¿Qué es la acetilcolina?
La acetilcolina (ACh) es un éster de colina y ácido acético con fórmula C₇H₁₆NO₂⁺. Se sintetiza en la terminal presináptica a partir de colina y acetil-CoA, reacción catalizada por la enzima colina acetiltransferasa (ChAT), que es el marcador bioquímico clásico de las neuronas colinérgicas. La colina se obtiene principalmente de la dieta (huevos, legumbres, carnes) y de la recaptación local: tras la liberación, la acetilcolinesterasa la hidroliza de vuelta a colina y acetato, y la colina es reutilizada.
Actúa sobre dos grandes familias de receptores: receptores nicotínicos (nAChR), canales iónicos ionotrópicos rápidos presentes en la unión neuromuscular, los ganglios autónomos y el cerebro; y receptores muscarínicos (mAChR, M1-M5), receptores metabotrópicos acoplados a proteínas G. Los receptores nicotínicos reciben su nombre porque la nicotina del tabaco los activa; los muscarínicos, porque la muscarina (toxina del hongo Amanita muscaria) los estimula.
Funciones de la acetilcolina
La acetilcolina tiene dos grandes territorios funcionales:
Sistema nervioso periférico
En la unión neuromuscular, la acetilcolina es el único neurotransmisor que media la contracción del músculo esquelético. Cuando un impulso nervioso llega a la terminal motora, la acetilcolina se libera al espacio sináptico y se une a los receptores nicotínicos de la placa motora, generando la despolarización que inicia la contracción. La acetilcolinesterasa hidroliza la acetilcolina en milisegundos para permitir la relajación.
En el sistema nervioso autónomo, la acetilcolina es el neurotransmisor de todas las neuronas preganglionares (simpáticas y parasimpáticas) y de las neuronas postganglionares parasimpáticas. A través del nervio vago y los receptores muscarínicos cardíacos, reduce la frecuencia cardíaca; estimula la secreción glandular (saliva, lágrimas, jugos gástricos) y la motilidad intestinal; contrae el músculo liso bronquial y vesical.
Sistema nervioso central
En el cerebro, los principales sistemas colinérgicos son el núcleo basal de Meynert (que proyecta a toda la neocorteza) y el núcleo septal medial (que proyecta al hipocampo). Estos sistemas modulan la atención, el aprendizaje y la consolidación de la memoria. Durante la vigilia y el sueño REM (cuando se consolidan los recuerdos), la actividad colinérgica cortical es máxima. La acetilcolina también regula el ciclo sueño-vigilia: las neuronas colinérgicas del tegmento pontino inician la fase REM.
Acetilcolina y Alzheimer
La hipótesis colinérgica del Alzheimer, formulada en los años 70 y 80, propone que la pérdida temprana y selectiva de neuronas colinérgicas del núcleo basal de Meynert es responsable de los déficits de memoria características de la enfermedad. Esta hipótesis sostiene los únicos fármacos aprobados con efecto sintomático en el Alzheimer leve-moderado: los inhibidores de la acetilcolinesterasa (donepezilo, rivastigmina, galantamina), que impiden la degradación de la acetilcolina y aumentan su disponibilidad sináptica.
Aunque la hipótesis colinérgica no explica la totalidad de la enfermedad (la patología amiloide y tau también son centrales), la pérdida colinérgica sigue siendo uno de los correlatos más consistentes del deterioro cognitivo en el Alzheimer.
Enfermedades relacionadas con la acetilcolina
- Miastenia gravis: enfermedad autoinmune en que anticuerpos atacan los receptores nicotínicos de la unión neuromuscular, produciendo debilidad muscular fluctuante y fatigable.
- Alzheimer: pérdida progresiva de neuronas colinérgicas corticales; base de los tratamientos con inhibidores de acetilcolinesterasa.
- Intoxicación por organofosforados: los pesticidas organofosforados y los gases nerviosos (sarín, VX) inhiben irreversiblemente la acetilcolinesterasa, provocando una acumulación letal de acetilcolina: exceso de secreciones, bradicardia, broncoespasmo, convulsiones y parálisis respiratoria.
- Botulismo: la toxina botulínica bloquea la liberación de acetilcolina en la unión neuromuscular, causando parálisis flácida. Paradójicamente, esta misma toxina (Botox) se usa terapéuticamente para la distonía, la migraña y la hiperhidrosis.
Preguntas frecuentes
La acetilcolina es el neurotransmisor exclusivo de la unión neuromuscular en el músculo esquelético. Cuando una motoneurona se activa, libera acetilcolina que se une a los receptores nicotínicos de la placa motora, despolarizando la membrana muscular e iniciando la contracción. La acetilcolinesterasa la hidroliza rápidamente para permitir la relajación.
Los sistemas colinérgicos del núcleo basal de Meynert (que proyectan a la corteza) y del septo medial (que proyectan al hipocampo) son esenciales para la consolidación de la memoria y la atención. La actividad colinérgica alta durante el sueño REM y la vigilia facilita la plasticidad sináptica necesaria para el aprendizaje. Su déficit en el Alzheimer explica la pérdida de memoria característica.
La acetilcolinesterasa (AChE) es la enzima que degrada la acetilcolina en el espacio sináptico, hidrolizándola en colina y acetato. Actúa en menos de un milisegundo, permitiendo la terminación rápida de la señal. Su inhibición (por organosfosforados, gases nerviosos o fármacos como el donepezilo) aumenta la concentración de acetilcolina en la sinapsis.
La toxina botulínica (Botox) bloquea la proteína SNAP-25, esencial para la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana. Esto impide la liberación de acetilcolina en la unión neuromuscular, produciendo parálisis flácida local. Se usa terapéuticamente en distonías, espasticidad, migraña crónica, hiperhidrosis y, cosmeticamente, para reducir arrugas de expresión.
Los receptores nicotínicos son canales iónicos ionotrópicos que responden en milisegundos: están en la unión neuromuscular, los ganglios autónomos y el cerebro. Los muscarínicos son receptores metabotrópicos acoplados a proteínas G, de respuesta más lenta: median efectos parasimpáticos (bradicardia, secreciones, motilidad intestinal). Los fármacos anticolinérgicos (atropina, escopolamina) bloquean principalmente los muscarínicos.
Son fármacos que inhiben la enzima acetilcolinesterasa, impidiendo la degradación de la acetilcolina y aumentando su disponibilidad sináptica. Los aprobados para el Alzheimer son donepezilo, rivastigmina y galantamina. Mejoran temporalmente la cognición y la memoria en el Alzheimer leve-moderado, aunque no frenan la progresión de la enfermedad.
La miastenia gravis es una enfermedad autoinmune en que el sistema inmunitario produce anticuerpos contra los receptores nicotínicos de acetilcolina en la unión neuromuscular. Esto reduce su número funcional y produce debilidad muscular fluctuante y fatigable, especialmente en músculos oculomotores (ptosis, diplopía), bulbares (disfagia, disartria) y proximales de extremidades. Se trata con inhibidores de acetilcolinesterasa e inmunosupresores.
Sí. La nicotina es un agonista de los receptores nicotínicos de acetilcolina. Se une especialmente a los receptores nicotínicos cerebrales de las neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral, estimulando la liberación de dopamina en el núcleo accumbens: este es el mecanismo de la dependencia al tabaco. El tabaco genera adicción principalmente a través de la vía dopaminérgica activada por los receptores nicotínicos.
