MECANISMOS OPIOIDES QUE PARTICIPAN A NIVEL SUPRAESPINAL EN LA POTENCIACIÓN DEL EFECTO
ANTINOCICEPTIVO DE LA COMBINACIÓN TRAMADOL + CAFEÍNA EN EL MODELO DE LA FORMALINA.
TESIS Que para obtener el grado de
MAESTRA EN CIENCIAS FISIOLÓGICAS
PRESENTA
Q.F.B. Norma Carrillo Munguía
ASESORA:
Dra. Ma. Irene Díaz Reval
Colima, Col., Septiembre, 2007
UNIVERSIDAD DE COLIMA Facultad de Medicina
Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas
Esta tesis se desarrolló en el laboratorio de “Farmacología del dolor y analgesia” del Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas
de la Universidad de Colima, como parte del proyecto “Análisis farmacodinámico del efecto antinociceptivo generado por
la combinación tramadol + cafeína” apoyado por el CONACYT, bajo la dirección de la Dra. Ma. Irene Díaz Reval y con
la beca número 201512 otorgada por el CONACYT.
DEDICATORIAS
A mis grandes amigos Aída, Jaime, Iris, Rosa y Maribel por el apoyo y amistad que siempre me han brindado,
pero sobretodo por los excelentes momentos compartidos.
A Carlos, por haber aparecido y cambiado mi vida…
A mi má y papá, donde estén… sé que deben estar muy orgullosos…
A Lulú y Rubén, simplemente por todo…
A mis chaparros Héctor, Diana y Rubén, los quiero!
A mis hermanos Virna, Favio, Armida y César.
AGRADECIMIENTOS
Un agradecimiento especial a la Dra. Irene Díaz Reval, por el apoyo, la paciencia y las enseñanzas compartidas
durante el tiempo que he estado en su laboratorio. Por ser además de tutora, una gran amiga.
Asimismo, un agradecimiento al Dr. José Clemente Vásquez y a la Dra. Xóchitl Trujillo por las críticas y observaciones
realizadas a este trabajo. Asimismo, a todos los doctores del centro quienes me apoyaron en
mi formación académica.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
i
INDICE
Índice i Abreviaturas iii Índice de figuras y tablas vi Resumen vii Abstract viii 1. MARCO TEÓRICO 1
1.1. DOLOR 1 1.1.1. Tipos de dolor 2
1.1.1.1. Dolor normal o adaptativo 3 1.1.1.1.1. Dolor nociceptivo 4 1.1.1.1.2. Dolor inflamatorio 5
1.1.1.2. Dolor anormal o maladaptativo 5 1.1.1.2.1. Dolor neuropático 6
1.2. VIA ASCENDENTE 7 1.2.1. Nociceptores 7 1.2.2. Fibras aferentes 7 1.2.3. Tractos involucrados 9
1.2.3.1. Tracto espino-reticular 9 1.2.3.2. Tracto espino-talámico 9 1.2.3.3. Tracto espino-mesencefálico 9
1.3. MEDIADORES DEL DOLOR 11 1.3.1. Bradicinina 12 1.3.2. Prostaglandinas y eicosanoides 12 1.3.3. Sustancia P 12 1.3.4. Serotonina 13 1.3.5. Otros péptidos 13 1.3.6. Histamina 13
1.4. MODULACIÓN DEL DOLOR O VIA DESCENDENTE 14 1.4.1. Regiones involucradas 16
1.4.1.1. Materia Gris periacueductal 16 1.4.1.2. Núcleo Raphe 16 1.4.1.3. Locus Coeruleus 16
1.4.2. Moduladores del dolor 16 1.4.2.1. Noradrenalina 16 1.4.2.2. Serotonina 17 1.4.2.3. Opioides endógenos 17 1.4.2.4. Canabinoides 17
1.5. MODELOS ANIMALES PARA EL ESTUDIO DEL DOLOR 18 1.5.1. Modelo de la formalina 19
1.6. ANALGÉSICOS 20 1.6.1. Analgésicos Antiinflamatorios No esteroideos 20 1.6.2. Opioides 21
1.7. TRAMADOL 22 1.8. CAFEINA 24
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
ii
1.8.1. Antagonismo de receptores a Adenosina 24 1.8.2. Inhibición de Fosfodiesterasas 24 1.8.3. Traslocación de Ca++ 25
1.9. COMBINACIONES 25 1.10 SINERGISMO 26 2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO 26 3. HIPÓTESIS 31 4. OBJETIVOS 32
4.1. GENERAL 32 4.2. PARTICULARES 32
5. METODOLOGÍA 33 5.1. MATERIAL BIOLÓGICO 33 5.2. MODELO DE LA FORMALINA 33 5.3. INYECCIONES INTRACEREBROVENTRICULARES 33 5.4. PROTOCOLO EXPERIMENTAL 34 5.5. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS 35 5.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 35
6. RESULTADOS 36 6.1. ANÁLISIS DEL SINERGISMO 36 6.2. PARTICIPACIÓN DE LA VÍA OPIOIDE 40
7. DISCUSIONES 42 7.1. ANÁLISIS DEL SINERGISMO Y COMBINACIÓN DE
MÁXIMA POTENCIACIÓN 42
7.2. ANÁLISIS DE LA PARTICIPACIÓN DE MECANISMOS OPIOIDES
44
8. CONCLUSIONES 50 9. PERSPECTIVAS 50 BIBLIOGRAFÍA
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
iii
Abreviaturas
% Por ciento
µg Microgramos
µL Microlitros
µm micrometros
µM Micromolar
2-AG 2 araquinodilglicerol
5-HT Serotonina
AAINEs Analgésicos antiinflamatorios no esteroideos
ACh Acetilcolina
AMPc Adenosina monofosfato cíclico
ASIC Canal iónico sensible a ácidos
ASIC2a Canal iónico sensible a ácidos 2a
ATP Adenosina trifosfato
BK Bradicinina
CAF Cafeína
CDR Curva dosis-respuesta
CGRP péptido relacionado con el gen de la calcitonina
COX-1 Ciclooxigenasa 1
COX-2 Ciclooxigenasa 2
DRASIC Canal iónico sensible a ácidos en el ganglio de la
raiz dorsal
Emax Efecto máximo
g Gramos
h Hora
i.c.v. Intracerebroventricular
i.m. Vía intramuscular
i.p. Vía Intraperitoneal
i.v. Vía intravenosa
IASP Asociación Internacional para el Estudio del
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
iv
Dolor, por sus siglas en inglés.
IL-1 Interleucina 1
LC Locus coeruleus
LTB4 Leucotrieno B4
m/s metros por segundo
mg/kg Miligramos por kilogramo
min Minuto
mM Milimolar
mm Milímetros
NA Noradrenalina
NGF Factor de crecimiento neuronal (siglas en inglés)
NK Neurocininas
NMDA N-Metil-D-Aspartato
NR Núcleo raphe
NRD Núcleo raphe dorsal
NRM Núcleo raphe magnus
NRPG Núcleo reticular paragigantocelular
NT Neurotransmisores
Nx Naloxona
OMS Organización Mundial de la Salud
ON Oxido nítrico
p.o. Vía oral
PAG Sustancia gris periacueductal
pCPA p-clorofenilalanina
PGE2 Prostaglandina E2
PGI2 Prostaglandina I2
s.c. Subcutánea
SIDA Síndrome de Inmunodeficiencia adquirida
SN Sistema Nervioso
SNC Sistema Nervioso Central
TNFa Factor de necrosis tumoral alfa
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
v
TPRPV1 Receptores transductores de calor vaniloides 1
(siglas en inglés)
TRPM8 Receptor de potencial transitorio familia M8
TREK Canal de K+ de dos poros activado por estímulos
mecánicos
TRAM Tramadol
TRPV2 Receptores transductores de calor vaniloides 2,
siglas en inglés)
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
vi
Índice de figuras
Figura 1. Dolor nociceptivo 4
Figura 2. Dolor inflamatorio 5
Figura 3. Dolor neuropático 6
Figura 4 Fibras aferentes y características principales 8
Figura 5 Vía ascendente del dolor. 10
Figura 6 Mediadores del dolor y sus receptores. 11
Figura 7 Sistema de control descendente. 15
Figura 8 CDR de Tramadol y Cafeína. 27
Figura 9 CDR TRAM y CDR TRAM + CAF 3.16 y CDR
TRAM+CAF10. 28,36
Figura 10 Gráfica de máxima potenciación TRAM 17.8mg/kg + CAF
3.16 mg/kg. 38
Figura 11 Combinación TRAM 10 mg/kg + CAF 3.16 mg/kg. 39
Figura 12 Efecto de Nx sobre TRAM, CAF y combinaciones. 40
Índice de tablas
Tabla I. Análisis del sinergismo de la combinación TRAM + CAF 37
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
vii
Resumen Existe gran avance en la investigación de combinaciones de analgésicos, para encontrar fármacos más eficaces, más potentes en el tratamiento del dolor y para dilucidar los mecanismos que participan en la potenciación del efecto. En el estudio se evaluó la participación de opioides endógenos administrando 12.13 µg de Nx i.c.v, con la combinación Tramadol + Cafeína (10 + 3.16 mg/kg, respectivamente) en el modelo de la formalina en rata, el cual asemeja a un dolor de tipo inflamatorio. Se utilizaron ratas de la cepa Wistar (180-200 g) utilizando una n=6. Con la combinación se obtuvo un efecto de 62.25 ± 3.25 % mientras que al administrar el pretratamiento con Nx el efecto de la combinación se redujo significativamente hasta -1.13 ± 3.66% (p<0.05). Asimismo, se encontró sinergismo de suma y antagonismo. Se concluye que los opioides endógenos son necesarios y participan en la potenciación del efecto antinociceptivo de la combinación estudiada. De igual forma, se resalta la importancia de realizar estudios en los que se evalúen las interacciones farmacológicas, debido a que se pueden encontrar resultados diversos u opuestos a los deseados.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
viii
Abstract
There is an extraordinary progress in drug combination research, not just to find an analgesic combination that assures efficacy and potency against pain, but to also elucidate the mechanisms that participate in the potentiation of the effect. The purpose of this study was to evaluate the participation of opioid mechanisms during the production of the potentiation of the combination Tramadol + Caffeine (10+3.16 mg/kg, respectively) in the formalin test in rat, which mimics inflammatory pain. To do so, we administered 12.13 µg of Nx i.c.v. Male Wistar rats (180-200 g) were used, n=6. Nx significantly reduced the potentiation of the antinociceptive effect of the combination, from 62.25 ± 3.25 % to a -1.13 ± 3.66% (p<0.05). We also found additive synergism and antagonism. In conclusion, we demonstrate that endogenous opioids are necessary and participate in the potentiation of the antinociceptive effect of the studied combination. Also, we emphasize the importance of analyzing synergistic interactions between analgesics due to the fact that diverse results might be obtained, even opposite to the wanted effect.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
1
I. MARCO TEORICO
1.1 DOLOR
Uno de los signos clínicos más antiguos y universales reportados en la historia es el
dolor, sin embargo, fisiológica y médicamente, poco ha sido el avance comparado
con su lugar en la historia; por ejemplo, el uso simplemente del opio fue reportado
alrededor de 1680, cuando Sydenham utilizó una mezcla de este alcaloide para
poder aliviar los dolores que aquejaban a sus distintos pacientes (Meldrum, 2003).
Se ha reportado que aproximadamente una tercera parte de la población mundial
sufre de dolor persistente o recurrente, produciendo un gran desgaste emocional y
económico en el paciente ya que un individuo con dolor sufre y además se afecta su
economía debido al padecimiento en sí y a que hay cambios en sus actividades
diarias lo cual incluye al trabajo; por ejemplo, tan solo en Estados Unidos el costo de
gastos médicos, compensación y litigación es de aproximadamente $100 billones de
dólares (Stucky y col., 2001).
