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Instituto Fundación Teófilo Hernando de I+D del Medicamento 
Departamento de Farmacología y Terapéutica 
Facultad de Medicina 
Universidad Autónoma de Madrid 
 
 
Alteraciones en la neurotransmisión y la 
bioenergética mitocondrial en el modelo 
murino R6/1 de enfermedad de Huntington 
 
 
 
Memoria para optar al grado de Doctora presentada por 
Carmen Martínez Ramírez 
 
Director 
Antonio García García 
 
 
Madrid, Enero de 2019 
 
 
 
Departamento de Farmacología y Terapéutica 
Facultad de Medicina 
UAM 
 
 
 
 
D. ANTONIO GARCÍA GARCÍA, Profesor Emérito de Farmacología del Instituto Teófilo 
Hernando de I+D del Medicamento y del Departamento de Farmacología de la Facultad de 
Medicina de la Universidad Autónoma de Madrid, 
 
 
CERTIFICA, que Dª CARMEN MARTÍNEZ RAMÍREZ ha realizado bajo su dirección el presente 
trabajo titulado “Alteraciones en la neurotransmisión y la bioenergética mitocondrial en el 
modelo murino R6/1 de enfermedad de Huntington”, como Tesis para alcanzar el grado de 
Doctora. 
 
Para que conste a los efectos oportunos, expide y firma la presente en Madrid a 8 de enero 
de 2019. 
 
 
 
 
 
D. Antonio García García 
Profesor Emérito 
 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
 
 
 
 
 
A los mejores padres que podría tener, por su apoyo constante 
A mis hermanas, porque sin ellas nada sería lo mismo 
A mí sobrina Vega, por contagiar su alegría 
A mis abuelos, siempre estarán conmigo 
A Iván, por permanecer en los momentos difíciles 
 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
AGRADECIMIENTOS 
Aunque parezca que esta parte de la Tesis sea la más fácil de redactar, no es así, ya 
que en poco espacio hay que resumir los tres años de Tesis con los momentos y la gente que 
han dejado una huella en el camino, y que, sin ellos, no hubiera sido posible la realización de 
este trabajo. 
En primer lugar, quiero agradecer a mi director de Tesis, Antonio García, por darme 
la oportunidad de realizar este trabajo de investigación en su laboratorio, por compartir su 
entusiasmo por la buena ciencia y por enseñar una parte más humana al combinar las 
reuniones científicas con la lectura de poemas. 
También quiero dar las gracias a la colaboración de María José Casarejos y a su grupo 
de laboratorio, ya que han sido un eslabón fundamental para poder desarrollar este 
proyecto. Además siempre han mostrado su accesibilidad para lo que necesitara. Ha sido un 
placer poder trabajar con vosotras. 
En estos agradecimientos no podía faltar “el Señor” Luis, ya que siempre ha estado 
allí para cualquier problema que surgiera, ya fuera un problema en el equipo o un problema 
administrativo, o incluso para dar sabios consejos. ¡Mil gracias Luis por estar siempre 
disponible, y sobre todo estos últimos meses, que he sido una pesada con tantas preguntas! 
Tampoco podrían faltar mis compañeros del laboratorio, en primer lugar, Ricardo, el 
segundo jefe del laboratorio, dispuesto siempre a ayudar, resolver dudas, poniendo orden 
cuando hace falta en el laboratorio y alegrando las comidas con sus típicos chistes. Gracias 
Ricardo por tu gran ayuda en estos años y por facilitarme poner fin a la vida de los ratoncitos 
que tanto me costaba. En segundo lugar, el doctorando más veterano del laboratorio, Iago, 
que cómo buen gallego sus conversaciones son profundas y extensas. Gracias por tu ayuda y 
aportaciones científicas durante estos años, no me cabe la menor duda de que serás un gran 
investigador. Mi mexicana favorita, Fer. Empezamos este viaje juntas y también lo 
terminamos, han sido muchos los momentos vividos durante este tiempo, algunos buenos y 
otros menos, pero sin duda me quedaré con las risas que hemos compartido durante estos 
años, y con esas miradas que no hace falta decir más porque ya sabemos lo que pasa por 
nuestras cabezas. Has sido y eres la mejor compañera que podría haber tenido en este 
rocoso y obstaculizado camino, pero que juntas hemos sabido afrontar y llegar a la meta. 
Eres una médica y persona estupenda, siempre ayudando a la gente y preocupándote por 
ellos, no tengo ninguna duda de que encontrarás un buen trabajo y el que te contrate tendrá 
mucha suerte en tenerte. Ha sido un placer compartir estos años contigo y que serán 
muchos más. ¡Muchas gracias por tu amistad! Gema, la supertécnico que hace todo tipo de 
cultivos. Ha sido un placer conocerte y compartir estos años contigo. Aunque han llegado 
casi al final del camino, en este poco tiempo se han ganado un hueco en el laboratorio y en 
el corazón, Fran, el relaciones públicas oficial del Instituto, un gran trabajador e investigador, 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
 
que con su gran ingenio y combinando la estructura de delfin y penguin encontrará la 
molécula que curará todas las enfermedades. Cris, ó ”la puri”, la mejor compañera de cafés, 
siempre con una sonrisa en la cara, la más trabajadora, siempre pendiente de sus ratoncitos 
que no le dejan descansar ni en fines de semana, ni vacaciones… pero, bueno, confiamos en 
la solución dos como la próxima panacea, por lo menos para las hembras. Otra persona que 
llegó hace poquito es Paloma, aunque nos conocemos poco tiempo, estoy segura de que te 
va a ir genial en el laboratorio. ¡Gracias por todos los momentos compartidos! Durante estos 
tres años en el laboratorio han pasado bastantes alumnos de grado por el laboratorio, fue 
agradable tenerlos durante unos meses en el laboratorio, resaltar que fue un placer enseñar 
y trabajar con Irene, ya que su actitud proactiva y ganas de aprender facilitaron mucho las 
cosas. También hubo algún estudiante de grado de Portugal, Álex, fue un placer conocerte y 
compartir buenos momentos y anécdotas de telenovela. Por último, citar a Nuria, que se 
incorporó al laboratorio para hacer el TFM y que más que ayudarle yo a ella muchas veces 
me ayudaba a mí, y que fue una lástima que no tuvieras la oportunidad de estar más tiempo 
en el laboratorio, pero estoy segurísima que te va a ir genial en tu nueva etapa. 
El L7 ha sido mi “segunda casa”, y en él se encuentran grandes personas. Ánder, 
junto con Fer, hemos recorrido toda esta etapa juntos, viviendo y compartiendo muchos 
momentos: nervios como en el primer GENN en Viveiro, que era nuestra primera 
comunicación, asistencia a varios congresos, cursos, viajes, risas incontrolables que te 
avergonzaban, y aunque a veces eres un “pinche policía”, siempre has estado ahí para 
ayudar en lo que podías, dar tu punto de vista y aportar nuevas ideas científicas. Además, 
sabes que parte de este trabajo también es tuyo. ¡Muchas gracias por todo! Nan, aunque ya 
no estés en el L7 siempre tendrás tu hueco en él, muchas gracias por ayudar en todo lo que 
podías. Colme, la mamá del L7, siempre dispuesta a ayudar en lo que haga falta. ¡Gracias! 
Algunas incorporaciones un poco más recientes de este laboratorio, ya sea por empezar su 
tesis o por tener mala suerte en su camino y tener que dar un giro inesperado en su trayecto 
son: Ali, no se puede tener un corazón más grande y ser tan dulce, en algunos momentos… 
La vallecana a la que hay que temer porque pobre el que se meta contigo… Gracias por 
darnos tantos buenos momentos, no tengo ninguna duda de que el L7 se queda en unas muy 
buenas manos. Isa, me alegro que nuestros caminos se cruzaran, que todo pasa por algo y 
estoy segura que lo tuyo fue para mejor. Eres una persona que cuida de los suyos, amiga de 
tus amigas y con las cosas claras, aunque a veces das un poquito de miedo con tu carácter, 
pero se te quiere igual. Iris, aunque ahora estés en el Hospital, siempre tendrás un hueco en 
el departamento. Estoy segura que con lo trabajadora y perfeccionista que eres te va a ir 
genial, te propongas lo que te propongas. ¡Gracias por todos los momentos compartidos y 
las comidas tan entretenidas sobre frutas! 
Sheila, la más popular del departamento, gracias por tus fiestas y por intentar quenuestras condiciones de trabajo sean un poquito mejor, hace falta más personas como tú. 
Lucía, Raquel, aunque no hemos coincidido tanto como me gustaría, sé que sois unas 
trabajadoras y grandes científicas, gracias por vuestras aportaciones a la ciencia. 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
También quisiera agradecer al resto de compañeros del departamento y a la 
Fundación Instituto Teófilo Hernando por su financiación durante estos años que ha hecho 
posible el desarrollo de esta Tesis Doctoral. 
Finalmente y no porque sean menos importantes quiero agradecer el apoyo que 
siempre ha estado ahí en cada paso que he dado en mi vida, mis padres, porque sois un 
ejemplo a seguir, siempre luchando para seguir adelante, sin importar las dificultades que 
hubiera. Gracias por educarme, por estar ahí siempre; sin vosotros no habría llegado hasta 
aquí, habéis sabido aconsejarme, darme ánimos, apoyo y tranquilidad en momentos difíciles, 
no dejar que tirara la toalla y guiarme siempre hacia caminos correctos. Os quiero mucho. A 
mis hermanas, Raquel y Julia, por estar siempre ahí e intentar comprender y escuchar los 
avances de mi investigación cuando ensayaba las presentaciones de alguna comunicación 
oral. Julia, gracias por aconsejarme, ayudarme con alguna figura y aguantarme estos meses. 
A Iván, por apoyarme y ayudarme en todo lo que podías, sobre todo con el inglés. A toda mi 
familia: tías, tíos, primas, primos, porque más de uno quisiera teneros como familia, por los 
buenos momentos que compartimos juntos en las comidas familiares y porque sean muchos 
más. Os quiero. 
De nuevo mil gracias a todos lo que han estado apoyándome en esta etapa y han 
aportado su granito de arena. 
 
