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Mediadores y efectores del estrés pantostático
El modelo de respuesta que cualquier animal (incluidos nosotros mismos) pone en marcha ante una situación que amenaza su propia vida o sus posibilidades de reproducción —es decir, el estrés global o pantostático— incluye siempre las etapas que ya hemos considerado previamente: detecta la amenaza mediante unos receptores específicos, procesa la información en los centros cerebrales correspondientes, envía las señales a través de vías nerviosas y hormonales a los órganos y tejidos encargados de la respuesta defensiva —para lo que utiliza unos mediadores o mensajeros particulares— y elabora la respuesta global adecuada que lo prepara para sobrevivir a la agresión; para conseguirlo, participan numerosos órganos y sistemas.
Mediadores
Los principales mediadores del estrés pantostático son las catecolaminas y el cortisol. Las catecolaminas, adrenalina y noradrenalina, son los mediadores protagonistas que activan las principales reacciones de emergencia (sistema nervioso simpático). Llegan a todos los lugares del organismo, bien a través del sistema circulatorio o mediante los nervios del sistema nervioso simpático, y son los responsables de las reacciones de estrés que se ponen en marcha casi instantáneamente.
El cortisol actúa de forma más gradual. Se ocupa de hacer que dure la respuesta de estrés, de prevenir y de solucionar las consecuencias de los daños colaterales (heridas, fracturas, hemorragias o infecciones) y de generar en determinadas áreas cerebrales el recuerdo de la experiencia estresante.
Otros mediadores, como los mensajeros inflamatorios (citoquinas), la dehidroepiandrosterona o los opiáceos colaboran en el proceso y permiten una respuesta más eficaz frente a la agresión; como requieren una respuesta global, se involucra prácticamente a todos los órganos y sistemas.
Los mediadores de la respuesta al estrés pantostático actúan sobre una serie de órganos en los que activan numerosos mecanismos de defensa contra la agresión y sus consecuencias, y que varían según el tipo específico de amenaza, pero en general cumplen los siguientes objetivos:
1. Activar el sistema muscular para, según las circunstancias, conseguir uno de estos tres fines: luchar, huir o pasar desapercibido (hacerse el muerto).
2. Activar el sistema cardiocirculatorio, el sistema respiratorio y el metabolismo para proveer de oxígeno y de combustibles a los tejidos protagonistas de la defensa, sobre todo al cerebro, al corazón y a los músculos.
3. Poner en alerta los sistemas encargados de paliar las consecuencias negativas de la agresión hasta que el organismo logre recuperarse completamente: proteger contra un dolor excesivo; modular el sistema inmunológico para prevenir las infecciones o luchar contra ellas; alertar al sistema de coagulación para proteger contra las hemorragias; reorganizar el metabolismo para proporcionarle la energía necesaria que le permita recuperarse de posibles lesiones y sobrevivir; proteger frente a las inflamaciones.
4. Inhibir todas las actividades fisiológicas que no estén directamente involucradas en superar la agresión (digestión, reproducción).
5. Fijar el suceso en determinadas áreas del cerebro encargadas de la memoria a largo plazo para poder recordar el evento y así prevenirlo.
El cerebro
El cerebro es el órgano más importante a la hora de percibir una situación potencialmente peligrosa y organizar la respuesta defensiva (estrés). Es el centro de control que recibe toda la información. En cuanto el cerebro percibe la amenaza a través de los receptores, desencadena las respuestas psicológicas y fisiológicas necesarias para la supervivencia, lo que constituye el estrés pantostático.
Se produce durante el estrés un aumento de la actividad cerebral global, un aumento de la atención. Todos podemos percibir cómo, ante una situación de emergencia, se dilatan las pupilas. Esta es una consecuencia de la estimulación simpática para que la visión mejore, aun en la oscuridad. Prácticamente todo el cerebro se pone en estado de máxima alerta. Para ello, las neuronas necesitan aumentar su consumo de energía y precisan un mayor aporte de glucosa y oxígeno.