No obstante, a pesar de que la ciencia avanza y siguen surgiendo conocimientos
nuevos, tanto en los mecanismos moleculares como celulares que participan en la
generación y transmisión de las señales que se interpretan como dolor, así como en
los mecanismos para inducir analgesia, los tratamientos actuales no son
completamente efectivos, además de que muchos traen consigo gran cantidad de
efectos secundarios y un alto potencial de abuso (Scholz y Woolf, 2002).
El dolor es una sensación difícil de definir, se pueden encontrar definiciones que
explican que éste es una señal temprana que alerta al organismo de la presencia de
un estímulo nocivo (Woolf y Salter, 2000) y que además, lo pueden influir diversos
factores de tipo emocional y cognitivo (Woolf, 2004; Julius y Basbaum, 2001). Sin
embargo, la definición mas aceptada y que engloba a la mayoría de las definiciones,
es la que ha sido propuesta por la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor
(IASP, por sus siglas en inglés), la cual lo define como una experiencia emocional y
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
2
sensorial desagradable asociada con daño actual o potencial del tejido, o descrito en
términos de tal daño (Gebhart, 2000).
La parte emocional del dolor hace que su percepción sea subjetiva, siendo afectada
por factores como la raza, el género, edad, condicionamiento previo del individuo,
educación y entorno social, los cuales hacen que el significado tanto cognitivo como
afectivo de dolor sea diferente para cada individuo dando como resultado
comportamientos diferentes entre las personas que lo padecen. Por lo tanto, la
experiencia como tal es muy distinta, aún existiendo el mismo problema patológico;
por ende la respuesta a la terapia médica generalmente es diferente (Meldrum,
2003).
La parte sensorial involucra un término que es importante definir cuando se habla de
dolor, y es la nocicepción. Este comprende solamente los mecanismos
neurofisiológicos que participan en la transmisión de la señal nociceptiva hasta el
Sistema Nervioso Central (SNC), no involucra los factores subjetivos que participan
en la percepción del dolor, es por esto que en animales se habla de nocicepción,
mientras que en humanos, de dolor (Díaz-Reval, 2002).
Ante la presencia de un estímulo nocivo, las terminales sensoriales de alto umbral
activan el mecanismo anteriormente mencionado, dichos umbrales deben ser lo
suficientemente altos para que se puedan distinguir de estímulos que no son nocivos
y no se interfiera con actividades normales; a la vez, deben ser lo suficientemente
bajos para que se pueda evocar dolor antes de generarse un daño (Scholtz y Wolf,
2002).
1.1.1. Tipos de dolor
El dolor se ha clasificado de diversas formas, algunos lo catalogan en base al lugar
de origen: el dolor somático es aquel que se deriva de músculos y/o articulaciones;
visceral, que como su nombre lo indica, se origina de vísceras y finalmente,
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
3
neuropático, aquél que es causado por el daño a fibras nerviosas (Muñoz-Martínez,
1998).
También ha sido clasificado de acuerdo a su curso temporal, es decir, se le llama
agudo cuando perdura desde 0 hasta 3 meses (Dickenson, 1996), éste es debido a
la participación y activación de las fibras mielínicas Aδ, es reportado principalmente
posterior a intervenciones quirúrgicas, extracciones dentales, entre otros (Loeser y
Melzack, 1999; Gebhart, 2000). El dolor denominado crónico es el que se desarrolla
en periodos mayores de 6 meses e inclusive años, por ejemplo aquel presentado en
enfermedades crónico degenerativas, como el síndrome de inmunodeficiencia
adquirida (SIDA), cáncer, artritis (Muñoz-Martínez, 1998), éste es transmitido
principalmente a través de la fibras amielínicas C; es importante señalar que en este
último caso no se diferencia únicamente por el tiempo, sino por la imposibilidad del
organismo de restablecer los mecanismos fisiológicos homeostáticos normales aún
después de concluir un tratamiento farmacológico (Loeser y Melzack, 1999).
Sin embargo, la clasificación más comúnmente encontrada es aquella en la que se le
da énfasis a los mecanismos participantes, que si bien aún no han sido
completamente dilucidados, presentan una idea más clara de su comportamiento. A
continuación se describen con más detalle.
De manera general, el dolor se divide en 2 grandes categorías: el dolor normal o
adaptativo y el dolor anormal o maladaptativo. Dentro de estas existen
subcategorías (Woolf, 2004); todo esto se detalla a continuación.
1.1.1.1. Dolor normal o adaptativo
El dolor normal o adaptativo, es aquel que protege al organismo de un daño y
cuando ya existe tal daño promueve la curación. A esta categoría pertenece el dolor
nociceptivo y el dolor inflamatorio (Scholz y Wolf, 2002; Woolf, 2004).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
4
1.1.1.1.1. Dolor nociceptivo
El dolor nociceptivo, es aquel que protege al organismo ante estímulos que son
dañinos como pinchazos, golpes, quemaduras (ver figura 1); inclusive durante
cirugías, este tipo de dolor está latente, sin embargo, mediante el uso tanto de
analgésicos, como anestésicos se inhibe para que no se promueva. Es importante
mencionar que el dolor nociceptivo no debe ser abatido completamente, o por largos
periodos de tiempo porque pueden ocurrir accidentes como automutilación de labios
y lengua por la pérdida de sensibilidad (Woolf, 2004).
Figura 1. El dolor nociceptivo se presenta cuando estímulos como pinchazos, golpes, quemaduras, entre otros, dañan al organismo. Canales iónicos como el receptor de potencial transitorio vaniloide 1 (TPRV1), canal iónico sensible a ácidos (ASIC), canal de K+ de dos poros activado por estímulos mecánicos (TREK), canal iónico sensible a ácidos en el ganglio de la raiz dorsal (DRASIC), canal iónico sensible a ácidos 2a (MDEG o ASIC2a) y receptor de potencial transitorio familia M8 (TRPM8) son ejemplos de canales que participan en la conversión del estímulo en señal eléctrica para que se transmita hasta la corteza, donde el dolor se percibe como tal. Modificado de Scholz y Woolf, (2002).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
5
1.1.1.1.2. Dolor inflamatorio
Se describe al dolor inflamatario, como aquel que a pesar de que el sistema
nociceptivo está funcionando y ya se ha dado el daño al tejido (ver figura 2), por
traumas o después de cirugías, modifica sus umbrales de activación para protección
del mismo organismo.
Esta modificación de los umbrales hace que se incremente la sensibilidad del tejido
haciendo que estímulos no nocivos sean dolorosos, lo que inhibe cualquier contacto
con el tejido dañado o incluso el movimiento de dicho tejido. La función de este tipo
de dolor es permitir que se lleve a cabo el proceso de recuperación (Woolf, 2004).
1.1.1.2. Dolor anormal o maladaptativo
El dolor anormal o maladaptativo es aquel en el que hay un mal funcionamiento en el
sistema nervioso (SN), es decir, existe un estado patológico en el SN por lo que es
Fig 2. El dolor inflamatorio se presenta cuando ya existe daño tisular, por ejemplo por traumas o después de cirugías. Algunos de los mediadiores que se liberan durante este tipo de dolor son histamina, 5-HT, bradicinina (BK), factor de necrosis tumoral alfa (TNFa), factor de crecimiento nervioso (NGF), entre otros. Analgésicos como opioides e inhibidores de la COX-2 son utilizados para su tratamiento. Modificado de Scholz y Woolf, (2002).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
6
tomado como una enfermedad. Dentro del dolor anormal se encuentra el dolor
neuropático (Scholz y Wolf, 2002; Woolf, 2004).
1.1.1.2.1. Dolor neuropático
El dolor neuropático se define como el causado por una lesión primaria al SN o por
disfunción de éste (Backonja, 2003; Gilron y col., 2006). Generalmente, es de tipo
crónico y el tratamiento farmacológico utilizado es controversial debido a que los
analgésicos que normalmente son utilizados, ya sea de los analgésicos
antiinflamatorios no esteroideos (AAINEs) o inclusive opioides no son eficaces. La
gama farmacológica utilizada para disminuir este tipo de dolor incluye antidepresivos
tricíclicos, antagonistas a NMDA y anticonvulsivantes (ver figura 3) (Gilron y col.,
2006).
Figura 3. El dolor neuropático se presenta cuando existe daño o disfunción del SN, ejemplo de éste el Síndrome de tunel Carpiano. El tratamiento farmacológico es muy controversial por la dificultad para inhibir este tipo de dolor, se utilizan por ejemplo antidepresivos tricíclicos, opioides, entre otros. Modificado de Scholz y Woolf, (2002).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
7
1.2 VIA ASCENDENTE
1.2.1. Nociceptores
En la epidermis existen terminales nerviosas libres, no encapsuladas que son
capaces de percibir estímulos nocivos, es decir son receptores al dolor, por lo que se
les conoce como nociceptores. Estos pueden estar especializados, es decir,
activarse por diversos estímulos y se les nombra en base al estímulo que los
sensibiliza: los mecánicos se activan por presión y se les denomina
mecanorreceptores; los térmicos por calor o frío, por lo tanto son termorreceptores;
finalmente, los químicos por sustancias como la capsaicina o ácidos y son llamados
quimiorreceptores (Björkman, 1995).
Por lo anterior, se dice que, el lugar donde propiamente inicia la sensación del dolor
es en estos nociceptores, los cuales están conectados a subpoblaciones de
neuronas sensoriales primarias, activadas por los estímulos antes mencionados que
producen daño tisular. Es sabido que estas neuronas son heterogéneas debido a
que expresan diferentes receptores, neurotransmisores, así como canales iónicos
(Stucky y col., 2001). Esto hace que se diferencien en su capacidad para ser
sensibilizados durante la inflamación, daño y enfermedad (Stucky y col., 2001).
1.2.2. Fibras aferentes
Las fibras nerviosas conocidas como neuronas aferentes primarias que transmiten
las sensaciones de dolor, se dividen en tres grandes grupos, los cuales han sido
clasificados basándose tanto en funcionalidad como anatomía. Es decir, aquellos
axones celulares con mayor diámetro (6-12 µm) corresponden a las fibras Aβ; las
cuales son mielinizadas y conducen rápidamente (35-75 m/s). Es importante
mencionar que la mayoría de estas fibras no participan en estímulos propiamente
dolorosos, por lo que no se profundizará en éstas (Julius y Basbaum, 2001).
Los axones de diámetro mediano (1-6 µm), son fibras mielinizadas, llamadas Aδ, las
cuales conducen a una velocidad de 6-25 m/s; existen otras fibras de diámetro más
pequeño (<1 µm) conocidas como fibras C, estas son de tipo amielínico y conducen
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
8
lentamente (∼1.0 m/s). Está bien establecido que estas 2 últimas fibras participan en
la transmisión de dolor agudo y crónico respectivamente (ver figura 4) (Julius y
Basbaum, 2001).
Las fibras aferentes primarias conocidas también como neuronas de primer orden
transducen los estímulos nocivos en actividad eléctrica, los potenciales de acción
resultantes se conducen al asta dorsal de la médula espinal (Scholz y Woolf, 2002)
donde estas fibras hacen sinapsis con las fibras de 2º orden.
Fig 4. Fibras aferentes y características principales. Modificado de Julius y Basbaum (2001).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
9
1.2.3. Tractos nerviosos involucrados
Las neuronas de segundo orden tienen sus cuerpos celulares en el asta dorsal de la
médula espinal y sus axones ascienden hacia centros superiores del sistema
nervioso, estas fibras ascienden formando diversos grupos llamados tractos, los
cuales se describen a continuación.
1.2.3.1. Tracto Espino-Reticular
Éste proviene principalmente de células de la lámina V, asciende y se proyecta a
varios núcleos del cerebro principalmente de la formación reticular y también al
tálamo (Díaz-Reval, 1995).