¡Gracias, gracias y más gracias! 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
 
¿Por qué vivir en el lodo? 
Muchas veces me senté a 
esperar que la solución llegara, 
pero he aprendido que la vida 
no es un cuento de hadas, aquí 
tienes dos opciones, luchar o 
perder la batalla. 
 
Aquí no hay morfina para calmar 
el dolor en el alma, aquí no hay 
anestesia para esos amores que 
nos fallan, aquí aprendes de las 
circunstancias o te quedas sin 
esperanzas. 
 
Así es la vida, ahora tengo por 
rutina amarme sin medida, ser 
valiente y no víctima, sonreír 
a pesar de todo. 
Si tengo un mar frente a mí, 
¿Por qué vivir en el lodo? 
-Kelbin Torres, escritor- 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
 
ÍNDICE 
RESUMEN ................................................................................................................................. 1 
ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS ............................................................................................... 3 
MARCO DE LA TESIS DOCTORAL .............................................................................................. 5 
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 9 
1. ENFERMEDAD DE HUNTINGTON .................................................................................... 11 
1.1. Neuropatología de la enfermedad de Huntington ............................................... 12 
1.2. Proteína huntingtina ............................................................................................. 14 
1.3. Mecanismos patogénicos en la enfermedad de Huntington ............................... 17 
1.3.1. Formación de agregados ................................................................................ 17 
1.3.2. Alteración en la transcripción de genes .......................................................... 18 
1.3.3. Excitotoxicidad ................................................................................................ 20 
1.3.4. Proteostasis y sistema ubiquitina proteasoma ............................................... 21 
1.3.5. Disfunción mitocondrial y déficit en el metabolismo energético .................... 22 
1.3.6. Alteraciones en el tráfico vesicular ................................................................. 22 
1.4. Tratamiento de la enfermedad de Huntington .................................................... 23 
2. MODELOS DE ESTUDIO DE LA ENFERMEDAD DE HUNTINGTON ................................... 26 
3. ESTRÉS Y EJE SIMPÁTICO ADRENOMEDULAR ................................................................ 28 
4. LA CÉLULA CROMAFÍN DE LA MÉDULA ADRENAL .......................................................... 30 
4.1. Generalidades ....................................................................................................... 30 
4.2. Acoplamiento estimulación-secreción en la célula cromafín ............................... 32 
4.3. Síntesis y almacenamiento de las catecolaminas ................................................. 36 
4.4. Proceso de exocitosis en la célula cromafín adrenal ............................................ 37 
5. ALTERACIONES DE LA EXOCITOSIS Y LA EXCITABILIDAD CELULAR EN LA CÉLULA 
CROMAFÍN DE MODELOS TRANSGÉNICOS DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS 41 
HIPÓTEISIS Y OBJETIVOS ........................................................................................................ 45 
MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................................... 49 
1. MODELO ANIMAL UTILIZADO ........................................................................................ 51 
1.1. Código ético .......................................................................................................... 51 
1.2. Ratón transgénico R6/1, modelo de la enfermedad de Huntington .................... 51 
1.3. Genotipado de los ratones ................................................................................... 53 
2. EXPLORACIÓN DE LA FUNCIÓN MOTORA ...................................................................... 54 
2.1. Test de la zancada ................................................................................................. 54 
2.2. Rota-Rod ............................................................................................................... 54 
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3. PROCESAMIENTO DE LAS GLÁNDULAS ADRENALES PARA LOS ENSAYOS HISTOLÓGICOS 
E INMUNOHISTOQUÍMICOS .............................................................................................. 56 
3.1. Histología e inmunohistoquímica ......................................................................... 56 
3.2. Inmunofluorescencia para dopamina β-hidroxilasa (DBH) ................................... 57 
3.3. Contaje de las células positivas a huntingtina ...................................................... 57 
4. DETERMINACIÓN DE CATECOLAMINAS MEDIANTE CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA 
RESOLUCIÓN (HPLC) .......................................................................................................... 58 
5. CULTIVO PRIMARIO DE CÉLULAS CROMAFINES DE RATÓN ........................................... 58 
6. REGISTROS ELECTROFISIOLÓGICOS ................................................................................ 60 
6.1. Generalidades de la técnica .................................................................................. 60 
6.2. Procedimiento de la técnica .................................................................................. 61 
6.2.1. Medida de la excitabilidad celular .................................................................. 62 
6.2.2. Medida de las corrientes iónicas ..................................................................... 62 
6.3. Análisis de datos .................................................................................................... 64 
7. MEDIDAS DE CAMBIOS EN FLUORESCENCIA CON EL USO DE SONDAS ......................... 64 
7.1. Generalidades .......................................................................................................64 
7.2. Medida de los transientes de [Ca2+]c ..................................................................... 65 
7.2.1. Procedimiento ................................................................................................. 67 
7.3. Medida del potencial de la membrana mitocondrial ........................................... 68 
7.3.1. Procedimiento ................................................................................................. 68 
8. AMPEROMETRÍA ............................................................................................................. 69 
8.1. Generalidades ....................................................................................................... 69 
8.2. Procedimiento ....................................................................................................... 71 
8.3. Electrodos de amperometría ................................................................................ 74 
8.3.1. Fabricación de electrodos ................................................................................ 74 
8.3.2. Calibrado ......................................................................................................... 75 
8.4. Análisis de los datos amperométricos .................................................................. 76 
9. MEDICIÓNDE LOS NIVELES DE ATP ................................................................................. 77 
9.1. Generalidades ....................................................................................................... 77 
9.2. Procedimiento ....................................................................................................... 77 
10. DETECCIÓN DE GLUTATIÓN EN GLÁNDULA ADRENAL ................................................... 77 
11. ANÁLISIS ESTADISTICO .................................................................................................... 78 
12. SOLUCIONES Y REACTIVOS ............................................................................................. 79 
12.1. Soluciones .............................................................................................................. 79 
12.2. Reactivos ............................................................................................................... 80 
RESULTADOS ........................................................................................................................... 83 
1. CAMBIOS EN EL PESO CORPORAL Y PESO DE LA GÁNDULA ADRENAL EN RATONES WT Y 
R6/1 ................................................................................................................................... 86 
2. ESTUDIO DE LA CAPACIDAD MOTORA DE LOS RATONES WT Y R6/1 ............................. 87 
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3. FORMACIÓN DE AGREGADOS DE mHtt EN LA GLÁNDULA ADRENAL DEL RATÓN R6/1 89 
4. ALTERACIONES EN LOS REGISTROS ELECTROFISIOLÓGICOS EN EL RATÓN R6/1 .......... 91 
4.1. Excitabilidad celular de CC WT y R6/1 .................................................................. 91 
4.2. Corrientes iónicas de CC WT y R6/1 ..................................................................... 96 
5. MONITORIZACIÓNDE [Ca2+]c MEDIANTE EL USO DE LA SONDA FLUORESCENTE FURA 2-
AM ................................................................................................................................... 102 
5.1. Transientes de [Ca2+]c inducidos por el estímulo fisiológico ACh ....................... 102 
5.2. Transientes de [Ca2+]c inducidos por el estímulo de alto K+ ............................... 104 
6. REGISTROS AMPEROMÉTICO EN EL RATÓN WT Y R6/1 ............................................... 105 
6.1. Secreción cuántica de catecolaminas y análisis cinético de eventos exocitóticos 
únicos tras un estímulo largo ................................................................................... 105 
6.1.1. Secreción cuántica de catecolaminas y análisis cinético de los eventos 
exocitótico s únicos en respuesta a ACh comparada en CC WT y R6/1 a los 2m y 
7m. ...................................................................................................................... 106 
6.1.2. Secreción cuántica de catecolaminas y análisis cinético de eventos exocitóticos 
únicos en respuesta a alto K+ comparada en CC WT y R6/1 a los 2m y 7m ....... 111 
6.2. Secreción de catecolaminas inducida por pulsos cortos y repetidos de acetilcolina 
y estudio del papel de la mitocondria en la regulación de la secreción .................. 115 
6.2.1. Exocitosis inducida por pulsos cortos y repetidos de ACh y efecto del 
protonóforo mitocondrial FCCP en la secreción de CC WT y R6/1 a los dos meses 
de edad ............................................................................................................... 116 
6.2.2. Exocitosis inducida por pulsos cortos y repetidos de ACh y efecto del 
protonóforo mitocondrial FCCP en la secreción de CC WT y R6/1 a los siete meses 
de edad ............................................................................................................... 119 
7. CAMBIOS EN EL CONTENIDO DE CATECOLAMINAS EN LA GLÁNDULA ADRENAL ....... 120 
8. CAMBIOS EN LA EXPRESIÓN DE LA ENZIMA DOPAMINA β-HIDROXILASA EN TEJIDO DE 
MÉDULA ADRENAL .......................................................................................................... 122 
9. NIVELES BASALES DE ATP ............................................................................................. 123 
10. POTENCIAL DE MEMBRANA MITOCONDRIAL .............................................................. 125 
11. CAMBIO EN LOS NIVELES DE LA GLUTATIÓN COMO INDICADOR ANTIOXIDANTE ....... 127 
DISCUSIÓN ............................................................................................................................ 129 
CONCLUSIONES .................................................................................................................... 145 
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 149 
APÉNDICE ............................................................................................................................. 163 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
1 
 
