El ATP neuronal, como el del resto de las células tiene un papel Œenergético¹, utilizándose en todos aquellos procesos que requieren energía. Algunos de estos procesos principales se comentan a continuación.
La mayor parte del ATP producido (aprox. 60%) se consume por la actividad de una enzima localizada en la membrana plasmática, denominada ATPasa de Na+/K+. Esta enzima, que Œbombea¹ iones Na+ fuera de la célula intercambiándolos por iones K+, es la responsable del mantenimiento del potencial de reposo de la membrana neuronal, potencial que es imprescindible para el correcto funcionamiento de la neurona (este potencial de reposo se origina por una desigual distribución de iones a ambos lados de la membrana plasmática, y se sitúa en torno a los -65mV). Como sabemos, la continua actividad de las neuronas trae como consecuencia la entrada masiva de iones Na+ hacia el interior de la neurona, lo que produce un cambio en el potencial de membrana de la neurona (cambio que se denomina despolarización). Esta alteración de las propiedades eléctricas de la membrana debe ser rápidamente corregido para que la neurona esté dispuesta nuevamente a ser estimulada. El restablecimiento del potencial de reposo de la membrana neuronal se realiza principalmente gracias al bombeo activo de iones Na+ hacia el exterior de la célula.
El ATP también es utilizado por las ATPasas de Ca2+ de la membrana plasmática y de las membranas internas. La función de estas enzimas es retirar el Ca2+ citoplasmático (sobre todo a nivel de los terminales presinápticos) cuya concentración se eleva frecuentemente debido a la actividad de las neuronas, controlando así el equilibrio de este ión tan importante para el funcionamiento neuronal.
Otras funciones para las que se utiliza el ATP son la síntesis de GTP y la actividad de la proteína G y varias proteín-quinasas.
En el terminal presináptico (que como recordaremos constituye la parte de la neurona que está implicada principalmente en la transferencia de información de una neurona a otra y que contiene las vesículas sinápticas con los neurotransmi-sores), el ATP además de las funciones mencionadas tiene otras funciones específicas.
Las ATPasas dependientes de H+ de la membrana de las vesículas sinápticas también utilizan el ATP producido en el terminal presináptico. Estas enzimas Œbombean¹ iones H+ hacia el interior de la vesícula, produciendo una acidificación del lumen y creando un gradiente de protones que impulsa la entrada del neurotransmisor en las vesículas sinápticas. Igualmente, el ATP también es utilizado para los pasos de la propia exocitosis del neurotransmisor.
Todas las funciones que hemos mencionado parecen propias del ATP, aunque en este caso concreto las hayamos incluido dentro de un tipo celular especial, como es el caso de las neuronas. Sin embargo, recientemente ha surgido una nueva, y no menos importante, función para el ATP, en concreto para el ATP neuronal, la de neurotransmisor.
Aunque hace ya casi 25 años que se propuso por vez primera la neurotransmisión purinérgica (a base de purinas) dentro del sistema nervioso, tan sólo en los últimos años ha sido aceptado por la gran mayoría científica que el ATP actúa como neurotransmisor tanto en el sistema nervioso central como en el periférico. Parecía poco probable que una molécula tan simple y ubicua, implicada principalmente en procesos intracelulares pudiera ser utilizada como mensajero extracelular; sin embargo ha sido demostrado por diferentes grupos de investigadores y en distintas partes del sistema nervioso que el ATP cumple realmente todos los criterios para ser considerado un Œverdadero¹ neurotransmisor, es decir es sintetizado y almacenado en el terminal presináptico, es liberado en respuesta a la estimulación nerviosa, actúa sobre receptores y existen mecanismos de inactivación o eliminación en el tejido.
La investigación sobre la neurotransmisión basada en el ATP es un proceso que está creciendo intensamente en la actualidad y aunque todavía se desconocen muchos de los aspectos de la neurotransmisión se tienen algunos datos importantes. Se sabe que el ATP se localiza junto con otros neurotransmisores Œclásicos¹ y neuropéptidos en los botones presinápticos de la mayoría de los nervios principales. Su liberación es similar a la de los otros neurotransmisores Œclásicos¹ y puede actuar sobre dos tipos principales de receptores postsinápticos, los ionotróficos (aquellos en los cuales el canal iónico es parte integral del receptor, y median generalmente respuestas rápidas) y los metabotróficos (receptores acoplados a proteínas G, que suelen implicar acciones a más largo lazo). Los receptores ionotróficos del ATP son canales catiónicos regulados por ATP y se encuentran en neuronas del sistema nervioso autónomo, en neuronas sensoriales y en células musculares lisas. El ATP puede actuar mediante los receptores ionotróficos como un transmisor excitador rápido (similar al glutamato, por ejemplo). La localización de los receptores metabotróficos está poco estudiada y apenas se tienen datos sobre la acción del ATP sobre los mismos.
Los que trabajamos en el sistema nervioso estamos empezando a acostumbrarnos con demasiada frecuencia a romper nuestros Œsólidos¹ esquemas sobre los principios de funcionamiento de las neuronas, por lo que ya no nos sorprende ni siquiera que el ATP sea, también, un neurotransmisor.