Neuromodulador

Qué es un neuromodulador

El término se aplica a moléculas tan distintas entre sí como las aminas biógenas (serotonina, noradrenalina, histamina), los neuropéptidos, purinas como la adenosina o gases como el óxido nítrico. Lo que las agrupa bajo la misma etiqueta no es su estructura química, sino su forma de actuar sobre la neurona diana.

Neuromodulador une el prefijo griego neuro- (νεῦρον, nervio) con modulador, del latín modulari (regular, medir con arreglo a una proporción), a su vez derivado de modulus, diminutivo de modus (medida). La palabra describe con bastante fidelidad lo que hace esta sustancia: no dispara la señal, la calibra.

El concepto se formalizó en la neurociencia hacia finales de la década de 1970. El fisiólogo Irving Kupfermann fue uno de los primeros en sistematizar, en un artículo de referencia publicado en 1979, la distinción entre las acciones transmisoras y las acciones moduladoras de una misma sustancia sobre el sistema nervioso.

Diferencia con los neurotransmisores clásicos

Un neurotransmisor clásico actúa sobre receptores ionotrópicos: canales que se abren en milisegundos y dejan pasar iones a través de la membrana. El efecto es rápido, localizado en la propia sinapsis y breve. El neuromodulador sigue otro camino. Se une a receptores metabotrópicos, acoplados a proteínas G, que ponen en marcha una cascada de segundos mensajeros dentro de la célula.

La frontera entre ambas categorías no es tan nítida como parece. Una misma molécula, la noradrenalina por ejemplo, puede comportarse como neurotransmisor en una sinapsis y como neuromodulador en otra, según el tipo de receptor que encuentre. Dos o más sustancias neuroactivas conviven a menudo en la misma terminal nerviosa, fenómeno que recibe el nombre de cotransmisión, y no siempre resulta sencillo saber cuál transmite la señal y cuál la matiza.

Mecanismo de acción

La vía metabotrópica típica implica la activación de una proteína G, que a su vez estimula o inhibe enzimas como la adenilato ciclasa. El resultado es la producción de un segundo mensajero, con frecuencia AMP cíclico, que difunde por el interior de la célula y modifica el comportamiento de varios canales iónicos a la vez. Un solo neuromodulador puede así abrir o cerrar decenas de canales, frente al canal único que activa un neurotransmisor ionotrópico. Esta amplificación explica su efecto más lento y también más extenso.

Existe además un mecanismo de acción a distancia llamado transmisión de volumen: el neuromodulador se libera y difunde por el líquido extracelular o el líquido cefalorraquídeo, y alcanza neuronas que no forman sinapsis directa con la célula que lo liberó. Una sola población de neuronas moduladoras puede así influir sobre regiones enteras del sistema nervioso.

Ejemplos y papel funcional

Entre los neuromoduladores mejor caracterizados están la serotonina, la noradrenalina, la histamina y la adenosina. La familia de los neuropéptidos aporta otro grupo numeroso, con ejemplos como la sustancia P o la oxitocina, que combinan funciones hormonales con un papel modulador sobre la actividad neuronal. El óxido nítrico añade una peculiaridad: es un gas, sin capacidad de almacenarse en vesículas, que se sintetiza y difunde en el momento.

El término neuromodulador tiene también un uso técnico distinto en el ámbito de los dispositivos médicos, donde designa aparatos que alteran la actividad nerviosa mediante estimulación eléctrica. Esa acepción, con su propia terminología, se recoge en la entrada dedicada a la neuroestimulación.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra neuromodulador?

Del griego neuro- (nervio) y del latín modulari (regular con arreglo a una medida). El nombre resume bien la función: una sustancia que no transmite la señal, sino que la ajusta.

¿Un neurotransmisor puede actuar también como neuromodulador?

Sí, y es más frecuente de lo que podría parecer. La noradrenalina, la serotonina o el ATP funcionan como neurotransmisores clásicos en algunas sinapsis y como neuromoduladores en otras, dependiendo del tipo de receptor con el que se encuentren.

¿Cuánto dura el efecto de un neuromodulador?

Bastante más que el de un neurotransmisor clásico. Mientras que la apertura de un canal ionotrópico dura milisegundos, la acción de un neuromodulador sobre un receptor metabotrópico se prolonga desde varios cientos de milisegundos hasta varios minutos. La razón está en la cascada bioquímica que pone en marcha: activación de una proteína G, síntesis de un segundo mensajero y modificación de varios canales iónicos a la vez. Todo ese proceso tarda más en ponerse en marcha, pero también persiste más una vez iniciado. Se habla, por eso, de modulación lenta y transmisión rápida como dos formas complementarias de comunicación neuronal. La escala temporal es uno de los criterios que mejor distingue ambas categorías en la práctica experimental.

¿Es lo mismo un neuromodulador que un neuropéptido?

No exactamente. Todo neuropéptido puede actuar como neuromodulador, pero no todo neuromodulador es un péptido: la serotonina, la histamina o el óxido nítrico son neuromoduladores de naturaleza química muy distinta a la de un péptido.

Referencias

1. Encyclopaedia Britannica. Neuromodulator.
2. Kupfermann, I. (1979). Modulatory actions of neurotransmitters. Annual Review of Neuroscience, 2, 447-465.
3. ScienceDirect Topics. Neuromodulators: an overview.
4. Online Etymology Dictionary. Modulation.