RESUMEN 
Como el eje simpático-adrenomedular periférico está estrechamente controlado por la 
corteza cerebral vía hipotálamo y tronco del encéfalo, las características patológicas 
centrales de la enfermedad de Huntington, es decir, los agregados de huntingtina mutada 
(mHtt) y disfunciones sinápticas, también podrían expresarse en las células cromafines de la 
médula adrenal. Para probar esta hipótesis, realizamos una investigación exhaustiva sobre 
los cambios patológicos y funcionales experimentados por las células cromafines (CC) de 
ratones control (WT) y R6/1, un modelo de enfermedad de Huntington (EH) a los 2 meses de 
edad (etapa presintomática, 2m) y a los 7 meses (etapa sintomática, 7m). Las células se 
estimularon con acetilcolina (ACh) o altas concentraciones de K+. Además, estudiamos 
distintos parámetros funcionales de la mitocondria, ya que se ha descrito ampliamente que 
puede tener un papel relevante en la patogenia de la EH. Para ello, utilizamos diferentes 
técnicas como inmunohistoquímica, patch-clamp y amperometría. Con respecto a las células 
WT, algunos de los cambios que observamos en las CC R6/1 en etapas presintomáticas (2m), 
que se agravan a los 7m cuando los déficits motores estaban claramente presentes, se 
resumen a continuación: (I) sobreexpresión de la huntingtina mutada en forma de agregados 
nucleares en las CC; (II) menor tamaño de CC con disminución de la expresión de dopamina 
β-hidroxilasa, lo que indica un menor número de vesículas secretoras; (III) alteración en el 
manejo del Ca2+, (IV) contenido reducidode catecolaminas en el tejido adrenal; (V) 
corrientes de Na+ reducidas con (VI) hiperpolarización de la membrana plasmática y 
reducción de disparo de potenciales de acción; (VII) secreción cuántica de catecolaminas 
disminuida, con tamaño cuántico de vesículas más pequeño; (VIII) cinética más rápida de 
formación del poro de fusión, con una lenta expansión pero con un cierre más rápido del 
mismo; (IX) despolarización de la membrana interna mitocondrial acompañada por un déficit 
de ATP y mayor estrés oxidativo. Sobre la base de estos datos, se plantea aquí la hipótesis en 
el sentido de que la sobreexpresión de la proteína mHtt en las CC de ratones R6/1 podría ser 
la principal responsable de la expresión y déficit funcional de los canales de Na+, dando lugar 
a una profunda depresión de la excitabilidad celular, de la exocitosis y a la alteración 
bioenergética mitocondrial. Todo ello conllevaría a la merma del eje hipotálamo-simpático-
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
2 
 
suprarrenal y a un deficiente puesta en marcha de la “respuesta de lucha o huída”, en los 
pacientes con EH. 
Otra conclusión con proyección clínica se relaciona con las alteraciones de la exocitosis 
en estadíos presintomáticos de la enfermedad; ello sugiere que las pruebas de estrés y las 
catecolaminas circulantes podrían servir de marcadores para el diagnóstico temprano de la 
EH. 
Tesis Doctoral - Carmen Martínez Ramírez 
3 
 
ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS 
[Ca2+]c: Concentración de calcio citosólico 
2m: 2 meses 
7m: 7 meses 
A: Adrenalina 
ACh: Acetilcolina 
AMPA: Ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-
isoxazol-propiónico 
AMPc: Adenosín monofosfato cíclico 
ANOVA: Análisis de la varianza 
APC: Ácido perclórico 
ATP: Adenina trifosfato 
BDNF: Brain Derived Neurotrophic Factor 
BSA: Albúmina de suero bovino 
CA: Catecolaminas 
CAG: Citosina, adenina, guanina 
CC: Célula cromafín 
CCDV: Canales de calcio dependientes de 
voltaje 
CCR: Célula cromafín de ratón 
Cl-TEA: Cloruro de tetraetilamonio 
Cm: Capacidad de membrana 
DA: Dopamina 
DBH: Dopamina β-hidroxilasaa 
DMEM: Medio de Dulbecco 
Modificadopor Eagle 
DMSO: Dimetil sulfóxido 
dNTP: Deoxinucleósido trifosfato 
DOPAC: Ácido 3,4-dihidroxifenilacetico 
EA: Enfermedad de Alzheimer 
EDTA: Ácido etilendiaminotetraacético 
EEM: Error estándar de la media 
EGTA: Ácido etilenglicol-bis (β-aminoetil 
éter)-N, N, N’. N’-tetraacético) 
EH: Enfermedad de Huntington 
ELA: Enfermedad amitrófica lateral 
GSH: Glutatión reducido 
GSSG: Glutatión oxidado 
GSx: Glutatión total 
GTP: Trifosfato de guanina 
HEPES: N-[2-hidroxietil]-piperacino- N’-[2-
ácido etanosulfónico] 
HPLC: Cromatografía líquida de alta 
resolución 
Htt: Huntingtina 
HVA: Ácido homovanilico 
I: Corriente 
IACh: Corriente nicotínica evocada por 
acetilcolina 
ICa: Corriente de calcio 
IK(Ca): Componente dependiente de calcio 
de la corriente de potasio 
IK(V): Componente de la corriente de K+ 
dependiente de voltaje 
IK: Corriente de potasio 
INa: Corriente de sodio 
IOD: densidad óptica integral 
KH: Krebs-HEPES 
mHtt: Huntingtina mutada 
NA: Noradrenalina 
nAChR: Receptor nicotínico neuronal para 
la acetilcolina 
NMDA: Ácido N-metil-D-aspártico 
NME: Neuronas medianas espinosas 
p: Probabilidad 
PA: Potencial de acción 
PAe: Potencial de acción espontáneo 
PAp: Potencial de acción provocado 
Pb: Pares de bases 
PBS: Buffer de fosfato salino 
PCR: Reacción de la cadena polimeras 
PoliQ: Poliglutamina 
PUC: Proteínas de unión a calcio 
R6/1: Ratón transgénico portador de Htt 
mutada 
RE: Retículo endoplásmico 
ROS: Radicales libres de oxígeno 
Rpm: Revoluciones por minuto 
RRP: Readily-releasable pool 
RVP: Reserve vesicle pool 
SNC: Sistema nervioso central 
SRP: Slowly-releasable pool 
TBS: Tampón Tris salino 
TBST: Tampón Tris salino con Tween-20 
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4 
 
TBZ: Tetrabenazina 
Tg: Transgénico 
UPP: Unprimed pool 
VAMP2: Proteína de membrana asociada 
a vesículas 2 
Vm: Potencial de membrana 
VMAT: Transportador vesicular de 
monoaminas 
WT: Wild type (ratón control), con el 
mismo fondo genético que los R6/1 
Ω: Ohmios 
 
 
 
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5 
 
 
 
 
 
 
 
 MARCO DE LA TESIS DOCTORAL 
 
 
 
 
 
 
“El momento que da más miedo es justo antes de empezar” 
-Stephen King, escritor estadounidense- 
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7 
 
MARCO DE TESIS DOCTORAL 
Esta Tesis Doctoral se ha llevado a cabo durante tres años a tiempo completo en el 
Instituto Fundación Teófilo Hernando de I+D del medicamento (IFTH), departamento de 
Farmacología y Terapéutica, en la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de 
Madrid. 
En concreto, el trabajo de investigación realizado se enmarca en una de las líneas de 
investigación que se llevan a cabo en el IFTH. Tal línea se relaciona con el estudio de la 
investigación fisio-farmacológicas de la neurotransmisión y la comunicación celular. Dicho 
proyecto se ha desarrollado durante décadas en el laboratorio del profesor Antonio García. 
En los últimos años, este laboratorio ha proyectado su investigación básica al estudio de las 
alteraciones de los canales iónicos, la excitabilidad celular, los movimientos de calcio, la 
bioenergética mitocondrial y la cinética del proceso de liberación de neurotransmisores en el 
modelo universalmente utilizado de la célula cromafín médulo-adrenal, en ratones 
portadores de genes implicados en la patogénesis de enfermedades neurodegenerativas, 
particularmente la enfermedad de Alzheimer (EA) y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). En 
los últimos años, el laboratorio del profesor García ha proyectado su investigación al ratón 
R6/1, modelo de la enfermedad de Huntington (EH). Esta tesis se relaciona con este modelo, 
y se ha desarrollado en el marco de una fructífera colaboración entre los laboratorios 
L5/IFTH del profesor Gandía y el de la Doctora María José Casarejos, del Hospital 
Universitario Ramón y Cajal de Madrid. 
Los artículos directamente emanados de esta tesis doctoral, y los que he publicado como 
coautora en temas afines, son los siguientes: 
1. Calvo-Gallardo, E., López-Gil, A., Méndez-López, I., Martinez-Ramirez, C., Padín, J. 
F., and García, A. G.. (2016). Faster kinetics of quantal catecholamine release in 
mouse chromaffin cells stimulated with acetylcholine, compared with other 
secretagogues. Journal of neurochemistry 139:722-736. 
2. López-Gil, A., Nanclares, C., Méndez-López, I., Martínez-Ramírez, C., de Los Ríos, 
C., Padín-Nogueira, J. F., Montero, M., Gandía, L., and García, A. G.. (2017). The 
quantal catecholamine release from mouse chromaffin cells challenged with 
repeated ACh pulses is regulated by the mitochondrial Na(+) /Ca(2+) exchanger. 
The Journal of physiology 595:2129-2146. 
3. Martínez-Ramírez, C., Baraibar, A. M., Nanclares, C., Méndez-López, I., Gómez, A., 
Munoz, M. P., de Diego, A. M. G., Gandía, L., Casarejos, M. J., and. García, A. G. 
(2018). Altered excitability and exocytosis in chromaffin cells from the R6/1 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
8 
 
N MARCO DE TESIS DOCTORAL 
mouse model of Huntington's disease is linked to over-expression of mutated 
huntingtin. Journal of neurochemistry 147:454-476. 
4. Nanclares, C., Gameiro-Ros, I., Méndez-López, I., Martínez-Ramírez, C., Padín-
Nogueira, J. F., Colmena, I., Baraibar, A. M., Gandía, L., and García, A. G.. (2018). 
Dual Antidepressant Duloxetine Blocks Nicotinic Receptor Currents, Calcium 
Signals and Exocytosis in Chromaffin Cells Stimulated with Acetylcholine. The 
Journal of pharmacology and experimental therapeutics 367:28-39. 
 
