Neurotransmisor

Qué es un neurotransmisor

La palabra combina el griego νεῦρον (neûron), "nervio", con el latín transmittere, formado por el prefijo trans- ("a través de") y el verbo mittere ("enviar"). El sustantivo agente resultante se documenta en 1961 aplicado ya a la fisiología nerviosa. Resulta curioso que el término sea tan reciente: el fenómeno que describe llevaba demostrado desde 1921, cuando todavía no existía una palabra específica para nombrarlo.

En sentido estricto, se reserva el nombre a las sustancias que cumplen tres condiciones: se sintetizan y almacenan dentro de la neurona presináptica, se liberan de forma dependiente de calcio al llegar un impulso eléctrico a la terminación nerviosa, y producen en la célula diana el mismo efecto que si se aplicaran de forma externa. Cumplir los tres requisitos distingue a un neurotransmisor propiamente dicho de otras moléculas de señalización que participan en el sistema nervioso sin ajustarse del todo a esta definición clásica.

Mecanismo de la transmisión sináptica

Todo empieza en el cuerpo neuronal o en la propia terminación del axón, según la sustancia, donde enzimas específicas ensamblan la molécula y la empaquetan en vesículas. La llegada de un potencial de acción abre canales de calcio dependientes de voltaje. El ion entra en la terminación y desencadena la fusión de las vesículas con la membrana, un proceso llamado exocitosis. El contenido se vierte en la hendidura sináptica, un espacio de apenas veinte a cincuenta nanómetros que separa a la neurona presináptica de la célula diana.

Una vez liberado, el neurotransmisor se une a receptores de la membrana postsináptica. Puede abrir directamente un canal iónico (los llamados receptores ionotrópicos) o poner en marcha una cascada de segundos mensajeros a través de una proteína G, en el caso de los receptores metabotrópicos. Cerrado el ciclo, la señal se apaga por tres vías posibles: recaptación hacia la neurona presináptica mediante transportadores específicos, degradación enzimática en la propia hendidura (es el caso de la acetilcolinesterasa sobre la acetilcolina) o simple difusión fuera del espacio sináptico.

Clasificación química

La familia más numerosa es la de las aminas. Dentro de ella se distinguen los colinérgicos, con la acetilcolina como único representante relevante en el ser humano; las catecolaminas, formadas por dopamina, noradrenalina y adrenalina, sintetizadas todas a partir de la tirosina; y las indolaminas, entre las que figuran la serotonina y la melatonina, derivadas del triptófano. La histamina, menos conocida en su papel neuronal, completa este grupo.

Un segundo bloque lo forman los aminoácidos que actúan directamente como transmisores, sin transformación química previa: el glutamato, principal excitador del encéfalo; el ácido gamma-aminobutírico o GABA, su contrapartida inhibidora; y la glicina, con un papel destacado en la médula espinal. No hay un cuarto aminoácido relevante en esta lista.

Los péptidos neuroactivos constituyen el grupo más heterogéneo. Encefalinas, endorfinas y sustancia P son los ejemplos mejor documentados, y suelen coexistir con un transmisor de molécula pequeña en la misma terminación nerviosa, liberándose juntos según la frecuencia de descarga. Las purinas, con el ATP y la adenosina a la cabeza, forman una categoría de incorporación más tardía a la lista. Cierran la clasificación los gasotransmisores, moléculas que rompen buena parte de las reglas anteriores: el óxido nítrico no se almacena en vesículas ni se libera por exocitosis, sino que se sintetiza bajo demanda y difunde libremente a través de la membrana celular.

Origen del concepto

La demostración experimental llegó antes que la palabra. En 1921, Otto Loewi ideó un experimento con dos corazones de rana aislados: estimuló el nervio vago del primero, recogió el líquido de perfusión y lo aplicó sobre el segundo, que redujo su ritmo sin haber recibido ningún estímulo eléctrico directo. Aquello demostró que la comunicación entre el nervio y el órgano diana pasaba por un intermediario químico, al que Loewi bautizó como Vagusstoff. En 1926, junto con Navratil, identificó esa sustancia como acetilcolina, la misma que Henry Dale había aislado años antes por otra vía. Ambos compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1936.

