Neuroquímica

La neuroquímica estudia las sustancias químicas , incluidos los neurotransmisores y otras moléculas como los psicofármacos y los neuropéptidos , que controlan e influyen en la fisiología del sistema nervioso . Este campo específico de la neurociencia examina cómo los neuroquímicos influyen en el funcionamiento de las neuronas , las sinapsis y las redes neuronales . Los neuroquímicos analizan la bioquímica y la biología molecular de los compuestos orgánicos en el sistema nervioso, así como su papel en procesos neuronales como la plasticidad cortical , la neurogénesis y la diferenciación neuronal .

Si bien la neuroquímica como ciencia reconocida es relativamente nueva, la idea que la sustenta existe desde el siglo XVIII. Originalmente, se creía que el cerebro era una entidad separada del sistema nervioso periférico. A partir de 1856, una serie de investigaciones refutaron esta idea. La composición química del cerebro era prácticamente idéntica a la del sistema nervioso periférico. ^{[ 1 ]} El primer gran avance en el estudio de la neuroquímica provino de Johann Ludwig Wilhelm Thudichum , uno de los pioneros en el campo de la "química cerebral". Fue uno de los primeros en plantear la hipótesis de que muchas enfermedades neurológicas podían atribuirse a un desequilibrio químico en el cerebro. También fue uno de los primeros científicos en creer que, mediante métodos químicos, la gran mayoría de las enfermedades neurológicas podían tratarse, si no curarse. ^{[ 2 ]}

Irvine Page (1901-1991) fue un psicólogo estadounidense que publicó el primer libro de texto importante sobre neuroquímica en 1937. También fundó en 1928 el primer departamento dedicado exclusivamente al estudio de la neuroquímica en el Instituto Kaiser Wilhelm de Psiquiatría de Múnich. ^{[ 3 ]}

En la década de 1930, la neuroquímica se conocía principalmente como "química cerebral" y se dedicaba sobre todo a encontrar diferentes especies químicas sin proponer directamente sus funciones específicas en el sistema nervioso. La primera prueba de patología bioquímica para cualquier enfermedad cerebral se atribuye a Vito Maria Buscaino (1887-1978), un neuropsiquiatra que estudió la esquizofrenia. Descubrió que al tratar la orina de sus pacientes con esquizofrenia, trastornos extrapiramidales o demencia con nitrato de plata al 5%, se producía un precipitado negro asociado a un nivel anormal de aminas. Esto se conoció como la "Reacción de Buscaino". ^{[ 3 ]}

En la década de 1950, la neuroquímica se convirtió en una disciplina de investigación científica reconocida. ^{[ 4 ]} La fundación de la neuroquímica como disciplina tiene sus orígenes en una serie de "Simposios Neuroquímicos Internacionales", cuyo primer volumen de simposio, publicado en 1954, se tituló Bioquímica del Sistema Nervioso en Desarrollo . ^{[ 5 ]} Estas reuniones llevaron a la formación de la Sociedad Internacional de Neuroquímica y la Sociedad Americana de Neuroquímica . En estas primeras reuniones se discutió la naturaleza tentativa de posibles sustancias neurotransmisoras como la acetilcolina , la histamina , la sustancia P y la serotonina . Para 1972, las ideas eran más concretas.

Uno de los primeros grandes éxitos en el uso de sustancias químicas para alterar la función cerebral fue el experimento con L-DOPA . En 1961, Walter Burkmayer inyectó L-DOPA a un paciente con enfermedad de Parkinson . Poco después de la inyección, el paciente experimentó una drástica reducción de los temblores y pudo controlar sus músculos como no lo había hecho en mucho tiempo. El efecto alcanzó su punto máximo en 2,5 horas y duró aproximadamente 24 horas. ^{[ 1 ]}

El aspecto más importante de la neuroquímica son los neurotransmisores y neuropéptidos que conforman la actividad química del sistema nervioso. Existen numerosos neuroquímicos esenciales para el correcto funcionamiento neuronal.

El neuropéptido oxitocina , sintetizado en las células neurosecretoras magnocelulares, desempeña un papel importante en el comportamiento materno y la reproducción sexual, especialmente antes y después del parto. Es una proteína precursora que se procesa proteolíticamente para activar el neuropéptido en su forma más corta. Está involucrada en el reflejo de eyección de la leche durante la lactancia, las contracciones uterinas y el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal, donde la oxitocina inhibe la liberación de cortisol y hormona adrenocorticotrópica. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

El glutamato, el neurotransmisor más abundante, es un neuroquímico excitador, lo que significa que su liberación en la hendidura sináptica provoca la generación de un potencial de acción. El GABA, o ácido gamma-aminobutírico, es un neurotransmisor inhibidor. Se une a la membrana plasmática en las sinapsis de las neuronas, desencadenando la entrada de iones cloruro con carga negativa y la salida de iones potasio con carga positiva. Este intercambio de iones produce la hiperpolarización del potencial transmembrana de la neurona, causada por este cambio negativo. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

La dopamina es un neurotransmisor de gran importancia en el sistema límbico , que regula la función emocional. La dopamina desempeña numerosas funciones en el cerebro, incluyendo la cognición, el sueño, el estado de ánimo, la producción de leche, el movimiento, la motivación y la recompensa. ^{[ 12 ]}

La serotonina es un neurotransmisor que regula el estado de ánimo, el sueño y otras funciones cerebrales. Es un mediador de señales periféricas y se encuentra tanto en el tracto gastrointestinal como en la sangre. Las investigaciones también sugieren que la serotonina podría desempeñar un papel importante en la regeneración hepática. ^{[ 13 ]}

La neuroquímica es el estudio de los diferentes tipos, estructuras y funciones de las neuronas y sus componentes químicos. La señalización química entre neuronas está mediada por neurotransmisores, neuropéptidos, hormonas, neuromoduladores y muchos otros tipos de moléculas de señalización. Muchas enfermedades neurológicas surgen debido a un desequilibrio en la neuroquímica del cerebro. Por ejemplo, en la enfermedad de Parkinson, existe un desequilibrio en el nivel de dopamina en el cerebro. Los medicamentos incluyen neuroquímicos que se utilizan para alterar la función cerebral y tratar trastornos del cerebro. Un neuroquímico típico podría estudiar cómo interactúan los componentes químicos del cerebro, la plasticidad neuronal, el desarrollo neuronal, los cambios físicos en el cerebro durante la enfermedad y los cambios en el cerebro durante el envejecimiento. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

Una de las principales áreas de investigación en neuroquímica estudia cómo el trastorno de estrés postraumático altera el cerebro. Las fluctuaciones en los niveles de neurotransmisores pueden determinar si se produce un episodio de TEPT y cuánto dura. La dopamina tiene un efecto menor que la norepinefrina . Diferentes neuroquímicos pueden afectar distintas partes del cerebro. Esto permite que los fármacos utilizados para el TEPT no tengan efectos indeseados en otros procesos cerebrales. Un medicamento eficaz para aliviar las pesadillas asociadas al TEPT es la prazosina . ^{[ 16 ]}

• Neuroquímica básica : libro de texto en línea con función de búsqueda.
• Sociedad Americana de Neuroquímica
• Sociedad Asiático-Pacífica de Neuroquímica
• Sociedad Europea de Neuroquímica
• Sociedad Japonesa de Neuroquímica