¿Te imaginas que un simple cambio en las concentraciones de unas pocas moléculas llamadas neurotransmisores que se sitúan dentro de tu cerebro determine aquello que piensas, cómo te sientes y cómo te comportas? ¿Y que estos cambios son capaces de desencadenar en enfermedades a la larga?
Parece el guión de una película de terror, pero… ¡Nada más lejos de la realidad! Son ya numerosas las evidencias científicas que lo corroboran. Si quieres aprender sobre la química del cerebro… ¡este es el post que estabas buscando!
¡Vamos allá!
¿Somos lo que hacemos o hacemos lo que somos?
Hace ya muchos años, un familiar que me acompañaba de pequeño me decía muchas veces una frase cuando le hablaba de comportamientos que no me gustaban de otras personas. Yo personalmente no la entendía y por eso no le hacía mucho caso.
“No somos tan dueños de nuestras cabezas”
Es ahora después de esta investigación cuando me gustaría decirle: ¡cuánta razón tenías en esas palabras!
Y es que tal vez no haya personas buenas ni malas, tristes ni felices, dormilonas e hiperactivas… Puede que simplemente seamos cerebros con diferentes concentraciones y que esto, por mucho que tratemos de remediarlo, condiciona nuestro ser, nuestros actos y nuestra vida en general.
Espero con este acercamiento a la neuroquímica mostrarte de una forma didáctica lo mucho que importan estas fluctuaciones internas en lo que se puede observar de forma externa.
La neuroquímica engloba todos aquellos estudios de las sustancias químicas que incluyen neurotransmisores y sustancias que influyen en las neuronas y, por ende, de las emociones y conductas de los individuos.
El Cerebro: El órgano que hace cambiar al individuo
El cerebro es el órgano principal del sistema nervioso, muchas partes de él son un misterio aún hoy en día para los científicos. Es el responsable del pensamiento, la memoria, las emociones, el habla y el lenguaje entre otras funciones básicas. Pesa alrededor de 1.300 – 1.500 gramos lo que representa entre el 0,8% y 2% de la masa corporal de una persona. [1]
A nivel celular, el cerebro está formado, entre otras, por neuronas. La neurona es la unidad anatómica y funcional del sistema nervioso. Las señales que se transmiten entre neuronas pueden ser de tipo eléctrico o de tipo químico.
La transmisión eléctrica se basa en la generación de potenciales de acción mientras que la transmisión química es facilitada por unas moléculas muy especializadas denominadas neurotransmisores. [2]
Neurotransmisores: Los “carteros” de las neuronas
Estas moléculas especializadas en el intercambio de información entre neuronas, actúan durante el proceso de la sinapsis en la hendidura sináptica, un espacio entre la neurona que transmite la información (neurona presináptica) y la que recibe la información (neurona postsináptica).
Estos neurotransmisores hacen de “llaves” que abren o cierran canales por los que pueden pasar iones entre los que destacan: Na⁺, K⁺, Cl⁻ o Ca²⁺ modificando de esta forma las cargas a ambos lados de la membrana. Esta separación de iones produce una diferencia de potencial que genera impulsos eléctricos, los cuales hacen posible la sinapsis.
Una neurona en reposo posee un potencial de membrana de -65mV pero si los iones con carga positiva llegan a ella, el potencial aumenta y una vez que sobrepase un potencial umbral, la neurona se activa.
Muchas de estas sustancias pueden actuar como neurotransmisores propiamente dichos entre neuronas o como hormonas segregandose directamente al torrente sanguíneo.
En el cuerpo humano pueden producirse variaciones de las concentraciones normales de neurotransmisores con el tiempo, es lo mismo que nos pasa entre un momento de euforia y el momento en el que nos vamos a dormir.
Sin embargo puede ocurrir, por distintas razones, que estos niveles sean muy diferentes de lo normal, ya sea por exceso o por defecto, lo que puede conducir a ciertos comportamientos, emociones e incluso acabar desencadenando enfermedades.
Catecolaminas: Un tipo especial de neurotransmisores
Son neurotransmisores que poseen como característica común la de poseer un grupo catecol en su estructura y cuyo precursor metabólico es la tirosina.