 
 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
9 
 
 
 
 
 
 
 
 INTRODUCCIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
“Nada en este mundo debe ser temido, solo entendido. 
Ahora es el momento de comprender más,para que podamos temer menos” 
-Marie Curie, científica polaca galardonada con dos premios nobel, Física y Química 
en 1903 y 1911. Primera mujer en ser profesora en la Universidad de Paris- 
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11 
 
INTRODUCCIÓN 
La enfermedad de Huntington (EH) es un trastorno neurológico devastador que 
actualmente no tiene cura. A lo largo de esta introducción, repasaré los principales aspectos 
de esta enfermedad y sus terapias actuales. A continuación, se describe el modelo de ratón 
transgénico empleado en este trabajo para el estudio de la enfermedad, el eje simpático-
adrenomedular y la célula cromafín, modelo ampliamente usado en el estudio de procesos 
de neurotransmisión. 
1. ENFERMEDAD DE HUNTINGTON 
En 1841, el Dr. Charles Oscar Walters describió un trastorno conocido como “magrums” 
(término popular que se le atribuía a la enfermedad de Huntington). Walters observó que 
esta enfermedad combinaba un trastorno degenerativo motor y cognitivo, y que tenía un 
carácter hereditario. Posteriormente, en 1872 George Huntington, en una brillante 
descripción, dio a conocer todas las características clínicas y genéticas de la enfermedad. 
Durante muchos años esta enfermedad recibió el nombre de “corea de Huntington”, hasta la 
década de los ochenta-noventa, que se cambió el nombre a enfermedad de Huntington al 
comprobarse que la corea no era el único síntoma de la enfermedad, sino que había muchos 
otros signos no-motores (Bruyn 1968). Sin embargo, hasta 1993 no se descubrió el gen 
causante de la EH en el cromosoma 4 (4p16.3) (Huntginton’s-disease-Collaborative-
Research-Group 1993). Así, se identificó el gen HTT, cuyo exón 1 contiene la secuencia de 
tripletes citosina-adenina-guanina (CAG), responsable de la enfermedad de Huntington. 
La EH es una enfermedad neurodegenerativa autosómica dominante causada por la 
expansión de repeticiones de tripletes CAG, que codifican para la glutamina, en el gen de la 
proteína huntingtina (Andrew et al. 1993; MacDonald et al. 1993). Esta enfermedad se 
caracteriza por presentar diversos síntomas, entre los que se incluyen acentuados problemas 
motores como la corea, distonía y bradicinesia, demencia progresiva, agresividad y 
alteraciones psiquiátricas (Harper 1992). 
La mayoría de las personas desarrollan la enfermedad durante la vida adulta, siendo la 
media de edad de aparición de los síntomas alrededor de los 30-50 años. No obstante, hay 
una variante juvenil en la que los síntomas comienzan antes de los 20 años. Se ha 
demostrado que el inicio de los síntomas está determinado por la expansión de repeticiones 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
12 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
del triplete CAG, existiendo una correlación inversa entre el número de repeticiones del 
triplete y la edad de comienzo de los síntomas (Vonsattel & Difiglia 1998). Así, la enfermedad 
se desarrolla cuando el sujeto presenta más de 38 repeticiones del triplete CAG, apareciendo 
en una edad más temprana cuanto mayor sea la expansión numérica de este triplete. 
Además, es una enfermedad mortal que evoluciona de forma gradual y lenta. La esperanza 
de vida es de 15 a 20 años, pero varía de una persona a otra. 
La EH es el trastorno más prevalente dentro de las enfermedades neurodegenerativas 
causadas por la expansión de glutaminas en la proteína asociada; su prevalencia es de 1-9 
casos por 100.000 habitantes y debido a su baja prevalencia se considera como enfermedad 
rara. 
1.1. Neuropatología de la enfermedad de Huntington 
En las distintas enfermedades neurodegenerativas existe una muerte progresiva 
de neuronas de diferentes regiones del sistema nervioso. Esta pérdida gradual de las 
células nerviosas es lo que origina los signos y síntomas neurológicos y neuropsicológicos 
característicos de cada una de ellas. 
Así, en el caso del alzheimer las zonas más afectadas son la corteza motora y el 
hipocampo, en la esclerosis lateral amiotrófica las células más perjudicadas son las 
motoneuronas y en el parkinson se produce una muerte masiva de las neuronas de la 
sustancia negra. Asimismo, la enfermedad de Huntington se caracteriza por una atrofia 
progresiva y predominante en los ganglios basales, principalmente del núcleo caudado y 
el putamen, que juntos reciben el nombre de estriado. Otras partes del sistema nervioso 
alteradas en esta enfermedad son las capas corticales III, IV y VI y el núcleo tuberal 
lateral del hipotálamo (Kremer et al. 1990; Vonsattel & Difiglia 1998). En las últimas 
etapas de la enfermedad, se han descrito también que existe una pérdida neuronal y 
atrofia en el globo pálido, sustancia negra, núcleo subtalámico, tálamo, hipocampo y 
cerebelo (Waldvogel et al. 2015; Vonsattel et al. 2008). Además, se ha observado 
degeneración de tejidos periféricos como la pérdida de peso y de músculo esquelético, 
sensibilidad a la insulina, degeneración testicular, trastornos gastrointestinales y 
problemas cardíacos (van der Burg et al. 2009). 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
13 
 
INTRODUCCIÓN 
El estriado ejerce como modulador de la información de aferencias 
sensomotoras, cognitivas y emocionales necesaria para el control óptimo del 
comportamiento (Reiner et al. 1988; Graybiel et al. 1994). A su vez, el estriado está 
interconectado con otros núcleos subcorticales involucrados en la regulación del 
movimiento o los impulsos (Balleine et al. 2009). En consecuencia, recibe aferencias 
excitatorias glutamatérgicas procedentes de la corteza y del tálamo así como aferencias 
dopaminérgicas procedentes de las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra pars 
compacta (Bolam et al. 2000; Miller & Bezprozvanny 2010) (Figura 1). 
El estriado está compuesto mayoritariamente por neuronas GABAérgicas, que se 
caracterizan morfológicamente por presentar un axón largo, con un tamaño de cuerpo 
celular medio y la presencia de dendritas con espinas sinápticas. Estas neuronas reciben 
el nombre de neuronas medianas espinosas (NME) y poseen numerosas conexiones 
sinápticas con neuronas glutamatérgicas localizadas en la corteza cerebral y el tálamo 
(Bolam et al. 2000; Doig et al. 2010; Vonsattel & Difiglia 1998). 
Tanto las aferencias glutamatérgicas como las dopaminérgicas convergen en 
microcircuitos estriatales, conformando así la actividad de las NME, que comprenden el 
98% de la población neuronal en el estriado y proyectan las señales desde el estriado a 
otros núcleos de los ganglios basales (Kreitzer & Malenka 2008; Rymar et al. 2004). 
Existen por tanto, dos vías estriatales principales que ejercen una acción inhibitoria en el 
tálamo, una directa a través del globo pálido interno (GPi), y otra indirecta, que pasa 
primero por el globo pálido externo (GPe) y el núcleo subtalámico (STN) y luego por la 
sustancia negra pars reticulada (SNr) y el globo pálido interno (GPi), del que salen las 
eferencias hacia el tálamo (Figura 1). 
Una de las mayores evidencias de la degeneración de estas neuronas espinosas, 
se muestra por la ganancia/pérdida de función de la proteína huntingtina (Htt), lo que 
genera su agregación en forma de inclusiones intranucleares que se localizan 
característicamente en las NME (Vonsattel & Difiglia 1998). 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
14 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
Figura 1. Representación esquemática de las vías directas/indirectas de los ganglios basales. En 
condiciones fisiológicas, la dopamina (DA) proveniente de la sustancia negra compacta (SNc) activa las 
neuronas medianas estriatales a través de la vía directa (líneas rojas) que expresan receptores dopaminérgicos 
D1 e inhiben las neuronas estriatales de la vía indirecta (líneas azules) que expresan receptores D2. Los núcleos 
de salida del globo pálido interno (GPi) y sustancia negra pars reticulada (SNr) se proyectan al tálamo, que a su 
vez envía señaleseferentes que completan el bucle cortico-basal tálamo-cortical. Adaptada de Calabresi et al. 
2014. 
1.2. Proteína huntingtina 
La huntingtina (Htt) es una proteína grande que consta de 3.144 aminoácidos. 
Esta proteína contiene un dominio de poliglutamina (poliQ) que generalmente contiene 
entre 11-34 residuos de glutamina en la población sana, mientras que los pacientes de 
EH presentan más de 37 residuos (Li & Li 2006). En la figura 2 se muestra la estructura 
tridimensional cristalizada de la proteína huntingtina con 17 residuos de poliQ. 
La huntingtina se expresa de manera ubicua en el cerebro y en el resto del 
organismo, además se distribuye en varias regiones subcelulares y se encuentra asociada 
con diferentes orgánulos celulares como el núcleo, el retículo endoplásmico, vesículas 
sinápticas, el aparato de Golgi y las mitocondrias (Gutekunst et al. 1995; DiFiglia et al. 
1995; Sharp et al. 1995; Li & Li 2004). Esta distribución tan generalizada de la proteína 
dificulta la identificación del mecanismo patogénico primario de la enfermedad. 
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15 
 
