Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Transporte de mensajeros cerebrales

La década final de este siglo, científicamente está considerada como la del Cerebro. Por ello hace poco nos ocupábamos de los avances en el conocimiento de los mapas cerebrales

La década final de este siglo, científicamente está considerada como la del Cerebro. Por ello hace poco nos ocupábamos de los avances en el conocimiento de los mapas cerebrales. Junto a esos logros morfológicos no son menores los obtenidos a nivel funcional y molecular. Casi todas nuestras actividades físicas, mentales, metabólicas, etc., dependen de un modo fundamental del sistema nervioso y en concreto de los millones de neuronas cuya comunicación tiene lugar por la llamada sinapsis entre un extremo axonal de una neurona (presináptica) y una zona (axona, dendrítica o somática) de otra neurona (postsináptica). Una neurona presináptica puede realizar miles de sinapsis diferentes con otras neuronas, y a su vez una determinada neurona puede recibir un gran número (100-20.000) de contactos sinápticos procedentes de otras neuronas.
 
En cada sinapsis, desde la neurona estimulante se libera una sustancia química, un neurotransmisor, verdadero mensajero químico cerebral, que es reconocido específicamente por receptores de naturaleza proteínica situados en la membrana de la neurona receptiva. La activación del receptor determinado hace que se desencadene una serie de alteraciones físico-químicas, cuyo resultado final es el paso de una unidad eléctrica de información desde una neurona a otra. De este modo se establece la adecuada comunicación entre las neuronas. Como la actividad neuronal gobierna el buen funcionamiento del sistema nervioso es fácilmente comprensible la necesidad de que la producción, liberación, actuación y destino metabólico de los neurotransmisores sean procesos totalmente controlados, ya que cualquier modificación puede traducirse en desórdenes y enfermedades físicas y mentales de importancia.
 
Se cree que un relativo alto número de sustancias químicas diferentes actúan como neurotransmisores. De ellas, hasta ahora, con seguridad se han identificado más de una docena y entre las que químicamente poseen la naturaleza de ser aminas se encuentran la acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina, gaba, etc. La existencia de receptores específicos de los neurotransmisores es conocida desde hace algún tiempo, pero poco se sabía respecto a lo que les sucedía posteriormente a estos mensajeros. Como el proceso de sinapsis tiene mínimas duraciones, del rango de milisegundos, el neurotransmisor debe cesar rápidamente de realizar su función estimulante ya que, en caso contrario, se bloquearía la sinapsis. 
 
Aparte de otros procesos diferentes de destrucción de neurotransmisores, en los dos últimos años se ha demostrado que en la membrana de la neurona presináptica existen proteínas especiales, transportadores, que son capaces de recoger al neurotransmisor tras su actuación y lo recuperan reintroduciéndolo en la neurona de origen, donde se almacena en vesículas especializadas en las que permanece hasta su eventual reutilización posterior.
 
Aún falta mucho por saber respecto al mecanismo íntimo de este importante proceso neuronal, pero se ha avanzado bastante respecto al conocimiento de la naturaleza de estos transportadores-recuperadores de los mensajeros cerebrales. El misterio comenzó a desvelarse hace 5 años cuando unos investigadores americanos observaron que drogas sicoestimulantes como la cocaína o las anfetaminas, así como algunos antidepresivos, actuaban bloqueando la recaptura de los neurotransmisores amínicos tales como dopamina, serotonina y noradrenalina, con lo que se potenciaba su efecto. Concretamente la cocaína interfiere el transporte-recuperación de la dopamina, y los antidepresivos tricíclicos, el de serotonina y noradrenalina. ¿Qué estructura química podrían tener estos transportadores?
En 1986 un equipo israelí purificó una pequeña cantidad del receptor del gaba, neurotransmisor con un importante papel en la bioquímica de la ansiedad, pero hasta 1990 no se identificó su estructura proteínica, mediante ingeniería genética, por aislamiento y donación del gen correspondiente. A lo largo de 1990 y 1991 se ha sabido que todos esos transportadores pertenecen a una familia de proteínas muy similares entre sí, gracias a lo cual se pudo usar la parte común de sus genes para aislar los genes de varias de ellas, multiplicarlos y producir con ellos suficiente cantidad de los respectivos transportadores, en concreto de los del gaba, noradrenalina, serotonina y dopamina. En todos los casos los productos mostraron ser grandes proteínas de unos 600 aminoácidos y con más del 50% de similitud entre ellas. Los dos extremos de la secuencia proteínica se encuentran situados en el interior neuronal, en el citoplasma, y a lo largo de su secuencia existen 12 porciones o tramos anclados en la membrana neuronal, formando parte de ella, mientras que las 6 porciones situadas entre los anclajes se ubican en la parte externa de la neurona, en el espacio sináptico que separa la neurona presináptica de la postsináptica.
 
El conocimiento de los detalles moleculares no sólo tiene interés científico sino uno enorme aplicado, ya que permitirá descubrir cómo actúan drogas como la cocaína, cuál es la base del fenómeno de la drogodependencia, profundizar respecto a la acción de sicoestimulantes y antidepresivos o ayudar al diseño de nuevos fármacos que actúen sobre los transportadores y consigan efectos sedantes, ansiolíticos o anticonvulsionantes. Por ejemplo, se piensa que si se dificulta la recaptura de la serotonina ello podría solucionar ciertas situaciones de depresiones, ataques de pánico, neurosis obsesivas, alcoholismo o bulimia. En definitiva: al igual que la arquitectura cerebral se va conociendo con una mayor precisión, también está comenzando a ser realizado el complejo abordaje molecular de las funciones cerebrales, lo que sin duda abre nuevas e importantes perspectivas que nos permitirán saber cómo funciona nuestro cerebro y cómo controlar las numerosas e importantes alteraciones posibles del sistema nervioso.