Los neurotransmisores son las sustancias
químicas que se encargan de la transmisión de las señales desde una neurona
hasta la siguiente a través de las sinapsis. También se encuentran en la
terminal axónica de las neuronas motoras, donde estimulan las fibras musculares
para contraerlas. Ellos y sus parientes cercanos son producidos en algunas
glándulas como las glándulas pituitaria y adrenal. En este capítulo, revisaremos
algunos de los neurotransmisores más significativos.
La acetilcolina fue el primer
neurotransmisor en ser descubierto. Fue aislado en 1921 por in biólogo alemán
llamado Otto Loewi, quien ganó posteriormente el premio Nobel por su trabajo. La
acetilcolina tiene muchas funciones: es la responsable de mucha de la
estimulación de los músculos, incluyendo los músculos del sistema
gastro-intestinal. También se encuentra en neuronas sensoriales y en el sistema
nervioso autónomo, y participa en la programación del sueño REM.
El famoso veneno botulina funciona bloqueando la acetilcolina, causando parálisis. El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas personas para eliminar temporalmente las arrugas – una triste crónica de nuestro tiempo, diría yo. Haciendo un comentario más serio, existe un vínculo entre la acetilcolina y la enfermedad de Alzheimer: hay una pérdida de cerca de un 90 % de la acetilcolina en los cerebros de personas que sufren de esta enfermedad debilitante.
En 1946, otro biólogo alemán cuyo nombre era von Euler, descubrió la norepinefrina (antes llamada noradrenalina). La norepinefrina esta fuertemente asociada con la puesta en “alerta máxima” de nuestro sistema nervioso. Es prevalente en el sistema nervioso simpático, e incrementa la tasa cardiaca y la presión sanguínea. Nuestras glándulas adrenales la liberan en el torrente sanguíneo, junto con su pariente la epinefrina. Es también importante para la formación de memorias.
El estrés tiende a agotar nuestro almacén de adrenalina, mientras que el ejercicio tiende a incrementarlo. Las anfetaminas (“speed”) funcionan causando la liberación de norepinefrina.
Otro familiar de la norepinefrina y la epinefrina es la dopamina . Es un neurotransmisor inhibitorio, lo cual significa que cuando encuentra su camino a sus receptores, bloquea la tendencia de esa neurona a disparar. La dopamina esta fuertemente asociada con los mecanismos de recompensa en el cerebro. Las drogas como la cocaína, el opio, la heroína, y el alcohol promueven la liberación de dopamina, ¡al igual que lo hace la nicotina!
La grave enfermedad mental llamada esquizofrenia, se ha demostrado que implica cantidades excesivas de dopamina en los lóbulos frontales, y las drogas que bloquean la dopamina son usadas para ayudar a los esquizofrénicos. Por otro lado, demasiada poca dopamina en las áreas motoras del cerebro es responsable de la enfermedad de Parkinson, la cual implica temblores corporales incontrolables.
En 1950, Eugene Roberts y J. Awapara descubrieron el GABA (ácido gamma aminobutírico), otro tipo de neurotransmisor inhibitorio. El GABA actúa como un freno del los neurotransmisores excitatorios que llevan a la ansiedad. La gente con poco GABA tiende a sufrir de trastornos de la ansiedad, y los medicamentos como el Valium funcionan aumentando los efectos del GABA. Si el GABA está ausente en algunas partes del cerebro, se produce la epilepsia.
El glutamato es un pariente excitatorio del GABA. Es el neurotransmisor más común en el sistema nervioso central, y es especialmente importante en relación con la memoria. Curiosamente, el glutamato es realmente tóxico para las neuronas, y un exceso las mataría. Algunas veces el daño cerebral o un golpe pueden llevar a un exceso de este y terminar con muchas más células cerebrales muriendo que el propio trauma. La ALS, más comúnmente conocida como enfermedad de Lou Gehrig, está provocada por una producción excesiva de glutamato.
Se ha encontrado que la serotonina está íntimamente relacionada con la emoción y el estado de ánimo. Demasiada poca serotonina se ha mostrado que lleva a la depresión, problemas con el control de la ira, el desorden obsesivo-compulsivo , y el suicidio. Demasiada poca también lleva a un incremento del apetito por los carbohidratos (comidas rica en almidón) y problemas con el sueño, lo cual también esta asociado con la depresión y otros problemas emocionales.
El Prozac y otros medicamentos ayudan a la gente con depresión previniendo que las neuronas aspiren el exceso de serotonina, por lo que hay más flotando en las sinapsis. Es interesante que un poco de leche caliente antes de acostarse también incrementa los niveles de serotonina. Como mama puede haberte dicho, te ayuda a dormir. La serotonina es un derivado del triptófano, que se encuentra en la leche. ¡El calor es solo por comodidad!