INTRODUCCIÓN 
Figura 2. Estructura tridimensional de la proteína huntingtina con 17 residuos polyQ obtenida por 
difracción de rayos X. La estructura consiste en una α hélice amino-terminal, una región poli17Q y una hélice 
de poliprolina formada por la región rica en prolina. La región poly17Q adopta múltiples conformaciones en la 
estructura, incluyendo α hélice, bobina aleatoria y bucle extendido. Imagen sacada de 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/pdb/3IOV. 
Aunque la función fisiológica de la Htt no se conoce con exactitud, parece que 
tiene un papel importante en la función sináptica; además es necesaria en el periodo 
postembrionario, ya que en ratones privados de esta proteína el embrión no es viable, 
puede tener efectos antiapoptóticos e incluso podría existir un efecto protector frente a 
la Htt mutada (Rubinsztein 2002). Además, participa en el transporte de vesículas a 
través del axón y en la regulación de la endocitosis, considerándose por tanto, una 
proteína esencial que controla el tráfico intracelular de membranas, rutas de 
señalización celular, y la actividad de la transcripción de algunos genes, todo ello para 
mantener la homeostasia neuronal (Roze et al. 2011). 
Se cree que en la EH, la huntingtina mutada (mHtt) adquiere una función tóxica 
adicional, aunque una cierta pérdida de la función de la Htt normal también puede ser 
importante en la patogénesis (Zuccato et al. 2001; Cattaneo et al. 2001). Consistente con 
la hipótesis tóxica de "ganancia de función", la mHtt se asocia con sí misma y forma 
agregados de una manera dependiente de la longitud de la poliglutamina (Scherzinger et 
al. 1997; Davies et al. 1997). Así, la ganancia de función tóxica se puede deber a la 
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INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
activación de la respuesta inflamatoria, generando liberación de citoquinas y otros 
factores como el óxido nítrico, a la interferencia con la activación del metabolismo 
energético y estrés oxidativo, a la inducción de procesos apoptóticos y desregulación 
transcripcional y al secuestro de otras proteínas impidiendo que ejerzan su función 
fisiológica (Figura 3). 
Figura 3. Hipótesis de la pérdida o ganancia de función de la huntingtina mutada. La expansión repetida 
de poliglutamina puede conducir a una ganancia tóxica de función a través de varios mecanismos: (1) puede 
activar la respuesta inflamatoria, lo que lleva a la liberación de citoquinas y otros factores como el óxido nítrico, 
ejerciendo así un efecto tóxico; (2) puede interferir con la activación del metabolismo energético y estrés 
oxidativo; (3) puede ser cortada anormalmente, creando fragmentos que se agregan en el núcleo, induciendo 
procesos apoptóticos y desregulación transcripcional; (4) puede formar agregados consigo misma y con otras 
proteínas, por lo que también induce apoptosis y desregulación trascripcional y (5) puede secuestrar otras 
proteínas, incluyendo la huntingtina fisiológica, creando un efecto negativo dominante mientras que también 
confiere pérdida de función. Adaptado de Di Prospero & Tagle 2000. 
 
 
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17 
 
INTRODUCCIÓN 
1.3. Mecanismos patogénicos en la enfermedad de Huntington 
Se ha descrito anteriormente que la Htt interacciona con una gran variedad de 
proteínas, sobre todo en su zona N-terminal. Esto sugiere que podría funcionar como 
una proteína molde que coordina otros complejos de proteínas importantes en el 
proceso de señalización y transporte intracelular (Li & Li 2004). Sin embargo, la mutación 
en la Htt provoca que esta interacción con otras proteínas sea más fuerte, confiriéndola 
así el carácter tóxico. 
Las características patogénicas de esta enfermedad incluyen primero el hecho de 
que la proteína mHtt tiene propensión a formar conformaciones anormales debido a un 
mal plegamiento de la proteína. En segundo lugar, los sistemas de ubiquitinación para la 
eliminación de proteínas están alterados, siendo ineficaces. En tercer lugar, la mHtt se 
corta a través de distintas proteasas intracelulares dando lugar a fragmentos N-
terminales tóxicos que pueden agregarse originando oligómeros tóxicos (Figura 4). A 
continuación se describen brevemente cada uno de los mecanismos patogénicos 
propuestos que acontecen en la enfermedad de Huntington hasta ahora descritos. 
1.3.1. Formación de agregados 
Como se ha comentado anteriormente, una de las principales características 
patológicas de la EH es la aparición de agregados intranucleares de la proteína 
huntingtina mutada (mHtt). Los agregados también se pueden localizar en cualquier 
parte de la célula, incluyendo el citoplasma, dendritas y axones (Vonsattel et al. 2008; 
DiFiglia et al. 2007). Por otra parte, se ha demostrado que la huntingtina no mutada y 
otras proteínas son secuestradas en los agregados de huntingtina, causando 
importantes desregulaciones en diferentes rutas intracelulares que son claves para la 
homeostasia de la célula (Gil & Rego 2008). Asimismo, se ha observado que estos 
agregados no sólo están presentes en el cerebro de los pacientes con Huntington, 
sino que también aparecen en numerosos modelos animales de la enfermedad. 
Por otro lado, aún no se conoce bien, el papel que juegan los agregados de 
mHtt, ya que antiguamente se pensaba que los agregados de PolyQ inducían la 
toxicidad de la célula (Bates 2003), pero actualmente hay ciertas evidencias de que 
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18 
 
INTRODUCCIÓN 
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podrían ser inertes o incluso tener un papel protector (Saudou et al. 1998; 
Kuemmerle et al. 1999; Arrasate et al. 2004; Wacker et al. 2004; Muchowski & 
Wacker 2005). 
1.3.2. Alteración en la transcripción de genes 
Un importante mecanismo en la patogénesis de la EH se piensa que pueda ser 
la alteración en la transcripción de genes, ya que en estudios basados en microarrays 
de ADN se ha demostrado que existen cambios en la expresión de una gran cantidad 
de genes en células, en modelos murinos de EH y en cerebros postmorten de 
pacientes de EH (Zuccato et al. 2010). Los mARNs que estaban alterados se 
corresponden con procesos transcripcionales, receptores de neurotransmisores, 
transmisión sináptica, citoesqueleto, señalización intracelular y homeostasia del 
calcio. Cabe destacar que estos cambios en la desregulación de los genes se han visto 
que ocurren antes del comienzo de los síntomas, lo que sugiere que la alteración a 
nivel de la transcripción de genes es un importante factor en el desarrollo de la 
enfermedad (Cha 2007). 
La Htt interacciona directamente con proteínas de la maquinaria de 
transcripción y con enzimas involucradas en la inhibición del remodelado de la 
cromatina. Uno de los genes en losque se produce esta desregulación transcripcional 
promovida por la mHtt es el BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor), un factor muy 
importante para las neuronas medianas estriatales que, como se ha comentado 
anteriormente, son las más afectadas en la EH. En consecuencia, la disminución de la 
expresión de BDNF se ha asociado a la progresión de la enfermedad (Zuccato & 
Cattaneo 2007; Zuccato et al. 2005). Así, se ha demostrado que la disminución del 
BDNF en el estriado de modelos de ratones con EH es más evidente cuanto más grave 
es el fenotipo y, a su vez, la expresión elevada de BDNF en el cerebro atenúa el 
fenotipo de la EH (Canals et al. 2004; Gharami et al. 2008). 
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19 
 
INTRODUCCIÓN 
Figura 4. Mecanismos patogénicos celulares claves en la EH. En la patogenia de la EH se implican múltiples 
vías celulares. Estos mecanismos podrían ser exclusivos o, más probablemente, tener un alto grado de 
interrelación. A: la mHtt provoca un cambio conformacional de la proteína que conduce al despliegue parcial o 
al plegamiento anormal de la proteína, que puede ser corregido por chaperonas moleculares. La mHtt es 
escindida por proteasas en el citoplasma en un intento por eliminar la huntingtina tóxica, los fragmentos se 
ubiquitinan y dirigen al proteasoma para la degradación. Sin embargo, el proteasoma se vuelve menos eficiente 
en la EH. B: los fragmentos del NH2 terminal que contienen el dominio PoliQ se acumulan en el citoplasma e 
interactúan con varias proteínas, lo que genera un deterioro de la señalización del calcio, la homeostasia y 
disfunción mitocondrial (C). D: la mHtt altera el transporte vesicular y funciones del citoesqueleto. E: los 
fragmentos de mHtt en el NH2 terminal se translocan al núcleo donde afecta a la transcripción de genes o la 
formación del inclusiones intranucleares. F: la mutación en la huntingtina altera las rutas de señalización. mHtt, 
huntingtina mutada. Adaptada de Fernandéz-Nogales, 2015. 
 
