Nos queremos adentrar en el mundo de los neurotransmisores: dopamina, serotonina, pero, para seguir la línea del tiempo, porque la maquina de Jesús del tiempo es delicada, y viajar al pasado a conocer fósiles tiene su aquel.
Empecemos esta aventura de los neurotransmisores por el primero que se descubrió, la acetilcolina.
¿Qué es la acetolcolina?
La acetilcolina es un neurotransmisor muy importante en el sistema nervioso central y en el sistema nervioso periférico.
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Imagen 1. Estructura de la acetilcolina.
Historia de la acetilcolina
La acetilcolina (ACh o ACo) es una enzima y neurotransmisor caracterizado farmacológicamente por Henry Hallett Dale en 1914 y confirmado porOtto Loewi como un neurotransmisor. Siendo ambos por su trabajo galardonados en 1936 el Premio Nobel en fisiología y medicina.
Síntesis de acetilcolina
La acetilcolina se sintetiza en las neuronas mediante la enzima colinacetiltransferasa o colinoacetilasa, a partir de colina y acetil-coenzima A (acetil-CoA) siendo una proteína y una enzima, en la neurona.
En cuanto al metabolismo, la acetilcolina es sintetizada a partir de Colina y Acetil CoA, derivados del metabolismo de la glucosa a través de la enzima Colina acetiltransferasa.
GPS activo para la acetilcolina
La pregunta más lógica sería, pero entonces, ¿Dónde está la acetilcolina?
La acetilcolina está ampliamente distribuida en el sistema nervioso central (ya hablamos de esto previamente en este artículo). La acetilcolina se encuentra en los circuitos extrapiramidales del cerebro, en el sistema nervioso periférico y en el sistema nervioso autónomo en todas las terminaciones parasimpáticas y también en la inervación simpática de las glándulas sudoríparas.
Reacciones metabólicas
La acetilcolina se une a los muchos receptores nicotínicos de la placa motora de las fibras musculares, causando Potenciales Excitatorios Postsinápticos. Estos derivan en la generación de un potencial de acción en la fibra muscular con su correspondiente contracción.
La acetilcolina tiene su uso también en el cerebro, glándulas que reciben impulsos de la parte parasimpática del sistema nervioso autónomo dan potenciales excitatorios.
Normalmente, la acetilcolina se elimina rápidamente una vez realizada su función. Pero, ¿Cómo lo hace? Gracias a la enzima acetilcolinesterasa que transforma la acetilcolina en colina y acetato.
Imagen 2. Sinapsis con la acetilcolina como neurotransmisor en la sinapsis.
En efecto, esta enzima posee dos isoformas, una ubicada en la hendidura sináptica (AAChE) y otra sérica, sintetizada en el hígado, denominada Acetilcolinesterasa Sérica (BAChE). Esta última impide el uso terapéutico de la acetilcolina, por degradarla rápidamente cuando se administra en forma intravenosa.
La acetilcolinesterasa inhibida provoca efectos devastadores en los agentes nerviosos, con el resultado de una estimulación continua de los músculos, glándulas y el sistema nervioso central.
Según se ha observado, ciertos insecticidas deben su efectividad a la inhibición de esta enzima en los insectos. Por otra parte, se asoció una reducción de acetilcolina con la enfermedad de Alzheimer, se están usando algunos fármacos que inhiben esta enzima para el tratamiento de esta enfermedad.
Sustancias amigas o enemigas
Las sustancias amigas se conocen técnicamente como agonistas, sustancias que son similares y permiten que se puedan asociar a las puertas de los neurotransmisores por similitud. Los enemigos, son llamados técnicamente como antagonistas, que inhiben o impiden las acciones.
Por ejemplo, la nicotina y la muscarina son sustancias colinérgicas que actúa incrementando la actividad de ciertos receptores de la acetilcolina. Por su parte, la histamina incrementa la acción de la acetilcolina. Por ello, cuando tomamos antihistamínicos se reduce la acción de la acetilcolina.
Por el contrario, la botulina actúa evitando la liberación de acetilcolina. Así mismo, la atropina y la escopolamina actúan bloqueando dichos receptores (anticolinérgicos).
Funciones en el organismo
Desde estos centros comentados anteriormente el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico (concretamente, autónomo) centros producen diversas funciones de control, con un incremento de acetilcolina:
- Sistema cardiovascular: vasodilatación (solo como fármaco externo), disminución de la frecuencia cardíaca (efecto cronotrópico negativo), disminución de la velocidad de conducción del nodo sinoauricular y auriculoventricular y una disminución en la fuerza de contracción cardíaca.