Aunque la respuesta del cerebro es global, existen algunas estructuras que juegan un papel preponderante. Además del hipotálamo, que ya vimos que es el gran centro coordinador de la respuesta de estrés, dos estructuras cerebrales cobran especial importancia en el estrés pantostático: el hipocampo y la amígdala.
El hipocampo se localiza en el lóbulo temporal del cerebro (dentro del cráneo, justo por encima de las orejas) y juega un papel fundamental a la hora de memorizar e interpretar las circunstancias que concurren en el suceso estresante, además de controlar los niveles de mediadores, fundamentalmente el cortisol. El recuerdo de una situación estresante que se ha sufrido con anterioridad influencia la capacidad de anticipar la magnitud y el tipo de respuesta de estrés. Ese perro que nos asustó mucho la primera vez que pasamos trotando por su lado y se abalanzó sobre nosotros, ahora no nos causa tanto miedo porque recordamos que está amarrado con una gruesa cadena: este recuerdo se almacena en el hipocampo.
La amígdala está formada por varios grupos de neuronas en la parte más profunda del lóbulo temporal. Juega un papel muy importante en el procesamiento y en el recuerdo de reacciones emocionales. El núcleo central está involucrado en el comienzo de las respuestas al miedo, incluida la paralización, la taquicardia, el incremento del ritmo de la respiración y la liberación de hormonas del estrés.
Los lóbulos prefrontales son el sustrato anatómico para las funciones ejecutivas del cerebro, que son las que nos permiten dirigir nuestra conducta hacia un fin. Estas funciones son la atención, la planificación, la secuenciación y la reorientación sobre nuestros actos. Los lóbulos frontales también están muy implicados en los componentes motivacionales y de conducta del sujeto.
Los mediadores del estrés modulan la función cerebral porque actúan tanto en lo funcional como en lo morfológico, ya que pueden modificar la estructura de algunas neuronas y de sus conexiones. Son los fenómenos de neurogénesis y de remodelación neuronales. Algunas estructuras, como el hipocampo, la amígdala y la corteza prefrontal, pueden remodelar su morfología y su función a consecuencia del estrés.
Hoy sabemos que el cerebro no es un tejido inconmovible, sino que sufre cambios estructurales: algunas neuronas mueren, otras nacen, se suprimen algunas conexiones entre neuronas, se crean nuevas conexiones. A estos fenómenos se les llama plasticidad neuronal y son la base, entre otros, del aprendizaje en general y, por supuesto, del aprendizaje y recuerdo de las situaciones estresantes vividas.
La adrenalina y sobre todo el cortisol juegan un papel esencial en la regulación de la plasticidad cerebral, sobre todo en relación con el estrés. Actúan sobre algunas estructuras cerebrales, como la amígdala, para crear la memoria emocional de los sucesos desencadenantes del estrés, y son responsables de que se recuerde con todos los detalles emocionales aquellas situaciones o lugares potencialmente peligrosos que se deben evitar. Por ello, la cantidad y la cualidad de la respuesta de estrés dependen mucho de la interpretación del cerebro. Existen numerosas diferencias individuales a causa de los factores genéticos, fisiológicos y psicológicos (personalidad, experiencia previa).
El músculo
Ya hemos reiterado que, en la naturaleza, la respuesta primaria más eficaz frente a una amenaza global o pantostática es la contracción muscular (movimiento de huida, movimiento de lucha o hacerse el muerto), que juega un papel central en la respuesta de estrés. Para contraerse con eficacia, el músculo necesita recibir un aporte extra de combustible y de oxígeno para poder quemar ese combustible. Además, requiere un buen sistema de limpieza que retire pronto todos los desechos generados por tanta actividad metabólica.
