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Teoría · Neurotransmisión: sistema nervioso autónomo

Neurotransmisión: sistema nervioso autónomo

Actualizado el

1. Organización del sistema nervioso autónomo

El sistema nervioso tiene dos grandes categorías funcionales:

  • Somático: control voluntario del músculo esquelético.
  • Visceral: control involuntario de las glándulas, el músculo liso y el músculo cardíaco.

Cada categoría se divide según la dirección de la información: las fibras aferentes llevan información sensitiva al SNC y las eferentes llevan órdenes motoras desde el SNC. El sistema nervioso autónomo (SNA) está formado por los nervios eferentes viscerales.

Diferencias con los nervios somáticos

  • La neurona motora somática va directo del SNC al músculo, sin ganglios, y está mielinizada. El SNA usa dos neuronas: una preganglionar que sale del SNC y una posganglionar que nace en un ganglio fuera del SNC; la posganglionar suele ser amielínica.
  • Si se corta su nervio, el músculo esquelético queda paralizado; el músculo liso y las glándulas conservan algo de actividad espontánea.

Las tres divisiones

División Origen Preganglionar Posganglionar Lema
Simpático Médula toracolumbar T1–L2 Corta, hasta la cadena paravertebral o un ganglio prevertebral Larga «Lucha o huida»
Parasimpático Tronco encefálico (pares III, VII, IX y X) y médula sacra S2–S4 Larga, hasta un ganglio junto al órgano o en su pared Corta «Reposo y digestión»
Entérico Plexos mientérico (Auerbach) y submucoso (Meissner) — — Motilidad y secreción del tubo digestivo
  • En el simpático una fibra preganglionar puede contactar con 20 o más neuronas posganglionares: la descarga es difusa. El parasimpático es más circunscrito a cada órgano.
  • El nervio vago (X) lleva la mayor parte de las fibras parasimpáticas a tórax y abdomen.
  • La médula suprarrenal se comporta como un ganglio simpático: sus células cromafines son neuronas posganglionares modificadas que, al recibir ACh, secretan a la sangre adrenalina (~80%) y noradrenalina (~20%).

2. Neurotransmisores

Acetilcolina (ACh)

  1. La terminal capta colina del espacio extracelular (lo bloquea el hemicolinio).
  2. La colina acetiltransferasa la une con acetil-CoA.
  3. La ACh entra a vesículas (lo bloquea el vesamicol).
  4. La entrada de Ca²⁺ dispara su liberación por exocitosis (lo bloquea la toxina botulínica).
  5. La acetilcolinesterasa la hidroliza en colina y acetato en milisegundos (la inhiben la neostigmina y los organofosforados).

La ACh es el neurotransmisor de todas las preganglionares (simpáticas y parasimpáticas), de las posganglionares parasimpáticas, de las posganglionares simpáticas de las glándulas sudoríparas y de la placa motora.

Noradrenalina (NE) y adrenalina (EPI)

Tirosina → DOPA → dopamina → noradrenalina → adrenalina.

  • La tirosina hidroxilasa es el paso limitante.
  • La dopamina β-hidroxilasa actúa dentro de la vesícula; la PNMT, que forma adrenalina, abunda en la médula suprarrenal.
  • La acción de la noradrenalina termina sobre todo por recaptación a la terminal (transportador NET, que bloquean la cocaína y los antidepresivos tricíclicos); luego la degradan la MAO y la COMT.

La NE es el neurotransmisor de casi todas las posganglionares simpáticas.

3. Sistema colinérgico

Ligando: acetilcolina.

Receptores nicotínicos

Canales iónicos activados por ligando, permeables a Na⁺ y K⁺: al abrirse despolarizan la membrana en milisegundos.

  • NM: unión neuromuscular. Lo bloquean los relajantes musculares (rocuronio).
  • NN: ganglios autonómicos (simpáticos y parasimpáticos) y médula suprarrenal.

