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Glutamato (neurotransmisor): definición y funciones

El glutamato media la mayor parte de sinapsis excitatorias del Sistema Nervioso Central (SNC). Es el principal mediador de la información sensorial, motora, cognitiva, emocional e interviene en la formación de memorias y en su recuperación, estando presente en el 80-90% de sinapsis del cerebro.

Por si es poco mérito todo esto, también interviene en la neuroplasticidad, los procesos de aprendizaje y es el precursor del –el principal neurotransmisor inhibitorio del SNC–. ¿Qué más se le puede pedir a una molécula?

¿Qué es el glutamato?

Posiblemente ha sido uno de los neurotransmisores más exhaustivamente estudiados del sistema nervioso. En los últimos años su estudio ha ido en aumento debido a su relación con diversas patologías neurodegenerativas (como por ejemplo la ), lo que le ha convertido en una potente diana farmacológica en diversas enfermedades.

También cabe mencionar que dada la complejidad de sus receptores, éste es uno de los neurotransmisores más complicados de estudiar.

El proceso de síntesis

El proceso de síntesis del glutamato tiene su inicio en el ciclo de Krebs, o ciclo de los ácidos tricarboxílicos. El ciclo de Krebs es una ruta metabólica o, para que nos entendamos, una sucesión de reacciones químicas con el fin de producir la respiración celular en la mitocondria. Un ciclo metabólico puede entenderse como el mecanismo de un reloj, en el que cada engranaje cumple una función y el simple fallo de una pieza puede ocasionar que el reloj se estropee o no marque bien la hora. Los ciclos en bioquímica son los mismo. Una molécula, por medio de continuas reacciones enzimáticas –los engranajes del reloj–, va cambiando su forma y composición con el objetivo de dar lugar a una función celular. El principal precursor del glutamato será el alfa-cetoglutarato, que recibirá un grupo amino por transaminación para convertirse en glutamato.

También cabe comentar otro precursor bastante significativo: la glutamina. Cuando la célula libera el glutamato al espacio extracelular, los astrocitos –un tipo de célula glial– recuperan este glutamato que, mediante una encima llamada glutamina sintetasa, pasará a ser glutamina. Luego, los astrocitos liberan la glutamina, que es recuperada de nuevo por las neuronas para ser transformada de nuevo en glutamato. Y posiblemente más de uno se preguntará lo siguiente: Y si han de volver de nuevo la glutamina a glutamato en la neurona, ¿por qué al astrocito le da por convertir en glutamina al pobre glutamato? Pues yo tampoco lo sé. Quizá es que no se ponen de acuerdo los astrocitos y las neuronas o quizá es que la es así de complicada. En cualquiera de los casos, he querido hacer una reseña a los astrocitos porque su colaboración supone el 40% del turnover del glutamato, lo cual quiere decir que la mayor parte del glutamato es recuperado por estas células gliales.

Hay otros precursores y otras vías por las que se recupera el glutamato que se libera al espacio extracelular. Por ejemplo hay neuronas que contienen un transportador específico del glutamato –EAAT1/2– que recuperan directamente el glutamato a la neurona y permiten finalizar la señal excitatoria. Para mayor estudio de la síntesis y metabolismo del glutamato recomiendo la lectura de la bibliografía.

Los receptores del glutamato

Como nos suelen enseñar, cada neurotransmitor tiene sus receptores en la célula postsináptica. Los receptores, ubicados en la membrana celular, son proteínas a las que se une un neurotransmisor, hormona, neuropéptido, etc., para dar lugar a una serie de cambios en el metabolismo celular de la célula en el que está ubicado en el receptor. En las neuronas generalmente ubicamos los receptores en las células postsinápticas, aunque no tiene porque ser así en realidad.