Generalidad
Los neurotransmisores son mensajeros químicos endógenos que las células del sistema nervioso (las llamadas neuronas) utilizan para comunicarse entre sí o para estimular células musculares o glandulares.
Las sinapsis químicas son sitios de contacto funcional entre dos neuronas o entre una neurona y otro género celular.
Hay varias clases de neurotransmisores: la clase de aminoácidos, la clase de monoaminas, la clase de péptidos, la clase de aminas "traza", la clase de purinas, la clase de gases, etc.
Los neurotransmisores más conocidos incluyen: dopamina, acetilcolina, glutamato, GABA y serotonina.
¿Qué son los neurotransmisores?
Los neurotransmisores son sustancias químicas que las neuronas (las células del sistema nervioso) utilizan para comunicarse entre sí, para actuar sobre las células musculares o para estimular una respuesta de las células glandulares.
En otras palabras, los neurotransmisores son mensajeros químicos endógenos que permiten la comunicación interneuronal (es decir, entre neuronas) y la comunicación entre neuronas y el resto del cuerpo.
El sistema nervioso humano utiliza neurotransmisores para regular o dirigir mecanismos vitales, como los latidos del corazón, la respiración pulmonar o la digestión.
Además, el sueño nocturno, la concentración, el estado de ánimo, etc., dependen de los neurotransmisores.
NEUROTRANSMISORES Y SINAPSIS QUIMICAS
Según una definición más especializada, los neurotransmisores son los portadores de información a lo largo del sistema de las llamadas sinapsis químicas.
En neurobiología, el término sinapsis (o unión sináptica) indica los sitios de contacto funcional entre dos neuronas o entre una neurona y otro género celular (por ejemplo, una célula muscular o una célula glandular).
La función de una sinapsis es transmitir información entre las células involucradas, para producir una determinada respuesta (por ejemplo, la contracción de un músculo).
El sistema nervioso humano comprende dos tipos de sinapsis:
- Sinapsis eléctricas, en las que la comunicación de información depende de un flujo de corrientes eléctricas a través de las dos células involucradas, e
- Las mencionadas sinapsis químicas, en las que la comunicación de información depende de un flujo de neurotransmisores a través de las dos células afectadas.
Una sinapsis química clásica consta de tres componentes fundamentales, colocados en serie:
- La terminal presináptica de la neurona de la que proviene la información nerviosa. La neurona en cuestión también se denomina neurona presináptica;
- El espacio sináptico, que es el espacio de separación entre las dos células protagonistas de la sinapsis. Reside fuera de las membranas celulares y tiene un "área de extensión igual a aproximadamente 20-40 nanómetros;
- La membrana postsináptica de la neurona, célula muscular o célula glandular a la que debe llegar la información nerviosa. Ya sea una neurona, una célula muscular o una célula glandular, la unidad celular a la que pertenece la membrana postsináptica se denomina elemento postsináptico.
La sinapsis química que conecta una neurona con una célula muscular también se conoce como unión neuromuscular o placa terminal.
DESCUBRIMIENTO DE NEUROTRANSMISORES
Figura: sinapsis química
Hasta principios del siglo XX, los científicos creían que la comunicación entre neuronas y entre neuronas y otras células se producía exclusivamente a través de sinapsis eléctricas.
La idea de que podría haber otro modo de comunicación surgió cuando algunos investigadores descubrieron el llamado espacio sináptico.
El farmacólogo alemán Otto Loewi planteó la hipótesis de que las neuronas podrían utilizar el espacio sináptico para liberar allí mensajeros químicos. Era el año 1921.
A través de sus experimentos sobre la regulación nerviosa de la actividad cardíaca, Loewi se convirtió en el protagonista del descubrimiento del primer neurotransmisor conocido: la acetilcolina.
Sitio
En las neuronas presinápticas, los neurotransmisores residen dentro de pequeñas vesículas intracelulares.
Estas vesículas intercelulares son comparables a sacos, delimitados por una bicapa de fosfolípidos similar, en varios aspectos, a la bicapa de fosfolípidos de la membrana plasmática de una célula eucariota sana genérica.
Mientras permanezcan dentro de las vesículas intracelulares, los neurotransmisores son, por así decirlo, inertes y no producen respuesta.
Mecanismo de acción
Premisa: para comprender el mecanismo de acción de los neurotransmisores es bueno tener en cuenta las sinapsis químicas y su composición, descritas anteriormente.
