Aminoácido excitador

Qué es un aminoácido excitador

La expresión aminoácido excitador (en inglés, excitatory amino acid o EAA) designa un grupo neurofarmacológico, no una categoría estructural. Es decir, no se refiere a la forma de la molécula sino a lo que hace en las sinapsis del sistema nervioso: despolarizar la membrana de la neurona postsináptica y favorecer la generación de un potencial de acción. El glutamato es, con diferencia, el neurotransmisor excitador más abundante del cerebro de los mamíferos; se calcula que interviene en alrededor del 70 % de la transmisión sináptica excitatoria de la corteza cerebral. El aspartato comparte receptores y funciones con el glutamato, pero su distribución es más restringida y su relevancia cuantitativa, menor.

Conviene no confundir la clasificación neurofarmacológica con la nutricional. Tanto el glutamato como el aspartato son aminoácidos no esenciales (el organismo los sintetiza sin dificultad), y su papel como neurotransmisores es independiente de la cantidad que se ingiera con la dieta: el glutamato cerebral se produce localmente en las neuronas, no procede del torrente sanguíneo.

Receptores ionotrópicos y metabotrópicos

El glutamato liberado en la hendidura sináptica se une a dos grandes familias de receptores. Los ionotrópicos abren directamente canales iónicos y se subdividen en tres tipos, nombrados según el agonista sintético que los activa de forma preferente: NMDA (N-metil-D-aspartato), AMPA (ácido alfa-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropiónico) y receptores de kainato. La activación del receptor NMDA permite la entrada de calcio además de sodio, lo que desencadena cascadas intracelulares asociadas a la plasticidad sináptica y la formación de memoria.

Los receptores metabotrópicos, en cambio, no abren canales por sí mismos: actúan a través de proteínas G y segundos mensajeros. Sus efectos son más lentos pero también más duraderos. Existen ocho subtipos conocidos (mGluR1 a mGluR8), agrupados en tres clases según su mecanismo de señalización. El equilibrio entre la activación de unos y otros determina, en buena parte, el tono excitatorio de una región cerebral concreta.

Excitotoxicidad: el daño por exceso de glutamato

En 1957, Lucas y Newhouse observaron que la inyección de glutamato destruía neuronas de la retina en ratones neonatos. Doce años después, John Olney acuñó el término excitotoxicidad para describir cómo un neurotransmisor fisiológico se convierte en agente neurotóxico cuando su concentración extracelular rebasa ciertos límites. El mecanismo central es la entrada masiva de calcio a través de los receptores NMDA, que activa proteasas, lipasas y endonucleasas, genera radicales libres y termina por destruir la célula.

Los transportadores de glutamato de los astrocitos, en condiciones normales, retiran rápidamente el neurotransmisor de la sinapsis. Cuando ese aclaramiento falla (por falta de energía, por edema celular o por daño tisular), el glutamato se acumula y el ciclo de lesión se retroalimenta. Este proceso se ha implicado en la fisiopatología de la lesión cerebral isquémica, entre otros contextos de investigación.

Preguntas frecuentes

¿Quién descubrió la excitotoxicidad?

John Olney, neurocientífico de la Universidad de Washington en San Luis, en 1969. Los primeros indicios, sin embargo, los proporcionaron Lucas y Newhouse en 1957 al observar lesiones retinianas inducidas por glutamato en ratones recién nacidos.

¿El glutamato de los alimentos puede dañar el cerebro?

No en condiciones normales. La barrera hematoencefálica impide que el glutamato plasmático acceda libremente al tejido cerebral. El glutamato que actúa como neurotransmisor se sintetiza dentro de las propias neuronas, de modo que la cantidad presente en la dieta (incluido el glutamato monosódico como aditivo alimentario) no altera de forma significativa las concentraciones cerebrales en personas sanas.

¿Cuál es la relación entre el glutamato y el GABA?

Son complementarios: el glutamato es el principal neurotransmisor excitador y el GABA es el principal inhibidor. Y, además, están emparentados bioquímicamente: el GABA se sintetiza a partir del glutamato mediante la enzima glutamato descarboxilasa. Una sola reacción enzimática separa al excitador del inhibidor.

Referencias

1. Manual MSD (versión para profesionales). Neurotransmisión.
2. National Human Genome Research Institute (NHGRI). ACGT. Glosario parlante de términos genómicos y genéticos.
3. MedlinePlus. Fenilcetonuria. Enciclopedia médica.
4. Manual MSD (versión para público general). Introducción a los trastornos metabólicos hereditarios.