Ácido glutámico en el cerebro
Hace ya medio siglo que Hayashi, investigador japonés, encontró que la aplicación sobre la superficie cerebral de ácido glutámico, una sustancia altamente concentrada en todas y' cada una de las neuronas del cerebro, producía paradójicamente una fuerte actividad electroconvulsiva, constituyendo la primera evidencia de que este aminoácido es una de las sustancias neuroexcitadoras más potentes. Desde entonces, numerosos estudios han demostrado que el ácido glutámico es el agente neurotransmisor más ampliamente usado en el sistema nervioso central. Efectivamente, la mayoría de las estructuras donde se produce la transferencia de información de una neurona a otra, las sinapsis, utilizan el ácido glutámico como sustancia transmisora.La investigación a nivel celular y molecular ha puesto de manifiesto que los diversos efectos del ácido glutámico sobre las células nerviosas están mediados por una variedad de proteínas localizadas en la membrana neuronal. Son los receptores del ácido glutáriiico. Un tipo de éstos son proteínas que forman un poro acuoso, de tal manera que su activación (unión de ácido glutámico) provoca la apertura del poro posibilitando un flujo iónico a través de la membrana que lleva consigo una fuerte excitación neuronal.
Los mecanismos de comunicación neuronal están siendo estudiados con nuevas y más refinadas técnicas. El análisis de los genes que codifican las diferentes subunidades de los receptores para el ácido glutámico está proporcionando un exacto conocimiento acerca de la estructura y los mecanismos moleculares de estos. Así se ha demostrado que los receptores del ácido glutámico participan de forma decisiva en fenómenos complejos tales como el desarrollo neuronal, así como en los procesos que posibilitan el almacenamiento de información y el aprendizaje.
Sorprendentemente estos receptores son también responsables de procesos neurodegenerativos como los que acontecen tras un accidente cerebrovascular, o a consecuencia de un trauma cefálico, y participan en enfermedades tales como la epilepsia. Así pues, en lo que respecta a estos receptores, existe una frontera sutil entre los procesos normales y los procesos patológicos.
Recientemente, estudiando neuronas de una zona cerebral clásicamente involucrada en procesos de aprendizaje, nuestro grupo en el Instituto Cajal encontró un nuevo tipo de repeptor para el ácido glutámico, que denominamos receptor kainato-selectivo, y que coexistía con otros receptores ya conocidos. Era precisamente tal coexistencia lo que hacía prácticamente imposible detectar su presencia ante la falta de herramientas farmacológicas específicas. Estos hallazgos se publicaron en los Proceedings of the National Academy of Sciences USA en 1993.
Nuestro objetivo durante el último año ha sido encontrar una sustancia que nos permitiera ver este receptor separado de los demás. Afortunadamente, tras un amplio estudio, hemos identificado un compuesto que, al bloquear los otros receptores, desenmascara la presencia del nuevo. Esta sustancia, aún de circulación restringida, se conoce como GYKI 53655, y fue inicialmente sintetizada y purificada en Estados Unidos. Nuestros resultados se recogen en el volumen de enero de la revista estadounidense Neuron.
¿Para qué sirven estos nuevos receptores?.¿Cuál es su fúnción en el cerebro? Desgraciadamente aún no lo sabemos, pero no nos cabe duda de que con esta nueva droga seremos capaces de dar respuesta a ésta y a otras preguntas, posibilitando el avance en el entendimiendo de la comunicación neuronal para mejor entender cómo somos, por qué nos comportamos, sufrimos o disfrutamos de determinada manera.
