¿Qué son los neurotransmisores? - Aprende sobre los mensajeros del cuerpo

En cuanto a la comunicación sináptica, debemos conocer que a principios del siglo XX, se creía que era eléctrica. Una hipótesis bastante lógica dado que las neuronas parecían tocarse entre sí y transmitían señales con gran rapidez de una a otra. Pero, las exploraciones de Ramón y Cajal revelaron una separación entre estas de 20-40 nm. Lo que arrojó dudas sobre dicha hipótesis de comunicación eléctrica. En 1921, el farmacólogo Otto L. (1873-1961) demostró que las neuronas se comunicaban mediante la liberación de las sustancias. Dando a conocer la primera prueba de que un mensajero químico secretado por el nervio vago que inerva al corazón para disminuir la frecuencia cardiaca. Desde los tiempos de Otto L., se han identificado diversas moléculas que actúan como neurotransmisores en diferentes partes de nuestro cuerpo. Así mismo existen diversas definiciones:

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Definición de neurotransmisores

Se pueden definir como “pequeñas moléculas orgánicas que se liberan cuando una señal nerviosa alcanza un botón sináptico. Luego, se difunden mediante la hendidura sináptica hacia la membrana post-sináptica. Donde interactúan con un receptor específico en otra célula vecina”.

Por otro lado, también lo podemos definir como, moléculas o mensajeros, secretados por las terminaciones nerviosas, pudiendo ser reconocidos por receptores específicos. Estas se producen, almacenan y liberan desde las neuronas, para ejercer efecto en la vecindad, o a mayores distancias.

La transmisión de información en las sinapsis químicas permite:

• La liberación de la sustancia desde la neurona presináptica.
• La difusión a través de la hendidura sináptica.
• La unión del neurotransmisor a receptores específicos en la membrana post-sináptica, para producir un cambio en el potencial de la misma.

Se liberan distintos tipos de neurotransmisores en la sinapsis, que pueden tener un efecto excitador o inhibidor sobre la célula. Dependiendo del requerimiento; cada tipo cumple una función específica del cerebro.

Estos se localizan a nivel del sistema nervioso central y autónomo. También se encuentra en la unión neuromuscular la acetilcolina. La cual permite la transmisión de impulsos hacia las fibras musculares, facilitando la realización de movimientos.

Pero ¿Cómo sabemos que una molécula es un neurotransmisor? Para denominar formalmente neurotransmisor a una sustancia se utilizan los criterios expuestos a continuación:

• La molécula tiene que sintetizarse en la célula presináptica.
• Debe ser liberada por esta al estimularse.
• Si la sustancia para inducir es aplicada de forma exógena, la respuesta de la célula puede ser similar a la que se da en vivo.

Por lo comentado anteriormente, estos mensajeros químicos son fundamentales, y a continuación les explicamos su importancia y para qué sirven:

¿Cuál es la importancia de los neurotransmisores?

Son sustancias de gran relevancia en el buen funcionamiento de nuestro cuerpo. Los más conocidos son:

• Dopamina
• Serotonina
• Adrenalina
• Acetilcolina
• GABA.

Los cuales aportan beneficios que contribuyen a controlar una gran parte de nuestro estado mental. Como la calidad del sueño y descanso, concentración y memoria, aprendizaje y gestión de situaciones de estrés o peligro.

Estas moléculas nos permiten entender la asociación entre el sistema nervioso y el comportamiento. Así mismo, para llevar a cabo funciones vitales del organismo. También tienen un importante papel como protectores de nuestro cuerpo. Por ejemplo, si estamos ante un peligro, la activación del sistema nervioso simpático desencadenará lo que se conoce como respuesta de “lucha o huida”. Lo cual traerá una serie de cambios fisiológicos, necesarios en la decisión de huir o defenderse.

¿Para qué sirven los neurotransmisores?

Su acción permite que se dé la sinapsis química de la mejor manera posible, lo cual es fundamental en el cumplimiento de labores vitales del organismo. Cada neurotransmisor tiene un rol diferente en el sistema nervioso. Puede ser excitar o inhibir la actividad de la célula terminal, causando un aumento o disminución en el funcionamiento. Son cruciales para distintos procesos de gran complejidad y versatilidad del cerebro humano, como lo son:

• Procesos mentales, la memoria
• Gestión de las emociones
• Planificación y creación de estrategias
• Retención de información
• El aprendizaje y uso del lenguaje.
• Movimientos involuntarios

Todo este proceso viene dado por la coordinación y comunicación de las neuronas. Siendo necesario para lograr que diferentes partes del cerebro funcionen de forma apropiada, permitiendo también la adaptación a distintas situaciones. Los efectos que tienen los neurotransmisores en el organismo vienen dados gracias a la evolución. Para hacer de este intercambio de sustancias algo que nos ayuda a sobrevivir, permitiendo la conexión de diferentes células y órganos del cuerpo.