1.2.3.2. Tracto Espino-talámico
Este tracto se origina principalmente de neuronas en la lámina I, la cual recibe las
proyecciones de las fibras C, así como las Aδ (Hunt y Mantyh, 2001), cruzan la línea
media y se proyectan rostralmente a través del fascículo anterolateral de la médula,
proyectándose enseguida hacia la materia gris periacueductal y periventricular del
mesencéfalo y diencéfalo, para finalmente proyectarse al tálamo (Díaz-Reval, 1995;
Rang y col., 2000).
1.2.3.3. Tracto Espino-Mesencefálico
Este tracto nace también en las neuronas de la lámina V, cruza la médula y termina
en la sustancia gris periacueductal (PAG por sus siglas en inglés) (Díaz-Reval,
1995).
Cuando la neurona de 2º orden alcanza diversos núcleos supraespinales los
impulsos son transmitidos a una neurona de tercer orden y llegando la señal
nociceptiva directamente a la corteza cerebral somatosensorial donde es percibida y
entonces se tiene conciencia del dolor (ver figura 5) (Björkman, 1995).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
10
Fig 5. Vía ascendente del dolor. Estímulos dolorosos activan a los nociceptores en la piel, los que a su vez activan a las neuronas espinales que se proyectan hacia médula, mesencéfalo, tálamo y finalmente a la corteza, donde se percibe el dolor como tal. Modificado de Stucky y colaboradores (2001).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
11
1.3 MEDIADORES DEL DOLOR
En una situación en la que se daña un tejido, o en un estado de dolor, crónico o
inflamatorio, se manda información nociceptiva continuamente desde la periferia
hacia el asta dorsal, entonces en respuesta la neurona libera sustancia P, así como
el péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP). Una vez liberados se
unen a sus receptores en células como neutrófilos, mastocitos y basófilos y por ende
se causa la liberación de distintas sustancias pro-inflamatorias o mediadores del
dolor, como histamina, óxido nítrico, entre otros (Goicoechea y Martín, 2006).
Algunos de ellos también son conocidos como mediadores inflamatorios debido a su
participación como tales, influyendo así en la percepción de un dolor más intenso, al
desarrollarse un estado de hiperalgesia (Rang y Urban, 1995). Toda esta “sopa
inflamatoria” a su vez produce cambios en el pH, liberación de ATP de las células
que han sido dañadas, así como síntesis y liberación de óxido nítrico (ON). La
función de los mediadores del dolor en el proceso nociceptivo es sensibilizar a los
Fig 6. Se muestran los diferentes mediadores liberados después de daño tisular, así como sus receptores representativos. Modificado de Julius y Basbaum (2001).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
12
nociceptores para que la señal nociceptiva sea transmitida a través de la vía
ascendente del dolor, amplificar la señal hacia la médula espinal y centros
superiores, por lo que se le conoce como sensibilización periférica (ver fig. 6)
(Goicoechea y Martín, 2006).
1.3.1. Bradicinina (BK)
Esta molécula contribuye importantemente en el proceso inflamatorio, además, a
través de su acción principal a nivel de los receptores a bradicinina del tipo B2,
causan sensibilización y/o excitación sobre los nociceptores en las neuronas
aferentes primarias para así promover un estado de dolor e hiperalgesia (Rang y
Urban, 1995).
1.3.2. Prostaglandinas y otros eicosanoides
Las prostaglandinas son mediadores inflamatorios, de fiebre y dolor. Se ha visto que
una vez que se han producido diversos mediadores inflamatorios, se libera ácido
araquidónico, del cual se sintentizan prostanoides, a través de las enzimas COX-1
(constitutiva) y COX-2 (inducible) (Kidd y Urban, 2001) y leucotrienos a través de la
enzima lipooxigenasa (Rang y Urban, 1995).
De los prostanoides, los de mayor importancia son la prosa
aglandina E2 y la GI2 (PGE2 y PGI2, respectivamente). Mientras que de los
leucotrienos, el B4, (LTB4) es el que se ha visto que es capaz de sensibilizar tanto
mecano como termorreceptores esto in vivo (Rang y Urban, 1995).
1.3.3. Sustancia P
La sustancia P forma parte de una familia de péptidos que se les conoce como
taquicininas o neurocininas. Existen tres subclases de receptores para estos
péptidos, los cuales se conocen como NK1, NK2 y NK3, sin embargo, se ha visto que
el receptor más a fin para este transmisor es el NK1. En estudios realizados,
principalmente en estados inflamatorios, se ha observado que aumenta la liberación
de substancia P y de algunos péptidos afines, como la Neurocinina A (Dickenson,
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
13
1996). La substancia P aumenta la permeabilidad vascular y la producción y
liberación de otros mediadores en condiciones inflamatorias tales como la artritis
(Sawynok, 2003).
1.3.4. Serotonina
El efecto que produce la serotonina (5-HT) es que causa excitación directa de las
neuronas sensoriales al interactuar con los receptores serotoninérgicos 5-HT3 con lo
cual incrementa la permeabilidad al Na+ (Dray, 1995). Actualmente se conocen
distintos tipos de receptores serotoninérgicos, sin embargo, el más implicado en la
transmisión del dolor es el 5-HT3, debido a que se ha visto su presencia tanto a nivel
de SNC como periférico, donde se encuentran las neuronas nociceptivas. Sin
embargo, es importante mencionar que la 5-HT tiene un papel dual, dependiendo del
lugar donde esté actuando; es decir, a nivel periférico, es liberado cuando se ha
dado un daño tisular, ésta activa a los receptores 5-HT3 y actúa como mediador del
dolor. De forma contraria, cuando actúa a nivel central, se ha visto que participa en
la modulación nociceptiva, también interactuando con los receptores antes
mencionados y de otros subtipos (Montes, 2003).
1.3.5. Otros péptidos
Además de la Substancia P, se ha visto la presencia de otros neuropéptidos. Dentro
de los cuales se pueden mencionar a la somatostatina, péptido intestinal vasoactivo,
colecistocinina, bombesina, vasopresina y oxitocina. Algunos de estos péptidos han
mostrado efectos proinflamatorios (Levine, 1996). Otro péptido importante es el
CGRP, se sabe que este es liberado en presencia de un estímulo nocivo y que
además produce excitabilidad en las neuronas del asta dorsal, pero debido a la falta
de antagonistas para sus receptores aún no está claro su papel en la nocicepción
(Dickenson, 1996).
1.3.6. Histamina
La histamina almacenada en los mastocitos, se libera después de la degranulación
de éstos por acción de diversos mediadores del dolor como la sustancia P,
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
14
interleucina-1 (IL-1) y el factor de crecimiento neuronal (NGF, por sus siglas en
inglés). Después actúa en las neuronas sensoriales y produce efectos
característicos, a bajas concentraciones comezón, mientras que a altas produce
dolor.
1.4. MODULACIÓN DEL DOLOR O VÍA DESCENDENTE
Cuando existe una señal nociceptiva, se activan simultáneamente mecanismos de
modulación inhibitoria, situados a nivel espinal y supraespinal. La vía descendente
del dolor inicia a nivel de la corteza, tálamo y tallo cerebral (la PAG, núcleo raphe
(NR), y locus coeruleus (LC)). Los NT que principalmente están involucrados en la
vía son 5-HT, noradrenalina (NA), y opioides endógenos (Stamford, 1995).
La inhibición se da en forma de relevos en el tallo, y a nivel del asta dorsal de la
médula espinal convergen neuronas inhibitorias intrinsecas, así como las fibras
descendentes provenientes de los nucleos mencionados anteriormente y todas ellas
son responsables de la modulación inhibitoria.
La analgesia es el resultado de la interacción de los sistemas tanto espinales como
supraespinales. La vía descendente es un lugar importante de acción de
analgésicos opioides porque la PAG y la sustancia gris son regiones que expresan
gran cantidad de receptores opioides, así como neuronas encefalinérgicas (Rang y
col., 2000).
La PAG manda sus proyecciones hacia el núcleo del raphe magnus (NRM), el cual
recibe a su vez proyecciones del núcleo reticular paragigantocelular (NRPG). Las
neuronas del NRM hacen sinapsis en la sustancia gelatinosa en el asta dorsal, en
esa región existen interneuronas cuya neurotransmisión es principalmente a través
de encefalinas. Asimismo, el asta dorsal recibe proyecciones de LC (Rang y col.,
2000), ver figura 7. Se sabe que el sistema opioide tiene su acción inhibitoria por
acción propia de las encefalinas o al activar las neuronas noradrenérgicas y
serotoninérgicas. Esto último, debido a que estas neuronas se encuentran inhibidas
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
15
por neuronas de tipo GABAérgicas que por acción de las encefalinas al interactuar
con los receptores µ se inhiben, lo que a su vez hace que las noradrenérgicas como
serotoninérgicas liberen sus respectivos neurotransmisores. Estas neuronas, las
cuales se proyectan finalmente hacia el asta dorsal ejercen a ese nivel su acción
inhibitoria. Asimismo se ha propuesto que el sistema opioide actúa tanto pre como
postsináticamente a nivel de las fibras aferentes primarias, es decir mediante la
hiperpolarización de dichas fibras e inhibiendo la transmisión del impulso nociceptivo.
El sistema anteriormente descrito se conoce como sistema analgésico endógeno
(Lipp, 1991). De esta forma el organismo se encarga de controlar la actividad
Fig. 7 Sistema de control descendente. Se muestran los principales sitios de acción de los opioides en la transmisión del dolor. PAG, sustancia gris periacueductal; LC, locus coeruleus; NA, noradrenalina; NRPG, núcleo reticular paragigantocelular; NRM, núcleo raphe magnus; 5-HT, serotonina; Tomado de Rang y col. (2000).
Corteza
PAG +/- HipotálamoTálamo
Opioides
NRPG+ NRM
Asta dorsal
Periferia
- -
+-
NA
Opioides
+
LC
+
Opioides
--
+/-
+
5-HTEncefalina
Neurona aferente nociceptiva
+
Corteza
PAG +/- HipotálamoTálamo
Opioides
NRPG+ NRM
Asta dorsal
Periferia
- -
+-
NA
Opioides
+
LC
+
Opioides
--
+/-
+
5-HTEncefalina
Neurona aferente nociceptiva
+
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
16
inducida por la información nociceptiva en la vía del dolor. Los analgésicos actúan
de esta manera, es decir, se utilizan para reforzar los mismos mecanismos que el
sistema endógeno o evitando los efectos producidos por los mediadores del dolor.
1.4.1. Regiones involucradas
1.4.1.1. Materia Gris Periacueductal
En esta región es donde se inicia la inhibición descendente. Existen tres
proyecciones principales en esta región. La primera a partir de la PAG a la región
pericoerulear rostromedial. La segunda se proyecta hacia el núcleo
paragigantocellularis (PGi) y finalmente las fibras se proyectan hacia el núcleo raphe
magnus (NRM) (Stamford, 1995).
1.4.1.2. Núcleo Raphe
Aunque el NR tiene varias subdivisiones son dos las que se mencionan como las
más importantes en la inhibición del dolor, las cuales son el NRM, la cual recibe
proyecciones de la PAG y el núcleo raphe dorsal (NRD) (Stamford, 1995).
1.4.1.3. Locus Coeruleus
El LC no recibe directamente proyecciones de la PAG sino que aparentemente se ve
influenciado a través del PGi, y como es sabido, se considera como el principal
núcleo noradrenérgico (Stamford, 1995).
1.4.2. Moduladores del dolor
Los NT involucrados en la vía descendente son: Noradrenalina (NA), serotonina (5-
HT) y los opioides endógenos. A continuación se hablará brevemente de cada uno
de ellos, así como de su participación en la modulación del dolor (Stamford 1995).
