Cold-sensitive fibers of the mouse tonguemolecular and functional types and modulatory roles on drinking behavior

Resumen

La lengua está densamente inervada por fibras aferentes nerviosas sensibles al frío. Los mecanismos moleculares de la transducción de la sensación de frío por fibras sensoriales no se entiende completamente pero hay indicios de que tanto los canales TRP como los canales de K+ de fuga pueden desempeñan un papel importante. En esta tesis, hemos desarrollado una preparación "in vitro" de la lengua de ratón perfundida en solución fisiológica para registrar la actividad de impulsos eléctricos en fibras sensoriales individuales del nervio lingual. Esta preparación se ha utilizado para analizar el efecto de estímulos térmicos controlados sobre la actividad de ratones silvestre, TRPM8-/-, TRPA1-/- y TRPM8-/-/TRPA1-/- . El enfriamiento de la solución de perfusión desde una temperatura basal de 35ºC hasta los 10ºC provocó descargas de impulsos nerviosos sostenidas en una fracción de las fibras sensoriales registradas. En base a su patrón de activación y a su umbral térmico, las fibras sensibles a frío registradas en los ratones silvestres se subdividieron en distintos grupos. La eliminación del receptor TRPM8 disminuyó drásticamente, pero no eliminó por completo, la población de fibras sensibles a frío. Las fibras restantes presentaron respuestas al frío similares a las observadas en el ratón silvestre, con umbrales de respuesta en todo el rango de temperatura. Las fibras sensibles a frío en ratones TRPA1-/- se parecían más a las de los ratones silvestres, pero el valor medio del umbral está desplazado hacia temperaturas más cálidas, apoyando la afirmación de que la transducción de frío en la población de fibras de umbral más alto depende en gran medida de TRPA1. En ratones TRPM8-/-/TRPA1-/-, todavía se registran algunas fibras sensibles a frío, sin embargo, estas fibras no muestran el patrón de disparo puramente fásico y, en su inmensa mayoría, se trata de fibras de bajo umbral. La inflamación de la lengua disminuyó la sensibilidad de los termoreceptors de frío de bajo umbral y el cloroformo (20 mM), un activador de los canales termosensibles de potasio TREK 1, atenuó o eliminó las respuestas de estas fibras al frío. En conjunto, estos resultados indican que la activación de fibras sensoriales linguales por frío depende de varios mecanismos de transducción. TRPM8 parece ser importante pero no indispensable, para la detección de las reducciones de temperatura discretas en todas las fibras linguale. Otros canales, presumiblemente los canales de potasio fuga también parecen estar involucrados, mientras que TRPA1 parece mediar la transducción de enfriamiento más intenso. En la tesis, también hemos explorado la contribución de termoreceptores de frío localizados en la mucosa oral a la preferencia de bebida y al consumo total de agua en ratones, usando para ello una jaula experimental en la que la temperatura del agua de las botellas de bebida podía ser regulada. Tras la privación de agua durante 24 horas, se midió, durante una hora, el número de veces que los ratones bebían, el tiempo que pasaban bebiendo, y el volumen total de agua ingerido. Con sólo una botella disponible, los ratones silvestres bebieron el mismo volumen de agua, independientemente de su temperatura. Sin embargo, los ratones TRPM8-/-, bebieron significativamente menos y los ratones TRPA1-/- mucho más volumen que los ratones silvestres. Durante las pruebas de preferencia, los ratones silvestres mostraron una clara preferencia por el agua a 22ºC sobre el agua más fría, mientras que ratones TRPM8-/- no tuvieran ninguna preferencia y los ratones TRPM8-/-/TRPA1-/- incluso prefirienron el agua más fría. La preferencia de los ratones TRPA1-/- fue muy similar a la de los ratones silvestres. Estos datos sugieren que la información enviada por las fibras termosensibles de frío de la cavidad bucal juega un papel muy importante en la regulación de la sed y en la señalización preabsorptiva de saciedad y que los termoreceptores de frío de bajo umbral que expresan TRPM8 proporcionan un impulso positivo para la ingesta de agua. Además, muy posiblemente, las fibras vagales del estómago con receptores TRPA1 señalizan el volumen acumulativo de fluido ingerido.