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Neurotransmisores, los mensajeros de la información

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En ese artículo estaremos hablando de los neurotransmisores y su rol en el mecanismo por el cual funciona la sinapsis química. Las sinapsis son la comunicación entre dos neuronas o bien entre una neurona y una célula efectora (células musculares o glándulas).

En el sistema nervioso existe dos formas de comunicación, sinapsis eléctricas por potencial de acción siendo esta la comunicación más rápido y las sinapsis químicas las cuales se comunican a través de la liberación de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.

Las sinapsis químicas a diferencias de las eléctricas, no se tocan entre sí. Estas, a su vez, están agrupadas estructuralmente por una neurona presináptica, hendidura sináptica y una neurona postsináptica, (ver imagen 1).

Los neurotransmisores y su relación con la estructura de la neurona

La neurona presináptica

Recibe el estímulo, despolariza la membrana permitiendo las aperturas de los canales de ca++ dependiente de voltaje, este fluye dentro de la neurona, al tener una concentración de ca++ en el interior de la neurona envía una señal a las vesículas sinápticas (dentro de ellas están los neurotransmisores) las cuales se fusionan con la membrana plasmática y libera los neurotransmisores.

Hendidura sináptica

En este espacio de unos 20 a 50 nm llegan los neurotransmisores los cuales se dirigen a la neurona postsináptica, algunas no llegan a su destino final por las enzimas que se encuentran en este espacio intersticial las cuales se encargan de degradarlas.

Neurona postsináptica

En la membrana de la neurona postsináptica se encuentran receptores específicos para cada neurotransmisor, generalmente los receptores son canales de ligando (ionotrópico) pero existen neurotransmisores que son metabotrópicos. Esto ocasiona un incremento de iones en el interior de la neurona postsináptica obteniendo un potencial postsináptico y así, se envía la información para una respuesta al estímulo percibido.

Sinapsis
Imagen 1. Mecanismo por el cual funciona la sinapsis química.

¿Qué son los neurotransmisores?

Un neurotransmisor es una sustancia química que genera una acción de excitación o inhibición en la neurona postsináptica. Para que una sustancia química se considera neurotransmisores debe cumplir ciertas características generales las cuales son:

  • La sustancia debe estar presente en la membrana presináptica y que la célula sea capaz de sintetizarla.
  • Esta, debe liberarse tras una despolarización de la neurona presináptica.
  • Por último, deben de existir receptores específicos para el neurotransmisor en la membrana postsináptica.

Actualmente hay aproximadamente 100 sustancias que son conocidas como neurotransmisores.

Desde el punto de vista celular, un neurotransmisor que excita una neurona postsináptica es aquella que activa los canales Na+ permitiendo la entrada al interior de la célula volviéndola más positiva (despolarización), mientras que las inhibitorias son aquellas que abren los canales de K+ o Cl-, volviendo el interior más negativo (hiperpolarización) y de esta manera se aleja del umbral.

Si bien es cierto, existen neurotransmisores que poseen ambas funciones de excitación e inhibición, todo depende de los receptores a los que se unan. Existen tres tipos de clasificación de neurotransmisores: moléculas pequeñas, péptidos y transmisores de tipos gaseosos.

Los neurotransmisores de moléculas pequeñas, se subdividen en acetilcolina, péptidos, aminoácidos, aminas biogénicas y purinas.

Para tener una idea más clara de las funciones de los neurotransmisores en el cuerpo, aquí se enlistan los neurotransmisores más estudiados hasta la actualidad.

Tipos de neurotransmisores

Acetilcolina

Se le considera el neurotransmisor más estudiado, se localiza en el sistema nervioso periférico y actúa en las uniones neuromusculares, posee funciones excitatorias e inhibitorias. Un ejemplo de esto, el aumento de acetilcolina en las células del músculo cardiaco provoca disminución de la frecuencia cardiaca teniendo una función inhibitoria, mientras que en el músculo esquelético permite la contracción muscular.

