Neurotransmisores
Se han detectado cerca de 100 neurotransmisores en el organismo. Están formados por aminoácidos, moléculas orgánicas con las que se construyen proteínas. Se clasifican en dos tipos: convenciones (neurotransmisores de molécula pequeña y neuropéptidos) y neurotramisores no convencionales.
1. Convencionales
1.1. Neurotransmisores de molécula pequeña
1.1.1. Amino Ácidos
Tres de ellos están formados por un único aminoácido que generan individualmente el neurotransmisor: el glutomato, que es el principal agente en la actividad excitatoria, GABA, el principal en la inhibitoria, y la glicina, que tiene el segundo lugar en importancia en esta función. Cuando se habla de funciones excitatorias o inhibitorias se menciona la capacidad para encender o apagar la actividad en las neuronas.
La mayoría de las neuronas excitatorias en el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) usan el glutomato como neurotransmisor excitatorio. Se sintetiza precisamente ahí por medio de la glucosa. Ayuda a activar la capacidad para percibir por medio de los sentidos. Esta actividad se relaciona con las acciones que se provocan en el organismo cuando la luz estimula una serie de receptores en nuestra retina (células fotoreceptoras). Durante la noche, la segregación de este neurotransmisor cesa por acción de la oscuridad.
El glutomato es el aminoácido más abundante en la dieta. La gran mayoría proviene de la ingesta de proteinas aunque se puede encontrar de forma independiente en otros nutrientes. Las células intestinales consumen en gran cantidad este neurotransmisor lo que favorece que no llegue al torriente sanguíneo en cantidades excesivas.
Su producción esta ligada a una ruta metabólica (conjunto de reacciones químicas) que forman parte de la respiración celular llamado el ciclo de ácido citrico o ciclo de krebs. En este proceso es liberada energía almacenada a través de la oxidación de la coenzima acetil-CoA derivada de carbohidratos, lípidos y proteínas y energía química en forma de ATP.
En principio el glutomato no debería atravesar la barrera hematoencefálica (sangre>cerebro), aunque la permeabilidad celular causada por ejemplo por la inflamación puede contribuir a ello. Por tanto el glutomato generado en el cerebro se genera directamente en esa zona a partir de glucosa.
Varios de los neurotransmisores estimulan tanto las labores tanto excitatorias como inhibitorias en una complejo orquestación relacionada con diferentes lugares y momentos del día. Depende de los receptores a los que se unan y al ambiente iónico en el que se unen (la diferencia entre la cantidad de cloro dentro y fuera de la célula).
GABA por ejemplo, a pesar de que es un neurotransmisor meramente inhibitorio, te ayuda a manternerte concentrado en una tarea concreta “apagando” el resto de distracciones. Su correcto funcionamiento potencia la habilidad para tomar mejores decisiones. Una deficiencia en este neurotransmisor puede provocar por ejemplo trastornos de atención.
Las funciones de la glicina incluyen la desintoxicación, la síntesis de glutatión (el antioxidante más importante del organismo / glicina + cisteína + glutamato), la síntesis de hemoglobina, la síntesis de creatina (glicina + arginina + metionina / 45% de la metilación) o la síntesis de colágeno entre otras. Además, la glicina se conjuga con ácidos biliares (junto con la taurina) antes de excretarse en el sistema biliar, desempeñando así un papel central en la digestión y absorción de lípidos.
Finalmente, la glicina es una molécula de señalización importante en todo el cuerpo. La glicina actúa como neurotransmisor inhibitorio y excitador en el cerebro y la médula espinal, donde participa en la coordinación refleja, el procesamiento de señales sensoriales y la sensación de dolor. Mientras que las funciones inhibitorias se deben a un efecto directo de los receptores específicos de glicina que se unen a la glicina, los efectos excitadores están mediados por el glutamato y el receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA). Fuera del sistema nervioso, la glicina desempeña un papel en la inmunomodulación y la inflamación a través de la unión de los canales de cloruro en las membranas celulares de los leucocitos y los macrófagos, suprimiendo así la entrada de calcio.
Los humanos normalmente pueden sintetizar 3 gramos de glicina, y generalmente obtienen 1.5-3.0 gramos adicionales de la dieta, por lo que el rendimiento total es 4.5- 6 gramos. Esta cantidad no satisface la necesidad diaria de 10-13 gramos para la síntesis de colágeno en varios tejidos (hueso, músculo, piel) y, por lo tanto, la glicina debe considerarse un aminoácido semi-esencial. La glicina se suele consumir en la dieta, pero la metionina, que se encuentra abundantemente en la proteína animal, aumenta la necesidad de glicina. Las mutaciones genéticas de la enzima MTHFR (50% de la población) reducen nuestra capacidad para sintetizar la glicina.
Tenemos un déficit de nuestra capacidad de sintetizar glicina en relación con nuestras necesidades de aproximadamente 10 gramos por día, según la estimación más conservadora. En estudios en humanos, la suplementación con glicina promueve un sueño saludable y la regulación de la glucosa en sangre.
1.1.2. Aminas biogenéticas
Por otro lado están los neurotransmisores de molécula pequeña llamados aminas biogenéticas que incluyen la monoaminas (serotonina), las catecolaminas (dopamina, noradrenalina, epinefrina) y la amina imidazólica (histamina). Todas ellas se sintentizan a partir de las proteínas en la alimentación o por medio de la fermentación o cocción prolongada de alimentos donde se produce una ruptura de los aminoácidos.
