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Tabla de Neurotransmisores
Molécula Transmisora |
Derivada de |
Lugar de Síntesis |
| Acetilcolina | Colina | SNC, nervios parasimpáticos |
|
Serotonina 5-Hidroxitriptamina (5-HT) |
Triptófano | SNC, células cromafines del intestino, células entéricas |
| GABA | Glutamato | SNC |
| Glutamato | SNC | |
| Aspartato | SNC | |
| Glicina | la médula espinal | |
| Histamina | Histidina | hipotálamo |
|
Epinefrina Vía de síntesis de la |
Tirosina | medula adrenal, algunas células del SNC |
|
Norepinefrina Vía de síntesis de la |
Tirosina | SNC, nervios simpáticos |
|
Dopamina Vía de síntesis de la |
Tirosina | SNC |
| Adenosina | ATP | SNC, nervios periféricos |
| ATP | nervios simpáticos, sensoriales y entéricos | |
| Oxido nítrico, NO | Arginina | SNC, tracto gastrointestinal |
Muchos otros neurotransmisores son derivados de proteínas precursoras, también conocidos como neurotransmisores peptídicos. Hasta 50 diferentes péptidos han demostrado ejercer sus efectos en la función de las células neuronales. Varios de estos transmisores peptídicos son derivados de la pro-opiomelanocortina (POMC), una proteína precursora de mayor tamaño. Los neurotransmisores peptídicos son responsables de dirigir las respuestas sensoriales y emocionales incluyendo el hambre, la sed, la libido, el placer y el dolor.
Regreso al inicioTransmisión Sináptica
La transmisión sináptica se refiere a la propagación de los impulsos nerviosos de una célula hacia otra. Esto ocurre en una estructura especializada de la célula conocida como la brecha sináptica, un sitio de encuentro entre el axón de la neurona pre-sináptica y la neurona post-sináptica. La terminación de un axón pre-sináptico, que se encuentra opuesto a la neurona post-sináptica, se agranda y forma una estructura conocida como el botón terminal. Un axón puede hacer contacto a través de cualquier lugar en la segunda neurona: en las dendritas (una sinapsis axo-dendrítica), en el cuerpo celular (una sinapsis axo-somática) o los axones (una sinapsis axo-axonal).
Los impulsos nerviosos son transmitidos en la brecha sináptica por la liberación de químicos denominados neurotransmisores. Cuando el impulso nervioso, o el potencial de acción llega al final del axón pre-sináptico, las moléculas del neurotransmisor son liberadas hacia la brecha sináptica. Los neurotransmisores son un grupo diverso de compuestos químicos, desde aminas simples como la dopamina y amino ácidos tales como el acido gamma-amino butírico (GABA), hasta polipéptidos como las encefalinas. Los mecanismos por los cuales se produce una respuesta en ambas neuronas pre-sinápticas y post-sinápticas son tan diversos como los mecanismos usados por el factor de crecimiento y los receptores de citocinas.
Regreso al inicioTransmisión Neuromuscular
Un tipo diferente de transmisión nerviosa ocurre cuando un axón termina sobre una fibra del mœsculo esquelético, en una estructura especializada llamada la unión neuromuscular. Un potencial de acción que ocurre en este lugar es conocido como transmisión neuromuscular. En una unión neuromuscular, el axón se subdivide en numerosos botones terminales que residen dentro de depresiones en la placa terminal. El neurotransmisor utilizado en la unión neuromuscular es la acetilcolina.
Regreso al inicioReceptores de Neurotransmisores
Una vez que las moléculas de los neurotransmisores son liberadas de una célula, como resultado de la producción de un potencial de acción, se unen a receptores específicos en la superficie de la célula post-sináptica. En todos los casos en los cuales los receptores han sido clonados y caracterizados en detalle, se ha demostrado que hay una variedad de subtipos de receptores para cualquier neurotransmisor. Los receptores de los neurotransmisores están presentes tanto en la superficie de las neuronas post-sinápticas, como en la superficie de las neuronas pre-sinápticas. En general, los receptores de las neuronas pre-sinápticas actœan para inhibir una posterior liberación del neurotransmisor.
La gran mayoría de los receptores de los neurotransmisores pertenecen a una clase de proteínas conocidas como los receptores en forma de serpentina serpentine receptors. Esta clase exhibe una estructura trans-membrana característica de su tipo: atraviesa la membrana celular, no una sino siete veces. La relación entre los neurotransmisores y la señalización intracelular es llevada a través de una asociación con proteínas G (pequeñas proteínas que se unen e hidrolizan al GTP) o con proteincinasas, o con los propios receptores en forma de un canal iónico (por ejemplo, el receptor de acetilcolina). Una característica adicional de los receptores de los neurotransmisores es que son sujetos a la perdida de sensibilidad inducida por los ligandos. Es decir, que los receptores pueden llegar a perder su habilidad de responder cuando hay una prolongada exposición a su neurotransmisor respectivo.
