Desentrañando la tos: de la tuberculosis y la tos crónica a esperanzas para el párkinson

Michael Shiloh llevaba unas dos décadas estudiando la tuberculosis cuando empezó a plantearse una cuestión aparentemente básica: ¿Qué hace toser a los tuberculosos? Este es el síntoma distintivo de la enfermedad y una de las principales vías de transmisión, pero a pesar de su formación como médico especialista en enfermedades infecciosas y de llevar muchos años investigando el patógeno, Shiloh se dio cuenta de que no lo sabía. Una rápida búsqueda bibliográfica le sugirió que “prácticamente no se había estudiado nada al respecto, al menos a nivel molecular”, afirma.

Para dilucidar el papel de la tos en la enfermedad hay que apreciar primero su función en la salud. “La tos es uno de esos procesos defensivos críticos que tenemos para limpiar el sistema respiratorio”, afirma Stuart Mazzone, neurocientífico de la Universidad de Melbourne. Pero también contribuye a la propagación de enfermedades, como han descrito las investigaciones de Shiloh, ahora en el Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas, y las de otros. Y un control disfuncional de la tos —que resulte en toser demasiado o no lo suficiente— puede causar graves problemas de salud.

A continuación, veremos cómo y por qué tosemos, y algunas de las formas en que la tos puede salir mal.

¿Qué es el reflejo de la tos y cómo funciona?

Una mañana reciente, la investigadora Karen Hegland inhaló literalmente parte de su desayuno. “Aspiré mi café, tosí como una loca, pero pude limpiar mis pulmones”, dice Hegland, logopeda que estudia la tos y la función de deglución en la Universidad de Florida. Una experiencia común, esa tos es un potente recordatorio de la importancia del reflejo que estudia Hegland. Sin que ella lo pensara, ese reflejo entró en acción, evitando potencialmente la inflamación y la infección de las vías respiratorias que pueden producirse al inhalar alimentos o bebidas.

El reflejo de la tos también puede ser desencadenado por una serie de sustancias químicas, como las contenidas en el humo de los cigarrillos o de los incendios forestales, así como por gases tóxicos y el jugo gástrico que a veces puede retroceder hasta las vías respiratorias durante un episodio de reflujo gástrico. Al toser, “las vías respiratorias, por ser tan importantes para uno, se protegen contra los daños asociados a la aspiración de contenidos gástricos orales o materiales nocivos”, dice Shiloh.

Los receptores de uno de los varios tipos de neuronas que serpentean por el revestimiento de las vías respiratorias desencadenan el reflejo de la tos. Algunas neuronas detectan estímulos químicos y otras son mecanosensoriales, detectan la presión de algo como un trozo de comida, otro objeto extraño o un líquido, como el café de Hegland.

Cuando se activan, las neuronas envían señales a la base del cerebro —el tronco encefálico— para iniciar la tos, que modifica brevemente la actividad respiratoria normal en tres fases rápidas y coordinadas. Primero, una inhalación aguda. A continuación, se cierra el espacio entre las cuerdas vocales, llamado glotis, y se contraen los músculos abdominales y costales para aumentar la presión en el pecho. Por último, se abre la glotis para liberar una ráfaga repentina de aire comprimido.

Además de esta actividad refleja entre las neuronas de las vías respiratorias y el tronco encefálico, los procesos cerebrales de orden superior añaden más complejidad al control de la tos: nos permiten toser a propósito, por ejemplo, o percibir un impulso de toser y, al menos temporalmente, suprimirlo, evitando un estallido inoportuno durante un momento clave en una sala de cine.

¿Sirve de algo toser cuando uno está enfermo?

Durante una infección respiratoria, la tos ayuda a eliminar la mucosidad acumulada y otras secreciones, que pueden prolongar la infección y, si son duraderas, aumentar las probabilidades de daño en las vías respiratorias. “La tos es algo protector en esas circunstancias”, afirma Anne Chang, neumóloga pediátrica de la Universidad Tecnológica de Queensland, en Brisbane, Australia.

Pero más allá de la eliminación física de las secreciones respiratorias, aún no está claro si toser nos ayuda a combatir una infección y, por tanto, si los medicamentos antitusígenos podrían ralentizar la recuperación. No se ha estudiado bien, dice Shiloh. Ciertamente, suprimir la tos podría bloquear la transmisión a otras personas de tu entorno y también ayudarte a dormir, dice. Pero, añade, “tal vez estés manteniendo el material infeccioso y el material inflamatorio en tu pulmón y eso esté creando un caldo de cultivo para más organismos. Nadie lo sabe”.

