Actividad colinérgica

Qué es la actividad colinérgica

El término designa, en sentido estricto, toda señalización biológica en la que el mensajero químico es la acetilcolina. Se refiere a un proceso, no a una estructura. Por eso conviene distinguirlo del adjetivo colinérgico, que se aplica a neuronas, fibras o fármacos relacionados con esa misma molécula.

La palabra está formada por dos componentes. «Colina» procede del griego χολή (cholē), que significa bilis, recordando que el químico alemán Adolph Strecker aisló esta sustancia por primera vez en 1862 a partir de bilis de cerdo. El sufijo «-érgico» viene del griego ἔργον (érgon), trabajo o acción. El término compuesto fue introducido en la literatura fisiológica por Henry Dale en 1933 para nombrar el conjunto de fibras nerviosas que liberan acetilcolina, en contraposición a las fibras adrenérgicas que liberan noradrenalina. Esa misma raíz se ha extendido a la idea de «actividad»: la del sistema basado en la acetilcolina como mensajero.

Dónde predomina la señalización colinérgica

La acetilcolina no está distribuida de forma homogénea por el sistema nervioso. Su presencia es dominante en cuatro territorios bien delimitados, y en cada uno la consecuencia funcional es distinta.

En el sistema nervioso autónomo, la acetilcolina es el transmisor de todas las fibras preganglionares (tanto simpáticas como parasimpáticas) y de prácticamente todas las fibras posganglionares parasimpáticas. Por eso suele decirse que el sistema parasimpático es un sistema colinérgico de principio a fin. Cuando este componente está activo, el organismo entra en lo que clásicamente se denomina modo de «descanso y digestión»: la frecuencia cardíaca desciende, la motilidad intestinal aumenta, las glándulas digestivas secretan, la pupila se contrae.

Existe un segundo territorio donde la acetilcolina ejerce un papel exclusivo: la unión entre la neurona motora y la fibra muscular esquelética. En la placa motora, cada potencial de acción que llega a la terminal nerviosa libera vesículas de acetilcolina que, al unirse a los receptores nicotínicos del sarcolema, despolarizan la fibra y desencadenan la contracción. Sin actividad colinérgica en este punto no hay movimiento voluntario.

Dentro del cerebro hay agrupaciones específicas de neuronas que sintetizan acetilcolina y proyectan ampliamente hacia la corteza, el hipocampo y el tálamo. Las más estudiadas son el núcleo basal de Meynert y los núcleos del tegmento pedunculopontino y laterodorsal. Su actividad modula los ciclos de vigilia y sueño REM, la atención sostenida, la consolidación de la memoria y la plasticidad cortical. La pérdida progresiva de estas neuronas es uno de los rasgos histológicos de la enfermedad de Alzheimer.

Más allá del sistema nervioso, se ha descrito un sistema colinérgico no neuronal en epitelios, linfocitos, células endoteliales y queratinocitos, capaz de sintetizar y liberar acetilcolina con función local autocrina o paracrina. Su papel se está delimitando todavía.

El ciclo de la transmisión y su regulación

La actividad colinérgica no es la mera presencia de acetilcolina, sino el resultado de un ciclo muy rápido. La colina y el acetil-CoA se combinan dentro de la terminal nerviosa por acción de la enzima colina acetiltransferasa para formar acetilcolina, que se almacena en vesículas. Tras la entrada de calcio que sigue a un potencial de acción, las vesículas se fusionan con la membrana y liberan su contenido al espacio sináptico, donde la acetilcolina se une a receptores muscarínicos o nicotínicos en función del territorio.

Lo característico de este transmisor es lo que ocurre después. La acetilcolina, al contrario que la noradrenalina, la dopamina o la serotonina, no se recapta intacta: la enzima acetilcolinesterasa la hidroliza en cuestión de milisegundos, separándola en colina y acetato. La colina vuelve a la terminal y se reutiliza para sintetizar nueva acetilcolina; el acetato se incorpora al metabolismo general. Esta degradación rapidísima permite una señalización precisa, pulsátil, que se apaga casi tan deprisa como se enciende. La respuesta es rápida.

