fisiología

Los neurotransmisores

generalidad

Los neurotransmisores son mensajeros químicos endógenos, que utilizan las células del sistema nervioso (las llamadas neuronas) para comunicarse entre sí o para estimular células del tipo muscular o glandular.

En lo que respecta a su funcionamiento, los neurotransmisores actúan a nivel de sinapsis químicas.

Las sinapsis químicas son sitios de contacto funcional entre dos neuronas o entre una neurona y otro género celular.

Existen 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.

Entre los neurotransmisores más conocidos, se incluyen: dopamina, acetilcolina, glutamato, GABA y serotonina.

¿Qué son los neurotransmisores?

Los neurotransmisores son sustancias químicas que las neuronas utilizan, es decir, las células del sistema nervioso, 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 interna-neuronal (es decir, entre las neuronas) y la comunicación entre las 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.

NEUROTRASMETTERS Y LA SINPSIS QUÍMICA

Según una definición más especializada, los neurotransmisores son los transportadores 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 de células (por ejemplo, una célula muscular o una célula glandular).

La función de una sinapsis es transmitir información entre las células involucradas, para producir una respuesta específica (por ejemplo, la contracción de un músculo).

El sistema nervioso humano comprende dos tipos de sinapsis:

  • Sinapsis eléctricas, en las cuales la comunicación de información depende de un flujo de corrientes eléctricas a través de las dos celdas involucradas, e
  • Las sinapsis químicas mencionadas anteriormente, en las cuales 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, puestos en serie:

  • La terminal presináptica de la neurona de la que proviene la información nerviosa. La neurona en cuestión también se llama neurona presináptica ;
  • El espacio sináptico, que es el espacio de separación entre las dos celdas que son los protagonistas de la sinapsis. Reside fuera de las membranas celulares y tiene un área de extensión de aproximadamente 20-40 nanómetros;
  • La membrana postsináptica de la neurona, la célula muscular o la 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 toma el nombre de un elemento postsináptico .

La sinapsis química que une una neurona a una célula muscular también se conoce como unión neuromuscular o placa motora .

DESCUBRIMIENTO DE NEUROTRASMITROS

Figura: sinapsis química.

Hasta principios del siglo XX, los científicos creían que la comunicación entre las neuronas y entre las neuronas y otras células se producía exclusivamente a través de sinapsis eléctricas.

La idea de que podría haber otra forma de comunicación surgió cuando algunos investigadores descubrieron el llamado espacio sináptico.

El farmacólogo alemán Otto Loewi planteó la hipótesis de que el espacio sináptico podría servir a las neuronas para liberar mensajeros químicos. Fue 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 .

asiento

En las neuronas presinápticas, los neurotransmisores residen dentro de pequeñas vesículas intracelulares.

Estas vesículas intercelulares son comparables a los sacos, limitados por una doble capa de fosfolípidos similar, en varios aspectos, a la doble capa de fosfolípidos de la membrana plasmática de una célula eucariótica saludable genérica.

Mientras permanezcan dentro de las vesículas intracelulares, los neurotransmisores son, por así decirlo, inertes y no producen ninguna respuesta.

Mecanismo de accion

Prólogo: para entender el mecanismo de acción de los neurotransmisores, es bueno tener en cuenta las sinapsis químicas y su composición, descritas anteriormente.

Los neurotransmisores permanecen confinados dentro de las vesículas intracelulares, hasta que llega una señal de origen nervioso capaz de estimular la liberación de las vesículas desde la neurona del contenedor.

La liberación de las vesículas tiene lugar cerca del terminal presináptico de la neurona del contenedor e implica la liberación de los 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, colocados 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 proteínas particulares, llamadas adecuadamente receptores de membrana .

El contacto entre los neurotransmisores y los receptores de membrana cambia la señal nerviosa inicial (la que estimula la liberación de vesículas intracelulares) en una respuesta celular específica. Por ejemplo, la respuesta celular producida por la interacción entre los neurotransmisores y la membrana postsináptica de una célula muscular puede consistir en la contracción del tejido muscular al que pertenece la célula mencionada anteriormente.

Al final de esta imagen esquemática de cómo funcionan los neurotransmisores, es importante informar el último aspecto siguiente: la respuesta celular específica de la que hablamos previamente 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 ese fenómeno que tiene lugar en una neurona genérica y que proporciona un cambio rápido de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la membrana celular de la neurona involucrada.

A la luz de esto, no debería sorprender cuando, hablando de señales nerviosas, los expertos las comparan con los impulsos eléctricos: una señal nerviosa es un evento eléctrico en todos los aspectos.

CARACTERISTICAS DE LA RESPUESTA CELULAR

De acuerdo con el lenguaje de los neurobiólogos, la respuesta celular inducida por los 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

Los neurotransmisores humanos conocidos son muy numerosos y su lista está destinada a alargarse, ya que, regularmente, los neurobiólogos descubren nuevos.

La gran cantidad de neurotransmisores reconocidos ha hecho que sea esencial clasificar estas moléculas químicas, lo que facilita su consulta.

