de los canales de N-calcio dependientes de voltaje, lo que resulta en un fenómeno de aumento del dolor . Este ciclo anormal de sensibilización central produce un aumento del dolor (hiperalgesia) y respuestas de dolor a estímulos previamente no nocivos ( alodinia ). [5]
La sensibilización central de las neuronas del asta dorsal que se provoca a partir de la actividad de la fibra C es responsable de la suma temporal del "segundo dolor" (TSSP). [15] Este evento se llama "liquidación" y se basa en una frecuencia mayor o igual a 0,33 Hz del estímulo. [15] La cuerda se asocia con dolor crónico y sensibilización central. [15] Esta frecuencia mínima se determinó experimentalmente comparando fMRI de pacientes sanos cuando se los sometió a diferentes frecuencias de pulsos de calor. [15] Los mapas de resonancia magnética funcional muestran áreas comunes activadas por las respuestas del TSSP que incluyen el tálamo contralateral (THAL), S1, S2 bilateral, la ínsula anterior y posterior (INS), la corteza cingulada medioanterior (ACC) y áreas motoras suplementarias (SMA). ). [15] Los eventos TSSP también están asociados con otras regiones del cerebro que procesan funciones como el procesamiento somatosensorial, la percepción y modulación del dolor, la cognición y la actividad premotora en la corteza. [15]
Actualmente, la disponibilidad de fármacos probados para tratar el dolor neuropático es limitada y varía mucho de un paciente a otro. [12] Muchos fármacos desarrollados han sido descubiertos por accidente o por observación. [12] Algunos tratamientos anteriores incluyen opiáceos como el extracto de amapola , medicamentos antiinflamatorios no esteroides como el ácido salicílico y anestésicos locales como la cocaína . [12] Otros tratamientos recientes consisten en antidepresivos y anticonvulsivos , aunque no se ha realizado ninguna investigación sustancial sobre el mecanismo real de estos tratamientos. [12] Sin embargo, los pacientes responden a estos tratamientos de manera diferente, posiblemente debido a diferencias de género o antecedentes genéticos . [12] Por lo tanto, los investigadores se han dado cuenta de que ningún medicamento o clase de medicamentos reducirá todo el dolor. [12] La investigación ahora se centra en los mecanismos subyacentes involucrados en la percepción del dolor y cómo puede salir mal para desarrollar un fármaco apropiado para pacientes que padecen dolor neuropático. [12]
La microneurografía es una técnica que utiliza electrodos metálicos para observar el tráfico neuronal de axones mielinizados y no mielinizados en neuronas eferentes y aferentes de la piel y el músculo. [16] Esta técnica es particularmente importante en la investigación que involucra fibras C. [16] Se pueden observar potenciales de acción únicos de axones no mielinizados. [16] Las grabaciones de fibras C simpáticas posganglionares eferentes de los músculos y la piel arrojan información sobre el control neuronal de los órganos efectores autónomos , como los vasos sanguíneos y las glándulas sudoríparas . [16] Las lecturas de las descargas aferentes de los nociceptores C identificadas mediante el método de marcado también han demostrado ser útiles para revelar los mecanismos subyacentes a sensaciones como la picazón . [dieciséis]
Desafortunadamente, la interpretación de las lecturas microneurográficas puede resultar difícil porque el potencial de membrana axonal no puede determinarse con este método. [17] Un método complementario utilizado para comprender mejor estas lecturas implica examinar registros de excitabilidad posterior al pico y cambios en la latencia; estas características están asociadas con cambios en el potencial de membrana de los axones no mielinizados como las fibras C. [17] Moalem-Taylor et al. Moduladores químicos utilizados experimentalmente con efectos conocidos sobre el potencial de membrana para estudiar la superexcitabilidad posterior al pico de las fibras C. [17] Los investigadores encontraron tres eventos resultantes. [17] Los moduladores químicos pueden producir una combinación de pérdida de superexcitabilidad junto con un aumento de la excitabilidad axonal, lo que indica despolarización de la membrana . [17] En segundo lugar, la hiperpolarización de la membrana puede resultar de un bloqueo de la corriente activada por la hiperpolarización axonal. [17] Por último, la aplicación de calcio produce un aumento no específico de la carga superficial y un cambio en la activación dependiente del voltaje de los canales de sodio. [17]
Las fibras C han aparecido repetidamente [18] en discusiones filosóficas sobre la Teoría de la Mente . Algunos argumentos a favor del materialismo del siglo XX han identificado habitualmente el dolor como un evento físico en el sistema nervioso, como la "disparo de las fibras C". [19] [20] Si bien la mayoría de las respuestas en el campo han cuestionado [21] esta identidad por motivos filosóficos, otros han objetado [22] calificándola de científicamente injustificada.