Los neurotransmisores permanecen confinados en el interior de las vesículas intracelulares, hasta que llega una señal de origen nervioso capaz de estimular la liberación de las vesículas desde la neurona contenedora.
La liberación de las vesículas tiene lugar cerca de la terminal presináptica de la neurona contenedora e implica la liberación de neurotransmisores en el espacio sináptico.
En el espacio sináptico, los neurotransmisores son libres de interactuar con la membrana postsináptica de la célula nerviosa, muscular o glandular, ubicada en las inmediaciones y formando parte de la sinapsis química.
La interacción entre los neurotransmisores y la membrana postsináptica es posible gracias a la presencia, en esta última, de determinadas proteínas, propiamente denominadas receptores de membrana.
El contacto entre neurotransmisores y receptores de membrana transforma la señal nerviosa inicial (la que estimula la liberación de vesículas intracelulares) en una respuesta celular muy específica. Por ejemplo, la respuesta celular producida por la interacción entre neurotransmisores y la membrana postsináptica de una célula muscular puede consistir en la contracción del tejido muscular al que pertenece dicha célula.
Al concluir esta imagen esquemática de cómo funcionan los neurotransmisores, es importante informar el siguiente último aspecto: la respuesta celular específica mencionada anteriormente "de hecho depende del tipo de neurotransmisor y del tipo de receptores presentes en la membrana postsináptica.
¿CUÁL ES EL POTENCIAL DE ACCIÓN?
En neurobiología, la señal nerviosa que estimula la liberación de vesículas intracelulares se denomina potencial de acción.
Por definición, el potencial de acción es el fenómeno que tiene lugar en una neurona genérica y que implica un cambio rápido de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la membrana celular de la neurona implicada.
A la luz de esto, no debería sorprendernos cuando, hablando de señales nerviosas, los expertos las comparen con impulsos eléctricos: una señal nerviosa es un evento de tipo eléctrico en todos los aspectos.
CARACTERÍSTICAS DE LA RESPUESTA CELULAR
Según el lenguaje de los neurobiólogos, la respuesta celular inducida por neurotransmisores, a nivel de la membrana postsináptica, puede ser excitadora o inhibitoria.
Una respuesta excitadora es una reacción diseñada para promover la creación de un impulso nervioso en el elemento postsináptico.
Una respuesta inhibitoria, por otro lado, es una reacción diseñada para inhibir la creación de un impulso nervioso en el elemento postsináptico.
Clasificación
Hay muchos neurotransmisores humanos conocidos y su lista está destinada a crecer a medida que los neurobiólogos descubran nuevos con regularidad.
La gran cantidad de neurotransmisores reconocidos ha hecho imprescindible la clasificación de estas moléculas químicas, con el fin de simplificar su consulta.
Hay varios criterios de clasificación; el más común es el que distingue a los neurotransmisores en función de la clase de moléculas a las que pertenecen.
Las principales clases de moléculas a las que pertenecen los neurotransmisores humanos son:
- La clase de aminoácidos o derivados de aminoácidos. Esta clase incluye: glutamato (o ácido glutámico), aspartato (o ácido aspártico), ácido gamma-aminobutírico (más conocido como GABA) y glicina.
- La clase de péptidos. Esta clase incluye: somatostatina, opioides, sustancia P, algunas secretinas (secretina, glucagón, etc.), algunas taquiquininas (neuroquinina A, neuroquinina B, etc.), algunas gastrinas, galanina, neurotensina y las denominadas transcripciones reguladas por la cocaína. y anfetamina.
- La clase de monoaminas. Esta clase incluye: dopamina, norepinefrina, epinefrina, histamina, serotonina y melatonina.
- La clase de las llamadas "aminas traza". Se incluyen en esta clase: tiramina, tri-yodotironamina, 2-feniletilamina (o 2-feniletilamina), octopamina y triptamina (o triptamina).
- La clase de las purinas. Esta clase incluye: trifosfato de adenosina y adenosina.
- La clase de gas. Esta clase incluye: óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) y sulfuro de hidrógeno (H2S).
- Otro. Todos aquellos neurotransmisores que no pueden incluirse en ninguna de las clases anteriores, como la acetilcolina o la anandamida antes mencionadas, se incluyen en el epígrafe "otros".
