La química de la conducta

Unidad 5

Química de la conducta

En el sistema nervioso central (SNC), el intercambio de información se dacuando una neurona trasmite y trasforma un impulso eléctrico (potencial de acción) en información química (neurotransmisor) que otra, con receptores específicos, lo recibe para actuar en consecuencia; la forma en que se da o no esta comunicación, en parte, permite explicar ciertas conductas.

El presente documento desarrolla el tema de Química de la Conducta con el objetivo de conocer y comprender el funcionamiento neuronal asociado con funciones psicológicas. A partir de una investigación bibliográfica, en principio, se estudian los conceptos de neurotransmisión, neuromodulación y familias de neurotransmisores  para posteriormente revisar que neurotransmisores son más relevantes en las enfermedades mentales y alteraciones relacionadas con la química del cerebro.

La neurona es la célula nerviosa que constituye la unidad elemental de procesamiento y transmisión de la información en el sistema nervioso. Pueden presentar muchas formassegún el trabajo especializado que realicen, sin embargo, todas constan de un cuerpo celular que contiene al núcleo (o soma) , de dendritas, de un axón de longitud variable y recubierto de mielina, y de botones terminales.

Todas las neuronas se comunican entre sí, y para que los mensajes pasen de neurona a neurona, se necesita establecer una unión entre los botones terminales de una (pre-sináptico) y, una parte de la membrana somática de otra (post-sináptico). Por el axón es por donde se conduce un impulso eléctrico o potencial de acción desde el soma, hasta los botones terminales; para que estos, a su vez, segreguen sustancias químicas conocidas como neurotransmisores.

El potencial de acción se debe a que, como las membranas de todas las células del organismo tienen una carga eléctrica, se produce un potencial de membrana por la presencia de varios iones en concentraciones diferentes tanto en el líquido del interior, como en el líquido exterior de la célula. En reposo, el potencial de membrana en las neuronas es de -70 mV (miliVolts); pero si se producen los suficientes estímulos excitatorios, el potencial intracelular pasa a ser de -35 mV, momento en el cual, la célula se despolariza para producir el potencial de acción (Fig. 1).

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Figura 1. Se muestra la actividad eléctrica y química de una neurona. Su actividad electroquímica

5.1. Neuromodulación y neurotransmisión

Se define como neurotransmisor a la sustancia química que es liberada por un botón terminal y la cual ejerce un efecto excitatorio o inhibitorio  sobre otra neurona.  Los neurotransmisores son almacenados en vesículas para prevenir que sean destruidos por enzimas que fluyen en el interior de la célula y que mantienen el interior de la célula "limpio”. En contra parte, la cantidad de neurotransmisores se debe ajustar constantemente para mantener una cantidad adecuada de reserva; esta regulación es realizada por enzimas, cuyos nombres terminan en "asa”, y que se denominan según la reacción química en la que intervengan como catalizadores.

Por otro lado, se le conoce como neuromodulador a la sustancia que se segrega de forma natural y que actúa como neurotransmisor. La diferencia radica en el hecho de que el neuromodulador no se limita al espacio sináptico, sino que también se difunde por el líquido extracelular. El concepto de neuromodulador puede ser conceptualizado como un neurotransmisor que no es reabsorbido por la neurona pre-sináptica, o dividirse en un metabolito. Por su mayor generación y difusión -con respecto a los neurotransmisores-, terminan modulando la actividad de muchas neuronas en una zona determinada del encéfalo (Figura 2).

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Figura 2: Mecanismo Básico para la liberación del neurotransmisor.

Otro tipo de sustancias que pueden afectar  la actividad de las neuronas son las hormonas. Muchas de estas células nerviosas tienen receptores de hormonales que pueden afectar la conducta. Por ejemplo,  una hormona sexual, la testosterona, aumenta la agresividad en la mayoría de los mamíferos.

Los neurotransmisores, neuromoduladores y las hormonas, ejercen sus efectos sobre las células uniéndose a una región concreta de la molécula receptora llamada lugar de unión o receptores. La forma de este lugar de unión encaja con la forma de la molécula de una sustancia química en particular; así como una llave encaja en una cerradura.

Los receptores son de carácter proteico y están empotradas en la parte lipídica de la membrana y se clasifican en dos grandes familias: receptores tipo canal iónico y receptores tipo proteína G -más grandes y complejos-.

Se debe mencionar que, aunque el neurotransmisor es el "primer mensajero” que comunica con la neurona siguiente, existe un sistema de "segundos mensajeros”. Estos segundos mensajeros son componentes intracelulares específicos que se estimulan  indirectamente por los primeros y ayudan a crear las proteínas que regulan la expresión de los genes, los componentes estructurales de la célula  y las enzimas que contribuyen a la síntesis de neurotransmisores; todo esto añadiendo grupos fosfato a una serie de diferentes proteínas.

Los segundos mensajeros mejor estudiados son el ión calcio, el inositol trifosfato (IP3), el diaglicilglicerol (DAG), la adenosina monofosfato cíclica (c AMP) y la guanosina monofosfato cíclica (c GMP) (Fig 3).

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Figura 3: Se ejemplifica un mecanismo de la liberación y reconocimiento del neurotransmisor.

En resumen, el conocer de manera general cada uno de estos procesos necesarios para la transmisión sináptica, permite explicar la función de los fármacos como antagonistas -que activan auto-receptores dendríticos o pre-sinápticos- o agonistas -que activan un receptor post-sináptico-. Existen fármacos que aumentan la cantidad de precursores disponibles, que bloquean una enzima biosintética, que impiden el almacenamiento de un neurotransmisor en una vesícula sináptica, que estimulan o bloquean la liberación de neurotransmisores, que retardan los procesos de re-captación o que inactivan las enzimas que degradan a un neurotransmisor.

5.2. Familias de neurotransmisores

Los neurotransmisores en general ejercen dos efectos sobre las membranas post-sinápticas: la despolarización  (potenciales excitatorios post-sinápticos PEPS) o la hiper-polarización (potenciales inhibitorios post-sinápticos PIPS). Debido a esto, se puede pensar que existen dos tipos de neurotransmisores, exitatorios e inhibitorios,  sin  embargo, existen varios tipos (ver Tabla 1).

Tabla 1. Algunas de las familias de Neurotrasmisores:

Una forma de diferenciar la presencia de las distintas familias de neurotransmisores es por la forma de la vesícula (Fig 4):

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