1.4.2.1. Noradrenalina
En estudios realizados, se ha observado que probablemente la NA ejerce su efecto
antinociceptivo principalmente a través de los receptores α1 y α2 y aunque se ha visto
que los α2 existen tanto pre como post-sinápticamente, aquellos localizados a nivel
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
17
post-sináptico son los responsables de la antinocicepción. Por otro lado, otro
mecanismo propuesto es derivado de la observación de que, el tramadol, ejerce su
efecto analgésico probablemente a apartir de la inhibición de la recaptura de NA
(Stamford, 1995).
1.4.2.2. Serotonina
Es sabido que la 5-HT está involucrada en la modulación del dolor, esto se ha
realizado sencillamente con la administración de p-clorofenilalanina (pCPA), que
inhibe a la enzima triptofano hidrolasa, la cual es fundamental en la síntesis de 5-HT,
con esta inhibición, se ha observado que se bloquea la analgesia a nivel central
(Stamford, 1995).
1.4.2.3. Opioides endógenos
Los opioides están involucrados en la modulación tanto a nivel ascendente como
descendente, que si bien los tres tipos de receptores están involucrados, mu (µ),
delta (δ) y kappa (κ), se dice que los µ y los κ son los que participan principalmente a
nivel descendente (Stamford, 1995). A nivel presináptico se ha visto que agonistas
opioides tanto para receptores µ como δ, causan una disminución de la liberación de
NT presentes en las neuronas aferentes primarias (fibras C), lo cual es producto de
la activación de canales de K+, lo que a su vez promueve una hiperpolarización de
dichas terminales de la vía, algunos de los trasmisores que se ven disminuidos son la
sustancia P y el glutamato (Dickenson 1995).
1.4.2.4. Canabinoides
Aunque se ha visto que los canabinoides participan en la modulación del dolor, aún
no han sido dilucidados los mecanismos por los cuales lo hacen. El sistema
endocanabinoide lo componen los receptores CB1 y CB2, los ligandos canabinoides
endógenos, y las enzimas que participan en su metabolismo. Se ha visto que el
receptor CB1 se expresa principalmente a nivel presináptico tanto en SNC como
periférico, mientras que el CB2 principalmente en tejido no neural. Ambos receptores
se encuentran acoplados a una proteína Gi/Go, la cual, a su vez, modula
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
18
negativamente a la adenilato ciclasa. Los ligandos endógenos o endocanabinoides
incluyen: anandamida, 2 araquidonilglicerol (2-AG), palmitoilietanolamina, entre otros.
Estudios a nivel supraespinal han determinado que los receptores canabinoides
están involucrados en la modulación del dolor tanto en modelos de dolor de tipo
inflamatorio, agudo como neuropático y además los endocanabinoides
aparentemente regulan la liberación tanto de GABA como glutamato por lo que así
median su participación en la antinocicepción (Rea y col., 2007).
1.5 MODELOS ANIMALES PARA EL ESTUDIO DEL DOLOR
Las investigaciones en dolor son necesarias para conocer nuevos aspectos
clínicamente relevantes de los mecanismos de la nocicepción o de nuevos
tratamientos farmacológicos. La investigación básica ha tenido gran avance en el
conocimiento de los mecanismos de la nocicepción, así como en la potencia y
eficacia de diversos analgésicos debido a la utilización de los modelos de dolor
(Ortega y col., 2002). Es importante que cuando se realizan investigaciones, estas
sean hechas siguiendo los lineamientos que marca el comité para la investigación y
ética de la IASP (Covino, 1980). Los ensayos que se efectúen deben planificarse
cuidadosamente, minimizando al máximo el sufrimiento del animal, exponiéndolos al
mínimo dolor y que el experimento sea lo más corto posible; asimismo, el número de
animales debe ser el menor posible (Ortega y col., 2002).
Los modelos imitan a los diferentes tipos de dolor, y en este sentido únicamente
evalúan las reacciones que se generan en ellos después de la administración de
diversos estímulos, ya sean mecánicos, térmicos o químicos (Eaton, 2003). Dichos
modelos pueden dividirse en dos grupos: los modelos de dolor agudo y los de dolor
crónico o tónico (Ortega y col., 2002; Eaton, 2003). A continuación se describen
brevemente.
Dentro de los modelos de dolor agudo se encuentran principalmente aquellos que
utilizan estímulos físicos o químicos; se valora la latencia de respuesta por parte del
animal y el tiempo de evaluación es breve. Algunos de estos modelos son el de la
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
19
plancha caliente, levantamiento de la cola y el de inmersión de la cola en agua
caliente, los cuales utilizan un estímulo térmico; el modelo de la presión de la pata o
de la cola usan estímulos mecánicos y finalmente el modelo de estiramiento
abdominal, así como el de la formalina (la primera fase) son modelos que utilizan
estímulos químicos (Ortega y col., 2002; Eaton, 2003).
Los modelos crónicos utilizan agentes irritantes como estímulo nocivo, en estos se
mide cuantitavamente el resultado después del estímulo y normalmente se
administra el agente por vía intradérmica o intraperitoneal (Eaton, 2003). El modelo
de la formalina, en particular, la segunda fase se encuentra dentro de este grupo, a
continuación se describe a detalle.
1.5.1 Modelo de la formalina
Este modelo es de tipo inflamatorio, ya que involucra un proceso de sensibilización
durante el cual el fenómeno inflamatorio se desarrolla. Consiste en la administración
de una solución de formalina, la cual se inyecta (s.c) en la región dorsal de la
extremidad y produce una respuesta de tipo bifásico, es decir, una primera fase que
comprende 5-10 min y que se ha reportado que es por activación directa de formalina
a los nociceptores y asemeja dolor de tipo agudo; en los subsecuentes 10-15 min los
animales reflejan poca actividad nociceptiva. La segunda fase inicia a los 15-20 min
después de administrada la formalina y dura aproximadamente 20-40 min, llegando
hasta un pico máximo de conductas y después disminuye (Eaton, 2003).
La ventaja de éste es que la respuesta puede ser contabilizada y es una medida de
dolor que puede ser aliviada al utilizar analgésicos. Se puede evaluar desde la
posición en la que coloca la extremidad afectada, el trabajo activo en el cual el
animal trata de aliviar el dolor al lamer la extremidad administrada con formalina o el
parámetro reflejo de la sacudida de la extremidad (Ortega y col., 2002).
El modelo de la formalina es ideal para el estudio de fármacos opioides, debido a que
estos proveen analgesia para ambas fases, aunque es más sensible la segunda
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
20
fase, contrario a los analgésicos tipo AINE que solamente inhiben la segunda fase
(Eaton, 2003).
1.6. ANALGÉSICOS
A la depresión de la sensación dolorosa se le conoce como analgesia. Para que ésta
se presente se deben activar ciertos sistemas endógenos, que ayudan a que esos
procesos dolorosos no interfieran con las funciones corporales normales (Lipp,
1991). Los fármacos utilizados para alcanzar este fin se conocen como analgésicos.
Indudablemente, la búsqueda de nuevos fármacos con actividad analgésica sigue en
aumento, esto se hace a través de la dilucidación de los mecanismos de dolor, con el
objetivo final de encontrar fármacos más eficaces que ayuden a mejorar la calidad de
vida de aquellos que sufren de dolor. La búsqueda de analgésicos que pudieran
controlar el dolor de una gran cantidad de condiciones patológicas es una tarea
enorme y complicada, no sólo por la diversidad de los mecanismos que presentan los
analgésicos (y aquellos aún sin dilucidar completamente) sino también porque se ha
visto, que los diferentes tipos de dolor pueden responder a diferentes analgésicos,
así como el gran temor de la aparición de los efectos adversos que probablemente
abolirían el uso de los fármacos o lo limitarían, como lo es la depresión respiratoria
ocasionada por algunos opioides como la morfina (Hunt y Mantyh, 2001). Dentro de
los analgésicos existen dos grupos los cuales han sido utilizados desde principios del
siglo XIX, estos son los analgésicos antiinflamatorios no esteroideos (AAINEs), el
prototipo es el ácido acetilsalicílico (aspirina) y los opioides, cuyo prototipo es la
morfina (Rang y Urban, 1995).
1.6.1. Analgésicos Antiinflamatorios No esteroideos
Este gran grupo de fármacos, además de ser analgésicos y antiinflamatorios también
son utilizados como antipiréticos y aunque el prototipo es la aspirina, también
pertenecen a este grupo el ketorolaco, diclofenaco, ketoprofeno, ibuprofeno, entre
otros. Todos estos son utilizados principalmente para el tratamiento del dolor leve a
moderado.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
21
El principal mecanismo de acción de estos fármacos es a través de la inhibición de la
enzima ciclooxigenasa (en sus isoformas COX-1 y COX-2) y por ende la inhibición de
la síntesis de prostaglandinas. Sin embargo, es sabido que la inhibición no selectiva
de las COX, es responsable de los efectos adversos presentados por este tipo de
fármacos, como problemas gástricos, úlceras, sangrado, entre otros (Meldrum, 2003;
Kidd y Urban, 2001). Debido a lo anterior, se han sintetizado inhibidores selectivos
para la COX-2 y probablemente así se puedan evitar parte de los efectos adversos
asociados con el uso de AAINEs.
1.6.2. Opioides
La Organización Mundial de la Salud (OMS), coloca en el último escalón el uso de
analgésicos opioides, esta farmacoterapia sugiere inicialmente utilizar un analgésico
no opioide, es decir un AAINE ± un adyuvante, si el dolor persiste o aumenta se
cambia a un opioide débil ± adyuvante y si de igual forma el dolor persiste o
nuevamente se incrementa, entonces se recomienda la utilización de un opioide
fuerte. Esta escalera es la base del tratamiento seguido por el algólogo y es utilizada
principalmente para el tratamiento de pacientes que sufren dolor por cáncer, el cual
está clasificado como dolor crónico severo. La morfina es el fármaco de elección y
hasta la fecha ningún otro opioide ni fármaco ha mostrado mayor efectividad que
éste. Es importante mencionar que pacientes que sufren de dolor de tipo neuropático
(dolor severo) no han mostrado resultados positivos, es decir, aparentemente los
opioides no son eficaces para tratarlos, aunque los resultados aún están en debate
(Quigley, 2005).
Los efectos adversos presentados con los opiodes incluyen náusea, vómito,
constipación, mareos, tolerancia, boca seca, retención urinaria, prurito y depresión
respiratoria y dependencia (Quigley, 2005).
El efecto analgésico de los opioides es principalmente a través de la interacción de
éstos con los receptores µ y δ. La interacción a nivel presináptico previene la
apertura de canales de Ca++ dependientes de voltaje, por lo que se evita la liberación
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
22
de mediadores del dolor en las fibras C, como la sustancia P. A nivel post-sináptico
el efecto inhibitorio es a través de la apertura de canales de K+, lo que lleva a una
hiperpolarización, y así se disminuye la excitabilidad de las neuronas de segundo
orden. Algunos autores han sugerido que probablemente el efecto neto a través de
los receptores tanto µ como δ, es responsable de los efectos tan poderosos y
selectivos sobre el proceso de nocicepción (Lipp,1991; Yaksh, 1997).
1.7. TRAMADOL (TRAM)
El TRAM es un análogo sintético de la codeína, que se sabe actúa centralmente para
producir analgesia (Raffa y col., 1992). Es sabido que actúa débilmente a nivel de
los receptores opioides µ, y en mucho menor proporción a nivel de los δ y κ, al
comparar la afinidad del TRAM por los receptores µ con respecto a codeína, es 10
veces menor, así como 1000 veces menor que metadona y 6000 veces menor que la
morfina, los cuales son de igual manera analgésicos opioides con los que a menudo
se contrasta en cuanto a eficacia analgésica y potencia (Lewis y Han, 1997; Raffa y
col., 1992). Sin embargo, a diferencia de la afinidad, la potencia de éste analgésico
es únicamente de 5-10 veces menor que la morfina e igual que la petidina (Eggers y
Powers, 1995).
