La serotonina, un neuromodulador excepcional
Hola ammucuriosos, por favor, ponte el cinturón que nos vamos a viajar al descubrimiento de la serotonina y adentrarnos mediante una mini nave espacial al modo erase una vez el cuerpo humano que nos ha preparado Jesús para adentrarnos en el organismo y ver las funciones que tiene la serotonina en el cuerpo. ¡Acompáñanos!
¿Qué es la serotonina?
La 5-hidroxitriptamina
(5-HT) o serotonina es un neurotransmisor que se
sintetiza a partir de la transformación del aminoácido triptófano. Este
aminoácido que se encuentra en las plantas y los animales, interviene en la
síntesis de muchas biomoléculas y diversos procesos fisiológicos.
En el ser humano,
la serotonina se sintetiza en los intestinos (delgado y grueso) y en el
cerebro, especialmente en los núcleos del Rafe situados en el tronco
encefálico. Os recomiendo que leáis el artículo donde explicábamos que región
era el tronco encefálico dentro del sistema nervioso central (ver este artículo).
El 90 % del
total de la serotonina presente en el cuerpo humano se encuentra en el tracto
gastrointestinal donde regula la motilidad, secreción e inhibición. Dentro de
este porcentaje al estar circulando por la sangre, concretamente en las
plaquetas de la sangre siendo un antioxidante excepcional y muy importante para
nuestro cuerpo y nuestro cerebro. El resto, es decir, un 10% aproximadamente
reside en las neuronas del sistema nervioso.
Historia de la serotonina
En 1935, el
investigador italiano Vittorio Erspamer encontró una sustancia hasta entonces
desconocida, a la que llamó enteramina, producida por las células
enterocromafines del intestino, estimulada por la contracción del intestino.
Entonces, ¿Por qué
la llamamos serotonina? El nombre serotonina refleja únicamente las
circunstancias en las que se descubrió el compuesto. Pues fue inicialmente
identificado como una sustancia vasoconstrictora en el plasma sanguíneo o serum,
de ahí su nombre serotonina un agente del serum que aumenta el
tono vascular.
No obstante, a
finales de los años 1940, se aisló y se nombró la serotonina por Maurice M.
Rapport, Arda Green e Irvine Page identificándola químicamente como la 5-hidroxitriptamina (5-HT) por Rapport y
con muchas funciones fisiológicas.
Síntesis de la serotonina
En el cuerpo, la serotonina es sintetizada en la neurona, tanto en el núcleo como en las terminaciones a partir del aminoácido triptófano que involucra dos enzimas: triptófano hidroxilasa (TPH) y una L-aminoácido aromático descarboxilasa (DDC). Una vez que el triptófano se encuentra dentro de las neuronas adecuadas la enzima triptófano hidroxilasa generará 5-hidroxitriptófano, mediante la adición de un grupo hidroxilo al triptófano, formando la 5 hidroxitriptofano.
Como ya se mencionó la síntesis de la serotonina tiene lugar en las neuronas serotoninérgicas donde se produce a partir del triptófano. Este aminoácido sí puede pasar a través de la barrera hematoencefálica y se obtiene de la dieta en cantidades suficientes para la síntesis de la serotonina y otros compuestos.
La serotonina tiene efecto modulador general e inhibidor de la conducta, influye sobre casi todas las funciones cerebrales, inhibiendo en forma directa o por estimulación del GABA (ácido gamma-amino-butírico). De este modo regula la timia que es el comportamiento exterior del individuo, el sueño (melatonina), actividad sexual (gonadotropinas), apetito (serotonina y GABA (que ya veremos en el futuro)), ritmos circadianos y funciones neuroendocrinas (eje hipotálamo-hipofisiario), temperatura corporal (El 5TH1 produce hipotermia y el 5HT2 hipertermia), dolor, actividad motora y funciones cognitivas.La 5-HT como se la conoce en el mundo de la farmacología, es una molécula que se incluye dentro del grupo de las monoaminas sintetizada a partir del aminoácido triptófano.
La recaptación de
serotonina (5-HT), mediante la proteína transmembrana de transporte la 5-HTT,
representa el mecanismo principal del aclaramiento de 5-HT del plasma
sanguíneo, siendo este el mecanismo de control.