Regreso al inicioAcetilcolina
La acetilcolina (ACh) es una molécula muy simple sintetizada a partir de la colina y de la acetil-CoA por la acción de la colina acetiltransferasa. Las neuronas que sintetizan y liberan ACh se llaman neuronas colinérgicas. Cuando un potencial de acción llega hacia el botón terminal de una neurona pre-sináptica se abre un canal de calcio. El ingreso de iones de calcio, Ca2+, estimula la exocitosis de las vesículas pre-sinápticas que contienen ACh, la cual consecuentemente es liberada hacia la brecha sináptica. Una vez liberada, la ACh debe ser retirada rápidamente para permitir la repolarización; aquí, la hidrólisis de la ACh es llevada acabo por la enzima acetilcolinesterasa. La acetilcolinesterasa, que se encuentra en las terminales nerviosas, está anclada a la membrana plasmática a través de un glicolípido.
Síntesis de acetilcolina
Los receptores de la ACh son canales de cationes compuestos de cuatro diferentes subunidades polipeptídicas dispuestas en la siguiente manera [(α2)(β)(γ)(δ)]. Dos clases principales de receptores de ACh han sido identificados en base a su respuesta al alcaloide de las heces fecales de rana, muscarina y nicotina, respectivamente: los receptores muscarínicos y los receptores nicotínicos. Ambas clases de receptores existen con abundancia en el cerebro humano. Los receptores nicotínicos eventualmente son divididos en receptores que se encuentran en las uniones neuromusculares y aquellos que se encuentra en las sinapsis neuronales. La activación de los receptores de la ACh por la unión a su ligando lleva a un ingreso de Na+ a la célula y una salida de K+, resultando en una despolarización de la neurona pos-sináptica y el inicio de un nuevo potencial de acción.
Regreso al inicioAgonistas y Antagonistas Colinérgicos
Varios compuestos han sido identificados como agonistas o antagonistas de las neuronas colinérgicas. La acción principal de los agonistas colinérgicos es la excitación de células efectoras autonómicas que están inervadas por neuronas posganglionares parasimpáticas, por lo tanto son conocidas como agentes parasimpatomimeticos. Los agonistas colinérgicos incluyen esteres de colina (tal como la ACh) al igual que proteínas o compuestos de base alcaloide. Muchos compuestos que ocurren naturalmente han demostrado afectar las neuronas colinérgicas en formas positivas o negativas.
Las respuestas de las neuronas colinérgicas también pueden ser promovidas por la administración de inhibidores de la colinesterasa (ChE). Los inhibidores ChE han sido usados como componentes de gases nerviosos pero también tienen una aplicación medica significativa en el tratamiento de desordenes tales como el glaucoma y la miastenia gravis, al igual que en la interrupción de los efectos de agentes bloqueantes neuromusculares como la atropina.
Regreso al inicioAgonistas y Antagonistas Colinérgicos Naturales
Fuente de compuestos |
Mecanismo de Acción |
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Agonistas |
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| Nicotina | alcaloide prevalente en la planta del tabaco | activa los receptores de ACh de clase nicotínica, mantiene el canal abierto |
| Muscarina | alcaloide producido por el hongo Amanita muscaria | activa los receptores de ACh de clase muscarínica |
| α-Latrotoxina | proteína producida por la araña viuda negra | induce una liberación de ACh masiva, posiblemente actuando como un ionóforo de Ca2+ |
Antagonistas |
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| atropina (y el compuesto relacionado Escopolamina) | alcaloide producido por la Atropa belladonna | bloquea las acciones de la ACh solamente en los receptores de muscarina |
| Toxina Botulinus | ocho proteínas producidas por el Clostridium botulinum | inhibe la liberación del ACh |
| α-Bungarotoxina | proteína producida por serpientes del género Bungarus | previene la apertura del canal de receptores de ACh |
| d-Tubocurarina | ingrediente activo del curare | previene la apertura del canal del receptor de la ACh en el terminal de la placa motora |
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Catecolaminas
Las catecolaminas principales son la norepinefrina, la epinefrina y la dopamina. Estos compuestos están formados de fenilalanina y tirosina. La tirosina es producida en el hígado por la fenilalanina a través de la acción de la fenilalanina hidroxilasa. Luego la tirosina es transportada a neuronas secretoras de catecolaminas, en donde una serie de reacciones la convierten en dopamina, luego en norepinefrina y finalmente en epinefrina (ver también Productos Especializados de los Amino Ácidos).
