Cerebro, glutamato y 'Juego de Tronos'

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Explosión de Sept of Baelor en Juego de Tronos, temporada 6 capítulo 10. HBO

De todos los momentos épicos de Juego de Tronos, sin duda mi favorito son los ocho minutos y nueve segundos que dura la destrucción del septo de Baelor. Es una venganza meditada, fría, bien planeada y aprovecha un punto flaco en una fortaleza inexpugnable: el fuego valirio.

En los sótanos del septo de Baelor se almacenan ingentes cantidades de este explosivo de color fluorescente, empaquetado y bien sellado en barriles. El joven y apuesto Lancel Lannister intenta por todos los medios apagar la vela que, poco a poco, va consumiéndose sobre un charco de este explosivo.

Lo inevitable ocurre y la vela termina incendiando el charco de fuego valirio generando una explosión colosal. El edificio queda reducido a escombros, y los enemigos de la familia Lannister hechos cenizas.

La escena que acabamos de rememorar no es algo inédito en la naturaleza. Concretamente, en nuestras neuronas también hay almacenes. Aunque no están rellenos de fuego valirio, sino de neurotransmisores. Empaquetados convenientemente en orgánulos subcelulares llamados vesículas, las neuronas contienen diversas sustancias tan nombradas en los medios de comunicación como acetilcolina, dopamina, serotonina, endorfinas y un largo etcétera.

Estas moléculas se utilizan como mecanismo de comunicación entre células. Eso significa que si una neurona quiere mandar un mensaje a otra, debe primero activarse (generando una señal eléctrica llamada potencial de acción) y, una vez activada, liberar pequeñas cantidades de uno estos mensajeros químicos.

Lo que tienen en común la neurotransmisión y el WhatsApp

De todos los neurotransmisores conocidos, destaca una molécula muy conocida por todos nosotros: el ácido glutámico (también denominado glutamato). Se trata de un aminoácido proteico cuya sal monosódica (glutamato monosódico) se utiliza en cocina.

Este neurotransmisor es especialmente relevante por dos características: está ampliamente distribuido por todo el sistema nervioso central y es el neurotransmisor más concentrado en el interior de nuestro cerebro. Si extrajéramos todo el glutamato del cerebro de una rata, tendríamos la friolera de 11 microgramos por gramo de tejido.

Además, el glutamato es el principal neurotransmisor excitatorio en el tejido nervioso. Una vez unido a la membrana de las neuronas, el mensaje que lleva implícito es la activación (excitación) de la neurona. Ahora mismo, en este preciso instante, nuestras neuronas para comunicarse están liberando pequeñas cantidades de glutamato. Es lo que nos permite leer, pensar, respirar y muchas otras funciones vitales.

En la comunicación entre neuronas es importante la cantidad de neurotransmisor liberado. Al fin y al cabo, la neurotransmisión es un mecanismo de comunicación, que, con ciertas salvedades, se puede asemejar a una cadena de mensajes de WhatsApp. Si mandas por WhatsApp el mensaje “vente a la fiesta en mi casa, pasa la bola” a toda tu lista de contactos, te quedarás sin sitio en el salón. Porque no solo las personas de tu lista de contactos se activarán, sino que estas personas “activadas” por el mensaje, mandarán ese mismo mensaje a otras personas y así sucesivamente.

La comunicación en el cerebro no es nunca tan indiscriminada. Las neuronas solo mandan mensajes a aquellas neuronas con las que se quieren comunicar, formando circuitos neuronales de diversa complejidad y función.

¿Qué tienen que ver las mareas rojas con el glutamato?

¿Qué pasaría si liberáramos todo el glutamato contenido en las vesículas de las neuronas a la vez? Una posible respuesta la encontramos en las mareas rojas. Están causadas principalmente por Diegenea simplex, un alga roja, sintetiza una toxina conocida como ácido kaínico, que fue descubierto en los años cincuenta y Chondria armata, también un alga roja que sintetiza otra toxina de efecto similar, el ácido domoico.

Pues bien, ambas toxinas, el ácido domoico y el ácido kaínico, tienen una estructura similar al ácido glutámico. Estos compuestos son tremendamente tóxicos para el organismo, porque cuando entran en él o se ingieren animales contaminados con estas toxinas, mimetizan el efecto del glutamato, uniéndose a los llamados receptores de tipo Kainato.

Para entender lo que sucede con esta toxina, imagina que alguien cogiera tu móvil y empezara a mandar indiscriminadamente mensajes a toda tu lista de contactos, como en el ejemplo de la invitación a una fiesta. Se produciría una reacción en cadena muy difícil de parar.

Esto, molecularmente, es lo que hace el ácido kaínico: activar neuronas mediante la unión a los receptores de kainato. Las neuronas activadas por el ácido kaínico liberan el contenido de sus vesículas al exterior celular. Y como en el sistema nervioso hay muchas neuronas glutamatérgicas (que contienen glutamato), es muy probable que se libere aún más glutamato, que se unirá a sus receptores en otras neuronas, probablemente glutamatérgicas, cebando este ciclo de activación neuronal.

De esta manera, el exceso de glutamato provoca la sobreexcitación del tejido nervioso, que acaba produciendo la muerte neuronal . El fenómeno es conocido como excitotoxicidad por glutamato.

Envenenamiento amnésico

No sólo en la especie humana se encuentra el glutamato como neurotransmisor, sino también en otros vertebrados, como los peces, aves y mamíferos marinos como los delfines, focas y leones marinos, por citar unos pocos. Por eso los afloramientos de estas algas, en parte debidos al calentamiento global suelen tener consecuencias medioambientales muy graves para la fauna marina.

Además, por esta misma razón está absolutamente prohibido faenar o mariscar cuando hay marea roja, por todo lo expuesto. La intoxicación con estas toxinas produce el envenenamiento amnésico por marisco, que se produce al ingerir moluscos contaminados por estas toxinas.

Se llama envenenamiento amnésico porque suele acompañarse de episodios de pérdida de memoria, en función del grado de intoxicación. Se debe a que selectivamente se daña una zona del cerebro llamada hipocampo, muy rica en receptores de glutamato y fuertemente implicada en los procesos de memoria. Por ello, el descubrimiento de estas toxinas, ayuda a los científicos a estudiar la función normal y patológica del sistema nervioso.

En resumen, una intoxicación por ácido kaínico o domoico, estos compuestos funcionan como la vela encendida, que, sobre el charco de fuego valirio, generan un ciclo de excitabilidad difícil de parar.

Lo peor es que la excitotoxicidad por glutamato puede tener trágicas consecuencias para la función cerebral, como la pérdida de memoria e incluso la muerte. Por desgracia, lo hemos comprobado cada vez que las costas de todo el mundo quedan cubiertas de animales marinos muertos tras una marea roja. Si yo hubiera estado en la piel de Lancel Lannister, también hubiera soplado con todas mis fuerzas.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Francisco Suárez Castro no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.

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