Principios
básicos de los neurotransmisores.
El cuerpo
neuronal produce ciertas enzimas que están implicadas en la síntesis de la
mayoría de los neurotransmisores, estas actúan sobre determinadas moléculas
precursoras captadas por la neurona para formar el correspondiente NT. Éste se
almacena en la terminación nerviosa dentro de vesícula, el contenido de NT en cada
vesícula (generalmente varios millares de moléculas) es cuántico. Algunas
moléculas neurotransmisoras se liberan de forma constante en la terminación, pero
en cantidad insuficiente para producir una respuesta fisiológica significativa.
Un PA que alcanza la terminación puede activar una corriente de calcio y
precipitar simultáneamente la liberación del NT desde las vesículas mediante la
fusión de la membrana de las mismas a la de la terminación neuronal. Así, las
moléculas del NT son expulsadas a la hendidura sináptica mediante exocitósis.
La cantidad de NT en las terminaciones se
mantiene relativamente constante e independiente de la actividad nerviosa
mediante una regulación estrecha de su síntesis.
Este control varía de unas
neuronas a otras y depende de la modificación en la captación de sus
precursores y de la actividad enzimática encargada de su formación y
catabolismo. La estimulación o el bloqueo de los receptores post sinápticos
pueden aumentar o disminuir la síntesis pre-sináptica del NT, estos difunden a
través de la hendidura sináptica, se unen inmediatamente a sus receptores y los
activan induciendo una respuesta fisiológica. Dependiendo del receptor, la
respuesta puede ser excitatoria (produciendo el inicio de un nuevo PA) o
inhibitoria (frenando el desarrollo de un nuevo PA).La interacción NT-receptor
debe concluir también de forma inmediata para que el mismo receptor pueda ser
activado repetidamente. Para ello, el NT es captado rápidamente por la
terminación post-sináptica mediante un proceso activo (recaptación) y es
destruido por enzimas próximas a los receptores, o bien difunde en la zona
adyacente. Las alteraciones de la síntesis, el almacenamiento, la liberación o
la degradación de los NT, o el cambio en el número o actividad de los
receptores, pueden afectar a la neurotransmisión y producir ciertos trastornos
clínicos.
Definición
de los neurotransmisores.
Se define a un
neurotransmisor como una sustancia producida por una célula nerviosa capaz de
alterar el funcionamiento de otra célula de manera breve o durable, por medio
de la ocupación de receptores específicos y por la activación de mecanismos
iónicos y/o metabólicos.
Por otra parte, también podemos definir a los
neurotransmisores como mensajeros
químicos que utilizan las células nerviosas para comunicarse entre sí, esto se
llama sinapsis cada uno de ellos es responsable de diferentes funciones
cerebrales específicas y para que el cerebro funcione adecuadamente requiere de
un balance de nutrientes, vitaminas, minerales, aminoácidos, ácidos grasos y
neurotransmisores (proteínas).
Para todas
estas posibilidades se han usado términos como el de neuromodulador, neurorregulador,
neurohormona o neuromediador. Aunque el uso de términos diferentes puede ayudar
a definir acciones y contextos de comunicación intercelular, aquí utilizaremos
el de neurotransmisor, pues se habla simplemente del intercambio de información,
de transmisión de señales, de uniones funcionales entre células.
Con lo
siguiente se conoce las capacidades de esta sustancia para actuar en el
organismo, y para comprender esto, es necesario un poco de imaginación y
recrearse en ella, para analizar como una sustancia puede ejercer tanto dominio
en las células, los neutransmisores son capaces de estimular o inhibir rápida o
lentamente (desde milésimas de segundo hasta horas o días), puede liberarse
hacia la sangre (en lugar de hacia otra neurona, glándula o músculo) para
actuar sobre varias células y a distancia del sitio de liberación (como una
hormona), puede permitir, facilitar o antagonizar los efectos de otros
neurotransmisores. O también puede activar otras sustancias del interior de la
célula (los llamados segundos mensajeros) para producir efectos biológicos (por
ejemplo, activar enzimas como las fosforilasas o las cinasas). Y además, una
misma neurona puede tener efectos diferentes sobre las estructuras postsinápticos,
dependiendo del tipo de receptor postsináptico presente (por ejemplo, excitar en un sitio, inhibir en otro e inducir
la secreción de una neurona en un tercero).
