Neurotransmisor - Neurotransmitter

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Estructura de una sinapsis química típica

Los neurotransmisores son mensajeros químicos que transmiten una señal de una neurona a través de la sinapsis a una célula diana, que puede ser una neurona, una célula muscular o una glándula diferente . Los neurotransmisores son sustancias químicas elaboradas por la neurona específicamente para transmitir un mensaje .

Los neurotransmisores se liberan de las vesículas sinápticas en sinapsis hacia la hendidura sináptica , donde son recibidos por los receptores de neurotransmisores en la célula diana. Muchos neurotransmisores se sintetizan a partir de precursores simples y abundantes, como los aminoácidos , que están fácilmente disponibles y solo requieren una pequeña cantidad de pasos biosintéticos para su conversión. Los neurotransmisores son esenciales para el funcionamiento de sistemas neuronales complejos. Se desconoce el número exacto de neurotransmisores únicos en humanos, pero se han identificado más de 500.

Mecanismo

Vesículas sinápticas que contienen neurotransmisores.

Los neurotransmisores se almacenan en vesículas sinápticas , agrupadas cerca de la membrana celular en el terminal del axón de la neurona presináptica. Los neurotransmisores se liberan y se difunden a través de la hendidura sináptica , donde se unen a receptores específicos en la membrana de la neurona postsináptica. La unión de neurotransmisores puede influir en la neurona postsináptica de forma excitante o inhibitoria , despolarizándola o repolarizándola respectivamente.

La mayoría de los neurotransmisores tienen aproximadamente el tamaño de un solo aminoácido; sin embargo, algunos neurotransmisores pueden tener el tamaño de proteínas o péptidos más grandes . Un neurotransmisor liberado suele estar disponible en la hendidura sináptica durante un período breve antes de que las enzimas lo metabolicen, lo devuelvan a la neurona presináptica mediante la recaptación o se una a un receptor postsináptico . No obstante, la exposición a corto plazo del receptor a un neurotransmisor suele ser suficiente para provocar una respuesta postsináptica mediante transmisión sináptica .

Generalmente, se libera un neurotransmisor en la terminal presináptica en respuesta a un potencial de acción umbral o potencial eléctrico graduado en la neurona presináptica. Sin embargo, la liberación 'de base' de bajo nivel también ocurre sin estimulación eléctrica.

Descubrimiento

Hasta principios del siglo XX, los científicos asumieron que la mayor parte de la comunicación sináptica en el cerebro era eléctrica. Sin embargo, mediante exámenes histológicos de Ramón y Cajal , se descubrió una brecha de 20 a 40 nm entre neuronas, conocida hoy como hendidura sináptica . La presencia de tal brecha sugirió la comunicación a través de mensajeros químicos que atraviesan la hendidura sináptica, y en 1921 el farmacólogo alemán Otto Loewi confirmó que las neuronas pueden comunicarse liberando sustancias químicas. A través de una serie de experimentos que involucraron los nervios vagos de las ranas, Loewi pudo disminuir manualmente la frecuencia cardíaca de las ranas controlando la cantidad de solución salina presente alrededor del nervio vago. Al finalizar este experimento, Loewi afirmó que la regulación simpática de la función cardíaca puede estar mediada por cambios en las concentraciones químicas. Además, a Otto Loewi se le atribuye el descubrimiento de la acetilcolina (ACh), el primer neurotransmisor conocido.

Identificación

Hay cuatro criterios principales para identificar neurotransmisores:

  1. La sustancia química debe sintetizarse en la neurona o estar presente de otro modo en ella.
  2. Cuando la neurona está activa, la sustancia química debe liberarse y producir una respuesta en algunos objetivos.
  3. Se debe obtener la misma respuesta cuando el producto químico se coloca experimentalmente en el objetivo.
  4. Debe existir un mecanismo para eliminar la sustancia química de su sitio de activación después de que haya terminado su trabajo.

Sin embargo, dados los avances en farmacología , genética y neuroanatomía química , el término "neurotransmisor" se puede aplicar a sustancias químicas que:

  • Transportan mensajes entre neuronas a través de la influencia sobre la membrana postsináptica
  • Tienen poco o ningún efecto sobre el voltaje de la membrana, pero tienen una función de transporte común, como cambiar la estructura de la sinapsis.
  • Comuníquese mediante el envío de mensajes en dirección inversa que afecten la liberación o reabsorción de transmisores.