Glutamato

Se podría decir que es el neurotransmisor por excelencia del sistema nervioso central, ya que este está involucrado en la excitación de las mayorías de sinapsis que ocurre en el encéfalo. Sin embargo, se ha demostrado que a altas concentraciones el glutamato actúa como una neurotoxina.

GABA

Este neurotransmisor viene siendo todo lo contrario del glutamato, es el encargado de inhibir el sistema nervioso central.

Glicina

Este aminoácido también es inhibitorio actúa en regiones más específica, encontrándose en la médula espinal.

Noradrenalina

Se utiliza en el sistema nervioso periférico en las neuronas simpáticas postganglionares, además está involucrado en la actividad onírica, regulación del estado de ánimo y al despertar de un sueño profundo.

Adrenalina

Es excitatoria, aumenta la frecuencia cardiaca.

Dopamina

Generalmente se conoce como el neurotransmisor de la felicidad, ya que está involucrada en momentos de placeres, a las emociones y comportamiento adictivo.

Lo curioso de este neurotransmisor es que está relacionado con la enfermedad del Párkinson, se debe a la disminución de liberación de la misma debido a la degeneración de la sustancia gris, la cual la produce, y también está involucrada en los pacientes que sufren esquizofrenia al tener altas concentraciones de dopamina en su cuerpo.

Tanto la noradrenalina, adrenalina y dopamina poseen una misma ruta de síntesis al ser catecolaminas, estas se forman por hidroxilación y descarboxilación del aminoácido tirosina.



Serotonina

Esta se encuentra involucrada en la percepción sensorial, estado de ánimo, regulación de la temperatura e induce al sueño. Tiene función inhibitoria en las vías de dolor de la médula espinal. Se cree que existe una relación de este neurotransmisor con la depresión.

Sustancia P

Es un péptido, está relacionado con la transmisión del dolor y actúa sobre el músculo liso.

Otros neurotransmisores de interés son: monóxido de carbono, ATP, encefalinas, endorfinas, dinorfinas, óxido nítrico, histamina.

Resumen de los 10 neurotransmisores principales y su función en el sistema nervioso central

Tipos de Neurotransmisores infografía
Imagen 2. Los 10 neurotransmisores principales y su función en el sistema nervioso central. Foto: Brenner y Stevens. Farmacología básica. 

Conclusión

Los neurotransmisores son biomoléculas que deben estar presente en el interior de las neuronas, y de igual manera, la enzima que permite la síntesis del neurotransmisor. Se diferencian de las hormonas, ya que al ser liberados se comunican de manera inmediata; mientras que, las hormonas se comunican con otra célula sin tomar en cuenta la lejanía de esta.

Sin duda el esfuerzo de la comunidad científica en identificar y conocer las funciones de los neurotransmisores nos ha permitido avanzar, por ejemplo, con algunas enfermedades neurodegenerativas. Aún queda mucha más por investigar y se prevé grandes avances en este campo.


Referencias

Koeppen & Stanton. (2018). Berne y Levy. Fisiología, 7 edición, Elsevier

Portilla, O. C., Luque, A. C., Quiala, M. T., Ortega, M. F., Prats, R. A. F., Pérez, A. G., & Luque, A. C. (2006). Neurotransmisores. Revista Información Científica, 52(4).

Tortora, G. and Derrickson, B. (2018). Principios de anatomía y fisiología, 15a. edición. Buenos Aires [etc.]: Editorial Médica Panamericana.


Obtuve el grado de Licenciatura en Biología con Orientación en Fisiología y Comportamiento Animal en la Universidad de Panamá (UP). Como estudiante de la UP participé en un intercambio académico en el Instituto Politécnico Nacional de México donde cursé materias del área de fisiología. En mi trabajo de titulación investigamos la fisiopatología del edema pulmonar inducido por el veneno del escorpión Tityus asthenes de Panamá. He participado en varios congresos nacionales y he obtenido fondos de investigación. Soy miembro del Grupo de Investigación de Primatología y del Comité de Ética de la Investigación y el Bienestar de los Animales de la Universidad de Panamá.

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