La conveniencia de tomar medicamentos antitusígenos dependerá de si la tos es seca o húmeda. “Bloquear una tos muy productiva probablemente no sea una buena idea”, dice Mazzone. Pero “una tos seca y persistente no sirve realmente al propósito de despejar”. Suprimir este tipo de tos no parece ser perjudicial, afirma. (No obstante, debido al riesgo de efectos secundarios graves, los antitusígenos de venta libre y otros medicamentos para el resfriado no se recomiendan en niños menores de 4 años).

¿Cómo desencadenan la tos los agentes patógenos?

Cuando Shiloh empezó a meditar sobre la causa de la tos que acompaña a la infección tuberculosa, tuvo el presentimiento de que la bacteria que la provoca, Mycobacterium tuberculosis, podría fabricar moléculas que activaran las neuronas sensoriales de la tos. Junto con un decidido ayudante de investigación y otros colaboradores, se puso manos a la obra en busca de candidatos.

Tras varios callejones sin salida, identificaron una molécula llamada sulfolípido-1, que se encuentra en la membrana externa y la pared celular de la bacteria. Cuando expusieron conejillos de india sanos al sulfolípido-1 en aerosol, los animales tosieron. Pero cuando se les infectó con una cepa de M. tuberculosis carente de sulfolípido-1, los conejillos de india apenas tosieron, según informó el equipo en la revista Cell en 2020.

La producción de sulfolípido-1 puede ser una estrategia de M. tuberculosis para mejorar su propia transmisión a nuevos huéspedes por vía aérea, afirma Shiloh. Para comprobarlo, él y sus colegas están probando la facilidad con que cepas de M. tuberculosis con y sin sulfolípido-1 se transmiten de conejillos de india infectados a conejillos de india sanos. Comprender estas vías podría allanar el camino hacia el desarrollo de medicamentos específicos contra la tos que ayuden a prevenir la propagación de la tuberculosis, afirma.

La tos es un síntoma de muchas otras infecciones bacterianas y víricas contagiosas, y el modo en que pueden estimular directa o indirectamente la tos probablemente varía en cierta medida, afirma Shiloh. Otros miembros del género Mycobacterium, que pueden causar tos crónica en personas con enfermedades como el VIH o la fibrosis quística, no producen sulfolípido-1, por lo que Shiloh está interesado en averiguar si estas bacterias producen sus propias moléculas desencadenantes de la tos. Las investigaciones sobre la Bordetella pertussis, causante de la tos ferina, han empezado a revelar un complejo mecanismo en el que intervienen varias moléculas que cooperan para provocar la tos, pero las vías de muchos otros patógenos bacterianos siguen sin estar claras.

En comparación con las bacterias, los virus tienen un genoma muy reducido, por lo que es menos probable que tengan la capacidad de fabricar moléculas específicas para provocar la tos y probablemente utilicen otras estrategias, afirma Shiloh. En experimentos con animales y cultivos celulares se ha demostrado que varios virus respiratorios aumentan la producción de receptores que desencadenan el reflejo de la tos y potencian la sensibilidad de los animales infectados a los estímulos de la tos.

No todas las señales para toser proceden directamente de los invasores. Las células inmunitarias del organismo responden a las infecciones respiratorias —víricas, bacterianas o fúngicas— segregando moléculas inflamatorias como citoquinas, prostaglandinas y leucotrienos. Estas moléculas pueden provocar tos al alterar los receptores de las neuronas sensoriales de las vías respiratorias, explica Shiloh, que junto con Mazzone y el coautor Kubra Naqvi resumió los conocimientos actuales sobre cómo las infecciones respiratorias provocan tos en el Annual Review of Physiology de 2023.

¿Por qué a veces la tos persiste durante tanto tiempo?

Incluso después de que las infecciones víricas hayan desaparecido de las vías respiratorias, la tos puede persistir durante semanas o incluso meses, mucho después de que se hayan resuelto otros síntomas. Esto se debe, en parte, a una inflamación residual de bajo grado en el sistema respiratorio, afirma Mazzone.

