¿Qué significan los ritmos de los neurotransmisores cerebrales?

La actividad de nuestro cerebro se basa en su capacidad de procesar una gran cantidad de información que le llega de múltiples formas. Gran parte de esa información le llega al cerebro desde el exterior; se trata de información visual, auditiva, olfativa, etc. Pero otra parte importante proviene del mismo organismo, que continuamente está enviando señales al cerebro sobre su estado. De esta forma, integrando la información exterior e interior, el cerebro es capaz de dar respuestas adecuadas a cada situación que se le plantee. Indudablemente, para que todo funcione correctamente, esas señales deben ir a estructuras específicas del cerebro, y esas estructuras deben poder comunicarse entre sí y con otras áreas cerebrales que analizan la información, desechan la que no es útil, y permiten que la información útil llegue a las áreas que toman las decisiones finales. Todos estos pasos intermedios se realizan por medio del transporte de esa información entre distintas neuronas o grupos neuronales, que constituyen las redes o circuitos neuronales. Por último, alguien tiene que encargarse de pasar toda esa información de una neurona a otra. Aquí es donde los neurotransmisores cerebrales, moléculas químicas especializadas, son las que juegan el papel más básico pero fundamental para que todo el proceso tenga lugar correctamente, y esas zonas de decisión cerebrales emitan la respuesta correcta. Es lógico pensar que si la actividad nerviosa superior que lleva a las funciones cognoscitivas más elevadas depende de un correcto funcionamiento de estos circuitos, la alteración de los mismos puede dar lugar a respuestas erróneas. Por tanto, si la actividad nerviosa depende de los neurotransmisores, y la síntesis y actividad de éstos presenta un ritmo circadiano, si dicho ritmo se altera repercutirá en nuestras capacidades cognoscitivas superiores, pudiendo dar lugar a manifestaciones clínicas de enfermedad. Desde alteraciones más simples como el jet-lag, pasando por alteraciones más importantes como las depresiones estacionales y llegando a manifestaciones clínicas graves como las crisis convulsivas, en todas ellas existe en muchos casos una alteración del sistema cronobiológico.

Los neurotransmisores, por tanto, median la transferencia de información entre al menos dos neuronas, cuya unidad recibe el nombre de sinapsis. El impulso nervioso que llega a la primera neurona, o neurona presináptica, dará lugar a la liberación del neurotransmisor al espacio sináptico, llegando hasta la neurona postsináptica, donde se une a receptores específicos para activar o inhibir su actividad.

Los neurotransmisores se pueden clasificar genéricamente en excitadores e inhibidores. Los primeros aumentan la actividad neuronal, siendo el glutamato el neurotransmisor excitador más importante y el GABA el neurotransmisor inhibidor principal en el cerebro del mamífero. Estos neurotransmisores, y muchos otros como la dopamina, fluctúan continuamente en función de los estímulos que llegan al cerebro y, además, estas fluctuaciones se acompañan de cambios paralelos en sus receptores. Si observamos los cambios que se producen durante las 24 horas, podemos ver que tanto los neurotransmisores como sus receptores tienen un ritmo circadiano que están bajo el control de la melatonina. Además, la melatonina regula también mecanismos de la membrana neuronal como la bomba de sodio, que mantiene el equilibrio iónico a ambos lados de la membrana.

Es decir, la actividad cerebral rítmica está bajo el control de la melatonina pineal; la pinealectomía altera los ritmos de neurotransmisores y la excitabilidad de la membrana neuronal, mientras que si se restauran los niveles normales de melatonina, dichos ritmos se restablecen. Numerosos estudios indican que la melatonina estimula la neurotransmisión del GABA e inhibe la del glutamato (Figura 14).

Figura 14: El ritmo circadiano de melatonina sincroniza los ritmos de los neurotransmisores cerebrales y de sus receptores, como es el caso de los receptores de GABAA y benzodiacepinas (izquierda), y de dopamina (derecha). La extirpación de la glándula pineal anula dichos ritmos, que se restauran tras la administración de melatonina, como puede observarse en el caso de la dopamina.

Las benzodiacepinas son unos fármacos hipnóticos y anticonvulsivantes que se usan para el tratamiento del sueño y de las convulsiones como la epilepsia. Ello se debe a que estos fármacos estimulan la neurotransmisión dependiente del GABA. Es lo que hace la melatonina, aunque ésta carece de los efectos secundarios de las benzodiacepinas. Este efecto de la melatonina es importante porque, ya desde hace mucho tiempo, se sabe que la pinealectomía produce convulsiones en varias especies animales, que se contrarrestan con la administración de melatonina. En consecuencia, la melatonina actúa como un freno a la excitabilidad neuronal, modulando la información que le llega a la neurona.

Una de las consecuencias de la inhibición del glutamato por la melatonina es la disminución del óxido nítrico (NO●). Éste es un gas que se produce como consecuencia de la actividad de las óxido nítrico sintasas, enzimas que se encuentran en la célula. Una de ellas, la óxido nítrico sintasa neuronal o nNOS, se actica como consecuencia de la liberación del glutamato y su unión a su receptor en la neurona postsináptica, que se llama receptor NMDA. La activación de este receptor abre un canal para que entre calcio al interior de la neurona, y este calcio activa la nNOS. El NO● producido sale a su vez y alcanza la neurona presináptica, liberando más glutamato, cerrando un circuito que se llama de excitotoxicidad. Aunque el NO● tiene muchas funciones beneficiosas en el organismo, el mantenimiento de unos niveles elevados es tóxico, ya que produce daño oxidativo y nitrosativo a muchas moléculas, llegando a producir muerte neuronal. La melatonina, por tanto, previene este proceso de excitotoxicidad.