La localización anatómica de los neurotransmisores se determina típicamente mediante técnicas inmunocitoquímicas , que identifican la ubicación de las propias sustancias transmisoras o de las enzimas que participan en su síntesis. Las técnicas inmunocitoquímicas también han revelado que muchos transmisores, en particular los neuropéptidos , están co-localizados, es decir, una neurona puede liberar más de un transmisor de su terminal sináptico . Se pueden usar varias técnicas y experimentos, como tinción , estimulación y recolección, para identificar neurotransmisores en todo el sistema nervioso central .

Tipos

Hay muchas formas diferentes de clasificar los neurotransmisores. Dividirlos en aminoácidos , péptidos y monoaminas es suficiente para algunos propósitos de clasificación.

Principales neurotransmisores:

Además, se han encontrado más de 50 péptidos neuroactivos y se descubren nuevos con regularidad. Muchos de estos se liberan conjuntamente junto con un transmisor de molécula pequeña. Sin embargo, en algunos casos, un péptido es el transmisor principal en una sinapsis. La beta-endorfina es un ejemplo relativamente bien conocido de neurotransmisor peptídico porque participa en interacciones muy específicas con los receptores opioides del sistema nervioso central .

Algunos iones individuales (como el zinc liberado sinápticamente ) también son considerados neurotransmisores por algunos, así como algunas moléculas gaseosas como el óxido nítrico (NO), el monóxido de carbono (CO) y el sulfuro de hidrógeno (H 2 S). Los gases se producen en el citoplasma neural y se difunden inmediatamente a través de la membrana celular hacia el líquido extracelular y hacia las células cercanas para estimular la producción de segundos mensajeros. Los neurotransmisores de gases solubles son difíciles de estudiar, ya que actúan rápidamente y se descomponen de inmediato, existiendo solo durante unos segundos.

El transmisor más frecuente es el glutamato , que es excitador en más del 90% de las sinapsis en el cerebro humano. El siguiente en prevalencia es el ácido gamma-aminobutírico, o GABA, que es inhibidor en más del 90% de las sinapsis que no usan glutamato. Aunque otros transmisores se utilizan en menos sinapsis, pueden ser muy importantes funcionalmente: la gran mayoría de las drogas psicoactivas ejercen sus efectos alterando las acciones de algunos sistemas neurotransmisores, actuando a menudo a través de transmisores distintos al glutamato o GABA. Las drogas adictivas como la cocaína y las anfetaminas ejercen sus efectos principalmente sobre el sistema de la dopamina. Los fármacos opiáceos adictivos ejercen sus efectos principalmente como análogos funcionales de péptidos opioides que, a su vez, regulan los niveles de dopamina.