 
 
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20 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
1.3.3. Excitotoxicidad 
La excitotoxicidad fue el primer mecanismo patogénico descrito causante de 
la alteración en la interacción neuronal y la sinapsis de los circuitos en la zona 
corticoestriatal. Este fenómeno se debe a una excesiva activación de los receptores 
de glutamato, en especial el receptor N-metil-D-aspartato (NMDA), producida por un 
incremento en la liberación de glutamato desde las neuronas corticales aferentes, y a 
su vez, a una disminución en la recaptación de glutamato por la glía (Figura 5). Así, se 
ha visto que está disminuida la expresión del transportador de glutmato glial GLT1 en 
pacientes de EH, lo que podría contribuir a aumentar la exocitosis de glutamato 
(Zuccato et al. 2010). 
Además, la sobreactivación de los receptores NMDA está relacionada con la 
señalización intracelular de calcio, la activación mitocondrial y la ruta apoptótica. 
Esto se debe a que la estimulación de los receptores NMDA activa la vía de 
señalización IP3 que produce un incremento en la liberación del Ca2+ presente en el 
retículo endoplásmico (RE). Este proceso se magnifica ya que se ha documentado que 
la proteína mHtt se une al receptor inositol 1,4,5 trifosfato haciéndolo más sensible a 
IP3, y por lo tanto aumentado aún más la liberación del Ca2+ al citoplasma. 
Por otra parte, la capacidad de la mitocondria para almacenar Ca2+ se excede 
con el tiempo, lo que conlleva al hinchamiento de las crestas mitocondriales y a la 
liberación al citoplasma del citocromo c, factores apoptóticos, Ca2+, y otros factores 
proapoptóticos. A esto, hay que sumarle que la mHtt exacerba este proceso por 
actuar directamente en el poro de transición mitocondrial, disminuyendo la cantidad 
de Ca2+ que es necesaria para abrir el poro, que en última instancia, va a facilitar la 
liberación mitocondrial de citocromo c y la activación de la apoptosis. 
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INTRODUCCIÓN 
Figura 5. Sistemas de neurotransmisores y factores de crecimiento disfuncionales en la vía corticostriatal 
en la EH. La muerte neuronal puede depender de la excitotoxicidad causada por el aumento de la liberación de 
glutamato (Glu) de las neuronas corticales y el aumento de la actividad del receptor de glutamato (NMDAR). Un 
aporte crucial de dopamina para el cuerpo estriado proviene de la sustancia negra pars compacta. La dopamina 
puede regular directamente la liberación de glutamato desde las terminaciones corticostriatales mediante la 
estimulación de los receptores D2 (D2R) ubicados en las aferentes corticales. Las células gliales también 
pueden exacerbar la excitotoxicidad a causa de la disminución de la captación de glutamato en las células 
gliales por el receptor GLT-1. Por otro lado, la reducción de la producción de BDNF y de su liberación por parte 
de las neuronas aferentes corticales también pueden contribuir a la muerte neuronal. Adaptado de Zucatto et 
al. 2010. 
1.3.4. Proteostasis y sistema ubiquitina-proteasoma 
La proteína mHtt puede ser cortada por numerosas proteasas en el 
citoplasma (DiFiglia et al. 2007; Schilling et al. 2007; Landles et al. 2010), 
generándose fragmentos tóxicos N-terminales, es decir, con la expansión de poliQ 
presente. 
En un intento por eliminar su toxicidad, estos fragmentos son ubiquitinados y 
dirigidos al proteasoma para ser eliminados. Sin embargo, el sistema ubiquitina-
proteasoma es menos eficiente en la EH (Ortega & Lucas 2014) y no es capaz de 
procesar los fragmentos con poliglutaminas expandidas, desencadenándose así una 
acumulación de fragmentos (Venkatraman et al. 2004). El destino de los fragmentos 
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INTRODUCCIÓN 
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es dudoso, pero podrían quedarse asociados al proteasoma, inhibiendo su función 
(Holmberg et al. 2004; Raspe et al. 2009). La idea de que la patología inducida por la 
proteína mHtt engloba una deficiencia en el sistema ubiquitina-proteasoma, se 
respalda por los efectos beneficiosos observados al intentar incrementar la actividad 
proteasomal en modelos de EH (Seo et al. 2007). 
1.3.5. Disfunción mitocondrial y déficit en el metabolismo energético 
La mitocondria es la organela donde se produce la mayor cantidad de energía 
de las células eucariotas en forma de ATP, siendo la primera fuente de energía 
celular. La mitocondria posee algunos reguladores de la muerte celular como la 
familia de proteínas Bcl-2, citocromo c y otros factores pro-apoptóticos. Así, cuando 
se liberan al citoplasma, estos factores disparan programas de muerte celular. La 
sobreexpresión de la proteína mHtt incrementa la muerte celular inducida por estrés 
oxidativo en cultivos celulares, correlacionándose además con una mayor activación 
de la caspasa-3, lo que no sucede con la Htt fisiológica con un número normal de 
glutaminas (Wang et al. 2009; Wang et al. 2008). 
Por otro lado, se han observado anomalías en la cadena transportadora de 
electrones y en la maquinaria glucolítica. Los pacientes con Huntington tienen 
disminuido el consumo de glucosa en cerebro, especialmente en los ganglios basales, 
así como un aumento en la concentración de lactato en corteza occipital (Grafton et 
al. 1992; Jenkins et al. 1998). Los mecanismos por los cuales se produce este déficit 
energético entrañan: daño en la fosforilación oxidativa, estrés oxidativo, alteración 
en el manejo del calcio mitocondrial, anomalías en el tráfico mitocondrial, descenso 
de la glucólisis y un déficit en el complejo II de la cadena respiratoria mitocondrial 
(succinato deshidrogenasa, SDH), y complejo IV (citocromo c oxidasa) (Napolitano et 
al. 2004; Rosenstock et al. 2010). 
1.3.6. Alteraciones en el tráfico vesicular 
También se ha descrito que en la EH el transporte vesicular está alterado, lo 
que afectaa la transmisión sináptica (Caviston & Holzbaur 2009; Gunawardena et al. 
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INTRODUCCIÓN 
2003). La huntingtina regula las funciones motoras del citoesqueleto, incluyendo el 
transporte vesicular y el reciclaje donde interviene la interacción con HAP1 (proteínas 
asociadas a huntingtina), HAP40 (proteínas asociadas a huntingtina de 40 KDa) y con 
dineína. Por tanto, los fallos en el transporte podrían atribuirse a un déficit en la 
interacción entre la huntingtina mutada y estas proteínas motoras, o a consecuencia 
de los agregados formados que pueden actuar bloqueando estas vías (Caviston & 
Holzbaur 2009; Szebenyi et al. 2003). Por otra parte, como se ha comentado 
anteriormente, la liberación de BDNF procedente de aferencias corticales, muy 
importante para el abastecimiento neurotrófico de las células estriatales, es 
deficitario. De ahí que la alteración en el transporte axonal de BDNF causado por la 
mHtt, ocasione un déficit en las neuronas corticales que acaba afectando la liberación 
de éste en el estriado (Gauthier et al. 2004). 
1.4. Tratamiento de la enfermedad de Huntington 
Hasta el momento no existe ningún tratamiento que cure, retrase o detenga el 
progreso de la enfermedad. Los pocos tratamientos aprobados están centrados en el 
control de los síntomas y en intentar mejorar la calidad de vida de los pacientes. Por este 
motivo, muchos compuestos centrados en la prevención o reducción del daño cerebral 
en pacientes de EH están ahora en investigación. 
Los fármacos utilizados actualmente en clínica se describen a continuación. En 
primer lugar se encuentra la tetrabenazina (TBZ) (Figura 6) indicada para tratar la corea, 
uno de los principales síntomas motores en pacientes con enfermedad de Huntington. La 
TBZ es un fármaco que actúa inhibiendo la liberación de monoaminas centrales como la 
dopamina, a través de la unión selectiva y reversible al transportador de monoaminas 
tipo II (VMAT2). Tiene una gran afinidad de unión en el núcleo caudado y putamen 
siendo, como se ha comentado anteriormente, las áreas más afectadas en la EH (Paleacu 
2007). Sin embargo, en los ensayos clínicos con la TBZ, se han observado numerosos 
efectos secundarios como depresión, somnolencia, agitación e hipercinesias y además, 
no se encontraron diferencias significativas entre TBZ y placebo (Study 2006). 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
24 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
En 2017 la FDA (Food and Drug Administration) aprobó la deutetrabenazina 
(Figura 6) como tratamiento de la corea en el Huntington. Este fármaco es un derivado 
de la TBZ que ha sufrido un proceso de deuteración mediante el cual se modifica la 
composición química del fármaco, de forma que se alarga su vida media activa al tener 
una metabolización más lenta. Las ventajas de este fármaco frente a la TBZ es la 
reducción del número de dosis administradas, así como de los numerosos efectos 
adversos. 
Figura 6. Diferencias estructurales entre la tetrabenazina y la deutetrabenacina. 
Se ha generado un nuevo grupo de fármacos denominados estabilizadores de la 
dopamina, entre los que se encuentra la pridopidina. En un ensayo clínico en fase III este 
fármaco ha demostrado que produce una mejora global de los trastornos motores, sin 
efectos secundarios notables (de Yebenes et al. 2011). 
Por otro lado, existen otros tipos de fármacos como las benzodiacepinas, para 
tratar síntomas como las mioclonias (movimientos involuntarios breves que provocan 
una contracción muscular brusca), las distonías (movimientos en los cuales las 
contracciones sostenidas del músculo provocan torsiones, movimientos repetitivos o 
posturas anormales), corea, rigidez o espasticidad. Algunos anticonvulsivantes también 
se utilizan para tratar las mioclonias; por último está la levodopa, amino ácido precursor 
de dopamina muy utilizado en la enfermedad de Parkinson; se utiliza en la enfermedad 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
25 
 