Características de la serotonina en el cerebro
Un porcentaje de la
serotonina es sintetizado en neuronas serotoninérgicas del sistema nervioso
central. Las neuronas serotoninérgicas residen principalmente en los núcleos
del rafe dorsal, mediano y caudal del tronco cerebral.
Estos núcleos proyectan a casi todas las partes del cerebro. Estos núcleos que
liberan la serotonina como neurotransmisor la que transmite señales
entre las neuronas regulando la intensidad de
su descarga.
Los núcleos del
rafe son conjuntos de neuronas distribuidas en nueve grupos pares y localizadas
a lo largo de toda la longitud del tronco encefálico, el cual está centrado
alrededor de la formación reticular.
-es.png)
Imagen 6. Vías
de la Serotonina (5-HT). Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Serotonin_(Illustration)-es.png
Dahstrom y Fuxe
describieron 9 grupos de células que contienen serotonina de B1 a B9:
·
El grupo más grande de células serotonérgicas es el
grupo B7 contiguo al B6.
·
El grupo B6 y B7 son el núcleo dorsal del rafe.
·
EL B8 es el núcleo medio del rafe. núcleo central
superior.
·
EL B9 tegmento lateral del puente y del cerebro medio.
·
El B1 a B5 caudalmente y contienen un número bajo de
células serotoninérgicas.
Destino de los
axones de las neuronas ubicadas en el núcleo rostral dorsal del rafe:
· Tálamo
· Núcleo
estriado
· Hipotálamo
· Núcleo
accumbens
· Neocórtex
· Giro
cingulado
· Cíngulo
· Hipocampo
· Amígdala
Las axones de las
neuronas de los núcleos del rafe terminan en, por ejemplo:
· Núcleos cerebelosos profundos
· Corteza
cerebelosa
· Médula
espinal
Así, la activación de este sistema serotoninérgico tiene efectos en varias áreas del cerebro, lo que explica los efectos terapéuticos en su modulación. Además, de ser grupos de neuronas muy conservados en la evolución de los tetrápodos.
La serotonina es metabolizada a ácido 5-Hidroxindolacético, que se promueve al hígado, y se excreta por los riñones en su fase final. En estos casos se puede ya eliminar mediante nuestro sistema renal, para que no se generen daños en el organismo.
Sus características
más destacadas serían las funciones relacionadas desde el cerebro, las veremos
a continuación.
Funciones de la serotonina
La serotonina
influye en una variedad de funciones corporales y psicológicas muy importantes:
Corporales:
Otro ejemplo de la
importancia del eje intestino – cerebro, es que la serotonina estimula el
centro de vómito en el cerebro, causando náuseas, en base a la información del
intestino que puede indicar la eliminación de algún alimento que no ha sentado
bien al cuerpo. Así mismo, lo hace para regular la saciedad o apetito.
En el ámbito
reproductivo la sexualidad se ha demostrado que un porcentaje de las personas
que toman medicamentos inhibidores de la serotonina o antidepresivos, que tienen una
reducción del deseo y de su función sexual, como efecto secundario de la droga.
Psicológicas:
El papel de la
serotonina en los comportamientos de los organismos vivos, en el estado de
ánimo, regulación del sueño, depresión, ansiedad, estrés, son esenciales por
ello, es conocida como la dopamina o noradrenalina. La dopamina es una de las
tres hormonas de la felicidad.
Al controlar tantas
partes del sistema digestivo, se ha encontrado relacionado con trastornos
alimenticios. Esto la hace sumamente importante para el sistema nervioso, para
la personalidad y la salud mental.
Neurotransmisión de las neuronas serotoninérgicas
La comunicación
entre células es esencial, más aún si se trata de neuronas, que mantienen
nuestros comportamientos y personalidad, como seres únicos. Aunque ni
psicólogos ni neurocientíficos aún sepamos todo sobre este y otros
neuromoduladores. Recordemos que las neuronas se
interconectan formando redes o circuitos neuronales, que transmiten señales o
impulsos nerviosos mediante esos botones sinápticos.
La serotonina cumple con los criterios generales para ser clasificada como neurotransmisor.