Receptores muscarínicos

Acoplados a proteína G, con 5 subtipos (M1–M5). Están en los órganos efectores y median sobre todo la señal parasimpática; la excepción son las glándulas sudoríparas, inervadas por fibras simpáticas colinérgicas.

Receptor Proteína G Dónde Funciones
M1 Gq SNC, ganglios, glándulas gástricas, sistema entérico Funciones cognitivas, sistema nervioso entérico, secreción gástrica
M2 Gi Corazón, terminales nerviosas ↓ frecuencia cardíaca y contractilidad auricular, ↓ conducción AV, autorreceptor
M3 Gq Músculo liso, glándulas, endotelio ↑ secreciones; contracción del esfínter pupilar (miosis), del músculo ciliar (visión cercana) y de la vejiga; ↑ peristalsis y liberación de insulina; vasodilatación mediada por el endotelio (NO)
M4 Gi SNC Inhibición de la liberación de neurotransmisores
M5 Gq SNC (sustancia negra) Liberación de dopamina

4. Sistema adrenérgico

Ligandos: noradrenalina y adrenalina; la médula suprarrenal puede liberar ambas. Los receptores adrenérgicos median la señal simpática en los efectores y todos son acoplados a proteína G.

Receptor Proteína G Funciones principales
α1 Gq ↑ contracción del músculo liso en vasos (vasoconstricción), músculo dilatador de la pupila (midriasis) y esfínteres intestinal y vesical; eyaculación; glucogenólisis hepática
α2 Gi ↓ descarga simpática (autorreceptor presináptico y tronco encefálico); ↓ liberación de insulina y ↓ lipólisis; agregación plaquetaria
β1 Gs ↑ frecuencia cardíaca, contractilidad y conducción AV; ↑ renina; lipólisis
β2 Gs Vasodilatación (músculo esquelético) y broncodilatación; relajación uterina; ↑ lipólisis, gluconeogénesis e insulina; entrada de K⁺ al músculo; temblor
β3 Gs ↑ lipólisis y termogénesis; relajación de la vejiga (detrusor)
  • La noradrenalina actúa sobre α1, α2 y β1, con muy poco efecto β2. La adrenalina actúa sobre todos, y es la que alcanza los β2 bronquiales, que no tienen inervación simpática directa.
  • En el corazón humano coexisten β1 y β2 (3:2 en aurículas, 4:1 en ventrículos), pero β1 domina.

5. Proteínas G y segundos mensajeros

La mayoría de los receptores efectores autonómicos son acoplados a proteína G (GPCR), con 7 dominios transmembrana. Al unirse el ligando, el receptor activa una proteína G heterotrimérica: la subunidad α cambia GDP por GTP y se separa del dímero βγ. El segundo mensajero depende del tipo de proteína G.

Proteína G Cascada Muscarínicos Adrenérgicos
Gq Gq → fosfolipasa C → PIP₂ → IP₃ (libera Ca²⁺) + DAG (activa PKC) M1, M3 α1
Gs Gs → adenilato ciclasa → ↑ AMPc → PKA — β1, β2, β3
Gi Gi ⊣ adenilato ciclasa → ↓ AMPc; βγ abre canales de K⁺ M2 α2

Regla práctica: los receptores Gq contraen músculo liso (↑ Ca²⁺); los Gs del músculo liso lo relajan y los del corazón lo estimulan; los Gi frenan (corazón más lento, menos liberación de transmisor).

6. Efectos sobre los órganos

En la mayoría de los órganos los dos sistemas son antagonistas funcionales. En reposo predomina el tono parasimpático en corazón, iris, músculo ciliar, tubo digestivo, vejiga y glándulas salivales; el simpático predomina en las arteriolas y las venas (sostiene la presión) y en las glándulas sudoríparas.