INTRODUCCIÓN 
de Huntington para tratar la rigidez, especialmente en su variante juvenil (Ross & Tabrizi 
2011). 
Otros síntomas que pueden aparecer en esta enfermedad, son los relacionados 
con trastornos psiquiátricos. La psicosis y la irritabilidad son tratados con neurolépticos 
como la olanzapina, aunque los efectos secundarios son muy numerosos y pueden 
producir parkinsonismo o discinesias (Adam & Jankovic 2008). La depresión, ansiedad, 
comportamientos obsesivos compulsivos y la irritabilidad se suelen tratar con fármacos 
inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina como fluoxetina, paroxetina o 
citalopram (Ross & Tabrizi 2011). 
Por otro lado, de forma complementaria, se han propuesto los beneficios que 
podría tener una dieta rica en vitaminas, coenzimas y otros compuestos (por ejemplo, 
creatina y coenzima Q10) pero no existen datos clínicos que lo hayan podido corroborar. 
Durante los últimos estadios de la enfermedad, se produce una importante pérdida de 
peso, siendo por tanto, necesaria una dieta rica en calorías. 
En la actualidad, hay varios agentes terapéuticos que se están evaluando de 
manera preclínica y clínica, actuando principalmente sobre los procesos moleculares 
mencionados anteriormente, que se ven afectados por la patología. Estas estrategias 
incluyen: fármacos contra la excitotoxicidad, estrategias para aumentar el BDNF, 
estimuladores del aclaramiento de la huntingtina, potenciadores de la autofagia, 
fármacos contra la disfunción mitocondrial y antioxidantes, fármacos dirigidos a la 
transcripción de genes (por ejemplo, inhibidores de la histona desacetilasa), 
moduladores de la función sináptica (por ejemplo, fosfodiesterasa), inmunomoduladores 
y agentes antiinflamatorios, estrategias de reducción de mHTT (oligonucleótidos 
antisentido, ARN interferente, dedos de zinc). Finalmente, las terapias con células madre 
también se están investigando como una estrategia de neurorreparación. 
 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
26 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
2. MODELOS DE ESTUDIO DE LA ENFERMEDAD DE HUNTINGTON 
Actualmente sigue existiendo cierto desconocimiento acerca de los mecanismos 
implicados en la patología de la EH, el tratamiento para retrasar el inicio de la enfermedad o 
para frenar su progresión. Para avanzar en el conocimiento del mecanismo patológico y la 
identificación de nuevas dianas terapéuticas es muy útil el uso de modelos animales. Así, los 
animales transgénicos comparten defectos genéticos similares a los que se producen en la 
enfermedad de Huntington, proporcionando importantes descubrimientos en mecanismos 
de la EH, que los modelos celulares no pueden replicar, incluyendo alteraciones 
psiquiátricas, deterioro cognitivo conductual y funciones motoras (Yang & Chan 2011). 
En los ratones transgénicos (Tg) se inserta de manera controlada el gen mutado humano 
o parte de él, permitiendo la expresión de la proteína mutante además de la proteína 
endógena normal. Los ratones Tg se pueden clasificar según si expresan fragmentos de la 
proteína (R6 y N171-82Q) o si expresan la proteína completa (como los ratones YAC). Otro 
tipo de modelo son los ratones Knock-in (KI), como los Hdh, que expresan la proteína 
huntingtina mutada en un contexto genómico y proteico apropiado con un promotor Hdh. 
En la tabla 1 se encuentran resumidas las características de los modelos murinos más 
utilizados para el estudio de la EH. 
En concreto, en el ratón transgénico R6 se han descrito disfunciones sinápticas (Li et al. 
2003) y alteraciones en la liberación de neurotransmisores (Lievens et al. 2001; Nicniocaill et 
al. 2001; Behrens et al. 2002; Petersen et al. 2002). Asimismo, la liberación de dopamina 
inducida eléctricamente parece estar atenuada en rodajas de cerebro de ratones R6/2 a las 6 
semanas de edad (Johnson et al. 2006) y a las 12 semanas(Johnson et al. 2007), en 
comparación con los ratones controles de las mismas edades. Por último, también se ha 
descrito una disminución en la liberación de acetilcolina (ACh) (Vetter et al. 2003), glutamato 
(Li et al. 2003) e insulina (Björkqvist et al. 2005). En contraposición, existen resultados 
opuestos en la unión neuromuscular de ratones R6/1 a la edad de 5-6 meses, donde 
observaron en este caso un incremento de la liberación de neurotransmisores (Rozas et al. 
2011). 
 
 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
27 
 
INTRODUCCIÓN 
Tabla 1. Modelos de ratones utilizados para el estudio de la enfermedad de Huntington. 
Modelo 
animal 
Tipo Mutación/Expresión Fenotipo/Patología Referencia 
R6/1 Tg HTT-N humano (exón 1-67 aa) 
115 PolyQ bajo el promotor 
htt humano 
 
Alteración motora, 
anormalidades en la marcha, 
volumen cerebral reducido, 
atrofia neuronal del estriado a las 
18 semanas, pérdida de peso 
corporal a las 22 semanas y 
muerte entre 32–40 semanas 
(Mangiarini 
et al. 1996; 
Naver et al. 
2003) 
R6/2 Tg HTT-N humano (exón 1-67 aa) 
144-150 PolyQ bajo el 
promotor htt humano 
 
Déficits en Rota-Rod a las 5 
semanas, pérdida de peso 
corporal a las 8–9 semanas, 
alteración de las patas traseras 
y anteriores a las 9 y 11 semanas 
respectivamente, muerte a las 
10–13 semanas 
(Mangiarini 
et al. 1996; 
Laforet et al. 
2001) 
N171-
82Q 
Tg HTT-N humano (exón 1 y 2, 
171 aa) con 82 polyQ bajo el 
promotor PrP 
Inclusiones nucleares, agregados 
en neuronas, marcha anormal, 
déficits en la memoria en la 
prueba del laberinto de agua a las 
14 semanas, agrandamiento 
hiperventricular, atrofia del 
estriado a las 16 semanas, falta 
de aumento de peso a partir de 2 
meses, vida útil reducida de 
2,5–11 meses 
(Schilling et 
al. 1999; Yu 
et al. 2003) 
YAC128 Tg Human HTT-FL con 128 PolyQ 
htt humano bajo el promotor 
de YAC 
Anomalías motoras con 
hiperactividad inicial, déficits 
progresivos en Rota-Rod, 
hipercinéticos a 6-12 meses, 
anormalidades en la marcha, 
pérdida de neuronas del estriado 
a los 12 meses, inclusiones de htt 
a 1-2 meses 
(Slow et al. 
2003; Van 
Raamsdonk 
et al. 2007) 
HdhQ KI Quimera de ratón humano 
HTT-FL con el exón 1 humano 
HTT incluyendo diferentes 
PolyQ en el locus htt de ratón 
Déficits motores y anormalidad 
de zancada a la semana 70, gliosis 
activada, inclusiones neuronales 
predominante en estriado y 
niveles de chaperonas disminuido 
(Yang & 
Chan 2011) 
Tabla adaptada de Yang & Chan, 2011 
Para el desarrollo de esta tesis doctoral empleamos el modelo de ratón transgénico R6/1 
que tiene una evolución de la enfermedad más lenta que el R6/2, lo que facilita el estudio de 
los diversos mecanismos patogénicos que acontecen a lo largo de la enfermedad. 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
28 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
3. ESTRÉS Y EJE SIMPÁTICO-ADRENOMEDULAR 
El sistema nervioso simpático y la médula adrenal configuran una unidad anatómica y 
fisiológica, conocida como sistema simpático-adrenomedular. Este sistema está encargado 
de la síntesis, almacenamiento, y liberación de las catecolaminas, noradrenalina y 
adrenalina, las cuales juegan un papel fundamental, junto con el eje hipotálamo-hipófisis-
adrenal en la respuesta al estrés. 
El eje simpático-adrenomedular se activa cuando el hipotálamo manda la información a 
las neuronas preganglionares simpáticas de la médula espinal activando así la rama 
simpática e inhibiendo paralelamente la rama parasimpática. Esta activación produce 
cambios dirigidos a preparar al cuerpo para la respuesta de lucha o huida y asegurar la toma 
de decisiones que ocurre tras una situación de estrés. Además las neuronas 
postganglionares simpáticas inducen la liberación de noradrenalina en las sinapsis de los 
órganos que inervan; también se libera a nivel de la médula adrenal y en estructuras 
cerebrales como el hipotálamo, sistema límbico, hipocampo y corteza cerebral. Por otra 
parte, las neuronas preganglionares simpáticas activan las células cromafines que inervan en 
la médula de las glándulas adrenales, liberando a la circulación sanguínea adrenalina (80%) y 
en menor cantidad noradrenalina (20%) (Figura 7). 
Las catecolaminas liberadas interaccionan con receptores acoplados a proteínas G 
expresados en los tejidos diana (receptores α- y β-adrenérgicos), comenzando así la 
respuesta de “lucha o huida”. Entre sus efectos se incluyen el incremento de la presión 
sanguínea, desviación de la circulación hacia los músculos esqueléticos, cerebro y corazón, 
aumento de la frecuencia cardíaca y contractilidad del corazón, relajación de los músculos 
bronquiales para incrementar el aporte de oxígeno a la sangre, aumento de la glucogenolisis 
y gluconeogénesis en el hígado y lipolisis en los adipocitos, para proporcionar mayor 
cantidad de sustratos energéticos que permitan incrementar la actividad muscular, aumento 
de la midriasis para mejorar la visión, la reducción del flujo sanguíneo a los intestinos y los 
riñones y por último la relajación del músculo liso intestinal (Tank & Lee Wong 2015; Cannon 
1929). 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
29 
 