Pero también hay cada vez más pruebas procedentes de estudios con animales de que las infecciones víricas, sobre todo cuando son más graves, pueden causar inflamación no solo en los pulmones, sino también en el largo nervio vago que discurre entre los órganos vitales y el cerebro, transportando haces de fibras nerviosas que regulan muchas funciones básicas, incluido el reflejo de la tos. “Se cree que este es un factor que contribuye a que algunas personas tengan esta neurohipersensibilidad persistente que dura mucho más que la propia infección vírica. Se debe a que esos nervios permanecen inflamados, y eso tarda en desaparecer”, afirma Mazzone.

Y eso puede hacer que la tos persista, a menudo con una mayor sensibilidad, de modo que un estímulo menor de lo normal —una bocanada de perfume, una pequeña cantidad de polvo o humo, incluso hablar o reír— desencadene la tos.

¿Qué ocurre si el reflejo tusígeno no funciona correctamente?

Así como un reflejo tusígeno hiperactivo puede ser problemático, también puede serlo uno hipoactivo. En los niños pequeños, el reflejo es inmaduro, lo que, unido a su propensión a llevarse objetos pequeños a la boca, aumenta el riesgo de asfixia y aspiración pulmonar, explica el neumólogo pediátrico Chang.

A veces, los cuerpos extraños permanecen en los pulmones de los niños durante años sin ser detectados, causando obstrucción, inflamación y, de paso, tos crónica. Chang ha extraído nueces, cuentas y trozos de cinta adhesiva de las vías respiratorias de niños, y en una ocasión extrajo una concha marina que llevaba 14 años atascada en los pulmones de un adolescente, causándole una misteriosa tos y daños en las vías respiratorias. Esta es una de las razones por las que es importante no ignorar la tos crónica, sobre todo en los niños, afirma.

En el otro extremo de la vida, el reflejo de la tos puede debilitarse en los adultos mayores, especialmente en los que padecen afecciones neurológicas como la enfermedad de Parkinson. “Tienden a tener tanto una sensación embotada de la necesidad de toser como una especie de flujo de aire descoordinado y débil al toser”, afirma Hegland, la terapeuta del lenguaje. El reflejo disfuncional de la tos puede contribuir al desarrollo de neumonía por aspiración, que es la principal causa de muerte en personas con párkinson.

Hasta ahora, el tratamiento de la tos debilitada se ha centrado en el fortalecimiento de los músculos que se contraen para aumentar la presión del aire y producir la espiración enérgica de la tos. Pero Hegland y su colaboradora Michelle Troche, de la Universidad de Columbia, también han desarrollado y probado una terapia dirigida a los pacientes que perciben un estímulo de la tos y responden a él, con el objetivo de mejorar el reflejo de la tos.

En un reciente ensayo controlado aleatorio, los pacientes con párkinson utilizaron o bien el entrenamiento muscular espiratorio o bien la nueva terapia sensoriomotora. Los participantes sensoriomotores respiraron a través de una máscara facial, a través de la cual se les administraron pequeñas cantidades de capsaicina en aerosol, la misma sustancia química que hace picantes a los chiles picantes. La capsaicina también estimula las neuronas sensoriales de la tos y, en las dosis bajas utilizadas en el ensayo, provoca un cosquilleo en la parte posterior de la garganta.

Al sentir ese cosquilleo, se pedía a los participantes que tosieran con la fuerza suficiente para alcanzar un flujo de aire objetivo que se mostraba en la pantalla de un ordenador. La terapia permitió a los pacientes practicar la percepción de las señales sensoriales procedentes de las neuronas del tracto respiratorio y responder adecuadamente a ellas.

En un estudio de 2022 publicado en la revista Movement Disorders, Hegland, Troche y sus colegas informaron que ambos tipos de entrenamiento mejoraron la capacidad de toser de los pacientes con párkinson, pero el entrenamiento sensoriomotor resultó en un mayor impulso de toser en respuesta al estímulo de la capsaicina y un reflejo de toser más fuerte. Hegland espera que la terapia pueda ayudar a los pacientes con párkinson a mantener sus vías respiratorias seguras y encontrar el punto ideal de la función de la tos: ni demasiado, ni demasiado poco; tan solo lo justo.

Artículo traducido por Debbie Ponchner