Mensajeros que transportan señales entre neuronas

Los neurotransmisores son sustancias químicas que trabajan como emisarios de una célula a otra. De tal forma, el sistema nervioso transmite y recibe datos provenientes de otras zonas del organismo. Gracias a un proceso denominado sinapsis, a través del cual se conectan con tejidos diana. Dicha comunicación, se da al estar mediada por sustancias, que ahora se conoce por transmisión neuronal química. Es importante conocer como sucede dicho transporte de señales, para ello estudiaremos el proceso de sinapsis, que consta de:

• Neurona presináptica (pre, antes) se refiere a una célula nerviosa que transporta el impulso nervioso hacia la hendidura.
• Célula postsináptica es la que recibe una señal. Puede ser una célula nerviosa denominada neurona postsináptica. Que transmite un estímulo nervioso lejos de la ranura o una célula efectora que responde de manera positiva ante esta fuerza.
• La hendidura sináptica es el espacio ubicado en medio de las membranas pre y postsinápticas.

A pesar de la cercanía que existe entre las capas plasmáticas en una sinapsis química, estas estructuras no se tocan. Están separadas por la hendidura sináptica, un espacio de 20 a 40 nm lleno de líquido intersticial.

En respuesta a un impulso nervioso, la neurona presináptica libera un neurotransmisor que se difunde a través del medio acuoso de la hendidura sináptica. Luego se une a receptores específicos en la membrana plasmática de la neurona postsináptica.

La misma recibe la señal química y, como resultado, produce un potencial postsináptico. De esta forma, la neurona presináptica convierte un signo eléctrico (el impulso nervioso) en una comunicación química (el neurotransmisor liberado). La neurona postsináptica recibe esta emisión química y, en respuesta, genera una señal eléctrica, el potencial postsináptico.

La transferencia de datos es unidireccional en la mayoría de las sinapsis químicas ¿Qué significa esto?

La trasmisión de información de una neurona pre hacia una post, fibra muscular o una célula glandular, sucede en un solo sentido. Por ejemplo, la transmisión sináptica en una sinapsis o unión neuromuscular se dirige de una neurona motora somática a una fibra muscular esquelética, pero nunca en la dirección opuesta. Esta región terminal de las neuronas presinápticas pueden liberar neurotransmisores. Y, únicamente en la membrana post-sináptica se hallan las proteínas receptoras que reconocen el transmisor neuronal y la unión a este.

¿Cuáles son los principales neurotransmisores del cuerpo?

Existen más de 40 transmisores en el sistema nervioso humano. Algunos de los más importantes son:

• Acetilcolina
• Norepinefrina
• Dopamina
• Ácido gamma-aminobutírico (GABA)
• Glutamato
• Serotonina
• Histamina.

¿Qué características tienen los neurotransmisores?

Estos cumplen con distintas funciones en gran parte del cerebro que les aportan ciertas características que las hacen destacar. La inhibición de la acción cerebral que cumple el GABA y su contraparte el glutamato que actúa como excitador principal. Otra característica relevante es la modulación realizada por la histamina. Por otro lado, la acetilcolina tiene participación en la ejecución motora.

¿Cómo se clasifican los neurotransmisores?

Su clasificación es de acuerdo a la acción neuronal que efectúan al momento de ser excretadas al medio. Por ello tenemos:

Excitadores

Los transmisores neuronales excitadores son aquellos que estimulan la célula diana a la que está dirigido. Generando de tal manera una sinapsis de tipo inductor, lo que produce o acciona otra neurona o estructura celular. Entre los excitadores se incluyen:

• Acetilcolina (ACh)
• La noradrenalina
• La adrenalina
• La dopamina
• El glutamato
• La serotonina.

Inhibidores

Por otro lado, al hablar de neurotransmisores inhibitorios, se refiere a aquellos que bloquean o inhiben la transmisión neuronal del potencial de acción. Todo depende de la cantidad de señales que reciba la neurona, en tal caso de las inhibitorias se da por la suma de señales de inhibición. Los neurotransmisores inhibidores son:

• El ácido g-aminobutírico (GABA)
• La glicina.