Hay varios criterios de clasificación; El más común es el que distingue a los neurotransmisores según 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 (mejor conocido como GABA) y glicina.
  • La clase de péptidos . Se incluyen en esta clase: somatostatina, opioides, sustancia P, algunas secretinas (secretina, glucagón, etc.), algunas taquiquininas (neuroquinina A, neuroquinina B, etc.), algunas gastrinas, galanina, neurotensina y las llamadas transcripciones reguladas por cocaína y anfetamina.
  • La clase de monoaminas . Caída en esta clase: dopamina, norepinefrina, epinefrina, histamina, serotonina y melatonina.
  • La clase de los llamados " rastros de aminas ". Estos incluyen: tiramina, tri-yodotironina, 2-feniletilamina (o 2-feniletilamina), octopamina y triptamina (o triptamina).
  • La clase de purines . Se clasifican en esta clase: trifosfato de adenosina y adenosina.
  • La clase de los gases . Esta clase incluye: óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) y sulfuro de hidrógeno (H2S).
  • Otros Todos aquellos neurotransmisores que no se pueden incluir en ninguna de las clases anteriores, como la acetilcolina o la anandamida mencionadas anteriormente , caen en la "otra" entrada.

Ejemplos mas conocidos

Algunos neurotransmisores son definitivamente más famosos que otros, ya que se conocen y se estudian desde hace mucho tiempo, y porque desempeñan funciones de considerable interés biológico.

Entre los neurotransmisores más famosos merecen una cita:

  • Glutamato Es el principal neurotransmisor excitador del sistema nervioso central: según los neurobiólogos, más del 90% de las llamadas sinapsis excitatorias lo usarían.

    Además de su función excitadora, el glutamato también participa en los procesos de aprendizaje (el aprendizaje como un proceso de almacenamiento de datos en el cerebro) y la memoria.

    Según algunos estudios científicos, estaría implicado en enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Huntington, la esclerosis lateral amiotrófica (mejor conocida como ELA) y el Parkinson.

  • El GABA . Es el principal neurotransmisor inhibitorio del sistema nervioso central: según los últimos estudios de biología, alrededor del 90% de las llamadas sinapsis inhibitorias lo utilizarían.

    Debido a sus propiedades inhibitorias, el GABA es uno de los principales objetivos de las drogas sedantes y tranquilizantes.

  • Acetilcolina . Es un neurotransmisor con una función excitadora en los músculos: en las uniones neuromusculares, de hecho, su presencia pone en movimiento los mecanismos que contraen las células de los tejidos musculares involucrados.

    Además de actuar sobre el músculo, la acetilcolina también influye en el funcionamiento de los órganos controlados por el llamado sistema nervioso autónomo. Su influencia a nivel del sistema nervioso autónomo puede ser tanto excitadora como inhibitoria.

  • La dopamina . Perteneciente a la familia de las catecolaminas, es un neurotransmisor que realiza muchas 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 hormonal prolactina, el control de las habilidades motoras, los mecanismos de recompensa y el placer, el control de las habilidades de atención, el mecanismo del sueño, la Control conductual, control de ciertas funciones cognitivas, control del estado de ánimo y, finalmente, los mecanismos subyacentes del aprendizaje.

    Por otro lado, a nivel del sistema nervioso periférico, actúa como: vasodilatador, estimulante de la excreción de sodio, un factor que favorece la motilidad intestinal, un factor que reduce la actividad linfocítica y, finalmente, un factor que reduce la secreción de insulina.

  • La serotonina . Es un neurotransmisor presente principalmente a nivel intestinal y, aunque en menor medida en comparación con las células del intestino, en las neuronas del sistema nervioso central.

    A partir de los efectos inhibitorios, la serotonina parece regular el apetito, el sueño, la memoria y los procesos de 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 el punto de vista patológico, parece desempeñar un papel en el desarrollo de la depresión y las enfermedades relacionadas. Esto explica la existencia de los llamados inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina en el mercado, los antidepresivos utilizados para tratar las formas depresivas más o menos graves.

  • Histamina Es un neurotransmisor ubicado predominantemente en el sistema nervioso central, específicamente a nivel del hipotálamo y los mastocitos presentes en el cerebro y en la médula espinal.
  • Norepinefrina y epinefrina . La norepinefrina se concentra principalmente en el nivel del sistema nervioso central y tiene la tarea de movilizar el cerebro y el cuerpo para la acción (por lo tanto, tiene un efecto excitador). Por ejemplo, a nivel cerebral, favorece los procesos de excitación, vigilancia, concentración y memoria; en el resto del cuerpo, aumenta la frecuencia cardíaca y la presión arterial, estimula la liberación de glucosa desde los puntos de almacenamiento, aumenta el flujo sanguíneo a los músculos esqueléticos, reduce el flujo sanguíneo al sistema gastrointestinal y promueve el vaciado de la vejiga y el intestino.

    La epinefrina está presente, en gran medida, en las células de las glándulas suprarrenales y, en pequeñas cantidades, en el nivel del sistema nervioso central.

    Este neurotransmisor tiene efectos excitadores y participa en procesos como: aumento de la sangre del músculo esquelético, aumento del ritmo cardíaco y dilatación de la pupila.

    Tanto la noradrenalina como la epinefrina son neurotransmisores derivados de la tirosina.