- Tracto gastrointestinal: Aumenta la motilidad, secreción glandular, el peristaltismo gastrointestinal y aumenta la salivación. Estos efectos, exacerbados por agonistas pueden derivar en efectos como náusea, vómito y diarrea.
- Median la función sexual eréctil.
- Favorece la micción mediante tres procesos: contracción del músculo detrusor, relajación del trígono vesical y del esfínter ureteral interno.
- Sistema respiratorio: Provoca broncoconstricción y aumenta la secreción de agente surfactante. EL surfactante es como un lubricante que permite que los pulmones se deslicen y se adapten para captar más o menos volumen.
- En el ojo: produce la contracción del músculo circular del iris, permite que se dé el reflejo de acomodación, por relajación de las fibras de la zónula, al contraerse el músculo ciliar. Adicionalmente, este efecto permite aumentar el drenaje de humor acuoso de los conductos de Schlemm.
- En la piel: aumenta la secreción de las glándulas sudoríparas que, al aumentar la secreción de sudor, favorecen la homeostasis con reducción del calor.
· Implicada en los circuitos de la memoria, que son esenciales para aprender, recordar y tener una memoria autobiográfica, esencial para la personalidad.
· Implicada en los circuitos de recompensa («reward»), los cuales nos permiten repetir los procesos positivos, tales como, sonreír o quedar con un buen amigo. Así mismo, los procesos negativos, tales como, las drogas o el tabaco, especialmente con los receptores nicotínicos bloqueados por la nicotina del tabaco.
· Funciones motoras: queda claro que la acetilcolina, junto con la adrenalina son los responsables de la contracción muscular y esenciales para el movimiento.
· Funciones neuroendocrinas: la acetilcolina aumenta la secreción de vasopresina por estimulación del lóbulo posterior de la hipófisis. Como consecuencia disminuye la secreción de prolactina de la hipófisis posterior. Es decir, que disminuyen la prolactina y por tanto, la producción de la leche en muchas madres que dan el pecho, observándose que aumentan progresivamente sus niveles de vasopresina.
Imagen 3. Vías colinérgicas o de la acetilcolina.
Conclusión
La acetilcolina es un neurotransmisor esencial en el sistema nervioso central y periférico. Sus funciones son varias, especialmente en el sistema motor, pero también para nuestra memoria de movimiento y de acción.
Siendo destacado por ser el primer neurotransmisor descubierto, y como curiosidad, el primero en el que se vio el impulso nervioso en el axón de un calamar gigante, mediante el impulso a uno de sus tentáculos.
Sin duda, este neurotransmisor es uno de los que rompe récords cual Fernando Alonso en la fórmula 1. Podéis aprender mucho más en este Glosario de neurociencia.
Bibliografía
Brenner, G. M. and Stevens, C. W. Farcology,2nd Edition. Philadelphia, PA: W.B. Saunders Company (Elsevier). 1-4160-2984-2
Yu, AJ & Dayan, P (2005). Uncertainty, neuromodulation, and attention. Neuron 46 681-692
Bruton, Laurence L.; Hilal-Dandan, Randa; Knollman, Björn C. (2018). Goodman & Gilman. Las bases farmacológicas de la terapéutica (Décimo tercera edición). McGraw-Hill Interamericana Editores. p. 120. ISBN 978-1-4562-6356-0.Neurocognitiva (al incrementar la síntesis de Acetilcolina)
http://www.biopsicologia.net/fichas/page_86.html
Imagen destacada. Imagen extraída de: https://www.istockphoto.com/es/foto/sinapsis-y-enolasa-c%C3%A9lulas-de-enviar-se%C3%B1ales-el%C3%A9ctricas-qu%C3%ADmicas-gm510674886-86345013?searchscope=image%2Cfilm
Imagen 1. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Acetilcolina#/media/Archivo:Acetylcholine.svg
Imagen 2. Imagen extraída de: https://neuro-class.com/la-acetilcolina-y-su-papel-en-la-memoria/
Imagen 3. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Acetilcolina#/media/Archivo:Acetylcholine_Pathway-es.png
Gracias a todos por leer, os dejo los glosarios de biología y neurociencia para que os ayude a seguir construyendo vuestro conocimiento.
Que la ciencia y la fuerza os acompañe.
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