Síntesis de las catecolaminas a partir de la tirosina.
Las catecolaminas exhiben efectos excitatorios e inhibitorios del sistema nervioso periférico al igual que acciones en el SNC tales como la estimulación respiratoria y un incremento en la actividad sicomotora. Los efectos excitatorios son ejercidos en células del mœsculo liso de los vasos que proveen sangre a la piel y las membranas mucosas. La función cardiaca también es sujeta a estos efectos excitatorios los cuales incrementan la frecuencia cardiaca y la fuerza de contracción. Contrariamente, los efectos inhibitorios son ejercidos en células del mœsculo liso en la pared intestinal, los bronquios en los pulmones y los vasos que proveen sangre al mœsculo esquelético.
Además de sus efectos como neurotransmisores, la norepinefrina y la epinefrina pueden influenciar la taza del metabolismo a nivel sistémico. Esta influencia en el metabolismo se debe a que estos compuestos modulan la función endocrina como la secreción de la insulina e incrementan la tasa de glucogenolisis y la movilización de ácidos grasos.
Las catecolaminas se unen a dos distintas clases de receptores conocidos como receptores α- y β-adrenérgicos. Por lo tanto, las catecolaminas también se conocen como neurotransmisores adrenérgicos; las neuronas que las secretan son neuronas adrenérgicas. Las neuronas secretoras de norepinefrina son noradrenérgicas. Algo de la norepinefrina liberada por las neuronas noradrenérgicas pre-sinápticas es reciclado de vuelta a la neurona pre-sináptica a través de un mecanismo de reingreso.
Las acciones de la norepinefrina y la epinefrina se ejercen a través de mediados por receptores eventos de transducción de señales. Hay tres tipos distintos de receptores adrenérgicos: α1, α2, β. Dentro de cada clase de receptor adrenérgico no son varias sub-clases. La clase α1 contiene la α1A, α1B, y α1D receptores. La clase de receptores a1 se acoplan a Gq tipo G-proteínas que activan PLCγ resultando en aumentos en la liberación de IP3 y DAG de PIP2 membrana. El α2 clase contiene la α2A, α2B, y α2C receptores. La clase de α2 adrenérgicos receptores están acoplados a Gi-tipo G-proteínas que inhiben la activación de adenilato ciclasa y por lo tanto, los resultados en la reducción de la activación del AMPc los niveles. La clase de los receptores β se compone de tres subtipos: β1, β2, y β3 cada uno de los que se juntan a Gs de tipo G-proteínas que resulta en la activación de la adenilato ciclasa y el aumento de AMPc concomitante la activación de la PKA.
La dopamina se une a los receptores dopamineric identificados como receptores de tipo D y hay cuatro subclases identificadas como D1, D2, D4 y D5. La activación de la resultados de los receptores dopaminérgicos en la activación de la adenilato ciclasa (D1 y D5) o la inhibición de la adenilato ciclasa (D2 y D4).
Catabolismo de las Catecolaminas
La epinefrina y la norepinefrina son catabolizadas a compuestos inactivos a través de las acciones secuenciales de la catecolamina-O-metiltransferasa (COMT) y la monoamino oxidasa (MAO). Compuestos inhibidores de la acción de la MAO han demostrado tener efectos benéficos en el tratamiento clínico de la depresión, aun cuando los antidepresivos tricíclicos son inefectivos. La utilidad de los inhibidores MAO fueron descubiertos por coincidencia cuando unos pacientes con tuberculosis fueron tratados con isoniazida y demostraron señas de mejoría en sus estados anímicos; subsecuentemente descubrieron que la isoniazida trabaja inhibiendo la MAO.
Metabolismo de los neurotransmisores catecolaminicos. Solo enzimas clínicamente importantes están incluidas en este diagrama. Los subproductos catabólicos de las catecolaminas, cuyos niveles en el fluido cerebroespinal son indicativos de defectos en el catabolismo, están en el texto subrayado de azul. Abreviaciones: TH=tirosina hidroxilasa, DHPR = dihidropteridina reductasa, H2B=dihidrobiopterina, H4B=tetrahidrobiopterina, MAO=monoamino oxidasa, COMT=catecolamina-O-metiltransferasa, MHPG=3-metoxi-4-hidroxifenilglicol, DOPAC=acido dihidroxifenilacetico
Regreso al inicioSerotonina
La serotonina (5-hidroxitriptamina, 5HT) está formada por la hidroxilación y decarboxilación del triptófano (ver también Productos Especializados de los Amino Ácidos).
