La polémica del caldo contra la chispa... que dos ranitas resolvieron

El neurocientífico Eric R. Kandel, premio Nobel de Medicina en el año 2000, nos cuenta en su libro En busca de la memoria un interesante episodio sobre la historia del descubrimiento y explicación de los mecanismos de la transmisión sináptica. 

Hasta principios de la década de 1950, investigadores y neurofisiólogos de bastante renombre y prestigio, tenían la firme convicción de que la transmisión de señales entre las neuronas era de tipo eléctrico, es decir, que estaba ocasionada por el flujo hacia el interior de la neurona postsináptica de una corriente eléctrica generada por un potencial de acción en la neurona presináptica.  
Los trabajos de Hodgkin y Huxley habían resuelto el misterio sobre la generación de señales eléctricas en el interior de las neuronas, y todo hacía pensar en que la comunicación interneuronal tenía un componente eléctrico similar. 

Sin embargo, desde finales de la década de 1920 habían claros indicios de que la señal o la comunicación entre las células nerviosas podía ser de naturaleza química. Eran unos indicios que se habían recogido en el estudio de algunas células del sistema nervioso autónomo, que al contrario del sistema nervioso somático y central, controla actividades involuntarias vitales como la respiración, el ritmo cardíaco, la tensión arterial y la digestón, activándose principalmente por centros nerviosos situados en la médula espinal, el tallo cerebral y el hipotálamo.

Estos estudios, como relata Kandel, dieron pie a la teoría química de la transmisión sináptica y provocaron una polémica a la que se calificó como "la polémica del caldo contra la chispa" en clara y burda alusión al caldo, para los defensores del fenómeno químico y la chispa para los que se decantaban por la comunicación eléctrica.

Los indicios  sobre el origen químico de la transmisión sináptica surgieron de los estudios que realizaron los fisiólogos Henry Hallett Dale y Otto Loewi entre los años 20 y principios de los 30 del siglo pasado. Investigando las señales involuntarias que envía el sistema nervioso autónomo al corazón y a ciertas glandulas, estos investigadores descubrieron, de forma independiente, que cuando un potencial de acción (la señal eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular) de una neurona del sistema nervioso autónomo llega a las terminales del axón, se produce la liberación de una sustancia química en la hendidura sináptica. Esta sustancia química es lo que ahora todos conocemos como neurotransmisor. 

Estudiando los dos nervios -o haces de axones- que controlan el ritmo cardíaco: uno, el nervio vago (disminuye el ritmo) y otro, el nervio acelerador (que aumenta el ritmo), Loewi realizó un experimento -un tanto cruel visto ahora- que resultó crucial para que "la teoría del caldo" se confirmara. Cogió una rana a la que le estimuló el nervio vago haciéndole disparar potenciales de acción que disminuyeron el ritmo cardíaco; recogió rápidamente el fluido que rodeaba el corazón de la rana durante la estimulación e inmediatamente lo inyectó en el corazón de otra segunda rana. 

El resultado: el ritmo cardíaco de la segunda rana también disminuyó. No había "chispa" en el proceso de disminución del ritmo cardíaco, por el contrario, alguna sustancia química o "caldo" segregada por el nervio vago de la primera rana había transmitido la señal que producía la bajada del ritmo cardíaco. Era el caldo y no la chispa.
 

Loewi y Dale demostraron de esta manera que la sustancia que se libera por el nervio vago era en concreto la acetilcolina, un neurotransmisor que disminuye el ritmo cardíaco y que actúa mediante un mecanismo en donde se produce la unión con un receptor especializado que está en la membrana superficial de la célula destino. 

Por este descubrimiento, que dio origen al nacimiento de la teoría química de la transmisión sináptica, por la cual, la corriente nerviosa provoca en el extremo de las fibras nerviosas la liberación de los llamados neurotransmisores, el alemán Otto Loewi y el británico Henry Dale recibieron en 1936 el premio Nobel de Medicina o Fisiología.
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Fuente: En busca de la memoria. Eric R. Kandel. ISBN: 978-84-935432-8-0 

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Esta entrada participa en la I edición del Carnaval de la Química.