Neurotransmisores clave del sistema nervioso: funciones, síntesis y regulación
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Neurotransmisores principales del sistema nervioso central: funciones, síntesis y regulación
Glutamato y aspartato
Los aminoácidos glutamato y aspartato son los principales neurotransmisores excitatorios del sistema nervioso central (SNC). Están presentes en la corteza cerebral, el cerebelo y la médula espinal (ME).
Ácido γ-aminobutírico (GABA)
El ácido γ-aminobutírico (GABA) es el principal neurotransmisor inhibitorio cerebral. Deriva del ácido glutámico mediante la descarboxilación realizada por la glutamato descarboxilasa. Tras su interacción con receptores específicos, el GABA es recaptado activamente por la terminación sináptica y metabolizado.
Glicina
La glicina ejerce una acción similar a la del GABA, pero actúa principalmente en interneuronas de la médula espinal. Probablemente deriva del metabolismo de la serina.
Serotonina (5-HT)
La serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT) se origina en el núcleo del rafe y en las neuronas de la línea media de la protuberancia y el mesencéfalo. Se sintetiza por hidroxilación del triptófano mediante la acción de la triptófano hidroxilasa, que forma 5-hidroxitriptófano; éste se descarboxila para dar lugar a la serotonina. Los niveles de 5-HT están regulados por la captación de triptófano y por la acción de la monoaminooxidasa (MAO) intraneuronal.
Acetilcolina
La acetilcolina es el neurotransmisor fundamental de las neuronas motoras bulbo‑espinales, de las fibras preganglionares autónomas, de las fibras colinérgicas posganglionares (parasimpáticas) y de muchos grupos neuronales del SNC (por ejemplo, ganglios basales y corteza motora). Se sintetiza a partir de la colina y de la acetil‑coenzima A mitocondrial mediante la colina acetiltransferasa. Al ser liberada, la acetilcolina estimula receptores colinérgicos específicos; su acción finaliza rápidamente por hidrólisis local a colina y acetato mediante la acetilcolinesterasa. Los niveles de acetilcolina están regulados por la colina acetiltransferasa y por el grado de captación de colina.
Sustancia P
La sustancia P es un neuropéptido presente en diversas regiones centrales (habénula, sustancia negra, ganglios basales, bulbo e hipotálamo) y en alta concentración en los ganglios de las raíces dorsales. Se libera en respuesta a estímulos dolorosos aferentes.
Dopamina
La dopamina es el neurotransmisor de algunas fibras nerviosas periféricas y de numerosas neuronas centrales (por ejemplo, en la sustancia negra, el diencéfalo, el área tegmental ventral y el hipotálamo). La tirosina es captada por las neuronas dopaminérgicas y convertida en 3,4-dihidroxifenilalanina (dopa) por medio de la tirosina hidroxilasa. La dopa se descarboxila hasta dopamina por la acción de la descarboxilasa de L-aminoácidos aromáticos.
- Tras ser liberada, la dopamina interactúa con receptores dopaminérgicos y el complejo neurotransmisor‑receptor es recaptado de forma activa por las neuronas presinápticas.
- La tirosina hidroxilasa y la monoaminooxidasa (MAO) regulan las tasas de dopamina en la terminación nerviosa.
Noradrenalina
La noradrenalina es el neurotransmisor de la mayoría de las fibras simpáticas posganglionares y de muchas neuronas centrales (por ejemplo, en el locus coeruleus y el hipotálamo). Su precursor es la tirosina, que se convierte en dopamina; ésta es hidroxilada por la dopamina β-hidroxilasa a noradrenalina.
- Cuando se libera, la noradrenalina interactúa con los receptores adrenérgicos; su acción finaliza mediante recaptación por las neuronas presinápticas y degradación por la monoaminooxidasa (MAO) y por la catecol-O‑metiltransferasa (COMT), que se localiza sobre todo a nivel extraneuronal.
- La tirosina hidroxilasa y la MAO regulan los niveles intraneuronales de noradrenalina.
β-Endorfina
La β-endorfina es un polipéptido que activa muchas neuronas (por ejemplo, en el hipotálamo, la amígdala, el tálamo y el locus coeruleus). El cuerpo neuronal contiene un gran polipéptido denominado proopiomelanocortina, precursor de varios neuropéptidos (por ejemplo, α, β y γ-endorfinas). Este polipéptido se transporta a lo largo del axón y se divide en fragmentos específicos; uno de ellos es la β-endorfina, que contiene 31 aminoácidos. Tras su liberación e interacción con receptores opiáceos, se hidroliza por acción de peptidasas en varios péptidos menores y aminoácidos.
Resumen y regulación general
- Muchos neurotransmisores se sintetizan a partir de aminoácidos precursores mediante enzimas específicas (por ejemplo, tirosina hidroxilasa, triptófano hidroxilasa, colina acetiltransferasa).
- La acción de los neurotransmisores finaliza por recaptación presináptica, degradación enzimática (MAO, COMT, peptidasas) o hidrólisis (acetilcolinesterasa).
- La distribución regional de cada neurotransmisor determina su papel funcional en el SNC y en el sistema nervioso periférico.
Notas terminológicas
Se han empleado las denominaciones en español para enzimas y compuestos; las abreviaturas comunes aparecen entre paréntesis (por ejemplo, GABA, 5-HT, MAO, COMT).