Sustancias transmisoras del sistema nervioso: neurotransmisores, neuromoduladores y hormonas

Sustancias transmisoras

Definición y tipos

Sustancias transmisoras:

• Neurotransmisores: sustancias liberadas por los botones terminales de las neuronas y que ejercen su acción sobre receptores situados en la membrana de otra célula situada a muy poca distancia.
• Neuromoduladores: sustancias liberadas por los botones terminales, aunque en mayores cantidades que los neurotransmisores y que viajan a mayores distancias y se dispersan con mayor amplitud. Actúan sobre muchas neuronas en una parte específica del cerebro. A veces pasan al torrente sanguíneo.
• Hormonas: producidas en las células de las glándulas endocrinas. Pasan a la sangre y se distribuyen por todo el cuerpo, actuando sobre determinadas células.
• Feromonas: sustancias químicas liberadas al entorno mediante las secreciones de distintas glándulas (sudoríparas, orina) y que actúan sobre receptores olfatorios.

Requisitos de un neurotransmisor

• Sintetizado por la neurona.
• Presente en el terminal sináptico y liberado en cantidades suficientes para ejercer su supuesta acción.
• La administración exógena reproduce exactamente la acción del neurotransmisor liberado endógenamente.
• Existe un mecanismo específico para retirarlo de la hendidura sináptica.

Clases de sustancias transmisoras

Clase I: Acetilcolina (ACh)

Acetilcolina (ACh): formada por acetato + colina. Para formarla se necesita la enzima colina acetiltransferasa y la coenzima A (CoA).

Liberada en:

• Sinapsis neuromuscular: funciona como neurotransmisor.
• Fibras preganglionares del sistema nervioso autónomo y fibras postganglionares del sistema nervioso parasimpático.
• Núcleos basales.

Inactivación: por la enzima acetilcolinesterasa.

Receptores:

• Muscarínicos (metabotrópicos): predominantes en el sistema nervioso central.
• Nicotínicos (ionotrópicos): en la placa neuromuscular y algunos en el SNC.

Clase II: Monoaminas

Catecolaminas: dopamina, noradrenalina (norepinefrina) y adrenalina (epinefrina).

Indolaminas: serotonina (5-HT).

Dopamina

• Función: movimiento, atención, aprendizaje, refuerzo y motivación.
• Receptores:
  • Familia D1: aumentan la producción de AMPc, son postsinápticos.
  • Familia D2: disminuyen la producción de AMPc, son pre y postsinápticos.
• Sistemas de neuronas dopaminérgicas:
  • Sistema nigroestriado: núcleos negros a los ganglios basales. Cuando se deteriora produce la enfermedad de Parkinson (déficit de dopamina).
  • Sistema mesolímbico: sistema de recompensa.
  • Sistema mesocortical: del mesencéfalo a la corteza, implicado en la atención y el aprendizaje.
• Inactivación:
  • Recaptación por las células presinápticas.
  • Degradación enzimática: MAO (en el botón terminal) y COMT + MAO (en la hendidura).

Noradrenalina

Noradrenalina (neuromodulador):

• Función: control de la alerta y la vigilia (respuesta a situaciones de emergencia).
• Receptores: todos metabotrópicos. Alfa1 y beta1 postsinápticos; alfa2 presinápticos; beta2 en glía y vasos.
• Localización: fibras postganglionares del sistema nervioso simpático. En el cerebro se localiza principalmente en el locus coeruleus (protuberancia).
• Inactivación:
  • Recaptación por las células presinápticas.
  • Degradación enzimática.

Serotonina

Serotonina (5-HT): derivada del triptófano a través del 5-hidroxitriptófano.

• Función: regulación del estado de ánimo y del dolor, control de la ingesta, del sueño y del arousal (nivel de activación).
• Receptores: 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7.
• Localización: núcleos del rafe en el mesencéfalo, protuberancia y bulbo.
• Inactivación:
  • Recaptación por las células presinápticas.
  • Degradación enzimática: MAO (en el botón terminal).

Clase III: Aminoácidos

Son neurotransmisores de circuitos específicos, no neuromoduladores.

Ácido gamma-aminobutírico (GABA)

• Función: principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central.
• Receptores:
  • GABAa (ionotrópicos): canales iónicos que producen hiperpolarización.
  • GABAb (metabotrópicos): también generan efectos inhibitorios.
• Localización: ampliamente distribuido en el SNC.
• Inactivación:
  • Recaptación.
  • Degradación enzimática: GABA transaminasa (en el botón terminal).

Glutamato

• Función: principal neurotransmisor excitador del SNC.
• Receptores: entre ellos los receptores NMDA (ionotrópicos implicados en plasticidad sináptica).
• Localización: ampliamente distribuido en el SNC.

Glicina

• Función: neurotransmisor de interneuronas inhibitorias de la médula espinal y de las zonas más inferiores del encéfalo.
• Receptor: ionotrópico que controla un canal de cloro, produciendo inhibición.

Clase IV: Neuropeptidos

Son cadenas de 2 o más aminoácidos.

• Opioides endógenos: encefalinas, endorfinas, dinorfinas. Tres tipos de receptores: mu, delta y kappa.
• Hormonas liberadoras hipotalámicas: TRH, GHRH, entre otras.
• Hormonas neurohipofisarias: oxitocina, vasopresina (hormona antidiurética).
• Péptidos pituitarios: beta-endorfina, ACTH, GH.

Clase V: Cannabinoides endógenos

Se han descrito dos cannabinoides endógenos principales:

• Anandamida.
• 2-Araquidonilglicerol (2-AG).

Existen dos receptores canabinoides, ambos metabotrópicos: CB1 y CB2. Los cannabinoides endógenos modulan los cambios sinápticos que aparentemente son responsables del aprendizaje.

Clase VI: Nucleósidos

Adenosina (unión de ribosa y adenina) funciona como un neuromodulador en el encéfalo. Tiene efectos inhibitorios sobre el comportamiento. Existen al menos tres tipos de receptores para adenosina, todos metabotrópicos. Parece estar implicada en el control del sueño.

Clase VII: Gases neurotransmisores

Actúan sobre las células gliales del entorno además de sobre las neuronas. Fundamentalmente se destaca el óxido nítrico (monóxido de nitrógeno, NO).

• El NO activa una enzima responsable de la producción de un segundo mensajero (GMPc, guanosín monofosfato cíclico).
• Parece jugar un papel en el establecimiento de los cambios neuronales que son producidos por el aprendizaje.

Observaciones finales

El catálogo de sustancias transmisoras incluye una diversidad de moléculas con funciones y modos de acción muy distintos: desde la transmisión rápida y localizada mediada por neurotransmisores clásicos hasta la modulación extensa por neuromoduladores, hormonas y mediadores difusos como los gases y los lípidos. Todas ellas contribuyen a la compleja regulación del sistema nervioso y de las respuestas fisiológicas y conductuales.