Glutamato: la chispa química que enciende nuestro cerebro
¡Buenas ammucurios@s!
Hoy vamos a viajar dentro de nuestro cerebro, cada pensamiento, emoción y recuerdo que construye a partir de diminutas chispas químicas, lo que somos. Entre todas ellas, dos moléculas llevan las riendas de la conversación neuronal: el glutamato, el acelerador que enciende la actividad, y el GABA, el freno que evita que todo se salga de control. Este dúo, invisible pero imprescindible, mantiene el equilibrio que nos permite aprender, sentir y vivir. Conocer su historia y su papel en la mente es asomarse a la maquinaria más fascinante del universo: el cerebro.
Por tanto, empecemos por el primero en este blog y, ya os explicaré GABA en otro.
Imagen 1. Glutamato en una representación tridimensional como neurotransmisor. Fuente: https://mejorconsalud.as.com/glutamato-neurotransmisor-excitador/
¿Qué es el glutamato?
El glutamato, en neurociencia, hace referencia al anión del ácido glutámico en su papel de neurotransmisor, que es una sustancia química que las células nerviosas utilizan para enviar señales a otras células. Lo cual lo convierte en un aminoácido no esencial que actúa como el neurotransmisor excitador más abundante en el sistema nervioso central de los vertebrados. En pocas palabras, es una molécula que permite que las neuronas se comuniquen entre sí, transmitiendo señales rápidas y potentes.
Aunque también forma parte de la dieta (presente en alimentos como el queso parmesano, los tomates o las algas), su papel más fascinante ocurre dentro del cerebro. Allí, el glutamato no viaja libremente desde los alimentos hasta las neuronas; el que utilizamos como neurotransmisor lo fabricamos nosotros mismos.
Imagen 2. Estructura química del glutamato. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Glutamato#/media/Archivo:L-Glutamate_Structural_Formulae.png
Receptores, comunicación y regulación
Es el neurotransmisor excitatorio por excelencia de la corteza cerebral humana. Su papel como neurotransmisor está mediado por la estimulación de receptores específicos, denominados receptores de glutamato, que se clasifican en: ionotrópicos (canales iónicos) y receptores metabotrópicos (de siete dominios transmembrana y acoplados a proteínas G) de ácido glutámico.
Los receptores bioquímicos del glutamato se dividen en tres clases principales, conocidas como receptores AMPA, receptores NMDA y receptores de glutamato metabotrópicos. Una cuarta clase, conocida como receptores de kainato, son similares en muchos aspectos a los receptores AMPA, pero mucho menos abundantes.
- Los receptores AMPA son receptores ionotrópicos especializados en la excitación rápida: en muchas sinapsis producen respuestas eléctricas excitatorias en sus dianas una fracción de milisegundo después de ser estimulados.
- Los receptores NMDA también son ionotrópicos, pero se diferencian de los AMPA en que, cuando se activan, son permeables al calcio. Sus propiedades los hacen especialmente importantes para el aprendizaje y la memoria.
- Los receptores metabotrópicos actúan a través de sistemas de segundos mensajeros para crear efectos lentos y sostenidos en sus objetivos.
Décadas después, en los años 50 y 60, la neurociencia y en concreto, Otto Loewi en 1921 confirmaron que la transmisión nerviosa involucra la liberación de sustancias químicas, incluyendo neurotransmisores. Confirmando que el glutamato era una molécula que no solo daba sabor, sino que era una pieza clave en la transmisión sináptica. Desde entonces, se ha considerado el “acelerador” de muchas funciones cognitivas.
Imagen 6. Otto Loewi. https://es.wikipedia.org/wiki/Otto_Loewi#/media/Archivo:Otto_Loewi_nobel.jpg
¿Por qué el glutamato es esencial como neurotransmisor?
En el cerebro, el glutamato activa las neuronas, haciendo que liberen impulsos eléctricos y se comuniquen entre sí.
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Aprendizaje y memoria: participa en la potenciación a largo plazo (LTP), un mecanismo por el cual las conexiones neuronales se fortalecen con el uso.
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Plasticidad sináptica: permite que el cerebro se adapte y reorganice sus conexiones.
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Procesamiento sensorial: contribuye a que podamos interpretar estímulos visuales, auditivos y táctiles.
Sin glutamato, nuestras neuronas quedarían “en silencio”, y muchas funciones cognitivas se apagarían.
Imagen 7. El cerebro ante la presencia del glutamato, con receptores y sus mecanismos. El glutamato es esencial para la plasticidad cerebral (de la cual podéis aprender más en este blog). Fuente: https://www.uv.mx/eneurobiologia/vols/2020/28/Zamora/HTML.html
¿Dónde se encuentra en el cerebro?
El glutamato está presente en prácticamente todas las regiones del cerebro, pero destaca especialmente en:
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Corteza cerebral: responsable del pensamiento, lenguaje, planificación y toma de decisiones.
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Hipocampo: clave en la formación y consolidación de la memoria.
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Cerebelo: implicado en la coordinación motora y el equilibrio.
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Tálamo: centro de relevo para la información sensorial.
Funciones que regula
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Estimulación neuronal: mantiene activo el circuito de comunicación entre neuronas.
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Formación de recuerdos: esencial para que aprendamos y recordemos.
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Control motor: coordina movimientos voluntarios y reflejos.
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Percepción sensorial: participa en la interpretación de la información que llega de los sentidos.
Antagonistas del glutamato
Existen sustancias y fármacos que inhiben la acción del glutamato, ya sea bloqueando sus receptores o reduciendo su liberación. Algunos ejemplos:
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Ketamina y fenciclidina (PCP): bloquean los receptores NMDA, disminuyendo la actividad glutamatérgica.
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Memantina: usada en el tratamiento del Alzheimer, regula la sobreexcitación por glutamato.
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Riluzol: empleado en esclerosis lateral amiotrófica (ELA) para reducir la liberación de glutamato.
Además del GABA (ácido γ-aminobutírico) es el principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central en los mamíferos, del que ya hablaremos en detalle en otro blog.
Estos antagonistas son importantes porque un exceso de glutamato puede provocar excitotoxicidad, dañando o matando neuronas, fenómeno implicado en enfermedades neurodegenerativas.
Conclusión
El glutamato es el motor excitador de nuestro sistema nervioso: sin él, el cerebro no podría aprender, recordar, ni reaccionar al mundo. Su historia va desde una sopa de algas en Japón hasta ser uno de los protagonistas silenciosos de la neurociencia moderna.
Te recomiendo que repases el Glosario de Neurociencia, que además revises todos los neurotransmisores que ya hemos tratado.
Como siempre, el equilibrio es la clave: demasiado poco y la mente se apaga; demasiado, y las neuronas pueden sobrecargarse hasta morir.
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