Esta familia de moléculas pueden ser producidas en las glándulas suprarrenales o en el hipocampo por lo que tienen tanto una función hormonal cómo de neurotransmisores.
Las catecolaminas son capaces de aumentar la presión arterial, la frecuencia cardíaca, el ritmo respiratorio e incluso la fuerza muscular.
Además, son capaces de reducir la cantidad de sangre con la que se riega la piel y el sistema digestivo y por el contrario, aumentan la cantidad que se dirige hacia órganos importantes (cerebro, riñones y corazón).
Las 3 principales catecolaminas que se conocen son la dopamina, adrenalina (epinefrina) y noradrenalina (norepinefrina).
Neurotransmisor Dopamina
Se obtiene metabólicamente a partir del aminoácido precursor tirosina como todas las catecolaminas y está especialmente ligada a las adicciones.
Las drogas, por ejemplo, activan los circuitos de recompensa lo que nos produce sensación de bienestar, placer y motivación lo que hace que sintamos la necesidad de consumir más.
En concreto, se han estudiado genes que codifican la proteína transportadora de dopamina (DAT1) y el (DRD2) que codifica la proteína receptora de dopamina y se ha llegado a encontrar relaciones entre variaciones en estos genes y comportamientos adictivos. [4]
Además, la dopamina produce síntomas extrapiramidales, es decir, un conjunto de síntomas producidos por el uso de psicofármacos que se manifiestan alterando la motricidad.
Es por esto que la dopamina se considera fuertemente ligada a enfermedades cómo el parkinson o incluso se ha encontrado que juega un papel importante en la depresión entre otros neurotransmisores. [5]
Neurotransmisor Adrenalina o Epinefrina
La adrenalina es el transmisor excitatorio del corazón por excelencia e inhibidor del dolor. Los niveles altos de este neurotransmisor conllevan a un estado de alerta, por ejemplo, ante un peligro. Sin embargo, los niveles bajos pueden relacionarse con la relajación o depresión en el sistema nervioso.
Las neuronas colinérgicas de la médula espinal que contienen acetilcolina hacen sinapsis con la adrenalina para preparar los órganos del cuerpo para la lucha o la huida. La adrenalina es capaz de aumentar la frecuencia cardiaca, reduce el movimiento de la actividad digestiva y produce vasoconstricción.
Neurotransmisor Noradrenalina o Norepinefrina
La noradrenalina se concentra principalmente en el hipocampo, cerebelo, amígdala, tálamo e hipotálamo. Es fundamental en la regulación de acciones muy importantes del sistema nervioso simpático como pueden ser sueño, vigilia, atención, ansiedad o dolor.
Los niveles altos de noradrenalina aumentan la memoria y el estado de vigilancia. Niveles bajos provocan falta de atención, escasa capacidad de concentración y memorización.
Se sabe que existe una alteración del sistema noradrenérgico en la enfermedad de Alzheimer. [6] Además, pacientes con ansiedad generalizada y trastorno de estrés postraumático presentan un incremento de la función noradrenérgica. [3] [4]
Neurotransmisor Serotonina
También llamada 5-hidroxitriptamina, es un neurotransmisor cerebral metabolito del aminoácido triptófano (éste no es sintetizado por el cuerpo humano de forma natural). Se la relaciona con las fases sueño/vigilia, estados de ánimo y emociones.
La depresión se considera un desajuste de varios neurotransmisores aunque si bien es cierto que las depresiones alteran los circuitos de serotonina.
El tratamiento fundamental con antidepresivos lo que hace es modificar las concentraciones de neurotransmisor en el cerebro. Suelen ser inhibidores de la recaptación de serotonina en el espacio sináptico. Al inhibir esta recaptación, hay más neurotransmisor en la hendidura y la transmisión tiene lugar de forma más continuada.
También está ligada a enfermedades cómo la obesidad, trastornos de apetito, fibromialgia, migraña e incluso autismo. Se ha comprobado en estudios que existe una dependencia entre el autismo y el gen que codifica la síntesis de la proteína que transporta la serotonina. [7]
Neurotransmisor Histamina
La histamina es un neurotransmisor que se encuentra de forma natural en las células de nuestro sistema inmunitario y constituye un mediador en la respuesta alérgica.
