Sabemos que nuestras neuronas se comunican entre ellas a través de las sinapsis, donde intervienen los neurotransmisores. El principal neurotransmisor excitatorio del cerebro es el glutamato, que presenta diferentes tipos de receptores. Aquí hablaremos de uno de ellos: los receptores NMDA.
En este artículo conoceremos en qué consisten este tipo de receptores, qué características presentan, cómo funcionan y cómo se vinculan con la memoria, el aprendizaje y la plasticidad cerebral. Sin embargo, antes haremos una breve introducción sobre los tipos de neurotransmisores que existen, para entender dónde se localiza el glutamato.
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¿Qué son los neurotransmisores y cómo se clasifican?
Los neurotransmisores son biomoléculas que posibilitan la transmisión de información entre neuronas (es decir, la neurotransmisión), a través de un proceso químico o eléctrico (dependiendo del caso) denominado sinapsis neuronal.
Existen muchos tipos de neurotransmisores; la clasificación más aceptada es la que los divide en tres grandes grupos:
1. Aminas
Las aminas, a su vez, se dividen en aminas cuaternarias (acetilcolina) y monoaminas (que a su vez, se dividen en: catecolaminas e indolaminas).
2. Aminoácidos
Incluyen el glutamato, el GABA, la glicina y la histamina.
3. Neuropéptidos
Por su parte, los neuropéptidos incluyen las endorfinas, las encefalinas, las dinorfinas y la vasopresina.
El glutamato y sus receptores NMDA
Como hemos visto, el glutamato, también denominado ácido glutámico, es un neurotransmisor cerebral de tipo aminoácido. El glutamato es el neurotransmisor excitatorio del cerebro por excelencia, y se relaciona con múltiples funciones, especialmente con el aprendizaje. Se localiza en todo el cerebro, y también en la médula espinal.
Como todos los neurotransmisores, el glutamato tiene diferentes tipos de receptores, que son estructuras localizadas en las células (por ejemplo en las neuronas) por donde los neurotransmisores se unen, permitiendo la sinapsis (que puede ser eléctrica o química).
Para entenderlo de forma sencilla y, a grandes rasgos, las sinapsis son aquellas conexiones entre neuronas que mantienen a estas células nerviosas en constante comunicación y que permiten la transmisión de información, lo que posibilita la consecución de diferentes procesos: pensar, tomar decisiones, prestar atención, razonar, hablar...
De esta forma, el glutamato presenta cuatro tipos de receptores: los receptores NMDA (de los cuales hablaremos en el presente artículo), los receptores AMPA, el kainato y un tipo de receptor metabotrópico.
Receptores NMDA: características generales
Los receptores NMDA son proteínas muy complejas que actúan como receptores del glutamato.A nivel funcional, los receptores NMDA, junto con los receptores AMPA del glutamato, se relacionan fundamentalmente con dos procesos cognitivos: el aprendizaje y la memoria. Concretamente, los receptores NMDA resultan imprescindibles, sobre todo, para la memoria. Además, también se vinculan fuertemente con la plasticidad neuronal o sináptica.
Por otro lado, los receptores NMDA también se han relacionado con el origen de diferentes patologías o enfermedades, tales como: la epilepsia, ciertas enfermedades neurodegenerativas (como la enfermedad de Alzheimer, de Parkinson y de Huntington), la esquizofrenia o los accidentes cerebrovasculares.
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Funcionamiento
¿Qué significan las siglas NMDA? Son el acrónimo de “N-metil D-aspartato”, que es un agonista selectivo encargado de unir específicamente este tipo de receptores del glutamato, pero no otros. Cuando este tipo de receptores se activan, se abren los canales iónicos no selectivos para toda clase de cationes (iones con carga eléctrica positiva).
Los receptores se activan ante un diferencial de potencia, cuando entran en contacto los iones de Magnesio (Mg2+). Este paso posibilita que fluyan los iones de sodio (Na+), los de calcio (Ca2+) (estos en menor cantidad) y los de potasio (K+).
El flujo de iones de calcio, de forma específica, resulta fundamental para potenciar los procesos de plasticidad sináptica o plasticidad cerebral. Este tipo de plasticidad consiste en el hecho de que los estímulos del exterior provoquen la potenciación de ciertas sinapsis, y el debilitamiento de otras.
Así, la plasticidad sináptica, cerebral o neuronal, permite que las neuronas funcionen correctamente, se comuniquen entre ellas y modulen su actividad en función del entorno y de los estímulos del medio. En definitiva, permite que el cerebro se adapte a los cambios y, además, posibilita que se potencien al máximo sus funciones.
Un tipo de receptor ionotrópico
A nivel estructural y funcional, los receptores NMDA, también denominados NMDAr, son receptores ionotrópicos. Pero retrocedamos un poco; existen tres tipos de receptores cerebrales: los ionotrópicos (como son los receptores NMDA), los metabotrópicos y los autorreceptores. En comparación con los otros dos, los receptores ionotrópicos son más rápidos.
Su característica principal es que funcionan como canales iónicos específicos para determinados iones, es decir, el propio receptor actúa a modo de canal.
Funciones
Los receptores NMDA, junto al glutamato, se relacionan con una multitud de funciones propias del sistema nervioso (SN). Principalmente se encargan de regular el potencial excitatorio postsináptico de las células. Además, como hemos visto, los receptores NMDA juegan un papel esencial en procesos como: la plasticidad neuronal, la memoria y el aprendizaje.
Por otro lado, algunos estudios también mencionan el papel que ejerce la unión del glutamato con los receptores NMDA en procesos de emigración celular.
1. Plasticidad neuronal (o sináptica)
La plasticidad neuronal y su relación con los receptores NMDA ha sido ampliamente estudiada. Se sabe que la activación y la consolidación de determinadas sinapsis, especialmente durante el desarrollo (aunque también en las personas adultas), posibilitan la maduración de los circuitos del SN, es decir, fomentan sus conexiones funcionales.
Todo esto se produce gracias a la plasticidad neuronal, que depende en gran parte de los receptores NMDA.
Más concretamente, los receptores NMDA se activan ante un tipo de plasticidad sináptica muy concreto, denominado potenciación a largo plazo (en inglés LTP). La mayoría de los procesos de memoria y de aprendizaje se basan en esta forma de plasticidad
2. Memoria
En cuanto a su vinculación con la memoria, se ha demostrado cómo los receptores NMDA tienen un papel esencial en los procesos que implican la formación de la memoria; esto incluye un tipo de memoria denominado memoria episódica (aquella que nos permite recordar experiencias vividas y que configura nuestra autobiografía).
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3. Aprendizaje
Finalmente, los receptores NMDA también se vinculan con procesos de aprendizaje, y se ha visto cómo su activación se produce ante este tipo de procesos, lo que se relaciona, a su vez, con la memoria y la plasticidad cerebral.
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