Aunque aún se sigue debatiendo si a dosis terapéuticas de TRAM produce diversos
efectos adversos asociados con el uso de analgésicos opioides como sedación,
náusea, dolor de cabeza, mareos (Raffa y col., 1992), son varios los autores que
afirman que estos efectos secundarios están relacionados con la dosis administrada,
es decir, se presentan obedeciendo a un comportamiento de tipo dosis dependiente,
por ejemplo, se han reportado más casos a dosis de 200 mg en lugar de 50 ó 100
mg. En cuanto a la vía de administración, se han reportado más efectos de este tipo
por vía intravenosa (i.v) que por oral (p.o.) o por intramuscular (i.m.) y además la
cronicidad o tiempo de administración también forma parte de la aparición de dichos
efectos (Lewis y Han, 1997). Con respecto a la depresión respiratoria, con la cual
están tan relacionados los opioides, se ha visto clínicamente una relación
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
23
significativa con ésta; sin embargo, el potencial de abuso y de desarrollo de
tolerancia está aún en debate (Eggers y Powers, 1995; Lewis y Han, 1997).
Raffa y colaboradores (1992) han descrito que en el mecanismo de acción de TRAM
contribuyen tanto componentes opioides y no opioides, por lo que se le ha
denominado como un opioide atípico, se ha observado que además de interaccionar
con los receptores µ, también inhibe la recaptura de 5-HT y NA e induce la liberación
de serotonina.
Se ha comprobado in vivo en un modelo experimental de artritis en el que utilizando
antagonistas de los receptores α2-adrenérgicos (idaxozan y yohimbina) el efecto
analgésico del TRAM se ve disminuido, sin embargo se debe resaltar que in vitro, no
se ha observado una interacción directa de TRAM con los receptores antes
mencionados, por lo que se podría asumir un mecanismo noradrenérgico indirecto
para la inhibición de la recaptura de NA. En cuanto a la vía serotoninérgica, se ha
observado, en el modelo de levantamiento de la cola al administrar el antagonista a
receptores 5-HT2A/2C, ritanserina, la antinocicepción producida por TRAM es menor
(Eggers y Powers, 1995). Más recientemente, Oliva y colaboradores (2002) también
encontraron que el efecto antinociceptivo de TRAM en el modelo de la formalina
estaba mediado por un componente serotoninérgico, ellos utiizaron el antagonista a
los receptores serotoninérgicos 5-HT2, ketanserina, observaron que la
antinocicepción producida por TRAM era prevenida, y cuando utilizaron un inhibidor
selectivo de la recaptura de 5-HT, el efecto antinociceptivo a su vez, era potenciado,
lo que les llevó a proponer que por lo menos en ese modelo experimental existe un
componente serotoninérgico mediado por los receptores 5-HT2 participando en el
efecto antinociceptivo de tramadol.
En el mercado TRAM (ULTRAM ®), se encuentra principalmente como mezcla
racémica, es decir, los dos enantiómeros de TRAM, (+)TRAM y (-)TRAM. Raffa y
colaboradores (1993) observaron, que el efecto antinociceptivo de este fármaco era
debido a una interacción sinergista de ambos enantiómeros, además notaron que el
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
24
efecto del (+)TRAM preferentemente aumentaba la liberación de 5-HT y la inhibicón
de su recaptura, mientras que (-)TRAM preferentemente inhibía la recaptura de NA, y
que cuando se administraba la mezcla racémica, la antinocicepción presentada era
mayor, es decir, existía una potenciación del efecto en diferentes modelos de dolor.
Se debe resaltar que también se ha visto un efecto antinociceptivo mediado por una
vía opioide, ya que se ha visto únicamente en el modelo del levantamiento de la cola
el efecto antinociceptivo de TRAM es revertido por naloxona aunque no en el de
estiramiento abdominal o el de la plancha caliente (Raffa y col., 1992).
1.8. CAFEÍNA
La CAF (al igual que otros fármacos pertenecientes al grupo de las metilxantinas)
tiene diferentes actividades farmacológicas a nivel periférico y central, tales como
acciones antiasmáticas, causa relajación del músculo liso, estimula el SNC, músculo
cardíaco y produce acciones diuréticas.
El mecanismo de acción no se tenía muy claro y no fue hasta 1960, después del
descubrimiento del sistema AMPc que se observó que las metilxantinas podían
inhibir la actividad de la enzima fosfodiesterasa y elevar los niveles de AMPc
celularmente después de la estimulación de neurotransmisores.
1.8.1. Antagonismo de receptores a Adenosina
Se ha determinado que la CAF actúa como antagonista de los receptores a
adenosina A1, A2 y A3. La adenosina modula la actividad de los canales de K+ y Ca++
en el tejido neuronal y no neuronal, además modula los efectos de la histamina y
debido a ésto presenta sus actividades farmacológicas. Se ha observado el
antagonismo a los receptores de adenosina a concentraciones de 20-55 µM para los
receptores A1 y de 46-50 µM para los A2 (Sawynok y Yaksh, 1993).
1.8.2. Inhibición de Fosfodiesterasas
La CAF inhibe a las fosfodiesterasas dependientes e independientes de Ca++ y a
formas de fosfodiesterasas solubles y unidas a la membrana de tejido cerebral, con
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
25
concentraciones que producen 50% de la inhibición con valores de 480-750 µM de
CAF (Sawynok y Yaksh, 1993).
1.8.3. Traslocación de Calcio
La CAF inhibe la recaptura de Ca2+ en organelos intracelulares lo que provoca un
aumento en la disponibilidad de éste intracelularmente y se libera el Ca2+ acumulado
en el retículo endoplásmico. Las concentraciones que en estudios in vitro han
provocado la inhibición de la recaptura, así como la liberación de Ca2+ van desde 1 a
25 mM (Sawynok y Yaksh, 1993).
1.9. COMBINACIONES
El hecho de combinar analgésicos de los cuales ya se ha establecido que tienen una
eficacia comprobada es una estrategia que se está haciendo más común, esto se
realiza con el objetivo de alcanzar una gama más amplia de efectos terapéuticos; por
ejemplo, un relajante muscular + un antiinflamatorio para facilitar o simplificar las
administraciones o para incrementar la eficacia o potencia analgésica, permitiendo la
posibilidad de que los efectos adversos disminuyan sin afectar la eficacia terapéutica
(Tallarida y col., 2003).
Con respecto a las combinaciones de analgésicos con cafeína, aparentemente
fueron realizadas de manera empírica, es decir la evidencia presentada inicialmente
no fue totalmente válida, debido a que no existían modelos de dolor validados, ni
ensayos clínicos o procedimientos en los que los efectos de las combinaciones, así
como de las administraciones individuales de los fármacos pudieran ser evaluados
cuantitativamente (Engelhardt y col., 1997).
A la cafeína se le ha establecido como un adyuvante, es decir, sin tener efecto
analgésico per se, se ha observado que al combinarse con ciertos analgésicos, la
eficacia y potencia de dichos fármacos se ve incrementada; analgésicos tanto de tipo
AAINE como ibuprofeno (Forbes y col., 1991; Medina-López y col., 2006),
propifenazona (Kraetsch y col., 1996) ácido acetil salicílico (Gayawali y col., 1991;
Vinegar y col., 1976) u opioide como morfina (Misra y col., 1985) y recientemente en
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
26
nuestro laboratorio el tramadol (Carrillo-Munguía, 2005) han sido reportados que en
combinación el efecto analgésico se potencia.
1.10. SINERGISMO
Las combinaciones de fármacos se realizan con el fin de buscar efectos benéficos
para el paciente, sin embargo, es sabido que tales combinaciones producen diversos
efectos al interactuar con el organismo, lo cual puede producir el efecto buscado o
simplemente empeorarlo (Tallarida, 2000). Se conocen interacciones sinergísticas
entre fármacos (Hernández-Delgadillo y col., 2002), entre enantiómeros de fármacos
o entre distintos sitios de administración (Raffa y col., 2000; Tallarida y col., 2003).
Existen diferentes tipos de sinergismo farmacológico, el sinergismo de adición, se
caracteriza porque el efecto de fármacos administrados en combinación, es igual a
la suma de los efectos obtenidos de cada uno de los fármacos en administración
simple. Por lo que se observa que la eficacia y la potencia de la combinación es igual
a la administración simple de ellos (Tallarida, 2001).
Asimismo, se puede encontrar sinergismo de potenciación en el que el efecto
producido por una combinación de fármacos es mucho mayor que la suma de los
efectos de cada uno de los fármacos administrados de forma individual (Tallarida
2003).
Finalmente se puede obtener un sinergismo tipo antagónico, en el que el efecto
producido por la administración concomitante de 2 fármacos produce un efecto que
es mucho menor que la suma teórica del efecto producido por la administración
simple de cada uno de ellos.
Terapéuticamente, el sinergismo de potenciación es el más importante, debido a que
existe la posibilidad de que utilizando menor dosis de ambos fármacos se producen
efectos máximos y que por ende, posiblemente se disminuirían los efectos adversos,
como en el caso de los opioides, depresión respiratoria o tolerancia.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
27
En resultados obtenidos en nuestro laboratorio, trabajando tanto con TRAM como
con CAF se han obtenido diversos resultados. Primeramente, cabe señalar que en
distintos modelos de dolor, este analgésico ha mostrado un efecto dosis-dependiente
(Raffa y col., 1992; Raffa y col., 1993; Giusti, 1997) mismo comportamiento que se
logró en nuestro laboratorio utilizando el modelo de la formalina (Carrillo-Munguía,
2005). En la figura 8 se muestra la CDR en la que efectivamente se observa como
incrementando la dosis de TRAM, el efecto aumenta. Asimismo, en la misma figura,
se presenta la CDR de CAF en la que se puede apreciar claramente el efecto
antinociceptivo dosis-dependiente.
En esta misma investigación se administraron TRAM y CAF en combinación lo que
dio como resultado una familia de CDR, donde se observa claramente un cambio en
el efecto antinociceptivo. En la figura 9 se presentan las CDR de TRAM y sus
combinaciones con dos diferentes dosis de CAF (3.16 y 10 mg/kg). Las CDR
correspondientes a las combinaciones aumentan su efecto antinociceptivo, en
Figura 8 CDR de los efectos antinociceptivos de las diferentes dosis de TRAM en administración simple, CAF en todas sus dosis, se grafica la media del efecto ± el error estándar. n= 6 (Tomado de Carrillo-Munguía, 2005)
0
20
40
60
80
100
120
1 10 100log Dosis (mg/kg)
% A
nti
no
cice
pci
ón
CDR CAF
CDR TRAM
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
28
comparación a cuando se administra tramadol solo, lo que se observa claramente en
las dosis mas bajas donde el efecto está entre un rango de 80 a 100%, lo que está
indicando claramente que la cafeína altera el efecto antinociceptivo de tramadol, lo
que nos lleva a pensar en que ciertamente hay un sinergismo de potenciación, y este
cambio en el comportamiento de las CDR sugiere que los mecanismos de acción se
están alterando.
Figura 9. Se presenta la CDR de TRAM con las dosis 10, 17.8, 23.7, 31.6 y 56.2. mg/kg. Además el CDR de la combinación de TRAM (todas las dosis) con 3.16 y 10 mg/kg de CAF. Finalmente, el efecto producido por las dosis 3.16 y 10 mg/kg de CAF. Todos los experimentos se realizaron con una n= 6, se presentan las medias ± error estándar.