Moduladores

Existen otro tipo de sustancias relacionadas con la sinapsis, aparte de los neurotransmisores. Llamados neuromoduladores o mediadores. Estos difieren de los transmisores neuronales en su lapso de acción. También en que no se degradan o se reabsorben con tanta facilidad o rapidez como en los transmisores, permaneciendo más tiempo disponible. Esta duración en el líquido raquídeo regula la acción de diferentes neuronas del cerebro.

Los moduladores se encuentran en los neurotransmisores como pueden ser los siguientes:

• La dopamina
• La serotonina
• La acetilcolina
• La histamina
• La noradrenalina

¿Qué tipos de neurotransmisores existen?

Se han descrito distintas clases de transmisores neuronales, cada uno cumpliendo una función de acuerdo al estímulo acciona. Esto se debe a que existe una gran variedad de neurotransmisores que interactúan con una o varias neuronas. Estos se dividieron en clasificaciones según su estructura química, agrupándolos de la siguiente manera:

Aminoácidos

Los aminoácidos más importantes al hablar de estos neurotransmisores son el GABA y el glutamato.

GABA

El ácido g-aminobutírico o por su abreviación GABA cumple con la función de ser el principal neurotransmisor inhibidor en el encéfalo. Existe en todos los líquidos corporales como amino butirato, el glutamato se oxida para que esté en un medio acuoso. La enzima Glutamato descarboxilasa se encarga de que esto ocurra y esta se localiza en distintas terminaciones neuronales en el cerebro.

Se han descubierto y estudiado tres subtipos de receptores para el GABA, GABA A, B y C. Existe una amplia distribución en el sistema nervioso central de los GABA A y GABA B. En las personas adultas, los receptores GABA C se encuentran más que todo en la retina del ojo.

Los receptores GABA por sus propiedades han ayudado en el campo de la farmacología para distintos fármacos. Esto se debe gracias a su efecto como inhibidor principal del sistema nervioso central. El aumento de la entrada de Cl por medio de los receptores GABA a, se potencia por el uso de las benzodiacepinas. Estos fármacos tienen una acción ansiolítica y funcionan como relajantes musculares, sedantes y para evitar convulsiones, dependiendo la dosis que se administre.

El uso de barbitúricos, por ejemplo, el fenobarbital, que es un medicamento anticonvulsivante muy eficaz, se ve favorecido por la inhibición GABA A. Por otro lado, también restringen la excitación mediada por el recibidor AMPA. Los barbitúricos tienen una función anestésica y se debe a los efectos agonistas que infieren los receptores GABA A.

Glutamato

Es considerado el principal neurotransmisor de tipo excitatorio, estando presente en el cerebro y la médula espinal. Se estima que interviene en un 75% u 80% de la transmisión de impulsos excitadores en el sistema nervioso central. El glutamato se sintetiza por dos vías, en la primera vía se produce en el ciclo de Krebs. Y en la segunda se libera a la terminación nerviosa mediante una exocitosis dependiente de Ca.

Los receptores ionótropos y metabótropos en el sistema nervioso central es donde va a actuar el glutamato, existiendo tres subtipos de este. Estos son tetrámeros formados por diferentes subunidades, entre los que conseguimos receptores AMPA, de kainato y de NMDA. Mediante la excreción de glutamato y su unión al AMPA o kainato permite la entrada de Na y salida de K.

Péptidos

El hallazgo de la localización de medios para fijar la morfina en el cerebro y tubo digestivo. Resultó en el descubrimiento de las encefalinas que se unen a receptores opioides formando los péptidos opioides, en ellas localizamos la metencefalina y la leuencefalina. En muchas partes del cerebro y en las terminaciones nerviosas del tubo digestivo encontramos las encefalinas.

Se han identificado más de 20 péptidos opioides activos, los pequeños se sintetizan como una porción de las moléculas más grandes. El péptido señalizador tiene una forma pre y una pro a partir de la cual se desdobla. La proopiomelanocortina se localiza en el lóbulo anterior y medio de la glándula hipófisis y el encéfalo, conteniendo endorfina. La encefalina y la endorfina son expulsadas a distintos sistemas de neuronas dentro del cerebro, la segunda también es secretada hacia la circulación.

La existencia y acciones de las monoaminas son fundamentales y, por ello, en este artículo te las explicamos.

Monoaminas

Las monoaminas están distribuidas por todo el sistema nervioso central y periférico. Siendo neurotransmisores que cuentan con diversas funciones de neuromodulador. Están relacionadas con una variedad de trastornos psiquiátricos, al igual que con drogas psicotrópicas que afectan su síntesis, almacenamiento o degradación.