- La serotonina está presente como agente químico debe estar localizado en los elementos presinápticos y probablemente distribuido en todo el cerebro.
- La neurona debe contener los precursores, las enzimas selectivas o un mecanismo de transporte específico para el neurotransmisor, destacando el 5HT transportador (5-HT-T), que se debe encontrar en la sinapsis.
- La aplicación directa del neurotransmisor a la sinapsis debe producir efectos idénticos a los producidos por estimulación eléctrica. Cosa que la serotonina también cumple.
- La interacción del neurotransmisor con su receptor debe inducir cambios en la membrana que produzcan potenciales postsinápticos excitatorios o inhibitorios, como lo hacen la dopamina, la noradrenalina, la adrenalina, la acetilcolina y la serotonina, todos ellos ya mencionados en otros artículos. En cuanto a los receptores, no existe un receptor único para la serotonina, sino que se ha visto que estos comprenden una gran familia de receptores con funciones específicas en las áreas pre y postsinápticas, que veremos más adelante.
- Deben existir mecanismos de inactivación (difusión, enzimas metabólicas, sistemas de recaptación) que hagan concluir la interacción del neurotransmisor con el receptor.
La serotonina forma
parte del grupo de neurotransmisor monoamina junto
con noradrenalina, adrenalina, histamina y dopamina. Por tanto, presenta
síntesis mediante enzimas ,
posee almacenamiento de moléculas de neurotransmisor en vesículas sinápticas,
cuando se liberan los neurotransmisores por exocitosis (a la neurona presináptica llega
un impulso nervioso y abre los canales de Ca+2,que liberan el
neurotransmisor en los espacios sinápticos). Después, se une al neurorreceptor,
siendo capaz este neurotransmisor capaz de estimular o inhibir rápida o
lentamente, puede liberarse hacia la sangre para actuar sobre varias células y
a distancia del sitio de liberación, puede permitir, facilitar o antagonizar
los efectos de otros neurotransmisores.
Imagen 8. En la sinapsis el proceso de recaptación de la serotonina. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Synapse_Illustration-IT.png
Receptores de la serotonina
Existen 7 tipos de
receptores de serotonina, que a su vez presentan algunas diferencias entre
especies y con distintas funciones los receptores de 5HT-1 a 5HT-7.
Imagen 9. Familias de receptores de la serotonina. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Serotonina#/media/Archivo:Receptores_de_la_serotonina.png
· La
familia de receptores 5HT-1 son aquellos que tienen un efecto inhibidor de la actividad.
5HT-1A actúa en los somas de las neuronas serotoninérgicas, normalmente en el
sistema límbico o la corteza cerebral. Los receptores 5HT1B y 1D en humanos, al
unir la serotonina inhiben la liberación de dicho neurotransmisor mediante la
falta de adenilato ciclasa en los receptores postsinápticos que se encuentran
en la hendidura sináptica.
· Los receptores de la familia 5HT-2 activan neuronas,
serotoninérgicas o heterorreceptores. En ellas estimulan la producción de
segundos mensajeros como el IP3 o el DAG. Estos actúan a nivel de corteza
cerebral y 5HT-2C en los plexos coroideos, controlando el líquido
cefalorraquídeo.
· Los
receptores 5HT-3 están acoplados a canales iónicos de potasio, sodio o calcio,
se denominan ionotrópicos. Se localizan en el tronco del encéfalo y
están formados por 5 subunidades (del tipo 5HT-3A y -3B) que intervienen en la
percepción del dolor mediante la liberación de la sustancia P, neuronas de
GABA, dopamina y acetilcolinérgicas donde se encarga de la liberación de
dopamida y otros neurotransmisores.
· Los
tipos 5HT-4, -6 y -7 están acoplados, todos ellos, a las importantes proteína
G que activan las proteínas G facilitando la activación
de la adenilato ciclasa, aumentando los niveles internos de AMPc,
aumentando la capacidad de transmitir una señal de la neurona. 5-HT4 se
encuentra en neuronas dopaminérgicas del hipocampo donde actúa para mejorar los procesos cognitivos de
memoria.
· Por otra parte de 5HT-5 se conoce muy poco y su
función exacta todavía permanece sin descubrir.