Todo ello contribuye a que los músculos estén disponibles para realizar su trabajo contráctil de manera casi instantánea. Gran parte de los procesos fisiológicos y metabólicos que se ponen en marcha frente a un estrés pantostático tienen por finalidad servir a una más eficaz contracción muscular. Los mediadores del estrés pantostático favorecen una dilatación de los vasos sanguíneos que nutren los músculos y activan diversos enzimas y sistemas metabólicos de transporte, y además producen cambios en la contractilidad y la fuerza de la contracción del músculo. Estas acciones explican cómo hay personas que sacan una fuerza muscular extraordinaria ante una situación de emergencia grave. También son la justificación de realizar un «calentamiento» previo antes de empezar alguna actividad deportiva que requiera un gran esfuerzo muscular.
El corazón
Para aportar el oxígeno y los nutrientes y para retirar los productos de desecho que se generan en ese metabolismo aumentado, en especial el CO2, la sangre tiene que circular a mayor velocidad por el organismo, sobre todo por el cerebro y por los músculos, que son los órganos más implicados en la reacción de defensa frente a la amenaza global.
La clave está en hacer trabajar más a la bomba cardiaca. La activación del sistema nervioso simpático aumenta las catecolaminas que actúan sobre el marcapasos cardiaco, que es el centro de control de la actividad cardiaca, y también actúan sobre la propia fibra muscular cardiaca, el miocardio. Como resultado, se acelera el ritmo cardiaco (taquicardia) y aumenta la fuerza de la contracción (contractilidad); en consecuencia, aumenta la cantidad de sangre que lanza el corazón cada minuto (volumen minuto).
El sistema circulatorio
Esta sangre que ahora circula a más velocidad debe llegar a todos los tejidos que la necesitan para organizar la defensa del organismo frente a la amenaza. El aumento del tono simpático respecto al tono parasimpático redistribuye el flujo sanguíneo: aumenta el flujo de sangre al cerebro, al músculo y al corazón. Se reduce la irrigación sanguínea del riñón, del aparato digestivo y de la piel (vasoconstricción cutánea, la palidez del rostro cuando nos llevamos un susto). El riñón reduce su ritmo de filtración y de fabricación de orina, lo que hace que se retenga agua, por si es necesario reponer el volumen de líquidos en caso de hemorragia o deshidratación. Además, el riñón pone en marcha un sistema muy potente a través de una hormona, la angiotensina II, que aumenta la cantidad de sangre que lanza el corazón cada minuto (volumen minuto cardiaco), y aumenta por tanto la presión arterial. En toda situación de estrés pantostático, siempre hay un incremento, mayor o menor, de la presión arterial.
Aparato respiratorio
En una situación de estrés se necesita captar más oxígeno y eliminar el exceso de CO2, y también refrigerarse del exceso de calor que se produce en la contracción muscular. Cuando se activa el sistema simpático, se acelera el ritmo respiratorio (taquipnea) y se dilatan los tubos (bronquios) que conducen el aire al interior de los pulmones (broncodilatación). Esta acción del simpático es la base de casi todos los fármacos broncodilatadores (simpaticomiméticos) que se utilizan para tratar las crisis asmáticas, como ya hemos comentado.
Metabolismo
La respuesta del estrés global precisa un gran aumento del gasto metabólico. El organismo reorganiza su metabolismo sobre todo gracias a la influencia de la activación simpática y del cortisol. Fundamentalmente se trata de movilizar combustibles desde sus depósitos, sobre todo glucosa y ácidos grasos, para atender a las demandas del organismo. Las rutas metabólicas que se activan son similares a las que operan en el ayuno; al fin y al cabo, es una forma de estrés alostático.
Vemos que la emergencia ante una amenaza global exige un cambio general de nuestro metabolismo, que pasa de una situación anabólica, de reposo, de tranquilidad, de alimentación, propiciada por el parasimpático, a una situación catabólica, de acción, de consumo, de producción de energía, propiciada por el simpático y otros mediadores de estrés.
Piel
El sistema simpático estimula que se contraigan los músculos piloerectores y se erice el vello. Esta respuesta es muy importante en aquellos animales con el cuerpo cubierto de pelo, ya que aumenta su tamaño (efecto disuasorio) y con ello logran amortiguar los golpes. En el ser humano, este mecanismo es responsable de la llamada «piel de gallina» que se da tanto en el estrés homeostático por frío, como en el estrés pantostático. El simpático aumenta la sudoración, sobre todo la apocrina (responsable del olor corporal). También se produce vasoconstricción cutánea que ahorra sangre para los músculos y el cerebro. Esta es la razón de la palidez de la piel de la cara en situaciones de estrés pantostático y la frialdad en partes distales, como la piel de las manos y de los pies.