A menudo se suele atribuir a la dopamina funciones químicas asociadas con el placer. La realidad es que este importante neurotransmisores asigna el valor a los estímulos externos para determinar si merece la pena invertir energía en responder a este estímulo, ya sea para mantener la atención sobre el mismo, o tener una respuesta motora. Por tanto es el centro de control de nuestra motivación ubicado en el ganglios basales. Este proceso lo realiza por medio de una evaluación de los estímulos emocionales que provienen de la amígdala, la relación de ellos con la información de nuestra memoria al macenada en el hipocampo, nuestras preferencias subjetivas, nuestra experiencia histórica de la recompensa sobre elecciones pasadas, y la comparación de otras elecciones realizadas en el córtex.
Una vez filtrado el estímulo, la acetilcolina, un neurotransmisor no perteneciente ni a las aminas biogenéticas ni a los neurotransmisores de moléculas pequeñas, activa los procesos intelectuales vinculados con el análisis, la memoria o con el aprendizaje como respuesta a ese estímulo. Su actividad está muy centrada en el prosencéfalo basal. Mantener el foco y la atención es una de sus principales funciones. Se vincula también con la fase REM donde se tiene una agitada actividad cerebral asociada a los sueños.
A la serotonina también se le suele atribuir la etiqueta del “bienestar”. Esto no es del todo incorrecto, pero de forma más concreta es un químico que nos ayuda a gestionar el estrés. Sus funciones son diversas tanto dentro como fuera del cerebro. En el intestino por ejemplo promueve el movimiento intestinal, en el cerebro nos ayuda a nos sentirnos abrumados con la vida. Nos ayuda a afrontar nuestros miedos.
La noradrenalina y la epinefrina (adrenalina) son muy importantes para el funcionamiento del sistema nervioso central. La glándula suprarrenal produce ambos, aunque en mayor medida la noradrenalina. Este neurotransmisor ayuda a decidir las opciones que merece la pena explorar en relación a los estímulos del exterior. Se sintetiza a partir de la dopamina con cobre, hierro y vitamina C como cofactores. Por medio de la metilación de la noradrenalina se sintetiza la epinefrina.
La histamina es bien conocida como regulador de la respuesta alérgica antes agentes externos gestionada por unas las células inmunológicas llamadas mastocitos. Tiene funciones asociadas al estado de alerta y vigilia. Demasiada histamina en cualquier caso puede producir ansiedad y ataques de pánico. Sin ella sería difícil mantenernos despiertos, de ahí la respuesta somnífera de la antihistamínicos. Se sintetiza a partir del aminoácido histidina con vitamina B6 como factor. La metilación ayuda a eliminar la histamina del cerebro.
1.1.3. Neurotransmisores purinérgicos
El ATP y la adenosina. El ATP funciona como un neurotransmisor excitatorio en las neuronas motoras de la médula espinal. Fuera de la célula es degradado en adenosina. Esta sustancia, aunque no es un neurotransmisor cumple funciones muy semejantes. La cafeina se adhiere a los receptores de la adenosina antagonizando su efecto sobre el sueño.
1.2. Neuropéptidos
Se trata de neurotransmisores compuestos de entre 3 a 36 aminoácidos de longitud (más pequeños que las proteínas). Algunos de ellos incluyen las endorfinas y las encefalinas o los opioides, que inhiben el dolor; la sustancia P, que transmite las señales dolorosas, el neuropéptido Y, que estimula a comer y puede actuar en la prevención de convulsiones, la oxytocina estimula la creación de vínculos emocionales o la arginina vasopresina (AVP) que controla la necesidad de orinar durante la noche y ayuda a eliminar el exceso de sal entre otros.
Esta biomoléculas colaboran en la gestión de las hormonas suprarrenales, sexuales y del tiroides…
Todas las hormonas que segrega el hipotálamos pertenecen a este tipo de transmisor. El hipotálamo esta conectado a la pituitaria, la glándula que dirige la regulación endocrina. El sistema hipotálamo-pituitaria es el interfaz entre el cerebro, el sistema nervioso y el sistema endocrino.
Más o menos la mitad de los neuropéptidos son biológicamente activados con ayuda de la vitamina C, el zinc y el cobre.
El hipotálamo estimula la pituitaria mediante los neuropéptidos, y esta a su vez responde produciendo las hormonas correspondientes que viajarán a un órgano específico como la tiroides, gónadas, etc…
La glicina, el hierro, el cobre y el zinc son esenciales en están presententes en la gran mayoría de este tipo de neurotransmisores.
2. Neurotramisores no convencionales
Recientemente se han identificado varias clases de neurotransmisores que no siguen todas las reglas habituales. Estos se consideran neurotransmisores “no convencionales” o “no tradicionales”.
Dos clases de transmisores no convencionales son los endocanabinoides (que estimulan el mismo receptor al que se adhiere el THC cuando fumamos marihuana y se relacionan con la gestión del miedo) y los gasotransmisores (gases solubles como el óxido nítrico y el monóxido de carbono). Estos neurotransmisores también se disparan como respuesta al calcio y comunican señales entre neuronas, pero a diferencia del resto de los neurotransmisores no están contenidos en vesículas en las membranas. Pueden llevar mensajes de la neurona postsináptica hacia la neurona presináptica. Además, en lugar de interactuar con receptores en la membrana plasmática de sus células blanco, los gasotransmisores pueden cruzar la membrana celular y actuar directamente sobre las moléculas dentro de la célula.
Probablemente se descubrirán otros mensajeros no convencionales conforme aprendamos más sobre cómo funcionan las neuronas. Con el descubrimiento de estos nuevos mensajeros químicos, tal vez tengamos que cambiar aún más nuestra idea de lo que significa ser un neurotransmisor.