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Hemos hablado de muchos neurotransmisores y neuromoduladores, pero en este artículo quiero hablaros de las taquicinas, unas muy especiales.
Imagen 1. Sustancia P, una de las taquicinas más importantes.
¿Qué son las taquicininas?
Las taquicininas son una familia de neuropéptidos, es decir, pequeñas moléculas producidas por neuronas y otras células que actúan como mensajeros químicos en el organismo. Aunque durante años se las relacionó, principalmente, con la transmisión del dolor. Aunque, hoy sabemos que participan en numerosos procesos fisiológicos, desde la inflamación hasta la regulación emocional.
Las taquicininas se encuentran tanto en vertebrados —como anfibios y mamíferos— como en numerosos invertebrados, incluidos anélidos, artrópodos y moluscos. Todas comparten una secuencia característica en su extremo carboxilo terminal (C-terminal): Phe-X-Gly-Leu-Met-NH₂, considerada la «firma molecular» de esta familia de neuropéptidos.
Aunque inicialmente se estudiaron en vertebrados, a finales de los años noventa también se identificaron sistemas de señalización taquicinérgicos en moluscos bivalvos como las ostras. En algunos de estos organismos su función biológica aún continúa investigándose.
Su nombre proviene del griego tachys (rápido) y kinin (movimiento), debido a que las primeras sustancias identificadas en este grupo provocaban rápidas contracciones del músculo liso. Es decir, el músculo del intestino que no tiene control voluntario como el de un brazo, pierna o mano.
Este descubrimiento marcó el nacimiento del estudio de las taquicininas. Posteriormente se observó que numerosos péptidos aislados en distintas especies compartían una secuencia común en su extremo C-terminal, lo que permitió agruparlos dentro de una misma familia molecular.
La sustancia P: la estrella de las taquicininas
La taquicinina más conocida es la Sustancia P, descubierta en 1931 por los científicos australianos Ulf von Euler y John Gaddum.
La Sustancia P actúa como neurotransmisor y neuromodulador. Se encuentra ampliamente distribuida en:
- Sistema nervioso central.
- Sistema nervioso periférico.
- Sistema gastrointestinal.
- Sistema inmunitario.
Imagen 2. Neurotransmisores y neuromoduladores. Hemos tratado sus receptores, y ya hemos hablado de acetilcolina, GABA, glicina, glutamato, dopamina, histamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina, neuropéptidos opioides y neuropéptidos como las taquicininas en este artículo, y otros tantos: cortisol, plasticidad neuronal etc. Fuente: https://www.elsevier.com/es-es/connect/medicina/los-10-neurotransmisores-principales-y-su-funcion-en-el-sistema-nervioso-central
O el también llamado, sistema neuroinmunoendocrinologíco. Cuando sufrimos una lesión, las neuronas sensoriales liberan Sustancia P, contribuyendo a que el cerebro perciba el dolor y desencadenando respuestas inflamatorias locales.
Principales miembros de la familia
En 1962 se identificó la eledoisina, aislada de las glándulas salivares del cefalópodo Eledone moschata, convirtiéndose en la primera taquicinina descubierta en un invertebrado.
Las taquicininas más importantes en mamíferos son:
- Sustancia P (SP). En 1931 Ulf von Euler y John H. Gaddum caracterizaron una sustancia no identificada, en extractos de cerebro en experimentación con conejo, capaz de inducir una contracción rápida del músculo del intestino a la que llamaron Preparación Estándar P; y que posteriormente bautizaron como «substance P«.[La «P» viene de (powder) «polvo» , ya que en la forma seca, la sustancia era más estable para utilizar en la investigación. La secuencia de aminoácidos de la SP fue obtenida recién en 1971.
- Neuroquinina A (NKA). En 1983 se descubrió la Neuroquinina A (NKA), ampliando la familia de taquicininas de mamíferos.
- Neuroquinina B (NKB). En 1985 se identificarían otros miembros como la Neuroquinina B (NKB), el Neuropéptido K, el Neuropéptido γ, las Endocininas y las Hemocininas.
Imagen 3. Neuroquinina A.
En el año 2000 se describió el gen TAC4 (Pre-pro-taquicinina C), considerado el miembro más reciente de la familia génica de las taquicininas. Todas comparten una secuencia similar de aminoácidos en su extremo final, responsable de su actividad biológica.
Sin embargo, la familia es más amplia e incluye otros péptidos derivados de los genes TAC1, TAC3 y TAC4, como el Neuropéptido K (NPK), Neuropéptido γ, Endocininas y Hemocininas.
Organización genética
Las taquicininas humanas se sintetizan a partir de tres genes principales:
- TAC1 → Sustancia P (SP), Neuroquinina A (NKA), Neuropéptido K y Neuropéptido γ.
- TAC3 → Neuroquinina B (NKB).
- TAC4 → Hemocinina-1 (HK-1) y Endocininas.
Esta organización genética permite que un mismo gen produzca diferentes péptidos bioactivos mediante procesos de corte y maduración postraduccional.
¿Cómo ejercen su función?
Las taquicininas actúan uniéndose a receptores específicos denominados:
- NK1
- NK2
- NK3
Estos receptores están codificados por los genes TACR1, TACR2 y TACR3 respectivamente. Todos pertenecen a la familia de receptores acoplados a proteínas G (GPCR), caracterizados por presentar siete dominios transmembrana.