· El
5HT-6 está estrechamente relacionada con la regulación de los comportamientos
emocionales. Es con este receptor de serotonina con el que actúan muchos
psicotrópicos, teniendo el LSD más afinidad por este receptor que la propia
serotonina. Muchos fármacos contra la esquizofrenia están
relacionados con la inhibición de estos receptores. Se encuentra en el
hipocampo, la corteza
cerebral y el sistema
límbico.
· Los
receptores 5HT-7 se encuentran en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo.
Realiza su actividad mediante la activación de la adenilato ciclasa y el AMPc.
Se encarga de regular los ciclos circadianos electrofisiológicos y metabólicos,
relacionados con el hambre o el sueño.
Curiosidades neurocientíficas de la serotonina
La primera
curiosidad, es que el gen (HTR2A) codifica uno de los receptores para la
serotonina. Las mutaciones en este gen están asociadas con la susceptibilidad a
la esquizofrenia y el trastorno obsesivo-compulsivo, y también están asociados
con la respuesta al antidepresivo citalopram en pacientes con trastorno
depresivo mayor.
La segunda
curiosidad, es que varios agentes pueden inhibir la recaptación de 5-HT
incluyendo el MDMA o
éxtasis, anfetamina, cocaína, dextrometorfano (un antitusivo), antidepresivos tricíclicos (TCAs)
y los Inhibidores
Selectivos de la Recaptación de Serotonina (ISRS).
La tercera curiosidad, es que la reacción mediada por TPH es una etapa limitante en la vía. La TPH ha sido vista en dos formas existentes en la naturaleza: TPH1, encontrada en varios tejidos, y la TPH2, que es una isoforma cerebro-específica. Hay evidencia de polimorfismos genéticos en ambos tipos con influencia sobre la susceptibilidad a la ansiedad y la depresión (muy vinculadas con el suicidio, del que podéis leer más aquí). También hay evidencia de cómo las hormonas ováricas pueden afectar la expresión de la TPH en varias especies, sugiriendo un posible mecanismo para la depresión posparto y el síndrome de estrés premenstrual.
Serotonina y otras hormonas
Se podría decir que
la serotonina es la «hormona del placer» o una de las tres hormonas de la
felicidad, además de ser la «hormona del humor».
Por ejemplo, para
que se produzca la eyaculación u orgasmo,
el hipotálamo libera oxitocina a
través de la hipófisis (hormona
que se segrega en la neurohipófisis y
que también es responsable de las contracciones durante el parto). Después
de eyacular,
aumenta considerablemente la cantidad de serotonina en el cerebro lo que
provoca un estado de placer y
tranquilidad.
Después del placer,
ese mecanismo estimula la liberación de hormonas como somatotropina (hormona
del crecimiento) y prolactina (tiene
acción sobre las glándulas
mamarias actuando en su crecimiento y formación de leche)
e inhibe la secreción de las hormonas
luteinizante (LH), y foliculoestimulante (FSH)
que a su vez producen ínfimamente crecimiento y controlan la maduración
del folículo
ovárico u ovogénesis, y la secreción de hormonas
sexuales y la espermatogénesis entre
otras cosas.
Os dejo una pequeña infografía, sobre cómo aumentar la cantidad de serotonina en el cuerpo.
Conclusión
A estas alturas ya conocemos la anatomía del sistema nervioso y sus componentes, la importancia del encéfalo, estudiar la acetilcolina como el primer neurotransmisor descubierto, a todas las catecolaminas (dopamina, noradrenalina y adrenalina), y como veis, seguimos descubriendo nuevos componentes de este rompecabezas con la serotonina.
Si queréis conocer las catecolaminas y la serotonina en la evolución leer este artículo sobre la discusión de mi TFM aquí.
Pues bien, queridos ammucuriosos, desabrochaos los cinturones e ir a las próximas naves del conocimiento en otros artículos, para seguir aprendiendo de ciencia.
Que la ciencia y la fuerza os acompañe
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Imagen destacada. Imagen extraída de: https://ileon.eldiario.es/actualidad/vida-asi-anos-despues_1_9358046.html
Os recomiendo que leáis el glosario de neurociencia, científicos destacados y el de biología, para seguir aprendiendo más.
Que la ciencia y la fuerza os acompañe.
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