INTRODUCCIÓN 
Además se ha visto que en función del agente estresante, se va a producir la activación 
de distintas rutas que van a liberar preferentemente adrenalina o por el contrario, 
noradrenalina (de Diego & García 2018). 
Figura 7. Eje simpático-adrenomedular. Ante una situación de estrés se activa este eje, liberando en 
última instancia ACh a través del nervio esplácnico, que ejerce su efecto en las células cromafines de la médula 
adrenal, las cuales liberarán sus productos de secreción adrenalina (A) y noradrenalina (NA), entre otros al 
torrente circulatorio. 
La importancia de la médula adrenal y del sistema nervioso simpático en varias 
condiciones patológicas está determinada generalmente por la medida de los niveles de 
adrenalina y noradrenalina en plasma. Así, los niveles de estas catecolaminas reflejan la 
actividad de la médula adrenal y el sistema nervioso simpático (Wronska et al. 2017). 
Por otro lado existe una creciente evidencia de que el eje hipotálamo-simpático-
adrenomedular y la respuesta al estrés sufren alteraciones en las enfermedades 
neurodegenerativas (de Diego & García 2018). 
Así, en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) se ha encontrado hiperactividad simpática 
en ciertos estudios (Chida et al. 1989; Yamashita et al. 1997) aunque en otros no se ha visto 
el mismo resultado (Sachs et al. 1985). En otro estudio se observó un estado 
hipermetabólico en pacientes con la enfermedad pudiendo estar relacionado con la 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
30 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
activación del eje simpático-adrenomedular, y el aumento de la generación de energía 
mitocondrial. 
En la enfermedad de Huntington se ha descrito que los niveles de catecolaminas y de 
MAO (monoamina oxidasa), enzima responsable del metabolismo de las catecolaminas 
(Belendiuk et al. 1980), en pacientes de EH están alterados en sangre. Estos datos sugieren 
que las anomalías centrales y periféricas podrían forman parte de un trastorno sistémico (o 
reflejar un trastorno subyacente común) o que las anomalías en un sistema afectan 
directamente o influyen en el otro. 
4. LA CÉLULA CROMAFÍN DE LA MÉDULA ADRENAL 
4.1. Generalidades 
La célula cromafín (CC) es considerada como una paraneurona, ubicada en la 
médula de la glándula suprarrenal o adrenal, aunque también aparece localizada en 
paraganglios simpáticos como el cuerpo carotídeo y el órgano de Zuckerkandl. 
La glándula adrenal se encuentra anatómicamente en el extremo superior de los 
riñones y está formada por dos órganos, la corteza (parte externa) y médula adrenal 
(parte central), con funciones y origen embriológico muy distintos. Además, rodeando a 
ambas estructuras se sitúa una gruesa cápsulade tejido conjuntivo. 
La corteza de la glándula adrenal tiene un origen mesodérmico y está formada 
por columnas de células que se dividen en tres capas denominadas, desde la superficie 
hacia el interior, zona glomerular, zona fascicular y zona reticular. La función de la 
corteza adrenal consiste en la síntesis y secreción de una gran variedad de hormonas de 
naturaleza esteroidea como, los glucocorticoides (relacionados con el metabolismo 
energético y la inmunosupresión), los mineralocorticoides (responsables del volumen 
circulante y la presión arterial) y hormonas sexuales (relacionadas con la aparición de 
algunos caracteres sexuales). Esta parte de la glándula adrenal constituye entre el 70-
90% del peso de ésta. 
Por otro lado, la médula adrenal tiene un origen neuroectodérmico y está 
constituida principalmente por células cromafines; su función principal es la síntesis, 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
31 
 
INTRODUCCIÓN 
almacenamiento y secreción de catecolaminas (adrenalina y noradrenalina 
fundamentalmente aunque también secretan neuropéptidos), que activan distintos 
procesos importantes para la respuesta del organismo ante una amenaza o situación de 
estrés (Coupland 1965). 
Las células cromafines, cuyo término hace referencia a su propiedad de teñirse 
con sales de cromo (Huber et al. 2009), se pueden considerar como un minicerebro 
periférico, ya que comparten con las neuronas ciertos mecanismos fundamentales, 
aparte de tener el mismo origen embriológico. En primer lugar, reciben estímulos de 
naturaleza tanto química como eléctrica; en segundo lugar son capaces de descifrar y 
reconocer esas señales, y por último poseen la maquinaria necesaria para generar 
distintos patrones de respuestas, como la liberación de catecolaminas y otras sustancias 
(Bornstein et al. 2012). Por lo tanto, las células cromafines adrenales, como las neuronas, 
pueden ser consideradas como una célula secretora que libera sus productos de 
secreción a una gran distancia del cuerpo celular donde se sintetizan las 
macromoléculas, proporcionando una comunicación rápida entre partes del cuerpo muy 
distantes. Asimismo, la médula adrenal con sus células cromafines se comunica con 
órganos importantes como el corazón, aparato vascular, pulmones, riñón y cerebro, a 
través de la liberación de catecolaminas al torrente circulatorio. 
De esta forma, debido a su semejanza con las neuronas simpáticas, las células 
cromafines se utilizan como modelo para estudiar los mecanismos básicos de la 
neurofisiología, la transmisión neuroquímica, la regulación de la secreción y la 
farmacología; siendo de gran utilidad en el estudio de los mecanismos exocitóticos, 
como pueden ser el funcionamiento de distintos canales iónicos, la dinámica de las 
vesículas y el acoplamiento estímulo-secreción. Además de mejorar la comprensión del 
proceso de desarrollo de las neuronas, han sido extremadamente importantes para los 
estudios de procesos neurodegenerativos, tumorigénesis y desarrollo de fármacos 
(Bornstein et al. 2012). 
 
 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
32 
 
INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
4.2. Acoplamiento estimulación-secreción en la célula cromafín 
Como se ha comentado anteriormente, las CC contribuyen de forma masiva a la 
respuesta de lucha o huida secretando principalmente adrenalina en el torrente 
sanguíneo después de la liberación de la acetilcolina (ACh) de las fibras preganglionares 
del nervio esplácnico. W. Feldberg fue el primero en identificar ACh como el 
neurotransmisor principal que desencadena la liberación de la adrenalina y 
noradrenalina (Feldberg et al. 1934), mientras que Douglas acuñó el término 
acoplamiento estimulación-secreción para describir la liberación de catecolaminas 
producida tras la activación de los receptores nicotínicos por ACh. Igualmente, identificó 
el Ca2+ como el principal ion extracelular involucrado en la activación del proceso de 
exocitosis disparado por la ACh (Douglas & Rubin 1961). 
En los años sucesivos se pudieron dilucidar toda la secuencia de acontecimientos 
que tienen lugar desde la estimulación de la célula por la ACh hasta la liberación de las 
catecolaminas al torrente sanguíneo. Así, cuando se libera la ACh del nervio esplácnico, 
se une a sus receptores nicotínicos y muscarínicos presentes en la membrana de la célula 
cromafín. Aunque la proporción de ambos tipos de receptores difiere de una especie a 
otra y se altera en situaciones de estrés crónico, en los mamíferos predomina la acción 
de los receptores nicotínicos. Estos son receptores ionotrópicos, lo que quiere decir que 
tras la unión de la ACh, se incrementa la conductancia de los cationes, en este caso Na+ 
principalmente y K+, Ca2+ en menor medida (Douglas et al. 1967). El flujo de estos 
cationes produce una despolarización en la célula, que da lugar a un cambio en la 
conformación de los canales de sodio dependientes de voltaje (Ceña et al. 1983). 
Asimismo, el flujo de Na+ hacia el citoplasma por esos canales genera una mayor 
despolarización celular, disparo de potenciales de acción y un incremento en la 
probabilidad de apertura de canales de calcio dependientes de voltaje (CCDV) (García et 
al. 1984). La apertura de los CCDV genera un aumento en la concentración de Ca2+ en el 
interior celular, activando distintos procesos entre los que se encuentra la secreción de 
catecolaminas. Por último, el potencial de membrana regresa a su potencial de reposo 
gracias a la apertura de los canales de K+ dependientes tanto de voltaje como de calcio. 
(Figura 8). 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
33 
 
INTRODUCCIÓN 
Figura 8. Esquema representativo del acoplamiento estimulación-secreción en la célula cromafín. La 
acetilcolina (ACh) se libera del nervio esplácnico y se une a sus receptores nicotínicos (nAChR) provocando la 
entrada de Na+ fundamentalmente, esto genera una despolarización en el potencial de membrana celular (Vm), 
dando lugar a la apertura de canales de Na+ dependientes de voltaje y la consiguiente entrada de más iones 
Na+. Estos procesos llevan consigo una mayor despolarización y la activación de canales de Ca2+ sensibles a 
voltaje. La subsiguiente entrada masiva de Ca2+ a la célula moviliza el transporte de vesículas hacia la zona 
activa y la liberación del contenido vesicular (catecolaminas entre otros) al torrente circulatorio. El Vm vuelve a 
su potencial de reposo gracias a la apertura de los canales de K+ dependientes tanto de voltaje como de calcio. 
La excitación colinérgica se regula en distintos puntos del proceso. Uno de ellos es 
la degradación de la ACh catalizada por la enzima acetilcolinesterasa (Sawyer & Everett 
1947), que se sitúa en la hendidura sináptica entre las fibras del nervio esplácnico y las 
células cromafines. A pesar de que la metabolización de la ACh es rápida, la 
desensibilización de los receptores nicotínicos puede suceder con la estimulación 
continuada; como consecuencia las corrientes nicotínicas disminuyen (Quick & Lester 
2002). Sin embargo, ésta no es la única manera de desensibilización, disminución o 
terminación de la señal, ya que también se puede producir una inactivación de los 
canales de Na+ y Ca2+ dependientes de voltaje (CCDV) (Artalejo et al. 1987; Aunis 1998; 
Hernández-Guijo et al. 2001b). Otra forma de regular la liberación de catecolaminas es 
mediante el ATP liberado junto con las catecolaminas. El ATP se puede unir a receptores 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
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INTRODUCCIÓN 
Tesis Doctoral-Carmen Martínez Ramírez 
 
purinérgicos causando una reducción de la corriente de Ca2+, proporcionando un 
mecanismo autocrino/paracrino de terminación de la respuesta colinérgica (Gandía et al. 
1993). Aparte de estos mecanismos, la célula cromafín posee una serie de mecanismos 
que le permiten modular la cantidad y localización del ion Ca2+ en el citoplasma.