El otro neurotransmisor que comentamos, la dopamina (DA), tiene gran interés en la enfermedad de Parkinson, ya que su disminución es responsable de los déficits motores de esta patología. La melatonina regula el ritmo circadiano de DA en el estriado y sustancia negra, lo que ayuda a mantener la integridad de esta vía para el control motor.

Pero además, si las manifestaciones de las funciones cerebrales superiores dependen de la interconexión neuronal que, a su vez, se pone en marcha con la liberación de los neurotransmisores, es lógico pensar que si la melatonina regula el ritmo de dichos neurotransmisores, la función de éstos también dependerá de la melatonina. Tal es el caso de diversas funciones cerebrales como la capacidad de concentración, aprendizaje, destreza psicomotora, el mismo ritmo sueño/vigilia, etc., que siguen un ritmo circadiano dependiente de la melatonina.

Nuestros servicios

El insomnio y, en general, el trastorno del ritmo sueño/vigilia, refleja una alteración más profunda del reloj biológico, que está relacionado con muchas otras patologías como fibromialgia y fatiga crónica, astenia, trastornos metabólicos, hormonales y desequilibrios de la nutrición, enfermedades neurodegenerativas e inflamatorias, cáncer, así como el envejecimiento y patológico.

Mediante una serie de pruebas que se indican abajo, en el IiMEL evaluamos la función del reloj biológico, los trastornos de los ritmos circadianos y de la producción de melatonina, así como las causas de las alteraciones del sueño, identificamos su relación con otras patologías antes citadas, y proponemos el tratamiento adecuado.

  • Calidad del sueño

    Ya que el ritmo sueño/vigilia refleja directamente cómo está funcionando el reloj biológico, una correcta evaluación de la calidad de sueño requiere el análisis de la estructura (cronotipo) y funcionamiento del reloj biológico endógeno, y su relación con la alteración de los ritmos biológicos, o cronodisrupción.

    Nos permite identificar las causas y el tipo de cronodisrupción, para proceder a su reparación y restaurar el ritmo del sueño.


  • Niveles de melatonina

    El análisis de la melatonina se puede realizar en orina (midiendo 6-sulfatoximelatonina), suero o saliva. La saliva es la mejor opción y menos invasiva, ya que refleja con total seguridad sus niveles en sangre. La determinación de los niveles de melatonina en saliva a lo largo de las 24 horas refleja el fenotipo circadiano.

    De esta forma, conocemos si existen trastornos en la amplitud, duración, y adelanto o retraso de fase en el fenotipo circadiano de los ritmos con respecto al ritmo ideal representado por el cronotipo genético, para proceder a normalizarlo.


  • Proceso de envejecimiento

    Ya que el envejecimiento se inicia con un proceso de cronodisrupción, continúa con una fase de activación inmunitaria, sigue con aumento de estrés oxidativo, y termina con disfunción mitocondrial, valoramos aquí el daño oxidativo y defensa antioxidante, el daño nitrosativo y la activación inflamatoria, y la función mitocondrial.

    Podemos conocer de esta forma la magnitud del proceso de envejecimiento, para proponer medidas correctoras y preventivas.


  • Estrés oxidativo y potencial antioxidante

    Determinamos los marcadores de daño oxidativo a lípidos y proteínas, así como la actividad de los sistemas endógenos de defensa antioxidante, así como la capacidad de generación de agentes reductores a nivel intracelular y extracelular, cuyo funcionamiento, en tándem, nos da una visión global del potencial antioxidante del organismo.

    Con estos datos, identificamos en qué lugar o lugares del tándem antioxidante/reductor se encuentra el fallo que lleva al acúmulo de radicales libres. Entonces, podemos corregir y compensar esos defectos de manera adecuada para lograr el estado de equilibrio oxidativo.


  • Potencial antiinflamatorio

    Para valorar el potencial y capacidad de respuesta y activación inflamatorias, medimos aquí diversos parámetros de la respuesta de la inmunidad innata, desde la generación de óxido nítrico y el daño nitrosativo, hasta los niveles de citoquinas pro- y antiinflamatorias.

    Estos datos nos dan una visión global de cuál es el grado de activación del sistema inmunitario, proporcionándonos la información necesaria para su corrección.


  • Función mitocondrial

    La función mitocondrial está directamente ligada a la formación de radicales libres, por lo que se pude dañar fácilmente. Aquí determinamos diversos marcadores en suero y en células mononucleares periféricas, incluyendo melatonina y CoQ10, que nos indican la salud de la función mitocondrial.

    Estos estudios nos permiten restaurar la mitocondria, que es es la central bioenergética de la célula, cuyo funcionamiento es crítico para que el organismo responda de manera saludable en cada momento.


  • Otros marcadores del estado de salud

    Los niveles de hormonas, que disminuyen con la edad y ante determiandos tratamietnos farmacológicos; el contenido en microelementos, necesarios para el buen funcionamiento del organismo; los niveles de vitaminas, así como el acúmulo de toxinas, están directamente relacionados con el envejecimiento y enfermedades asociadas al mismo.

    La determinación de esos parámetros o de alguno de ellos nos es importante identificar muchos estados carenciales y/o tóxicos, que permitirá un adecuado diagnóstico del estado de salud y tomar las medidas correctoras adecuadas.


  • Informe personalizado y tratamiento

    Con las determinaciones realizadas aquí, tenemos un criterio importante para diagnosticar el problema de salud, realizar un informe personalizado en cada caso, y plantear una pauta de tratamiento específico, que devuelva la normalidad a aquellas situaciones que se identifiquen como alteradas.

    El fin último del IiMEL es identificar y corregir los problemas de salud mediante los análisis más específicos y menos invasivos, y las terapias más concretas para realizar un tratamiento definido y personalizado.