Algunos aminoácidos se modifican al eliminarse el grupo carboxilo para producir las monoaminas. Estas pueden generar tanto excitación como inhibición, según el tipo de receptor presente en la sinapsis. Entre los más abundantes en el sistema nervioso, se encuentran la noradrenalina, la adrenalina, la dopamina y la serotonina:

Noradrenalina o norepinefrina

• Cumple unas funciones importantes, como:
• Despertar después de un sueño profundo
• En la actividad soñadora
• Regulación del estado de ánimo.

Un número menor de neuronas encefálicas utiliza adrenalina como neurotransmisor. Tanto la epinefrina y la norepinefrina pueden actuar en forma de hormonas. Las células de la médula suprarrenal, en la porción interna de la glándula, las liberan en la sangre.

Adrenalina o epinefrina

También conocida por el nombre de epinefrina, es una sustancia que nuestro cuerpo usa para regular diferentes procesos. Tiene funciones de hormona y neurotransmisor en las situaciones en las que tenemos que estar alerta. Dicho en otras palabras, la adrenalina nos prepara para reaccionar con rapidez. En especial, aumenta su liberación cuando detectamos una amenaza.

Dopamina (DA)

Es sintetizado por ciertas células nerviosas a partir de la tirosina, un aminoácido que existe en la dieta. Las neuronas encefálicas que contienen este neurotransmisor son activadas durante las respuestas emocionales, vigilancia, los comportamientos adictivos y las experiencias placenteras, como las funciones de exploración y la evitación activa del castigo.

Además, las neuronas que liberan dopamina ayudan a regular el tono de los músculos voluntarios y algunos aspectos del movimiento. Esto, por medio de la contracción de los músculos esqueléticos, también afecta el crecimiento de los tejidos o al funcionamiento del sistema inmune. La baja actividad dopaminérgica se encuentra en las depresiones melancólicas, caracterizadas por una disminución en la acción motora e iniciativa.

Enfermedades causadas por una alteración de liberación o acumulación de dopamina:

Parkinson: La rigidez muscular que se instala en esta enfermedad se debe a la degeneración de las neuronas que liberan dopamina. Así mismo, una de las formas de esquizofrenia es causada por la acumulación excesiva de dicha catecolamina.

La noradrenalina, la dopamina y la adrenalina se clasifican como catecolaminas. Siendo sintetizadas a partir del aminoácido tirosina. La inactivación de las catecolaminas se produce a través de la receptación por los bulbos terminales sinápticos. Luego, pueden ser recicladas y almacenadas nuevamente en las vesículas sinápticas o ser destruidas por diferentes enzimas, como lo son:

• Enzima catecol-O-metiltransferasa (COMT)
• La monoaminooxidasa (M A O).

Serotonina

También conocida como 5-hidroxitriptamina (5-HT), algunos autores la ubican en la categoría de las indolaminas. Se encuentra concentrada en las neuronas de la zona del encéfalo llamada núcleos del rafe. Se piensa que este neurotransmisor interviene en la percepción sensorial, la regulación de la temperatura, el control del estado de ánimo, el apetito y la inducción al sueño.

Purinas

Las purinas son moléculas de nitrógeno que en su mayor parte construyen las bases de los nucleótidos. Las cuales forman estructuras en las que se encuentran el ADN y ARN, por medio de las bases nitrogenadas, actúan a manera de mensajeros químicos. La adenosina es el principal neurotransmisor de este tipo y tiene tres derivados, el trifosfato, difosfato y monofosfato. Estos actúan en el sistema nervioso central y el sistema nervioso parasimpático, las vesículas sinápticas de ATP van acompañadas de otro neurotransmisor.

El ATP o trifosfato de adenosina es conocida como la moneda energética del ser humano, debido a su capacidad de almacenar energía. Además de eso, el cumple un papel muy importante como neurotransmisor y es la regulación de la comunicación entre células. En la actualidad se estableció un nuevo concepto de la neuro transmisión purinérgica, que actúa en el torrente sanguíneo coronario, encontrando dos receptores P1 y P2.

Se reconoció que el ATP participa en la comunicación sináptica existente en los nervios simpáticos de los vasos sanguíneos. Además de ser un neurotransmisor, cumple distintas funciones tanto en el cerebro, las neuronas y en diversas partes del organismo.

Tiene la acción de controlar los vasos sanguíneos por medio de la transmisión de impulsos eléctricos en los nervios simpáticos. Estos nervios provienen del sistema nervioso autónomo, el cual tiene un control inconsciente, es decir, que funciona de manera involuntaria.