Principales
neurotransmisores.
Para
constituir un neurotransmisor, una sustancia química debe estar presente en la
terminación nerviosa, ser liberada por un PA y, cuando se une al receptor,
producir siempre el mismo efecto. Existen muchas moléculas que actúan como
Neurotransmisores y se conocen al menos 18 de estos mayores, varios de los
cuales actúan de formas ligeramente distintas.
Ø Los
aminoácidos glutamato y aspartato son los principales neurotransmisores
excitatorios del sistema nervioso central. Están presentes en la corteza
cerebral, el cerebelo y la ME.
Ácido aspártico Ácido glutámico
Ø El
ácido g-aminobutírico (GABA) es el principal NT inhibitorio cerebral. Deriva
del ácido glutámico, mediante la decarboxilación realizada por la
glutamato-descarboxilasa. Tras la interacción con los receptores específicos,
el gaba es recaptado activamente por la terminación y metabolizado. La glicina
tiene una acción similar al gaba pero en las interneuronas de la ME.
Probablemente deriva del metabolismo de la serina.
C(CC(=O)O)
C4H9NO2 CN
Ø La
serotonina (5-hidroxitriptamina) (5-HT) se origina en el núcleo del rafe y las
neuronas de la línea media de la protuberancia y el mesencéfalo. Deriva de la
hidroxilación del triptófano mediante la acción de la triptófano-hidroxilasa
que produce 5-hidroxitriptófano; éste es descarboxilado, dando lugar a la
serotonina. Los niveles de 5-HT están regulados por la captación de triptófano
y por la acción de la monoaminooxidasa (MAO) intraneuronal.
Serotonina
Ø La
acetilcolina es el NT fundamental de las neuronas motoras bulbo-espinales, las
fibras preganglionares autónomas, las fibras colinérgicas posganglionares
(parasimpáticas) y muchos grupos neuronales del SNC (p. ej., ganglios basales y
corteza motora). Se sintetiza a partir de la colina y la acetil-coenzima A
mitocondrial, mediante la colinacetiltransferasa. Al ser liberada, la
acetilcolina estimula receptores colinérgicos específicos y su interacción
finaliza rápidamente por hidrólisis local a colina y acetato mediante la acción
de la acetilcolinesterasa. Los niveles de acetilcolina están regulados por la
colinacetiltransferasa y el grado de captación de colina.
Acetilcolina
Ø La
dopamina es el NT de algunas fibras nerviosas y periféricas y de muchas
neuronas centrales (p.ej., en la sustancia negra, el diencéfalo, el área
tegmental ventral y el hipotálamo). El aminoácido tirosina es captado por las
neuronas dopaminérgicas y convertido en 3,4-dihidroxifenilalanina (dopa) por
medio de la tirosina-hidroxilasa. La dopa se decarboxila hasta dopamina por la
acción de la descarboxilasa de l-aminoácidos aromáticos. Tras ser liberada, la
dopamina interactúa con los receptores dopaminérgicos y el complejo NT-receptor
es captado de forma activa por las neuronas presinápticas. La
tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan las tasas de dopamina en la terminación
nerviosa.
Dopamina
Ø La
noradrenalina es el NT de la mayor parte de las fibras simpáticas
posganglionares y muchas neuronas centrales (p. ej., en el locus ceruleus y el
hipotálamo). El precursor es la tirosina, que se convierte en dopamina, ésta es
hidroxilada por la dopamina b-hidroxilasa a noradrenalina. Cuando se libera,
ésta interactúa con los receptores adrenérgicos, proceso que finaliza con su
recaptación por las neuronas presinápticas, y su degradación por la MAO y por
la catecol-O-metiltransferasa (COMT), que se localiza sobre todo a nivel
extraneuronal. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan los niveles
intraneuronales de noradrenalina.