Esa acetilcolina conserva por derecho propio el título de primer neurotransmisor identificado, y su historia completa merece una entrada propia. Baste señalar aquí que la palabra neurotransmisor tardó en llegar: se documenta por primera vez en 1961, cuatro décadas después de que Loewi confirmara el fenómeno que nombra.

Diferencia con hormonas y neuromoduladores

Frente a una hormona, la diferencia clásica está en la distancia y el tiempo de acción. El neurotransmisor cruza una hendidura de apenas unas decenas de nanómetros y su efecto se mide en milisegundos. La adrenalina y la noradrenalina son el ejemplo habitual de sustancia con doble función: actúan como neurotransmisores cuando se liberan en una sinapsis del sistema nervioso simpático, y como hormonas cuando la médula suprarrenal las vierte directamente a la sangre.

Con los neuromoduladores la frontera es más de grado que de naturaleza. El neurotransmisor clásico abre un canal iónico concreto y genera una respuesta rápida y localizada. El neuromodulador actúa sobre receptores metabotrópicos acoplados a proteína G, con un efecto más lento, más difuso y capaz de alterar la sensibilidad de una neurona a otros mensajeros durante varios minutos. No son categorías excluyentes: la dopamina, el ejemplo más citado, puede comportarse como neurotransmisor en una sinapsis y como neuromodulador en otra, según el receptor con el que se encuentre.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra neurotransmisor?

Del griego νεῦρον (nervio) y del latín transmittere (enviar a través de). Es un término más joven de lo que cabría esperar: se documenta por primera vez en 1961, cuatro décadas después de que Otto Loewi demostrara el fenómeno que nombra.

¿Es lo mismo un neurotransmisor que una hormona?

No, aunque la frontera se difumina en algunos casos concretos. La diferencia clásica está en la distancia y el tiempo de acción. El neurotransmisor cruza una sinapsis de unas decenas de nanómetros y su efecto se mide en milisegundos. La hormona viaja por el torrente sanguíneo y puede tardar minutos u horas en alcanzar un órgano situado lejos de donde se produjo. Existe incluso una tercera categoría, las neurohormonas, para sustancias como la oxitocina, sintetizadas por neuronas hipotalámicas pero liberadas directamente al torrente circulatorio en lugar de a una hendidura sináptica. La clasificación depende, en el fondo, más de dónde y cómo se libera una sustancia que de su composición química.

¿Cuántos neurotransmisores existen?

La cifra de sustancias reconocidas como tales supera ampliamente el centenar, y sigue creciendo a medida que se identifican nuevos neuropéptidos con función transmisora. Solo un grupo reducido, sin embargo, cumple con rigor los tres criterios clásicos de definición.

¿Puede una misma neurona liberar más de un neurotransmisor?

Sí, y no es infrecuente. El fenómeno se conoce como cotransmisión: una neurona libera dos o más sustancias distintas en la misma terminación, a menudo una de acción rápida junto a un péptido de acción más lenta y duradera. La acetilcolina y el glutamato son un ejemplo documentado de esta coexistencia en el mismo terminal nervioso.

Referencias

1. Sheffler ZM, Reddy V, Pillarisetty LS. Physiology, Neurotransmitters. StatPearls, National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine. Enlace. Estado: verificada.
2. Manual MSD, versión para profesionales. Neurotransmisión. Enlace. Estado: verificada.
3. MedlinePlus, Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos. Conducción nerviosa (enciclopedia médica, vídeo). Enlace. Estado: verificada.
4. García Sacristán A. Otto Loewi: cien años de la confirmación de la neurotransmisión química. Anales de la Real Academia Nacional de Farmacia, 2021. Enlace. Estado: verificada.