Lista de neurotransmisores, péptidos y moléculas de señalización gaseosa

Neurotransmisores
Categoría Nombre Abreviatura Metabotrópico Ionotrópico
Pequeño : Aminoácidos ( Arg ) Arginina Arg, R Receptores α 2 -adrenérgicos , receptores de imidazolina Receptores NMDA
Pequeño: Aminoácidos Aspartato Asp, D - Receptores NMDA
Pequeño: Aminoácidos Glutamato Pegamento Receptores metabotrópicos de glutamato Receptores NMDA , receptores de kainato , AMPAR
Pequeño: Aminoácidos Ácido gamma-aminobutírico GABA Receptores GABA B Receptores GABA A , receptores GABA A
Pequeño: Aminoácidos Glicina Gly, G - Receptores NMDA , receptores de glicina
Pequeño: Aminoácidos D- serina Ser, S - Receptores NMDA
Pequeño: acetilcolina Acetilcolina ACh Receptores muscarínicos de acetilcolina Receptores nicotínicos de acetilcolina
Pequeño: monoamina ( Phe / Tyr ) Dopamina DA Receptores de dopamina , receptor 1 asociado a trazas de amina -
Pequeño: monoamina ( Phe / Tyr ) Norepinefrina (noradrenalina) NE, NAd Receptores adrenérgicos -
Pequeño: monoamina ( Phe / Tyr ) Epinefrina (adrenalina) Epi, anuncio Receptores adrenérgicos -
Pequeño: monoamina ( Trp ) Serotonina (5-hidroxitriptamina) 5-HT Receptores de serotonina (todos excepto 5-HT 3 ) 5-HT 3
Pequeño: monoamina ( His ) Histamina H Receptores de histamina -
Pequeño: trazas de amina ( Phe ) Fenetilamina GUISANTE Human receptores de aminas asociada traza : hTAAR1 , hTAAR2 -
Pequeño: trazas de amina ( Phe ) N -metilfenetilamina NMPEA hTAAR1 -
Pequeño: trazas de amina ( Phe / Tyr ) Tiramina TYR hTAAR1 , hTAAR2 -
Pequeño: trazas de amina ( Phe / Tyr ) octopamina oct hTAAR1 -
Pequeño: trazas de amina ( Phe / Tyr ) Sinefrina Syn hTAAR1 -
Pequeño: trazas de amina ( Trp ) Triptamina hTAAR1 , varios receptores de serotonina -
Pequeño: trazas de amina ( Trp ) N- metiltriptamina NMT hTAAR1 , varios receptores de serotonina -
Lípido Anandamida AEA Receptores cannabinoides -
Lípido 2-araquidonoilglicerol 2-AG Receptores cannabinoides -
Lípido 2-araquidonil gliceril éter 2-EDAD Receptores cannabinoides -
Lípido N- araquidonoil dopamina NADA Receptores cannabinoides TRPV1
Lípido Virodhamine Receptores cannabinoides -
Pequeño: purina Adenosina Alharaca Receptores de adenosina -
Pequeño: purina Trifosfato de adenosina ATP Receptores P2Y Receptores P2X
Pequeño: purina Nicotinamida adenina dinucleótida β-NAD Receptores P2Y Receptores P2X
Neuropéptidos
Categoría Nombre Abreviatura Metabotrópico Ionotrópico
Péptidos similares a la bombesina Bombesina BBR1-2-3 -
Péptido similar a la bombesina Péptido liberador de gastrina GRP - -
Péptido similar a la bombesina Neuromedina B NMB Receptor de neuromedina B -
Bradicininas Bradicinina B1 , B2 -
Familia de calcitonina / CGRP Calcitonina Receptor de calcitonina -
Familia de calcitonina / CGRP Péptido relacionado con el gen de la calcitonina CGRP CALCRL -
Factores liberadores de corticotropina Hormona liberadora de corticotropina CRH CRHR1 -
Factores liberadores de corticotropina Urocortina CRHR1 -
Galaninas Galanina GALR1 , GALR2 , GALR3 -
Galaninas Péptido similar a la galanina GALR1 , GALR2 , GALR3 -
Gastrinas Gastrina Receptor de colecistoquinina B -
Gastrinas Colecistoquinina CCK Receptores de colecistoquinina -
Melanocortinas Hormona adrenocorticotrópica ACTH Receptor de ACTH -
Melanocortinas Proopiomelanocortina POMC Receptor de melanocortina 4 -
Melanocortinas Hormonas estimulantes de los melanocitos MSH Receptores de melanocortina -
Neurohipofisarios Vasopresina AVP Receptores de vasopresina -
Neurohipofisarios Oxitocina Antiguo Testamento Receptor de oxitocina -
Neurohipofisarios Neurofisina I - -
Neurohipofisarios Neurofisina II - -
Neuromedinas Neuromedina U NmU NmUR1 , NmUR2 -
Neuropéptido B / W Neuropéptido B NPB NPBW1 , NPBW2 -
Neuropéptido B / W Neuropéptido S NPS Receptores de neuropéptido S -
Neuropéptido Y Neuropéptido Y Nueva York Receptores de neuropéptido Y -
Neuropéptido Y Polipéptido pancreático PÁGINAS - -
Neuropéptido Y Péptido YY PYY - -
Opioides Encefalinas Receptor δ-opioide -
Opioides Dinorfinas Receptor de κ-opioides -
Opioides Neoendorfinas Receptor de κ-opioides -
Opioides Endorfinas receptores μ-opioides -
Opioides Endomorfinas receptores μ-opioides -
Opioides Morfina receptores μ-opioides -
Opioides Nociceptina / orfanina FQ N / OFQ Receptores de nociceptina -
Orexinas Orexina A OX-A Receptores de orexina -
Orexinas Orexina B OX-B Receptores de orexina -
RFamidas Kisspeptina Beso GPR54 -
RFamidas Neuropéptido FF NPFF NPFF1, NPFF2 -
RFamidas Péptido liberador de prolactina PrRP PrRPR -
RFamidas Péptido RFamida piroglutamilado QRFP GPR103 -
Secretinas Secretina Receptor de secretina -
Secretinas Motilin Receptor de motilina -
Secretinas Glucagón Receptor de glucagón -
Secretinas Péptido-1 similar al glucagón GLP-1 Receptor del péptido 1 similar al glucagón -
Secretinas Péptido-2 similar al glucagón GLP-2 Receptor del péptido 2 similar al glucagón -
Secretinas Péptido intestinal vasoactivo VIP Receptores de péptidos intestinales vasoactivos -
Secretinas Hormona liberadora de la hormona del crecimiento GHRH Receptor de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento -
Secretinas Péptido activador de adenilato ciclasa hipofisario PACAP ADCYAP1R1 -
Somatostatinas Somatostatina Receptores de somatostatina -
Taquiquininas Neuroquinina A - -
Taquiquininas Neuroquinina B - -
Taquiquininas Sustancia P - -
Taquiquininas Neuropéptido K - -
Otro Péptido relacionado con Agouti AgRP Receptor de melanocortina -
Otro N- acetilaspartilglutamato NAAG Receptor de glutamato metabotrópico 3 (mGluR3) -
Otro Transcripción regulada por cocaína y anfetamina CARRO Desconocido G i / G o -junto receptor -
Otro Hormona liberadora de gonadotropina GnRH GnRHR -
Otro Hormona liberadora de tirotropina TRH TRHR -
Otro Hormona concentradora de melanina MCH MCHR 1,2 -
Gasotransmisores
Categoría Nombre Abreviatura Metabotrópico Ionotrópico
Molécula de señalización gaseosa Óxido nítrico NO Guanilil ciclasa soluble -
Molécula de señalización gaseosa Monóxido de carbono CO - Hemo unido a los canales de potasio
Molécula de señalización gaseosa Sulfuro de hidrógeno H2S - -