El nivel de actividad colinérgica en un tejido depende de varios factores: la cantidad de acetilcolina liberada por estímulo, la densidad y subtipo de los receptores postsinápticos, la velocidad de su degradación enzimática y la presencia de receptores presinápticos que modulan la propia liberación. Cualquier alteración de estos elementos, sea genética, farmacológica o tóxica, modifica la actividad funcional resultante.

Diferenciación con conceptos próximos

Tono parasimpático. Es un concepto parcial: describe la actividad colinérgica del sistema autónomo, pero deja fuera la transmisión neuromuscular y la señalización colinérgica central. Cuando se habla de tono parasimpático, se hace referencia a la actividad basal del vago y otras fibras parasimpáticas sobre vísceras, vasos y glándulas.

Sistema colinérgico. Designa la estructura: el conjunto de neuronas, fibras, receptores y enzimas que utilizan acetilcolina. La actividad colinérgica es la consecuencia funcional, mensurable, de ese sistema en acción.

Vía colinérgica antiinflamatoria. Una función relativamente reciente y bien delimitada de la actividad colinérgica, descubierta en los primeros años 2000: el nervio vago, al liberar acetilcolina, se une al receptor nicotínico α7 en macrófagos esplénicos y reduce la producción de citoquinas proinflamatorias. Es una vía concreta dentro del paisaje general de la señalización colinérgica.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra colinérgica?

La raíz «colina» remite al griego χολή (cholē), bilis: el aminoalcohol fue aislado por Adolph Strecker en 1862 a partir de bilis de cerdo. El sufijo «-érgico» procede del griego ἔργον (érgon), acción o trabajo. Fue Henry Dale quien en 1933 acuñó la pareja terminológica «colinérgico/adrenérgico» para distinguir las fibras nerviosas según el transmisor que liberaban, una clasificación que ha llegado intacta hasta hoy.

¿Es lo mismo actividad colinérgica que tono parasimpático?

No. El tono parasimpático es solo una parte. Designa la actividad basal del sistema nervioso parasimpático, que sí es íntegramente colinérgico, pero deja fuera otras grandes vías que también usan acetilcolina: la transmisión neuromuscular en el músculo esquelético y los sistemas colinérgicos del cerebro implicados en cognición. Hablar de actividad colinérgica es hablar de todas ellas en conjunto.

¿Por qué se dice que la acetilcolina actúa con tanta rapidez?

Porque la acetilcolinesterasa, presente en cantidades muy abundantes en el espacio sináptico, hidroliza la molécula en milisegundos en cuanto ha ejercido su acción. Esto distingue a la acetilcolina de otros neurotransmisores como la noradrenalina o la dopamina, que se recaptan intactas a la neurona presináptica y permanecen disponibles más tiempo. Esa diferencia explica que la señalización colinérgica sea especialmente sensible a cualquier sustancia que inhiba la acetilcolinesterasa, desde insecticidas organofosforados hasta fármacos diseñados para reforzarla.

¿Qué papel tiene la actividad colinérgica central en la cognición?

Las neuronas colinérgicas del prosencéfalo basal y del tronco encefálico proyectan a la corteza, al hipocampo y al tálamo, donde modulan la atención, la consolidación de la memoria y los ciclos vigilia-sueño. La pérdida progresiva de estas neuronas en la enfermedad de Alzheimer guarda relación con el deterioro cognitivo característico, y es la base teórica que sustenta la hipótesis colinérgica de esta enfermedad neurodegenerativa.

Referencias

1. Coon EA. Generalidades sobre el sistema nervioso autónomo. Manual MSD, versión para profesionales.
2. Real Academia Nacional de Medicina de España. Colinérgico. Diccionario de términos médicos (DTM).
3. Sam C, Bordoni B. Physiology, Acetylcholine. StatPearls, National Library of Medicine.
4. LeBouef T, Yaker Z, Whited L. Physiology, Autonomic Nervous System. StatPearls, National Library of Medicine.