Vía de la síntesis de la serotonina desde el triptófano. Abreviaciones: THP=triptófano hidroxilasa, DHPR=dihidropteridina reductasa, H2B=dihidrobiopterina, H4B=tetrahidrobiopterina, 5-HT=5-hidroxitriptofano, AADC=decaboxilasa aromática L-amino acido.
La mayor concentración de 5-HT (90%) se encuentra en las células enterocromafines del tracto gastrointestinal. La mayor parte de lo que sobra en el cuerpo de 5HT se encuentra en las plaquetas y en el SNC. Los efectos de la 5HT son más prominentes en el sistema cardiovascular, con efectos adicionales en el sistema respiratorio y los intestinos. La vasoconstricción es una respuesta típica a la administración del 5HT.
Las neuronas que secretan 5HT son denominadas serotoninérgicas. Luego de la liberación de la 5HT, una porción es llevada de vuelta a la neurona serotoninérgica pre-sináptica de un modo muy similar al reingreso de la norepinefrina.
La función de la serotonina es ejercida en su interacción con receptores específicos. Varios receptores de serotonina han sido clonados e identificados como 5HT1, 5HT2, 5HT3, 5HT4, 5HT5, 5HT6, y 5HT7. Dentro del grupo 5HT1 están los subtipos 5HT1A, 5HT1B, 5HT1D, 5HT1E, y 5HT1F. Hay tres subtipos del grupo 5HT2, 5HT2A, 5HT2B, y 5HT2C. Hay dos subtipos de 5HT5, 5HT5A y 5HT5B en el genoma humano, pero el gen 5HT5B es un pseudogen. La mayoría de estos receptores son acoplados con proteínas G que afectan las actividades de la adenilatociclasa o la fosfolipasa C-γ. Los receptores de clase 5HT3 son canales iónicos.
Algunos receptores de serotonina son pre-sinápticos y otros son post-sinápticos. Los receptores de 5HT2A están mediando la agregación plaquetaria y la contracción del mœsculo liso. Se sospecha que los receptores de 5HT2C controlan la ingesta de comida ya que los ratones con deficiencia de este gen se vuelven obesos con el aumento en la ingesta de comida y también son sujetos a convulsiones fatales. Los receptores de 5HT3 están presentes en el tracto gastrointestinal y están relacionados con el vomito. También presentes en el tracto gastrointestinal son los receptores de 5HT4 donde trabajan en la secreción y peristalsis. Los receptores de 5HT6 y de 5HT7 están distribuidos a través del sistema límbico del cerebro y los receptores de 5HT6 tienen una afinidad alta para los medicamentos antidepresivos.
Regreso al inicioGABA
Varios amino ácidos tienen distintos efectos excitatorios o inhibitorios en el sistema nervioso. El derivado del glutamato, γ-aminobutirato, también llamado 4-aminobutirato, (GABA) es un inhibidor de la transmisión pre-sináptica en el SNC, y también en la retina. Las neuronas que secretan GABA son llamadas GABAergicas.
La formación de GABA ocurre por la decarboxilación del glutamato catalizado por la glutamato decarboxilasa (GAD). La GAD está presente en muchas terminales nerviosas del cerebro al igual que en las células β del páncreas. La actividad de la GAD requiere el fosfato de piridoxal (PLP) como un cofactor. El PLP es generado de la vitamina B6 (piridoxina, piridoxal, y piridoxamina) por la acción de la cinasa de piridoxal. La cinasa de piridoxal requiere del zinc para su activación. Una deficiencia de zinc o defectos en la cinasa de piridoxal puede conducir a convulsiones, en particular en las pacientes con preeclampsia propensas a las convulsiones (condición hipertensiva en el embarazo tardío).
Síntesis del GABA
El GABA ejerce sus efectos ligándose a dos receptores distintos, GABA-A y GABA-B. Los receptores del GABA-A forman un canal de Cl–. La unión del GABA a receptores de GABA-A aumenta la conductancia del Cl– en las neuronas pre-sinápticas. Los medicamentos ansiolíticos pertenecientes a la familia de las benzodiazepinas ejercen sus efectos calmantes promoviendo las respuestas de los receptores GABA-A con la unión del GABA. Los receptores del GABA-B están acoplados a una proteína G intracelular y trabajan aumentando la conductancia de un canal de K+ asociado.
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