Dolor
El dolor es un mecanismo de defensa; es una forma eficaz de informarnos de que algo no va del todo bien en nuestro organismo. Pero el dolor excesivo puede ser tan dañino que puede ocasionar la muerte. Por eso, toda situación de gran estrés produce analgesia, que se puede prolongar hasta una hora tras la agresión. Es el caso del soldado al que le hieren de un disparo y solo siente un golpe, pero no dolor hasta un tiempo después. Esto se debe a la puesta en marcha de diversos sistemas analgésicos que evitan que el dolor sea excesivo, solo lo justo para que sea de utilidad. Estos mecanismos pueden llegar a ser tan eficaces que, en ocasiones, llegan a suprimir todo el dolor.
Sistema inmunológico
El sistema inmunológico tiene, entre otras funciones, la de defendernos de la presencia de agentes o moléculas extrañas en nuestro organismo. Está formado por un complejo conjunto de tejidos y órganos (timo, ganglios linfáticos, amígdalas, apéndice, bazo), por una variada dotación de células (leucocitos, linfocitos, macrófagos, etc.) y por varios tipos de moléculas defensivas (inmunoglobulinas, citoquinas).
El sistema inmunológico está controlado tanto por el sistema simpático como por el cortisol, aunque hay ciertas diferencias en la actuación de ambos mediadores. El estrés agudo ayuda al sistema inmunológico a hacer su trabajo y realmente favorece que las células abandonen los vasos sanguíneos para atacar y neutralizar a los patógenos invasores (un zarpazo de un tigre siempre introduce gérmenes muy peligrosos en las heridas producidas).
Sin embargo, el estrés crónico provocado por el exceso reiterado de moduladores de estrés, sobre todo de cortisol, reduce la actividad del sistema inmunológico. No se puede tener este sistema permanentemente estimulado, ya que causaría más daño que beneficio. Esta disminución de la actividad del sistema inmunológico la produce sobre todo el exceso de cortisol, que disminuye la inmunidad humoral y celular, y reduce tanto la proliferación de las células inmunocompetentes como la producción de las inmunoglobulinas. Esta acción natural del cortisol se utiliza terapéuticamente para inducir inmunosupresión en los trasplantados y evitar el rechazo inmunológico del injerto. Y también es tratamiento de elección en aquellas enfermedades causadas por una activación excesiva del sistema inmunológico (asma, alergias) y en las enfermedades autoinmunitarias, cuando el sistema inmunológico se vuelve contra el propio organismo.
Acción antiinflamatoria
La inflamación aguda es la respuesta del organismo ante alguna lesión (golpe, fractura, invasión de gérmenes). El proceso inflamatorio implica a numerosas moléculas y a algunos tipos celulares, todo ello estimulado por una serie de mediadores de inflamación. Sin embargo, si esta respuesta es excesiva, puede causar más daño que beneficio. Por esa razón, el cortisol que se libera en el estrés ejerce un efecto antiinflamatorio: modula la respuesta de los mediadores proinflamatorios como la histamina, las citoquinas y las prostaglandinas, y permite que la reacción inflamatoria sea la precisa para producir beneficios al organismo sin que su exceso cause daño. De ahí el bien conocido efecto antiinflamatorio del cortisol y sus derivados.
Ya veremos más adelante que uno de los mecanismos que causa más daño en las situaciones de estrés pantostático crónico es la llamada inflamación sistémica, una especie de estado inflamatorio generalizado.