Ejemplos más conocidos
Algunos neurotransmisores son decididamente más famosos que otros, tanto porque se conocen y estudian desde hace más tiempo, como porque realizan funciones de considerable interés biológico.
Entre los neurotransmisores más famosos merecen una mención:
- Glutamato. Es el principal neurotransmisor excitador del sistema nervioso central: según dicen los neurobiólogos, más del 90% de las llamadas sinapsis excitatorias hacen uso de él.
Junto a su función excitadora, el glutamato también participa en los procesos de aprendizaje (el aprendizaje entendido como un proceso de almacenamiento de datos en el cerebro) y la memoria.
Según algunos estudios científicos, estaría implicado en enfermedades como: enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Huntington, esclerosis lateral amiotrófica (más conocida como ELA) y Parkinson. - GABA. Se trata de los principales neurotransmisores inhibidores del sistema nervioso central: según los últimos estudios biológicos, alrededor del 90% de las llamadas sinapsis inhibitorias harían uso de él.
Debido a sus propiedades inhibitorias, el GABA es uno de los principales objetivos de los fármacos sedantes y tranquilizantes. - Acetilcolina: es un neurotransmisor con función excitadora sobre los músculos: en las uniones neuromusculares, de hecho, su presencia pone en marcha los mecanismos que contraen las células de los tejidos musculares implicados.
Además de actuar a nivel muscular, la acetilcolina también influye en el funcionamiento de los órganos controlados por el llamado sistema nervioso autónomo, cuya influencia sobre el sistema nervioso autónomo puede ser tanto excitadora como inhibitoria. - Dopamina. Perteneciente a la familia de las catecolaminas, es un neurotransmisor que realiza numerosas funciones, tanto a nivel del sistema nervioso central como a nivel del sistema nervioso periférico.
A nivel del sistema nervioso central, la dopamina participa en: el control del movimiento, la secreción de la hormona prolactina, el control de las habilidades motoras, los mecanismos de recompensa y placer, el control de las habilidades de atención, el mecanismo del sueño, el control de la conducta. , el control de determinadas funciones cognitivas, el control del estado de ánimo y, finalmente, los mecanismos subyacentes al aprendizaje.
A nivel del sistema nervioso periférico, en cambio, actúa como: vasodilatador, estimulante de la excreción de sodio, factor que favorece la motilidad intestinal, factor que reduce la actividad de los linfocitos y, finalmente, factor que reduce la secreción de insulina. - Serotonina. Es un neurotransmisor presente principalmente en el intestino y, aunque en menor medida que en las células del intestino, en las neuronas del sistema nervioso central.
A partir de los efectos inhibidores, la serotonina parece regular el apetito, el sueño, los procesos de memoria y aprendizaje, la temperatura corporal, el estado de ánimo, algunos aspectos del comportamiento, la contracción muscular, algunas funciones del sistema cardiovascular y algunas funciones del sistema endocrino.
Desde un punto de vista patológico, parece tener un papel en el desarrollo de la depresión y enfermedades relacionadas. Esto explica la existencia en el mercado de los denominados inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina, fármacos antidepresivos utilizados para el tratamiento de formas de depresión más o menos graves. - Histamina: es un neurotransmisor con un asiento predominante en el sistema nervioso central, precisamente a nivel del hipotálamo y de los mastocitos presentes en el cerebro y la médula espinal.
- Norepinefrina y epinefrina La norepinefrina se concentra sobre todo en el sistema nervioso central y tiene la función de movilizar el cerebro y el cuerpo para la acción (por lo tanto, tiene un efecto excitador). Por ejemplo, en el cerebro, promueve los procesos de excitación, alerta, concentración y memoria; en el resto del cuerpo, aumenta la frecuencia cardíaca y la presión arterial, estimula la liberación de glucosa de los puntos de almacenamiento, aumenta el flujo de sangre a los músculos esqueléticos. , reduce el flujo sanguíneo al sistema gastrointestinal y promueve el vaciado de la vejiga y los intestinos.
La epinefrina está presente, en gran medida, en las células de las glándulas suprarrenales y, en pequeñas cantidades, en el sistema nervioso central.
Este neurotransmisor tiene efectos excitadores y participa en procesos como: el aumento de la sangre a los músculos esqueléticos, el aumento de la frecuencia cardíaca y la dilatación de las pupilas.
Tanto la noradrenalina como la epinefrina son neurotransmisores derivados de la tirosina.