Noradrenalina
o norepinefrina.
Ø La
b-endorfina es un polipéptido que activa muchas neuronas (p. ej., en el
hipotálamo, amígdala, tálamo y locus ceruleus). El cuerpo neuronal contiene un
gran polipéptido denominado proopiomelanocortina, el precursor de varios
neuropéptidos (p. ej., a, b y g-endorfinas). Este polipéptido es transportado a
lo largo del axón y se divide en fragmentos específicos, uno de los cuales es
la b-endorfina, que contiene 31 aminoácidos. Tras su liberación e interacción
con los receptores opiáceos, se hidroliza por acción de peptidasas en varios
péptidos menores y aminoácidos.
Ø La
metencefalina y leuencefalina son pequeños péptidos presentes en muchas
neuronas centrales (por ejemplo, en el globo pálido, tálamo, caudado y
sustancia gris central). Su precursor es la proencefalina que se sintetiza en
el cuerpo neuronal y después se divide en péptidos menores por la acción de
peptidasas específicas. Los fragmentos resultantes incluyen dos encefalinas,
compuestas por 5aminoácidos cada una, con una metionina o leucina terminal,
respectivamente. Tras su liberación e interacción con receptores peptidérgicos,
son hidrolizadas hasta formar péptidos inactivos y aminoácidos, como son las
dinorfinas y la sustancia P.
Enlace de peptídico.
Ø Las dinorfinas
son un grupo de 7 péptidos con una secuencia de aminoácidos similar, que
coexisten geográficamente con las encefalinas. La sustancia P es otro péptido
presente en las neuronas centrales (habénula, sustancia negra, ganglios
basales, bulbo e hipotálamo) y en alta concentración en los ganglios de las
raíces dorsales. Se libera por la acción de estímulos dolorosos aferentes.
Ø Otros
NT cuyo papel ha sido establecido menos claramente son la histamina, la
vasopresina, la somatostatina, el péptido intestinal vasoactivo, la carnosina,
la bradicinina, la colecistocinina, la bombesina, el factor liberador de
corticotropina, la neurotensina y, posiblemente, la adenosina.
Funcionalidad
de los neurotransmisores en el cuerpo humano.
Los
neurotransmisores se involucran directamente en el comportamiento humano, ya
que son las bases biológicas de este al comunicarse a través de un lenguaje
articulado, transformar la naturaleza, crear y transmitir formas culturales y
de organización social. Toda la capacidad humana para razonar, para usar
lenguaje, para inventar y ser creativo, para experimentar su mundo desde un plano estético, para crear una
amistad con otro ser humano, y tanto más, es función de nuestro sistema
nervioso específicamente de los neurotransmisores. El sistema nervioso es el centro de comando
para toda la actividad que ocurre dentro del cuerpo y toda conducta que emite
el hombre en repuesta a su medio ambiente.
Sus respuestas emocionales, sus procesos cognoscitivos, todo acto
voluntario (como caminar) e involuntario (como respirar) están dirigidos por el
sistema nervioso.
La
neurotransmisión puede aumentar o disminuir para generar una función o para
responder a los cambios fisiológicos. Muchos trastornos neurológicos y Psiquiátricos
son debidos a un aumento o disminución de la actividad de determinados
neurotransmisores y muchas drogas pueden modificarla.
No
hay pensamientos, sentimientos o recuerdos, cuya realización no implique la
activación de algún área del cerebro. Aunque podamos distinguir los procesos
estrictamente fisiológicos como, por ejemplo, un impulso nervioso, de un
proceso psíquico, como por ejemplo un recuerdo o un sentimiento de tristeza,
nadie parece poner en cuestión que el sistema nervioso central en especial el cerebro, es el lugar donde ocurren los procesos
psíquicos.