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Química de las comunicaciones cerebrales

La actividad del cerebro está regulada por la interacción de neurotransmisores y receptores. El esclarecimiento de la estructura de los receptores y de la dinámica de su activación arroja nueva luz sobre el modo de acción de los fármacos.

El cerebro se compone de unas células —las neuronas— que poseen la propiedad, única en el organismo, de formar una red discontinua por medio de múltiples prolongaciones finas y ramificadas, las dendritas y los axones. En el plano de los contactos, o sinapsis, la microscopía electrónica nos revela que las membranas de las células quedan separadas por varias decenas de nanómetros. La existencia de este espacio sináptico plantea el problema de los mecanismos de comunicación entre las neuronas.

Las neuronas son recorridas por impulsos eléctricos (estímulos nerviosos) provocados por el paso de iones (Na+, K+) a través de la membrana celular; salvo excepciones, la onda eléctrica no franquea la hendidura sináptica, y es ahí donde la química toma el relevo de la electricidad. Las neuronas sintetizan sustancias químicas, o neuromediadores, que se acumulan en vesículas situadas en las terminaciones nerviosas. Cuando un impulso eléctrico alcanza la terminación, el neurotransmisor se libera de estas vesículas hacia la hendidura sináptica; en una fracción de milisegundo se difunde por el espacio sináptico y llama a la puerta de la célula siguiente, dando origen a una nueva señal, por lo general, también eléctrica. En las sinapsis excitadoras, el transmisor provoca la apertura de canales por donde pasan los iones positivos Na+ y K+; cuando el neuromediador abre un canal selectivo para los iones negativos Cl+, la sinapsis se torna inhibidora. Se realiza una transducción de la señal química en señal eléctrica, la cual da lugar, bien al inicio de un nuevo estímulo nervioso, bien a su inhibición. Desde que el británico T. Elliott propusiera este esquema en 1904, se han identificado más de 40 neuromediadores, y una neurona puede sintetizar y liberar varios de ellos a la vez. Por esta razón, las comunicaciones químicas desempeñan un papel preponderante en el funcionamiento del cerebro.

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