0
20
40
60
80
100
120
1 10 100 1000
log Dosis (mg/kg)
% A
nti
no
cice
pci
ón
CAFCDR TRAMCDR TRAM + 3.16 CAFCDR TRAM + 10 CAF
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
29
II. JUSTIFICACIÓN DE PROYECTO
El problema de dolor es uno de los fenómenos que han sido estudiados durante
mucho tiempo. La combinación tramadol + cafeína ha sido estudiada previamente en
el laboratorio (Carrillo-Munguía, 2005). En esas condiciones experimentales, por
ejemplo, con el modelo de la formalina, se lograron encontrar combinaciones
farmacológicas que eran terapéuticamente eficaces y más potentes. Por ejemplo,
con dosis subefectivas tanto de tramadol como de cafeína se observaron efectos
máximos al administrarlos concomitantemente. Al observar que existía algún tipo de
interacción sinergística, se decidió evaluar el sinergismo presente y analizar si
opioides endógenos participan en la potenciación del efecto antinociceptivo de la
combinación tramadol+cafeína. El análisis de los mecanismos participantes en la
potenciación de los efectos de las combinaciones de los analgésicos con cafeína ha
sido previamente estudiado (Vinegar y col., 1976; Engelhardt y col., 1997; Iqbal,
1995; López-Muñoz y col., 1996), sin embargo, para el caso de la combinación
estudiada, esto no ha sido explorado hasta ahora.
Es importante estudiar el tipo de interacciones sinergísticas desarrolladas entre las
combinaciones de analgésicos con cafeína, debido a que actualmente cada vez es
más común encontrar combinaciones con este fármaco y aunque aparentemente en
un principio estas combinaciones fueron hechas de forma empírica, en la actualidad
se acepta el papel adyuvante de cafeína designado por Sawynok (1993). El modelo
de la formalina es un modelo adecuado para estudiar mecanismos centrales debido a
que ya se ha establecido que la activación periférica de las fibras C por tiempo
prolongado provoca la liberación de neurotransmisores excitatorios como SP y
glutamato en la médula (Malmber y Yaksh, 1992), lo que hace que el procesamiento
de la señal llegue hasta la corteza sensorial y por lo que existe la posibilidad de
activar a la vía descendente donde en los diferentes núcleos como la PAG, LC y
NRM, los cuales son importantes para la modulación del dolor, puede estar actuando
nuestra combinación.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
30
Así, es de suma importancia determinar si en primer lugar los opioides endógenos
participan en la potenciación del efecto antinociceptivo de esta combinación.
Esta tesis además da la pauta para estudiar otros mecanismos que pudieran
participar en la inhibición del dolor, como los mecanismos serotoninérgicos,
noradrenérgicos, tanto a nivel supraespinal como espinal.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
31
III. HIPOTESIS
La potenciación antinociceptiva producida por la combinación tramadol+cafeína
activa mecanismos opioides endógenos a nivel supraespinal en el modelo de la
formalina.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
32
IV. OBJETIVOS
4.1. GENERAL:
� Analizar la participación a nivel supraespinal del mecanismo opioide, mediante
la administración del antagonista naloxona (i.c.v) en el efecto antinociceptivo
inducido por la combinación de máxima potenciación de tramadol + cafeína en
el modelo de la formalina.
4.2 PARTICULARES:
� Analizar el tipo de sinergismo existente entre la combinación de
TRAM+CAF y determinar la dosis de máxima potenciación.
� Determinar la dosis óptima de naloxona (i.c.v) en presencia de tramadol.
� Determinar la participación de mecanismos opioides en el efecto
antinociceptivo de tramadol y cafeína en administración simple a través de
la administración de naloxona i.c.v.
� Determinar la participación de mecanismos opioides en la potenciación
producida por la combinación de tramadol + cafeína a través de la
administración de naloxona i.c.v.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
33
V. METODOLOGIA
5.1. MATERIAL BIOLÓGICO
Para los experimentos se utilizaron ratas macho de la cepa Wistar de 180-200 g, se
les mantuvieron a temperatura ambiente, con ciclos de luz/oscuridad alternados de
12 h; además, se mantuvieron en abstinencia de alimento 12 h previas a los
experimentos, con libre acceso a agua. Los experimentos se desarrollaron siguiendo
los lineamientos éticos de la IASP (Covino y col., 1980; IASP, 1980) y bajo los
estándares y lineamientos para la Investigación del Dolor Experimental en Animales
(Zimmermann, 1983).
5.2. MODELO DE LA FORMALINA
Se administraron 50 µL (s.c.) de formalina al 2% en la parte dorsal de la extremidad
inferior de la rata. Estas se colocaron en cámaras de vinil y se observaron las
conductas nociceptivas por periodos de 1 min cada 5 min, durante 1 h. Las
conductas nociceptivas contabilizadas fueron las sacudidas de la extremidad
administrada (Dubuisson y Dennis, 1977; Eaton, 2003; Ortega, 2002; Sawynok,
2004).
5.3. INYECCIONES INTRACEREBROVENTRICULARES (i.c.v.)
Para administrar los fármacos por vía i.c.v., 48 h previas al experimento las ratas se
anestesiaron con una solución de ketamina en una dosis de 75 mg/kg, así como una
dosis de 12 mg/kg de xilasina, (ambas i.p.) (Déciga-Campos, 2003), posteriormente
utilizando un aparato estereotáxico para especies pequeñas Labstandard marca
Stoelting se instaló en la cabeza de la rata una cánula guía para la administración
i.c.v. del antagonista, posicionándose en las coordenadas siguientes: anteroposterior
0.8 mm, lateral 1.8 mm con respecto al Bregma (Paxinos y Watson, 1998). Esto con
el fin de permitir la llegada del fármaco al ventrículo lateral derecho a través de la
inserción de la aguja. Al final de los experimentos se verificó que la administración
i.c.v. había sido realizada en el sitio correcto, para lo cual se administró nuevamente
un volumen igual (4µL) de una solución de azul de metileno, en seguida los animales
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
34
se anestesiaron en una cámara de éter y una vez que se encontraban en profunda
anestesia, eran decapitados, después los cerebros removidos y seccionados para
localizar el lugar de la tinción.
5.4. PROTOCOLO EXPERIMENTAL
Para medir la actividad antinociceptiva presentada por CAF, se administró la dosis de
3.16 mg/kg (p.o) y 15 minutos después se administraron 50 µL de formalina al 2%;
n=6. Mientras que el efecto antinociceptivo de tramadol se midió administrando 10
mg/kg (s.c) de TRAM y 15 minutos después se administró la formalina.
Asimismo se formó un tercer grupo al que se le administró la combinación, es decir,
se administró TRAM s.c. e inmediamente después CAF p.o, (3.16+10 mg/kg,
respectivamente) y 15 minutos después se administró la formalina; n=6.
Para determinar la dosis óptima de naloxona (Nx) se formaron 3 grupos (n=6), a los
que se les administró la siguientes dosis: 6.18, 12.13 y 21.56 µg/rata, 15 minutos
después se administró TRAM (s.c) 31.6 mg/kg y 15 minutos después fomalina.
Para determinar si los opioides endógenos participan a nivel supraespinal en la
antinocicepción producida por TRAM, CAF o en la combinación de máxima
potenciación de TRAM + CAF, se realizaron los siguientes experimentos: se
administró Nx i.cv. en la dosis de 12.13 µg/rata, 15 min después se administró TRAM
(10 mg/kg) s.c., CAF (3.16 mg/kg) p.o, o la combinación TRAM+CAF (10+3.16
mg/kg, respectivamente) y 15 minutos después se administró la formalina.
Las dosis administradas se determinaron experimentalmente en nuestro laboratorio
(Carrillo-Munguía, 2005). Para todos los grupos se realizaron controles a los cuales
se les administró solamente solución salina. Todos los experimentos se realizaron
con una n=6.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
35
5.5. PRESENTACION DE RESULTADOS
Los resultados se presentan en gráficas de barras, en el eje Y se muestra el
porcentaje (%) de antinocicepción, mientras que en el eje X las dosis utilizadas en
mg/kg o µg.
Asimismo las CDR presentadas en antecedentes muestran en el eje X las dosis
utilizadas en escala logarítimica en mg/kg, mientras que en el eje Y el % de
antinocicepción.
5.6. ANALISIS ESTADISTICO
El análisis estadístico de los datos se realizó con la prueba “t”, de student con
una p<0.05 y una n=6/dosis empleando el programa STAT Graphics.
Controles
CAF (p.o.)
TRAM (s.c.)
COMBGGRRUUPPOOSS
n=6n=6
Nx
Controles
CAF
TRAM
COMB
15 min 15 min
15 min
Contabilización de conducta
5min/h
50 50 µLµLFormForm2%2%
RRAATTAASS
WWIISSTTAARR
180180--200g200g
Controles
CAF (p.o.)
TRAM (s.c.)
COMBGGRRUUPPOOSS
n=6n=6
Nx
Controles
CAF
TRAM
COMB
15 min 15 min
15 min
Contabilización de conducta
5min/h
50 50 µLµLFormForm2%2%
RRAATTAASS
WWIISSTTAARR
180180--200g200g
COMB: TRAM10 + CAF3.16
TRAM: 10 y 31.6 mg/kg
CAF: 3.16 mg/kg
Nx: 12.13 µg/rata
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
36
VI. RESULTADOS
Como se puede deducir de los antecedentes, esta investigación es la continuación
de un trabajo iniciado anteriormente, en el cual, se llegó hasta la administración de
los fármacos en combinación y por los resultados arrojados se podía deducir que se
presentaba sinergismo de potenciación, sin embargo, el análisis real no se había
realizado, por lo que los objetivos de esta investigación inician con el análisis de
sinergismo de las combinaciones.
6.1. ANÁLISIS DEL SINERGISMO
Para ubicar perfectamente el efecto antinociceptivo determinado en el trabajo
anterior (Carrillo-Munguía, 2005) nuevamente se presenta la figura 9. Analizando
con un poco de detalle esta gráfica, se observa que en la dosis más baja de TRAM
(10 mg/kg) el efecto antinociceptivo es insignificante, sin embargo cuando la misma
dosis se combina con CAF en dosis de 3.16 mg/kg el efecto aumenta
considerablemente llegando hasta un 80.64 ± 8.36 % de efecto y en toda esa CDR
los efectos son mayores.
Figura 9. Se presenta la CDR de TRAM con las dosis 10, 17.8, 23.7, 31.6 y 56.2. mg/kg. Además el CDR de la combinación de TRAM (todas las dosis) con 3.16 y 10 mg/kg de CAF. Finalmente, el efecto producido por las dosis 3.16 y 10 mg/kg de CAF. Se presentan las medias ± error estándar, n=6.
0
20
40
60
80
100
120
1 10 100 1000
log Dosis (mg/kg)
% A
nti
no
cice
pci
ón
CAFCDR TRAMCDR TRAM + 3.16 CAFCDR TRAM + 10 CAF
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
37
De manera similar cuando se combina el TRAM con CAF en la dosis de 10 mg/kg la
eficacia es aún mayor, ya que todas las dosis de TRAM presentaron un efecto muy
cercano al 100%, siendo prácticamente igual al que se obtuvo con la dosis de 56.2
mg/kg de TRAM en administración simple, no obstante, las dosis son menores.
El análisis de sinergismo se realizó utilizando la fórmula:
Los resultados se muestran en la tabla I. La interpretación de los datos es la
siguiente: si el resultado es positivo se tiene una potenciación, si el resultado es
negativo se tiene un antagonismo y si el valor es cero o está muy cercano a él, se
tiene una suma.
De todas las combinaciones realizadas, se puede observar que la de máxima
potenciación fue la combinación de 17.8 mg/kg de TRAM + 3.16 mg/kg de CAF,
debido a que el análisis arrojó un 122.84% de potenciación. Mientras que la de 56.2
de TRAM + 10 de CAF es un claro ejemplo de sinergismo antagónico y la
combinación de 23 de TRAM + 3.16 de CAF presentó un sinergismo de adición.
