Fisiología del Sistema Nervioso: Acetilcolina, Receptores y Farmacología Colinérgica

El Sistema Nervioso: Estructura, Función y Neurotransmisión

El sistema nervioso es una compleja red de células especializadas que se encarga de enviar, recibir y procesar los impulsos nerviosos. Para cumplir con estas funciones vitales, trabaja en conjunto a través de dos sistemas principales:

• Sistema Nervioso Central (SNC): Incluye el encéfalo y la médula espinal. Es el centro de control que integra y coordina la información.
• Sistema Nervioso Periférico (SNP): Transporta los impulsos nerviosos desde y hacia las numerosas estructuras del cuerpo. Incluye los nervios craneoespinales que se bifurcan desde el encéfalo y la médula espinal.

Organización del Sistema Nervioso

El sistema nervioso se organiza jerárquicamente de la siguiente manera:

• Sistema Nervioso Central (SNC)
• Sistema Nervioso Periférico (SNP)
  • Sistema Nervioso Somático (SNS): Controla los movimientos voluntarios y recibe información sensorial.
  • Sistema Nervioso Autónomo (SNA): Regula las funciones involuntarias del cuerpo.
    • Sistema Nervioso Simpático (Toracolumbar): Prepara el cuerpo para la acción ("lucha o huida").
    • Sistema Nervioso Parasimpático (Craneosacro): Promueve el descanso y la digestión ("descanso y digestión").

Neurotransmisión Colinérgica: La Acetilcolina

La acetilcolina (ACh) es uno de los neurotransmisores más importantes del sistema nervioso, fundamental en la transmisión de señales en diversas vías.

Síntesis de la Acetilcolina

La acetilcolina, presente en las terminaciones colinérgicas, es sintetizada en el citoplasma neuronal a partir de colina y acetil-coenzima A (Acetil-CoA) mediante la acción de la enzima colina acetiltransferasa (ChAT). La captación de colina desde el espacio sináptico es el factor limitante de la síntesis de acetilcolina. Este proceso puede ser bloqueado por la hemicolina.

Almacenamiento de Acetilcolina

La acetilcolina se encuentra almacenada de dos formas principales:

• Disuelta en el citoplasma neuronal.
• Asociada a vesículas sinápticas, donde se concentra para su liberación.

Liberación de Acetilcolina

Cuando un potencial de acción llega a la terminación motora, se produce la descarga de las vesículas de acetilcolina. La despolarización de estos terminales permite la entrada de iones calcio (Ca²⁺), lo que desencadena la fusión de la membrana de la vesícula con la membrana axónica y la expulsión del contenido (acetilcolina) hacia el espacio sináptico.

Inactivación de la Acetilcolina

La acetilcolina en el espacio sináptico es degradada rápidamente por la enzima colinesterasa a colina y acetato. Gran parte de la colina es reincorporada a la terminación presináptica para volver a sintetizar acetilcolina, asegurando la eficiencia del ciclo.

Tipos de Colinesterasa

Existen dos tipos principales de colinesterasa:

• Pseudocolinesterasa (BuChE): Se encuentra en el plasma sanguíneo y en células de diversos tejidos, como el hígado, el músculo y el intestino.
• Acetilcolinesterasa (AChE): Se localiza extracelularmente en los sitios donde se libera acetilcolina, como la unión neuromuscular y las sinapsis colinérgicas.

Receptores Colinérgicos

Los receptores colinérgicos son proteínas que se unen a la acetilcolina y median sus efectos biológicos. Se clasifican en dos tipos principales:

• Receptores Muscarínicos
• Receptores Nicotínicos

Receptores Muscarínicos

Se conocen cinco subtipos de receptores muscarínicos (M1-M5), ampliamente distribuidos en el organismo. La mayoría de los tejidos expresan más de un subtipo:

• M1 y M3: Se encuentran preferentemente en tejidos glandulares.
• M2: Predominante en el corazón.
• M2 y M3: Presentes en el músculo liso.
• M4: Localizado en el pulmón.
• M5: Su localización a nivel periférico no ha sido extensamente determinada, aunque se ha sugerido su presencia en las glándulas salivales y en el músculo ciliar del iris.

Receptores Nicotínicos

Estos receptores son responsables de la transmisión sináptica excitadora rápida en la unión neuromuscular, los ganglios autónomos y el Sistema Nervioso Central (SNC). Pertenecen a la familia de receptores acoplados a canales iónicos y se dividen en receptores neuronales y musculares.

Neurotransmisores del Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

Los principales neurotransmisores del SNA son la acetilcolina (ACh) y la noradrenalina (NA).

• Neuronas Preganglionares: Son colinérgicas, liberando acetilcolina que actúa sobre receptores nicotínicos en los ganglios.
• Neuronas Postganglionares:
  • Sistema Parasimpático: Son colinérgicas, liberando acetilcolina que actúa sobre receptores muscarínicos en los órganos efectores.
  • Sistema Simpático: Son mayoritariamente noradrenérgicas, liberando noradrenalina que actúa sobre receptores adrenérgicos en los órganos efectores (con la excepción de las glándulas sudoríparas, que son colinérgicas).

Consideraciones sobre el Sistema Parasimpático

En el sistema parasimpático, la acetilcolina es el neurotransmisor clave. Los fármacos que actúan sobre este sistema incluyen:

• Agonistas Colinérgicos: Simulan el efecto de la ACh, estimulando directamente los receptores colinérgicos postsinápticos.
• Anticolinesterásicos: Impiden la degradación de la ACh, prolongando sus efectos en la sinapsis. Pueden ser reversibles (de efecto corto) o irreversibles.

Es importante recordar que la Adrenalina es el neurotransmisor principal asociado al sistema simpático, mientras que la Acetilcolina es el neurotransmisor principal del sistema parasimpático.

Fármacos Antimuscarínicos (Parasimpaticolíticos)

Estos fármacos inhiben las acciones de la acetilcolina y otros fármacos parasimpaticomiméticos sobre los receptores muscarínicos, tanto en los órganos efectores de las terminaciones nerviosas parasimpáticas como en el SNC.

Clasificación de Fármacos que Afectan la Neurotransmisión Colinérgica

Los fármacos que modulan la neurotransmisión colinérgica se pueden clasificar según su mecanismo de acción:

• Agonistas Muscarínicos: Fármacos parasimpaticomiméticos de acción directa.
• Inhibidores de la Acetilcolinesterasa: Fármacos parasimpaticomiméticos de acción indirecta.
• Antagonistas Muscarínicos: Fármacos parasimpaticolíticos.
• Agonistas de Receptores Nicotínicos Ganglionares: Fármacos estimulantes ganglionares.
• Antagonistas de los Receptores Nicotínicos Ganglionares: Fármacos bloqueantes ganglionares.
• Antagonistas de los Receptores Nicotínicos Neuromusculares: Fármacos bloqueantes neuromusculares.