Por otra parte, la serotonina también juega un papel en la percepción. Los alucinógenos como el LSD funcionan adhiriéndose a los receptores de serotonina en las vías perceptivas.
En 1973, Solomon Snyder y Candace Pert del John´s Hopkins descubrieron la endorfina . La endorfina es el nombre corto de “morfina endógena” (presente en la heroína). Es estructuralmente muy similar a los opioides (opio, morfina, heroína, etc.) y tiene funciones similares: esta implicada en la reducción del dolor y en el placer, y las drogas opiaceas funcionan adhiriéndose a los receptores de endorfinas. Es también el neurotransmisor que ayuda a los osos y otros animales a hibernar. Considera esto: La heroína enlentece la tasa cardiaca, la respiración, y el metabolismo en general – exactamente lo que necesitarías para hibernar. Por supuesto, algunas veces la heroína enlentece totalmente: Hibernación permanente.
¿Puede una neurona liberar más de un neurotransmisor?
Al hablar de neurotransmisores, casi siempre se piensa en los neurotransmisores clásicos, tales como la dopamina o la serotonina, los mensajeros químicos primarios que las neuronas utilizan para comunicarse entre sí y con células de otros tipos. Sir Henry Dale conjeturó, a principios del siglo XX, que cada neurona libera un mismo neurotransmisor clásico desde todos sus axones, las finas ramificaciones que se extienden como vástagos desde el soma, o cuerpo celular. Otro distinguido neurofisiólogo de la época, Sir John Ecles, reformuló el principio de Dale, postulando que cada neurona liberaba solo un tipo de neurotransmisor. A partir de entonces, el aforismo “una neurona, un neurotransmisor” se aceptó sin disputa.
El famoso veneno botulina funciona bloqueando la acetilcolina, causando parálisis. El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas personas para eliminar temporalmente las arrugas – una triste crónica de nuestro tiempo, diría yo. Haciendo un comentario más serio, existe un vínculo entre la acetilcolina y la enfermedad de Alzheimer: hay una pérdida de cerca de un 90 % de la acetilcolina en los cerebros de personas que sufren de esta enfermedad debilitante.
En 1946, otro biólogo alemán cuyo nombre era von Euler, descubrió la norepinefrina (antes llamada noradrenalina). La norepinefrina esta fuertemente asociada con la puesta en “alerta máxima” de nuestro sistema nervioso. Es prevalente en el sistema nervioso simpático, e incrementa la tasa cardiaca y la presión sanguínea. Nuestras glándulas adrenales la liberan en el torrente sanguíneo, junto con su pariente la epinefrina. Es también importante para la formación de memorias.
El estrés tiende a agotar nuestro almacén de adrenalina, mientras que el ejercicio tiende a incrementarlo. Las anfetaminas (“speed”) funcionan causando la liberación de norepinefrina.
Otro familiar de la norepinefrina y la epinefrina es la dopamina . Es un neurotransmisor inhibitorio, lo cual significa que cuando encuentra su camino a sus receptores, bloquea la tendencia de esa neurona a disparar. La dopamina esta fuertemente asociada con los mecanismos de recompensa en el cerebro. Las drogas como la cocaína, el opio, la heroína, y el alcohol promueven la liberación de dopamina, ¡al igual que lo hace la nicotina!
La grave enfermedad mental llamada esquizofrenia, se ha demostrado que implica cantidades excesivas de dopamina en los lóbulos frontales, y las drogas que bloquean la dopamina son usadas para ayudar a los esquizofrénicos. Por otro lado, demasiada poca dopamina en las áreas motoras del cerebro es responsable de la enfermedad de Parkinson, la cual implica temblores corporales incontrolables.
En 1950, Eugene Roberts y J. Awapara descubrieron el GABA (ácido gamma aminobutírico), otro tipo de neurotransmisor inhibitorio. El GABA actúa como un freno del los neurotransmisores excitatorios que llevan a la ansiedad. La gente con poco GABA tiende a sufrir de trastornos de la ansiedad, y los medicamentos como el Valium funcionan aumentando los efectos del GABA. Si el GABA está ausente en algunas partes del cerebro, se produce la epilepsia.
El glutamato es un pariente excitatorio del GABA. Es el neurotransmisor más común en el sistema nervioso central, y es especialmente importante en relación con la memoria. Curiosamente, el glutamato es realmente tóxico para las neuronas, y un exceso las mataría. Algunas veces el daño cerebral o un golpe pueden llevar a un exceso de este y terminar con muchas más células cerebrales muriendo que el propio trauma. La ALS, más comúnmente conocida como enfermedad de Lou Gehrig, está provocada por una producción excesiva de glutamato.