Mantiene una acción cardiovascular eficaz y permite la llegada de los impulsos eléctricos a la musculatura que conforma al corazón. Cumple un papel crucial en los procesos mentales al apoyar la concentración, la memoria, el aprendizaje y las emociones. Otros derivados de la adenosina son el ADP que libera energía directa en la contracción muscular y el transporte activo. El AMP o monofosfato de adenosina se forma a partir del ADP, debido a la pérdida de otro fosfato.

Gasotransmisores

El principal gasotransmisor es el óxido nítrico, siendo un compuesto liberado por el endotelio de los vasos sanguíneos. Este derivado del endotelio actúa como un factor de relajación, el cual puede ser producido también en el cerebro. Su origen viene a partir de la síntesis de arginina, en el encéfalo, por una de las tres formas de óxido nítrico. Se produce a demanda en las zonas postsinápticas y se transporta a neuronas vecinas, pero no se almacena en vesículas.

Por otro lado, tenemos el monóxido de carbono, que al igual que el NO, no se sintetiza por adelantado. Tampoco es empaquetado en vesículas, el CO es producido en el encéfalo como un neurotransmisor con algunas funciones neuro glandulares y neuromusculares. Está relacionado con:

• La dilatación de las arterias y venas.
• Memoria
• Visión
• La termorregulación
• Liberación de insulina
• Cierta actividad antiinflamatoria

Por último, uno de los neurotransmisores más importantes, sin duda, la acetilcolina:

Acetilcolina

La acetilcolina (ACh) es un neurotransmisor de gran importancia con acción de excitador, a excepción del corazón donde es inhibitorio. Siendo el único secretado por células motoras (fibras somáticas) para ser utilizado en la unión neuromuscular (Inervación del músculo esquelético). Cumple un rol fundamental en el funcionamiento normal de la musculatura. Una placa terminal humana promedio contiene entre 15 y 40 millones de receptores para acetilcolina. Cada impulso nervioso libera cerca de 60 vesículas de acetilcolina y cada una contiene casi 10.000 moléculas del neurotransmisor.

En cuanto a su síntesis, ocurre en el citoplasma de una terminación nerviosa a partir de acetil Co-A y colina por acción de la enzima colina acetil-transferasa. La ACh es un transmisor presente entre las siguientes estructuras:

• Neuronas preganglionares del sistema nervioso autónomo
• Las fibras postganglionares del sistema nervioso parasimpático
• Neuronas postganglionares que inervan glándulas sudoríparas
• Núcleos basales y septales

De hecho, la acetilcolina es el transmisor liberado por todas las neuronas que salen del SNC (pares craneales, neuronas motoras y neuronas preganglionares). Cumpliendo funciones asociadas en la regulación de los ciclos del sueño y vigilia, la memoria, aprendizaje y puede intervenir con la percepción del dolor.

Receptores de acetilcolina

Los receptores de acetilcolina se dividen en dos tipos principales con base en sus propiedades farmacológicas. Ambos tipos de receptores, muscarínicos como los nicotínicos, también se ubican en el cerebro.

La muscarina: Las acciones de la acetilcolina en estos receptores se denominan acciones muscarínicas y los receptores que intervienen son receptores colinérgicos muscarínicos.

La nicotina: En los ganglios simpáticos y el músculo estriado, semeja las funciones estimuladoras de la acetilcolina. Tales acciones se denominan acciones nicotínicas y los receptores que intervienen son los receptores colinérgicos nicotínicos. Dichos receptores se subdividen en los siguientes:

• Nm: los que se ubican en el músculo en la unión neuromuscular.
• Nn: los que se encuentran en el SNC y los ganglios autonómicos (NN).

Eliminación de la Acetilcolina 

Una vez que la ACh cumple con su función, se debe eliminar con rapidez de la sinapsis para que ocurra la repolarización. A través de la hendidura sináptica por acción de la enzima acetilo-colinesterasa, cuya concentración en la unión neuromuscular es alta. La eliminación ocurre por medio de la hidrólisis de la acetilcolina a colina y acetato. Esta enzima también puede ser conocida como colinesterasa verdadera o específica.

Algunas sustancias que influyen en la función de la ACh, produciendo parálisis muscular:

• Plantas venenosas como la cicuta, de las cual se extrae el curare, causan parálisis muscular. Por bloqueo de los receptores de acetilcolina en las células musculares.
• Toxina botulínica, mejor conocida como Bótox. Funciona evitando la liberación de acetilcolina desde las vesículas del botón terminal, provocando parálisis del músculo efector.