Órgano Simpático (receptor) Parasimpático (receptor)
Iris Midriasis: contrae el dilatador (α1) Miosis: contrae el esfínter (M3)
Músculo ciliar Relajación, visión lejana (β2) Contracción, visión cercana (M3)
Glándulas lagrimales y salivales Secreción escasa y espesa (α1) Secreción acuosa abundante (M3)
Nodo SA ↑ frecuencia (β1) ↓ frecuencia (M2)
Nodo AV ↑ conducción (β1) ↓ conducción, bloqueo AV (M2)
Contractilidad ↑ (β1) ↓ auricular (M2)
Arteriolas de piel, mucosas y vísceras Vasoconstricción (α1) Sin inervación
Arteriolas del músculo esquelético Vasodilatación (β2) y constricción (α1) Sin inervación
Endotelio — Libera NO al activar M3 (ACh circulante o administrada)
Músculo liso bronquial Relajación (β2, adrenalina circulante) Contracción (M3)
Glándulas bronquiales ↓/↑ secreción (α1/β2) Estimulación (M3)
Motilidad gastrointestinal ↓ (α2, β2) ↑ (M3)
Esfínteres gastrointestinales Contracción (α1) Relajación (M3)
Secreción gástrica Inhibición (α2) Estimulación (M3, M1)
Detrusor Relajación (β3, β2) Contracción (M3)
Trígono y esfínter interno Contracción (α1) Relajación (M3)
Útero Contracción del útero grávido (α1); relajación (β2) Variable
Genitales masculinos Eyaculación (α1) Erección (M3)
Glándulas sudoríparas Sudoración generalizada (M3, fibras simpáticas colinérgicas); localizada en palmas (α1) —
Músculos piloerectores Contracción (α1) —
Riñón ↑ renina (β1) —
Hígado Glucogenólisis y gluconeogénesis (α1, β2) —
Islotes pancreáticos ↓ insulina (α2, predomina); ↑ insulina (β2) ↑ insulina (M3)
Tejido adiposo Lipólisis (β1, β2, β3); inhibición (α2) —
Músculo esquelético Captación de K⁺, temblor (β2) —
Médula suprarrenal — (recibe preganglionares: NN) —
Terminal simpática Inhibe la liberación de NE (α2, autorreceptor) Inhibe la liberación de NE (M2)

7. Cómo actúan los fármacos autonómicos

Un fármaco puede modificar la transmisión en cualquier punto del ciclo del neurotransmisor:

Mecanismo Colinérgico Adrenérgico
Interferir con la síntesis — α-metiltirosina (inhibe la tirosina hidroxilasa)
Bloquear la recaptación o la captación Hemicolinio (colina) Cocaína, imipramina (NE): ↑ NE en la sinapsis
Vaciar o impedir el almacenamiento Vesamicol Reserpina
Liberar el transmisor — Anfetamina, tiramina
Impedir la liberación Toxina botulínica Guanetidina, bretilio
Agonistas del receptor Betanecol, pilocarpina (M); nicotina (N) Fenilefrina (α1), clonidina (α2), dobutamina (β1), salbutamol (β2), isoproterenol (β1 y β2)
Antagonistas del receptor Atropina (M); rocuronio (NM); trimetafán (NN) Prazosina (α1), fenoxibenzamina y fentolamina (α), propranolol (β), metoprolol (β1)
Inhibir la degradación Neostigmina, organofosforados (acetilcolinesterasa) Inhibidores de la MAO

Dos ideas que se repiten en clínica:

  • Un antagonista solo cambia lo que el receptor sostiene en reposo. La atropina acelera el corazón porque retira el tono vagal; el propranolol puede causar broncoespasmo porque retira el efecto β2 de la adrenalina circulante.
  • Los reflejos modifican el efecto directo. La fenilefrina sube la presión y el barorreflejo baja la frecuencia; los vasodilatadores producen taquicardia refleja.

Fuente: Bootcamp.com, Pharmacology: Autonomic System; Goodman & Gilman, Las bases farmacológicas de la terapéutica, cap. 10.