Cada receptor presenta diferente afinidad por las distintas taquicininas:
| Receptor | Ligando principal |
|---|---|
| NK1 | Sustancia P |
| NK2 | Neuroquinina A |
| NK3 | Neuroquinina B |
Cuando una taquicinina se une a su receptor, se desencadena una cascada de señales intracelulares que modifica la actividad de la célula diana. La activación de estos receptores desencadena complejas cascadas de señalización intracelular que incluyen la activación de la fosfolipasa C, el aumento del calcio intracelular (Ca²⁺) y la liberación de diversos neurotransmisores.
Imagen 4. Análisis de la actividad neuronal con estos neuromoduladores.
Más allá del dolor: funciones sorprendentes
1. Modulación del dolor
Las taquicininas participan en la transmisión de señales nociceptivas desde la periferia hasta la médula espinal y el cerebro.
En situaciones de dolor crónico, la liberación mantenida de Sustancia P puede contribuir a la sensibilización neuronal, haciendo que estímulos normalmente inocuos resulten dolorosos.
2. Inflamación neurogénica
La Sustancia P puede provocar:
- Vasodilatación.
- Aumento de la permeabilidad vascular.
- Activación de células inmunitarias.
Este fenómeno se conoce como inflamación neurogénica, un mecanismo relevante en enfermedades inflamatorias y alérgicas.
3. Regulación emocional
Las taquicininas también intervienen en circuitos cerebrales relacionados con:
- Estrés.
- Ansiedad.
- Respuesta emocional.
Por ello, los receptores NK1 han sido estudiados como posibles dianas terapéuticas para trastornos psiquiátricos.
4. Control reproductivo
Las taquicininas desempeñan un papel fundamental en la regulación del eje hipotálamo-hipófisis-gónadas, interviniendo en el control de la pubertad, la fertilidad y la función reproductiva.
La Neuroquinina B desempeña un papel esencial en la regulación hormonal del eje hipotálamo-hipófisis-gónadas. Las alteraciones genéticas que afectan a esta vía pueden provocar retrasos o ausencia de pubertad. La Neuroquinina B es considerada actualmente uno de los reguladores centrales más importantes de la función gonadal.
Además, diversos estudios han demostrado que las taquicininas participan activamente en procesos uterinos asociados a la implantación embrionaria y al mantenimiento temprano del embarazo.
5. Función gastrointestinal
En el intestino, las taquicininas participan en:
- Motilidad intestinal.
- Secreción de fluidos.
- Comunicación entre neuronas entéricas.
Por esta razón se investigan en enfermedades digestivas funcionales.
Taquicininas y enfermedad
La amplia distribución de las taquicininas en tejidos periféricos explica su implicación en numerosos procesos fisiológicos y patológicos. Dependiendo del tejido y del receptor activado pueden inducir vasodilatación, hipotensión, hipertensión o contracción del músculo liso.
La investigación actual relaciona a estas moléculas con numerosas patologías:
- Dolor neuropático.
- Migraña.
- Asma.
- Enfermedad inflamatoria intestinal.
- Depresión.
- Ansiedad.
- Trastornos neurodegenerativos.
Sin embargo, su participación suele ser compleja y depende de múltiples factores biológicos.
En el sistema nervioso central, la Sustancia P, la Neuroquinina A y la Neuroquinina B presentan patrones de distribución específicos que sugieren funciones diferenciadas en la regulación de la conducta, las emociones y la percepción sensorial.
Finalmente, cabe destacar que, las investigaciones actuales analizan su implicación en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer, así como en artritis reumatoide, fibrosis, infecciones, prurito crónico y síndrome del intestino irritable.
Aplicaciones terapéuticas
Uno de los mayores éxitos clínicos derivados del estudio de las taquicininas ha sido el desarrollo de antagonistas del receptor NK1.
El ejemplo más conocido es Aprepitant, utilizado para prevenir las náuseas y vómitos inducidos por quimioterapia.
Actualmente continúan investigándose nuevos fármacos dirigidos a los receptores NK1, NK2 y NK3 para tratar enfermedades neurológicas, inflamatorias y endocrinas.
Aunque solemos pensar en los neurotransmisores como moléculas pequeñas y rápidas, como la dopamina o la serotonina, los neuropéptidos como las taquicininas funcionan de manera diferente: suelen liberarse en situaciones de alta actividad neuronal y producen efectos más duraderos, modulando la comunicación entre neuronas durante minutos u horas.
El creciente conocimiento sobre los sistemas taquicinérgicos ha convertido a los receptores NK1, NK2 y NK3 en importantes dianas farmacológicas para el desarrollo de tratamientos dirigidos frente al dolor crónico, enfermedades inflamatorias, trastornos neuropsiquiátricos y alteraciones reproductivas.
Conclusión
Las taquicininas son mucho más que moléculas relacionadas con el dolor. Actúan como auténticos moduladores biológicos que conectan el sistema nervioso, el sistema inmunitario y el sistema endocrino. Desde la percepción de una quemadura hasta la regulación de las emociones o la función reproductiva, estos neuropéptidos desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio fisiológico del organismo.
A diferencia de neurotransmisores clásicos como la dopamina o la serotonina, los neuropéptidos suelen liberarse durante episodios de intensa actividad neuronal. Esto les permite actuar como neuromoduladores de larga duración, modificando la comunicación neuronal durante periodos prolongados y coordinando respuestas complejas entre el sistema nervioso, endocrino e inmunitario.
Comprender las taquicininas es comprender cómo el cerebro y el cuerpo dialogan constantemente a través de sofisticadas señales químicas que influyen en prácticamente todos los aspectos de nuestra salud.
Si queréis seguir aprendiendo de vuestro cerebro, no olvides mirar el glosario de neurociencia.
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Artículo editado por Ana María Morón Usero.
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