Cuando un alérgeno penetra en nuestro cuerpo, los anticuerpos se unen a él y se produce una liberación de sustancias entre las que se encuentra la histamina. La histamina es responsable de síntomas alérgicos como tos, picores, lagrimeo, enrojecimiento de ojos, urticaria…
Los fármacos antihistamínicos bloquean los efectos de la histamina aunque si bien es verdad que producen un efecto sedante que nada tiene que ver con la respuesta inmune sino con el sistema nervioso central. Está estrechamente relacionada con la regulación del sueño (por eso al tomar antihistamínicos nos produce sueño y no se recomiendan para la conducción de vehículos), actividad motora, memoria y aprendizaje.
La histamina también influye en la secreción de ácido en el estómago y es uno de los neurotransmisores involucrados en los circuitos del vómito. Por eso también hay antihistamínicos de 1ª generación que combaten el mareo y el reflujo gástrico aunque son menos utilizados.
Varios estudios la relacionan con efectos analgésicos actuando como un mediador para el dolor cutáneo, comprobándose que las inyecciones de antihistamínicos reducen la respuesta de dolor a pellizcos, cortes o pinchazos. [8] [9]
Neurotransmisor Adenosina
La adenosina es un nucleósido formado de la unión de la adenina con un anillo de ribosa (también conocido como ribofuranosa) a través de un enlace glucosídico. La adenosina tiene una importante función en procesos bioquímicos, tales como la transferencia de energía, en la forma de ATP y ADP. También funciona como neurotransmisor con efectos sedantes e inhibidor de la post-sinapsis.
Tiene una clara acción vasodilatadora y aunque se sabe que las concentraciones intracelulares de adenosina son bajas, pueden aumentar en períodos de isquemia, hipoxia o requerimentos energéticos altos. Además, es un potente broncoconstrictor en asmáticos. [10]
No quiero terminar el post sin agradecer especialmente al Dr. Ignacio Somiedo por su guía y ayuda durante la investigación en este artículo.
Bibliografía
[1] El cerebro. David H.Hubel. Investigación y Ciencia, noviembre 1979.
[2] Viaje al universo neuronal. Fundación Española para la ciencia y la tecnología, 2007.
[3] Marisa, V., Carvalho, F., Lourdes, M., Albuquerque, R., Carvalho, M., & Remio, F. (2012). Adrenaline and Noradrenaline: Partners and Actors in the Same Play». Neuroscience – Dealing With Frontiers.
[4] Hubel, D., Wiesel, T. & Stryker, M. Orientation columns in macaque monkey visual cortex demonstrated by the 2-deoxyglucose autoradiographic technique. Nature 269, 328–330 (1977).
[5] Goodale, E. P. (2007). El papel de la norepinefrina y de la dopamina en la depresión. Revista de Toxicomanías, 50, 19-22.
[6] S. Manzano-Palomo, M.A. De la Morena-Vicente, M.S. Barquero Neurotransmisores en la enfermedad de Alzheimer REV NEUROL 2006; 42 (6): 350-353
[7] Azmitia EC, Singh JS, Whitaker-Azmitia PM. (2011) Increased serotonin axons (immunoreactive to 5-HT transporter) in postmortem brains from young autism donors. Neuropharmacology. 2011 Jun;60(7-8):1347-54.
[8] Anna Cláudia Calvielli Castelo Branco, Fábio Seiti Yamada Yoshikawa, Anna Julia Pietrobon, Maria Notomi Sato (2018). Role of Histamine in Modulating the Immune Response and Inflammation. Mediators of Inflammation.
[9] Rumore, M. M., & Schlichting, D. A. (1985). Analgesic effects of antihistaminics. Life sciences, 36(5), 403-416.
[10] Contreras, E. (1990). Adenosina: acciones fisiológicas y farmacológicas. Arch Biol Med Exp (Santiago), 23(1), 1-12.