Se ha encontrado que la serotonina está íntimamente relacionada con la emoción y el estado de ánimo. Demasiada poca serotonina se ha mostrado que lleva a la depresión, problemas con el control de la ira, el desorden obsesivo-compulsivo , y el suicidio. Demasiada poca también lleva a un incremento del apetito por los carbohidratos (comidas rica en almidón) y problemas con el sueño, lo cual también esta asociado con la depresión y otros problemas emocionales.
El Prozac y otros medicamentos ayudan a la gente con depresión previniendo que las neuronas aspiren el exceso de serotonina, por lo que hay más flotando en las sinapsis. Es interesante que un poco de leche caliente antes de acostarse también incrementa los niveles de serotonina. Como mama puede haberte dicho, te ayuda a dormir. La serotonina es un derivado del triptófano, que se encuentra en la leche. ¡El calor es solo por comodidad!
Por otra parte, la serotonina también juega un papel en la percepción. Los alucinógenos como el LSD funcionan adhiriéndose a los receptores de serotonina en las vías perceptivas.
En 1973, Solomon Snyder y Candace Pert del John´s Hopkins descubrieron la endorfina . La endorfina es el nombre corto de “morfina endógena” (presente en la heroína). Es estructuralmente muy similar a los opioides (opio, morfina, heroína, etc.) y tiene funciones similares: esta implicada en la reducción del dolor y en el placer, y las drogas opiaceas funcionan adhiriéndose a los receptores de endorfinas. Es también el neurotransmisor que ayuda a los osos y otros animales a hibernar. Considera esto: La heroína enlentece la tasa cardiaca, la respiración, y el metabolismo en general – exactamente lo que necesitarías para hibernar. Por supuesto, algunas veces la heroína enlentece totalmente: Hibernación permanente.
¿Puede una neurona liberar más de un neurotransmisor?
Al hablar de neurotransmisores, casi siempre se piensa en los neurotransmisores clásicos, tales como la dopamina o la serotonina, los mensajeros químicos primarios que las neuronas utilizan para comunicarse entre sí y con células de otros tipos. Sir Henry Dale conjeturó, a principios del siglo XX, que cada neurona libera un mismo neurotransmisor clásico desde todos sus axones, las finas ramificaciones que se extienden como vástagos desde el soma, o cuerpo celular. Otro distinguido neurofisiólogo de la época, Sir John Ecles, reformuló el principio de Dale, postulando que cada neurona liberaba solo un tipo de neurotransmisor. A partir de entonces, el aforismo “una neurona, un neurotransmisor” se aceptó sin disputa.
Ahora sabemos, sin embargo, que no excepcional
que las neuronas liberen uno de los neurotransmisores clásicos en compañía de
algún mensajero de otro tipo, como puede ser un gas (óxido nítrico) o un
neuropéptido (una proteína diminuta capaz de actuar como neurotransmisor).
Nuevas técnicas de manipulación y formación de imágenes de neuronas han
posibilitado descubrir que cierto número de ellas se intercomunican merced a
más de uno de los neurotransmisores clásicos de hecho, algunas de nuestras
neuronas auditivas liberan simultáneamente hasta tres neurotransmisores clásicos
de distintos tipos durante un breve estadio de su desarrollo.
Vemos, pues, que el aforismo “una
neurona, un neurotransmisor” resulta un tanto simplista. Ahora bien, ¿seguirá
siendo válido el principio original, enunciado por Dale, que afirma que todas
las ramificaciones axonales de un neurona liberan el mismo neurotransmisor?.
Se
admite hoy que parece existir ciertas excepciones a este principio. Se sabía
desde antiguo que las neuronas motoras, que son esenciales en lo movimientos
musculares voluntarios, liberan acetilcolina, tanto las células musculares, o
miocitos, del cuerpo, como sobre las neuronas de la médula espinal.
Sin embargo,
según estudios recientes, las neuronas motoras liberan también glutamato, un
segundo transmisor.
Lo más notable es que, al parecer, sólo liberan glutamato
sobre neuronas de la médula espinal y no sobre miocitos; es decir, ciertas
ramificaciones de una misma neurona liberan glutamato, y otras, no.
Un próximo paso en las investigación
de neurotransmisores consistirá en comprender de que como afecta la liberación
de más de un neurotransmisor a las funciones del circuito nervioso, y al
organismo como un todo. La cuestión fundamental planteada en el encabezamiento
ha llevado casi un siglo de indagaciones fascinantes y va a seguir siendo un
campo de activa y apasionante investigación.
Un neurotransmisor es una biomolécula, sintetizada
generalmente por las neuronas, que se vierte, a partir de vesículas existentes
en la neurona presináptica, hacia la brecha sináptica y produce un cambio en el
potencial de acción de la neurona postsináptica. Los neurotransmisores son por
tanto las principales sustancias de las sinapsis.
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