Tabla I. Análisis del sinergismo de la combinación TRAM + CAF
TRAM (mg/kg) TRAM+CAF3.16 mg/kg Potenciación (%)
TRAM+CAF10 mg/kg Potenciación (%)
10 91.74 29.53
17.8 122.84 31.97 23.7 7.51 -21.86
31.6 -14.90 -34.29
56.2 -19.22 -36.19
Sinergismo =Efecto experimental x 100
Efecto teórico- 100Sinergismo =
Efecto experimental x 100
Efecto teórico- 100
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
38
En la figura 10, se puede observar el porcentaje de antinocicepción producido por la
combinación de máxima potenciación. Con la administración simple de 3.16 mg/kg
de CAF se obtuvo un 25.35 ± 9.8 % de antinocicepción; con 17.8 mg/kg de TRAM se
observó un 16.06 ± 4.61 % de antinocicepción; mientras que con la administración
concomitante de estas mismas dosis, se observó un incremento considerable del
efecto antinociceptivo, siendo de 92.3 ± 2.7 %, y estadísticamente significativo
(p<0.05).
Sin embargo, para el análisis de la participación de mecanismo opioide se decidió
utilizar la combinación de 3.16 mg/kg de CAF + 10 mg/kg de TRAM. Esto debido a
que se encontró de igual forma sinergismo de potenciación aunque en menor grado.
Fig. 10. Gráfica de la máxima potenciación presentada por la combinación de 3.16 mg/kg de CAF + 17.8 mg/kg de TRAM evaluado en el modelo de la formalina, se grafican las medias ± error estándar, n=6.
*
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
DOSIS (mg/kg)
% A
nti
no
cice
pci
ón
CAFEINA 3.16mg/kg
TRAMADOL 17.8mg/kg
TRAM17.8+3.16CAF
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
39
Es decir, cuando se administró de manera concomitante la combinación antes
mencionada, se encontró que la potenciación fue de 91.74 %.
En la figura 11 se muestra tanto el efecto antinociceptivo producido por la
administración simple de cada fármaco, como el de la combinación. Así, 3.16 mg/kg
de CAF produjeron un 14.13 ± 4.66 % de efecto, mientras que 10 mg/kg de TRAM
exhibió un efecto de 0.11± 9.09 %, por otro lado, la combinación de ambos fármacos
produjo un efecto 63.75 ± 3.92 %.
Como se puede observar en ambas figuras (figura 10 y figura 11) la dosis de CAF
utilizada es la misma (3.16 mg/kg), sin embargo, pareciera que los resultados son
diferentes esto es porque se deben de hacer los experimentos con todos los
fármacos el mismo día y los resultados no dan exactamente iguales, no obstante, el
efecto entre los dos grupos de CAF no son estadísticamente diferentes.
Fig. 11. Gráfica del efecto antinociceptivo producido por la administración simple de TRAM 10 mg/kg, CAF 3.16 mg/kg, así como la combinación de CAF+TRAM en las mismas dosis en el modelo de la formalina. Se presentan el % de antinocicepción ± error estándar, n=6, p<0.05
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Dosis (mg/kg)
% A
nti
no
cice
pci
ón CAF 3.16
TRAM 10
COMBINACION TRAM + CAF
*
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
40
Se decidió trabajar con esta combinación para determinar la participación de opioides
endógenos en base al porcentaje de efecto antinociceptivo, es decir, el 63.75 ±
3.92% obtenido, permite que se pueda tanto incrementar como disminuir el efecto
antinociceptivo por acción de la Nx, contrario a la combinación de 17.8 TRAM + 3.16
CAF, que el efecto en sí ya es de 92.3 ± 2.7 %.
6.2. PARTICIPACIÓN DE LA VÍA OPIOIDE.
Para observar el efecto de Nx a nivel supraespinal sobre la combinación, primero se
escogió la dosis óptima, para lo cual se probaron 3 diferentes dosis de Nx en
presencia de TRAM en una dosis que presentaba una eficacia adecuada (95.70 ±
2.78 %) con el objetivo de escoger una dosis de Nx que realmente fuera efectiva de
estos experimentos (datos no mostrados), finalmente se decidió utilizar la dosis de
12.13 µg /rata.
Fig. 12 Gráfica del efecto antinociceptivo CAF (3.16mg/kg), CAF+Nx, TRAM (31.6 mg/kg), TRAM+ Nx, COMB (TRAM 10 mg/kg + CAF 3.16 mg/kg) y COMB + Nx; dosis Nx (12.13 µg/rata). Se presentan las medias ± error estándar. n=6, p<0.05.
*
*
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% A
nti
no
cice
pci
ón
Nx
CAF + Nx
CAF T 31.6 T 31.6 + Nx
COMB COMB + Nx
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
41
En la figura 12 se presentan el efecto producido por la administración simple de los
fármacos, así como la administración concomitante con o sin Nx, es decir: CAF 3.16,
CAF+ Nx, TRAM 31.6, TRAM + Nx y la combinación TRAM 10 + CAF 3.16 mg/kg, así
como la combinación + Nx.
Se observa primeramente como el efecto antinociceptivo de CAF no es
estadísticamente diferente del efecto producido cuando se administró Nx+CAF, lo
que permite resaltar que a este nivel no está participando un mecanismo opioide.
Asimismo, se presenta el efecto antinociceptivo producido por la administración
simple de 31.6 mg/kg de TRAM, el cual se comparó con el efecto presentado por el
grupo pretratado con Nx en dosis de 12.13 µg/rata, debido a que fue la dosis óptima
de Nx por lo que además se utilizó para descartar o aceptar la participación de un
mecanismo opioide en los demás experimentos.
Finalmente, se realizaron los experimentos que incluían analizar el efecto
antinociceptivo de la combinación de máxima potenciación y ver si efectivamente la
vía opioide participa como mecanismo de acción en la potenciación del efecto
antinociceptivo de la combinación TRAM + CAF. Es evidente como se produce una
reversión del efecto debido a la administración de Nx, recordando que este fármaco
es el antagonista prototipo para opiodes. Así, la combinación induce un 64.25 ±
3.65% de antinocicepción; sin embargo, cuando se dio el tratamiento con Nx dicho
efecto disminuyó hasta un -1.13 ± 3.66 % siendo además, estadísticamente
significativo (p<0.05).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
42
VII. DISCUSIÓN
7.1. ANÁLISIS DEL SINERGISMO Y COMBINACIÓN DE MÁXIMA
POTENCIACIÓN.
Primeramente se realizó el análisis del sinergismo (ver tabla I), para poder
determinar la combinación de máxima potenciación y con la cuál se realizaría el
estudio del mecanismo de acción. Se realizaron 10 combinaciones con el fin de
encontrar las posibles interacciones existentes a diferente dosis, esto es importante
para poder observar lo que sucede cuando diferentes dosis se combinan y no dejar
un sesgo al analizar únicamente un par de combinaciones.
Se encontró que 2 combinaciones presentaban potenciaciones importantes, (figura
10 y 11) sin embargo, la dosis que se eligió fue en base al porcentaje de
antinocicepción producida. Es decir, a pesar de que en ambas se produjo sinergismo
de potenciación se escogió la dosis que presentó un menor porcentaje de efecto, con
el objeto de que al administrar el antagonista se pudiera analizar un incremento o
decremento en el efecto, ya que si bien era de esperar un decremento el efecto no
era el único que podría ocurrir. Es por esto que la dosis que se escogió para el
presente estudio fue la de CAF3.16 + TRAM10 (mg/kg).
De lo encontrado, se puede resaltar que con dosis mínimas de ambos fármacos se
pueden obtener efectos máximos, los cuales son similares a aquellos efectos
observados con dosis altas de analgésico en administración simple. Los resultados
obtenidos concuerdan con datos publicados, en los que se observa que con la
admimistración concomitante de CAF y diferentes analgésicos, la eficacia se ve
incrementada importantemente (Forbes y col., 1991; Gayawali y col., 1991; Iqbal,
1995; Kraetsch y col., 1996; López-Muñoz y Medina-López, 1996).
En el modelo de la formalina que fue el utilizado en el presente trabajo, la CAF sí
presenta efecto antinociceptivo, esto ha sido ya corroborado por autores como
Sawynok y colaboradores (1995) y que de igual forma obedece a un efecto tipo
dosis-dependiente.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
43
En un estudio publicado por Giusti (1997) en el que se utilizó el modelo de la placha
caliente, administró dosis muy altas de TRAM en comparación a las utilizadas en
este estudio, siendo la mas alta la de 80mg/kg y encontró un efecto máximo (Emax)
de 77 ± 5.3%, mientras que bajo nuestras condiciones experimentales, la
combinación de TRAM 17.8 + CAF 3.16 mg/kg arrojó un 92.3 ± 2.7 % y con la de
TRAM 10 + CAF 3.16 se obtuvo un 64.25 ± 3.65 % de antinocicepción, con esto se
resalta que al combinar en este caso la CAF con el TRAM realmente se puede
potenciar el efecto antinociceptivo, alcanzando máxima eficacia con dosis
subterapéuticas. Con este hallazgo se puede dar pie a que probablemente se
realicen investigaciones clínicas para que en pacientes que sufren de dolor se
obtenga mayor eficacia y probablemente se disminuyan los efectos adversos
presentados por diversos analgésicos opioides como la morfina.
Además de potenciación se encontró antagonismo. Las combinaciones que
arrojaron esos resultados fueron TRAM en las dosis más altas en combinación con
CAF 3.16 mg/kg. Asimismo, en las combinaciones de TRAM + CAF en 10 mg/kg se
observó que a la dosis de 23.7 mg/kg de TRAM ya se presentaba antagonismo. Lo
que cabe resaltar es que con dosis altas no se obtiene potenciación sino al contrario
antagonismo ya que el efecto antinociceptivo no aumenta más que el máximo, esto
último indica que el sistema es saturable y que se ha llegado a un efecto techo
(Seymour y col., 1996). Los resultados se podrían deber al aumento tanto de la
dosis de TRAM como de CAF que hace que una vez alcanzados los efectos
máximos se llega a un tope máximo el cual ya no se puede sobrepasar aunque se
aumenten las dosis, lo que conlleva a un antagonismo farmacológico.
Con lo anterior se debe recalcar la importancia de realizar estudios en los que se
lleven a cabo el mayor número de combinaciones posibles, ya que como se encontró
en el presente trabajo los resultados pueden ser diversos, y con el simple cambio o
reajuste de una dosis, el efecto puede ser el contrario al deseado.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
44
7.2. ANÁLISIS DE LA PARTICIPACIÓN DE MECANISMO OPIOIDE
Los mecanismos de acción para que se lleve a cabo la potenciación de los fármacos
que se han estudiado son de tipo farmacocinético o farmacodinámico. Por ejemplo
Vinegar y colaboradores (1976) observaron que la potenciación producida por la
combinación de aspirina+cafeína no se debía a parámetros farmacocinéticos, debido
a que ninguno de aquellos estudiados, como los niveles de salicilato en plasma o la
inhibición de la síntesis de prostaglandinas cambiaron al realizar la combinación. De
igual forma Engelhardt y colaboradores (1997) encontraron que al adicionar cafeína a
paracetamol y aspirina la inhibición de la síntesis de prostaglandinas no se veía
afectada.
Sin embargo, Iqbal y colaboradores (1995) observaron un incremento en la
biodisponibilidad y absorción del paracetamol en humanos al análizar el efecto de la
cafeína sobre los parámetros farmacocinéticos del paracetamol.
Debido a que se han encontrado diversos resultados y que demuestran que es
menos probable la participación de un mecanismo farmacocinético muchos estudios
se han enfocado a investigar la posibilidad de que sean mecanismos
farmacodinámicos los que participan en la potenciación del efecto de combinaciones
de analgésicos, encontrándose además resultados positivos.
Por ejemplo, se ha visto que al administrar L-NAME, un inhibidor de la sintasa de
óxido nítrico se disminuye la potenciación producida por la combinación de
ketorolaco + cafeína, por lo que se concluyó que la vía L-Arg-ON-GMPc participa en
la potenciación del efecto antinociceptivo de la combinación (López-Muñoz y col.,
1996).