Sistema de la coagulación
La naturaleza prevé que la supervivencia frente a una amenaza global puede implicar salir del embate con alguna herida y ello significa, entre otras cosas, la pérdida de sangre. Con el fin de solucionar rápidamente las posibles hemorragias que resulten de la agresión, las reacciones del estrés incluyen una estimulación de los sistemas que aceleran la coagulación de la sangre, como el fibrinógeno, las plaquetas y otros factores de la coagulación. Esto ocasiona que en algunas situaciones de estrés crónico la persona sufra un estado de hipercoagulación que favorece que se formen coágulos y trombos dentro de sus vasos sanguíneos.
Reproducción
Ante cualquier emergencia, el cerebro, además de poner en marcha las reacciones defensivas del individuo, suprime todas las funciones que no sean imprescindibles para superar esa amenaza, entre ellas la reproducción.
Frente a un estrés pantostático, algunas señales hormonales y nerviosas generadas en el hipotálamo producen en la hipófisis una inhibición de la secreción de hormonas liberadoras de gonadotrofinas LH y FSH, tanto en la mujer como en el hombre. Estas hormonas sirven principalmente para estimular y mantener la función reproductora de las gónadas (producción de espermatozoides y liberación de óvulos) y para estimular la producción de hormonas sexuales. Mientras persiste la situación de estrés, disminuyen los niveles de gonadotrofinas, se produce una inhibición gonadal y en consecuencia una reducción de la libido y de la fertilidad. Además, el estrés pantostático crónico es una de las causas fundamentales de disminución del deseo sexual y de la disfunción eréctil en el hombre.
Función digestiva
Ya hemos visto mediante algunos ejemplos que el estrés agudo paraliza las funciones del aparato digestivo. Se trata de suprimir una actividad que consume muchos recursos energéticos y que en ese momento no contribuye a nuestra supervivencia. Ante una emergencia física o psicológica, el cerebro ordena que el sistema nervioso simpático tome las riendas de nuestro organismo y de su defensa, y lo primero que tiene que hacer es suprimir la actividad de su oponente, el sistema parasimpático, que es el que controla la función digestiva.
Si una persona acaba de comer y recibe un disgusto o vive un momento de miedo, la merma en la actividad del sistema parasimpático produce una inhibición inmediata de las secreciones digestivas. Percibimos una saliva seca y espesa (simpática) en lugar de una saliva fluida y abundante (parasimpática). Se cierran los esfínteres, que son los orificios que comunican las diferentes partes del aparato digestivo, y se paralizan todos los movimientos digestivos. Percibimos entonces una sensación molesta de pesadez y malestar que solemos denominar «corte de digestión». En la mayoría de estas situaciones, el organismo, cuando ha superado la fase inicial de estrés, no es capaz de reiniciar el proceso digestivo que se ha interrumpido y opta por desembarazarse de los alimentos a medio digerir, desencadenando una sensación de malestar con sudor frío y postración (crisis vagal, parasimpática) y la estimulación del vómito.
Mientras escribo estas líneas me llega la noticia del fallecimiento de un joven sano y fuerte, justo en la orilla del mar en el que se había metido tras degustar una copiosa comida en un chiringuito de la playa. Esta es una consecuencia extrema de lo que estamos comentando. En plena digestión, con un predominio parasimpático y casi toda la sangre localizada en su aparato digestivo, el estrés pantostático que ha desencadenado la sensación repentina del agua fría activa el simpático. El fallo de las respuestas de reorganización de los flujos sanguíneos le ha conducido a la muerte.
Para saber más
Las dos caras de los mediadores del estrés se tratan en las siguientes revisiones. Los mediadores primarios de la respuesta de estrés, los glucocorticoides y las catecolaminas, ejercen tanto acciones beneficiosas como dañinas para el organismo.
Bruce, S., McEwen, B.S. Protective and Damaging Effects of Stress Mediators. New England Journal Medicine. 338:171-179, 1998.
—, Allostasis and Allostatic Load: Implications for Neuropsychopharmacology. Neuropsychopharmacology. 22: 108-124, 2000.
Rhen, T. y Cidlowski, J.A. Antiinflamatory action of glucocorticoids. New mechanisms for old drugs. New England Journal Medicine. 353: 1711-1721, 2005.