En la senda de Cajal

El Premio Nobel de Medicina es el galardón más prestigioso que se otorga dentro del campo de la investigación biomédica. Aunque a veces no están todos los que son, los elegidos por el Instituto Karolinska de Estocolmo son siempre científicos de talla internacional indiscutible. En la presente edición se ha premiado a tres investigadores en neurociencia, los doctores Arvid Carlsson, de Suecia, y Paul Greengard y Eric Kandel, de EE UU, que separadamente han contribuido a comprender cómo las células nerviosas se comunican entre sí. Como resultado de estos trabajos, que abarcan un periodo dilatado de 30-40 años, se han producido avances en el tratamiento de enfermedades neuropsiquiátricas, como la enfermedad de Parkinson, la depresión o la esquizofrenia, y en el conocimiento de los procesos moleculares responsables de la memoria y el aprendizaje.El cerebro es un órgano extraordinariamente complejo, con incontables unidades elementales, o neuronas (alrededor de un billón en el hombre), que se comunican entre sí, formando redes neuronales en las que se procesa la información recibida por los órganos de los sentidos, se emiten los mensajes adecuados para el control del movimiento de los músculos, o la función de las vísceras, y se almacena la información para su utilización posterior. De la actividad de estas redes surgen las funciones psíquicas superiores, como el lenguaje o la percepción sensorial y, en el caso del hombre, la conciencia de la propia existencia. Las redes neuronales las forman prolongaciones de las neuronas que contactan con las de otras células en zonas especializadas en la transmisión de la información llamadas sinapsis (vocablo, procedente del griego, que significa unión). En la sinapsis, las prolongaciones de cada neurona se acercan mucho, pero no llegan a tocarse, dejando entre ellas lo que se denomina espacio sináptico. Se estima que cada célula nerviosa establece unas 10.000 sinapsis con otras células, por lo que el número de conexiones intercelulares en el cerebro humano alcanza proporciones casi astronómicas. La comunicación en las sinapsis se produce por la liberación al espacio sináptico de sustancias químicas denominadas neurotransmisores.

Arvid Carlsson fue pionero en descubrir que el déficit en la producción de un neurotransmisor específico, la dopamina, en las redes neuronales que controlan los movimientos era la causa de la enfermedad de Parkinson. Esta observación le condujo a proponer la utilización de la L-dopa (una molécula precursora que se convierte en dopamina en el cerebro) como tratamiento farmacológico del parkinsonismo. Además abrió paso al uso de trasplantes de células productoras de dopamina procedentes de animales o de otros sujetos para reemplazar a las que mueren por causa de la enfermedad. Los trabajos posteriores de Arvid Carlsson, junto a los de otros muchos investigadores, han mostrado que alteraciones en la producción de dopamina y otros neurotransmisores están involucradas en enfermedades mentales, como la depresión o la esquizofrenia, y han potenciado el desarrollo de una psicofarmacología antidepresiva y antipsicótica cada vez más eficaz.

La aportación más importante de Paul Greengard fue el demostrar que en muchas sinapsis los neurotransmisores actúan modificando la estructura química de proteínas añadiéndoles y quitándoles un fosfato (procesos conocidos como fosforilación o desfosforilación, respectivamente). Estas observaciones permitieron confeccionar modelos moleculares de funcionamiento de las sinapsis y entender sus propiedades.

Fue precisamente Eric Kandel quien, utilizando el sistema nervioso de un caracol marino (más elemental y, por tanto, más fácil de estudiar que el del hombre), mostró que procesos aparentemente complejos, como el aprendizaje y la memoria, se deben a modificaciones de las sinapsis. Cada vez que una red neuronal se activa, las sinapsis involucradas sufren cambios moleculares que facilitan o dificultan el paso de información posterior por las mismas. Aunque queda mucho trayecto por recorrer, la labor de Eric Kandel ha de considerarse como pionera y estimuladora del intento de explicación al nivel molecular de las funciones cerebrales complejas.

El Instituto Karolinska, destacando la investigación fundamental en neurociencia, muestra una vez más que ésta es un pilar necesario para el avance en el tratamiento de las enfermedades neurológicas y mentales. Al premiar la investigación sobre la sinapsis, es obligado recordar que hace casi 100 años otro Premio Nobel en Medicina fue otorgado a un investigador, Santiago Ramón y Cajal, precisamente por mostrar que las neuronas eran entidades individualizadas que establecían contactos funcionales, pero no citoplasmáticos, en las zonas especializadas que denominamos sinapsis. La referencia histórica a Cajal ilustra la naturaleza, genuinamente acumulativa, del conocimiento científico, fruto de la labor de la humanidad en su conjunto (aunque todavía no con la participación universal y equilibrada que a muchos nos gustaría). Tenemos hoy día una idea de la sinapsis mucho más sofisticada que la de Cajal, y ello se debe tanto a la labor de nuestros predecesores, que alumbraron el camino, como a la de investigadores como Carlsson, Greengard y Kandel, que han sabido continuarlo.

José López-Barneo es catedrático de Fisiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Sevilla y premio Jaime I de Investigación en 1998.