En diversas investigaciones se ha observado que los opioides endógenos se
encuentran involucrados en la modulación del dolor a nivel de SNC, esto ha sido
corroborado por la administración del antagonista naloxona i.c.v., (Yeung y Rudy,
1980; Gear y Levine, 1995) incluyendo regiones tan específicas como la amígdala.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
45
En el estudio realizado por Sabetkasaei y colaboradores (2007) encontraron que al
utilizar dosis de naloxona de 50-100 µg/rata en la amígdala la antinocicepción
producida por la administracion sistémica de morfina era revertida por la
administración del antagonista.
Es importante dilucidar el mecanismo de acción de la combinación para entender
mejor a qué nivel se está desarrollando la analgesia, porque si bien, se tiene un poco
más claro cómo a nivel supraespinal están actuando fármacos como la morfina, en
este caso el TRAM es uno de los pocos fármacos que aún no se tiene claro cómo
actúa, es decir, algunos autores (Raffa y col., 1992; Raffa y col., 1993) mencionan
que es a nivel de la inhibición de la recaptura tanto de 5-HT como NA, sin embargo,
esto sigue en investigación debido a que además de lo anterior y que se aceptan
como los mecanismos principales por los cuales actúa el TRAM, también se ha visto
un efecto anticolinérgico (Shiga y col., 2002). El hecho de entender qué está
sucediendo a nivel supraespinal es un paso más en la escalera para el entendimiento
de los mecanismos participantes.
Es sabido que los analgésicos pueden actuar de dos formas: inhibiendo la liberación
de mediadores del dolor o incrementando la liberación de inhibidores o moduladores
del dolor como 5-HT, NA y beta-endorfinas. El modelo de la formalina es un modelo
adecuado para estudiar mecanismos centrales debido a que está bien establecido
que la activación periférica de las fibras C por tiempo prolongado provoca que en
médula espinal se liberen mediadores excitatorios como SP y glutamato (Malmber y
Yaksh, 1992), lo que hace que el procesamiento de la señal llegue hasta corteza y
entonces existe la posibilidad de activar a la vía descendente donde en los diferentes
núcleos importantes para la modulación del dolor puede estar actuando nuestra
combinación.
Así, se decidió probar si a nivel supraespinal, el mecanismo de acción de nuestra
combinación está siendo regulado por la participación de un mecanismo opioide
utilizando el antagonista Nx.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
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Para poder determinar si naloxona antagonizaba el efecto de la combinación, primero
se determinó la dosis óptima de Nx. Se realizaron diversos experimentos con
diferentes dosis de Nx, (datos no mostrados) partiendo de datos encontrados en la
literatura (Sabetkasaei y col., 2007; Gear y Levine, 1995; Yeung y Rudy, 1980), la
dósis óptima y con la cual se realizó el estudio de la participación de mecanismos
opioides fue de 12.13 µg/rata.
En la figura 12 se observa que la Nx es capaz de revertir el efecto antinociceptivo de
TRAM en administración simple, se grafica la dosis de 31.6 mg/kg, debido a que con
esa dosis se puede observar gráficamente la inhibición del efecto antinociceptivo; se
debe recordar que la dosis de TRAM 10 mg/kg prácticamente no produce
antinocicepción alguna, por lo que se decidió utilizar la de 31.6 mg/kg como medida
comparativa. Con respecto a trabajos previos, no existen publicaciones en las que
se administre Nx i.c.v comparándola con el efecto de TRAM, sin embargo, existen
estudios publicados en los que se administra Nx por esta misma vía y se compara
con morfina (Gear y Levine, 1995; Yeung y Rudy, 1980) asimismo en la amigdala
(Sabetkasaei y col., 2007) en todos estos se habla de inhibición del efecto
antinociceptivo de la morfina, por acción de Nx, de alguna forma concuerda con lo
encontrado por nuestro equipo, porque si bien, el TRAM aunque se le ha
denominado una opioide débil, parte del mecanismo de acción propuesto es a través
de los receptores µ (Raffa y col., 1992).
Aunado a lo anterior, se ha propuesto que para que se lleve a cabo la analgesia
opioide a nivel supraespinal, por lo menos en el modelo de la plancha caliente es
necesario únicamente la participación del receptor µ, esto se ha reportado mediante
la utilización tanto de morfina, así como de diversos agonistas opioides (Fang y col.,
1986). En los resultados obtenidos (figura 10), se observa como la Nx aunque sí
antagoniza el efecto de TRAM no lo hace completamente (ver resultados), atribuimos
el resto de porcentaje que no se inhibió a la participación de otros mecanismos
probables, los cuales se abordarán en un futuro y no forman parte de este trabajo.
Esta investigación concuerda con la realizada por Raffa y colaboradores (1992).
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
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Ellos encontraron que el efecto de TRAM se antagonizaba parcialmente al
administrar Nx (i.v) en modelos como el de la constricción abdominal inducido por
acetilcolina (ACh) y el de la plancha caliente, lo que sugería que además de un
mecanismo opioide, participaban mecanismos no opiodérgicos, llegaron además a
esa conclusión debido a que el efecto antinociceptivo de otros opioides como morfina
o codeína sí se antagonizaba completamente con el uso de Nx en los mismos
modelos y condiciones experimentales. En ese mismo estudio, se analizó si este
fármaco intervenía con la recaptura de NT como 5-HT y NA, a concentraciones a las
cuales el TRAM se une a receptores opioides, encontrándose que efectivamente este
analgésico elevaba los niveles extraneurales de los NT antes mencionados; de esta
forma, además corroboraron que los mecanismos no opiodérgicos que
probablemente participan son el noradrenérgico y el serotoninérgico.
Con respecto al efecto antinociceptivo presentado por la administración simple de
CAF, sólo se corroboró que su efecto no se debe a un mecanismo opioide, ya que no
hay antagonismo con Nx (ver fig 12). En un estudio publicado se encontró que la
administración de 10 mg/kg de Nx no alteraba el efecto de CAF por lo que sugieren
que su efecto antinociceptivo no es debido a la participación de un mecanismo
opiode sino noradrenérgico en el modelo de la plancha caliente (Sawynok y col.,
1995), así como noradrenérgico y serotoninérgico en el modelo de la formalina
(Sawynok y Reid, 1996).
Para determinar si el mecanismo opioide participa en la potenciación producida por la
combinación de TRAM+CAF, se comparó el efecto producido por la combinación y
aquel efecto producido por la combinación pero con tratamiento previo de Nx. Se
puede observar en la figura 12 como el efecto de la combinación también es
revertido por acción de Nx. En la literatura no existe hallazgo de potenciación por la
combinación, por lo que tampoco se sabe qué mecanismos están involucrados, el
hecho de investigar si un mecanismo opioide está participando es para iniciar los
pasos para dilucidar qué o cuáles mecanismos están participando para que se
produzcan los efectos observados. En el caso del mecanismo opioide se ve
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
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claramente cómo Nx antagoniza completamente el efecto de la combinación, esto en
primer lugar se le atribuimos a que efectivamente hay participación opioidérgica;
retomando la investigación hecha por Raffa y colaboradores (1992), el mecanismo de
acción parcial de TRAM es opioide, principalmente por interacción con los receptores
µ, sin embargo también señalan la participación noradrenérgica y serotoninérgica.
Asimismo, Oliva y colaboradores (2002) señalaron además, que el mecanismo
serotoninérgico participaba en el efecto antinociceptivo de TRAM en modelo de la
formalina, esto en ratones, lo que corrobora su participación como mecanismo de
acción.
Sin embargo, si únicamente participara el mecanismo opioide, se observaría una
inhibición de la antinocicepción de igual forma parcial, contrario a lo observado, en el
que el antagonismo del efecto de la combinación es completo (sólo -1.13 ± 3.66% de
antinocicepción) lo que se atribuye, si observamos el mecanismo de acción de
TRAM, a mecanismos noradrenérgicos, serotoninérgicos y opioides, sin embargo no
se debe olvidar la participación de CAF y los mecanismos que participan y hasta
ahora descritos en su papel como fármaco antinociceptivo y adyuvante (Sawynok,
1993) potenciando el efecto antinociceptivo de diversos fármacos (Forbes y col.,
1991; Gayawali y col., 1991; Iqbal, 1995; Kraetsch y col., 1996; López-Muñoz y
Medina-López, 1996). Por lo anterior se debe recordar que los mecanismos
necesarios para que se lleve a cabo el efecto antinociceptivo de la CAF y los cuales
pudieran participar también en la potenciación, en este caso de TRAM. Se ha visto
que CAF actúa y que uno de sus mecanismos es a través del antagonismo de los
receptores a adenosina (Fredholm, 1994); por lo que este mecanismo es uno de los
principalmente estudiados e importantes en la antinocicepción. Abo-Salem y
colaboradores (2004) encontraron que por lo menos en el modelo de la plancha
caliente, el efecto antinociceptivo de CAF es mediado en parte por los receptores
A2B. Aún mas importantemente, ellos también observaron que la coadministración de
bajas dosis de diversos antagonistas del receptor A2B con una dosis también baja de
morfina aumentaba la eficacia de morfina. Además sugirieron una probable
interacción entre el sistema opioide y el de adenosina.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
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El hecho de que el antagonista utilizado bloquea a nivel supraespinal todo el efecto
inducido por la potenciación sugiere que con la combinación se activan de manera
más importante los mecanismos opioides, dejando a un lado los mecanismos
serotoninérgicos y noradrenérgicos; por lo tanto, la combinación de alguna manera
está alterando los mecanismos opioides que hace que estos sean los principales
para que se de la potenciación, sin embargo, hacen falta más estudios para llegar a
una conclusión contundente.
Algunos estudios han demostrado que existen cambios en la expresión y densidad
de diversos receptores cuando se administran crónicamente distintos analgésicos.
Por ejemplo, Bailey y colaboradores (2003), investigaron mediante autorradiografía
cuantitativa si la participación de los receptores a adenosina mediaban los efectos de
los opioides, evaluaron si existían cambios en la distribución de los receptores A1 y
A2A en el cerebro de ratones tratados con naltrexona crónicamente. Estos
investigadores encontraron un incremento de los receptores µ y A1, demostrando
que el antagonismo de los receptores µ causa regulación a la alta de los A1, pero no
A2A. Si bien, los estudios farmacológicos permiten determinar los mecanismos de
acción por los cuales actúan los fármacos, además se sugiere utilizar otras técnicas
que nos ayuden a comprobar dichos mecanismos de forma molecular como puede
ser la autorradiografía.
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VIII. CONCLUSIONES
• Existe sinergismo de potenciación con la combinación de 17.8 mg/kg de
TRAM+ 3.16 mg/kg de CAF, asimismo se encontró sinergismo de suma y
antagonismo lo que resalta la importancia de realizar el mayor número de
combinaciones posibles y encontrar que con diferentes dosis se pueden
encontrar inclusive efectos opuestos.
• El mecanismo opioide participa en la potenciación antinociceptiva
producida por la combinación de 10 mg/kg TRAM+ 3.16 CAF.
IX. PERSPECTIVAS
Con la finalidad de completar el presente trabajo, a continuación se presentan las
perspectivas a futuro.
� Analizar la participación de mecanismo serotoninérgico y noradrenérgico a
nivel supraespinal con los antagonistas correspondientes.
� Analizar la participación de mecanismo opioide, serotoninérgico y
noradrenérgico a nivel espinal en la potenciación del efecto antinociceptivo de
la combinación estudiada.
� Realizar autoradiografías en cerebro y médula espinal para analizar probables
cambios en los receptores opioides en animales tratados con la combinación
farmacológica explorada en el presente estudio.
Mecanismos opioides en la potenciación de TRAM+CAF
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