Comportamiento

Las neuronas forman redes elaboradas a través de las cuales viajan los impulsos nerviosos , los potenciales de acción . Cada neurona tiene hasta 15.000 conexiones con neuronas vecinas.

Las neuronas no se tocan entre sí (excepto en el caso de una sinapsis eléctrica a través de una unión gap); en cambio, las neuronas interactúan en puntos de contacto llamados sinapsis: una unión dentro de dos células nerviosas, que consiste en un espacio en miniatura dentro del cual los impulsos son transportados por un neurotransmisor. Una neurona transporta su información a través de un impulso nervioso llamado potencial de acción. Cuando un potencial de acción llega al botón terminal presináptico de la sinapsis, puede estimular la liberación de neurotransmisores. Estos neurotransmisores se liberan en la hendidura sináptica para unirse a los receptores de la membrana postsináptica e influir en otra célula, ya sea de forma inhibidora o excitadora. La siguiente neurona puede estar conectada a muchas más neuronas, y si el total de las influencias excitadoras menos las inhibidoras es lo suficientemente grande, también se "disparará". Es decir, creará un nuevo potencial de acción en el montículo de sus axones, liberando neurotransmisores y transmitiendo la información a otra neurona vecina.

Excitador e inhibitorio

Un neurotransmisor puede influir en la función de una neurona a través de un número notable de mecanismos. Sin embargo, en sus acciones directas para influir en la excitabilidad eléctrica de una neurona , un neurotransmisor actúa solo de una de estas dos formas: excitador o inhibitorio. Un neurotransmisor influye en el flujo de iones transmembrana para aumentar (excitador) o disminuir (inhibidor) la probabilidad de que la célula con la que entra en contacto produzca un potencial de acción. Por lo tanto, a pesar de la amplia variedad de sinapsis, todas transmiten mensajes de solo estos dos tipos y están etiquetadas como tales. Las sinapsis de tipo I son excitadoras en sus acciones, mientras que las sinapsis de tipo II son inhibidoras . Cada tipo tiene una apariencia diferente y está ubicado en diferentes partes de las neuronas bajo su influencia.

Las sinapsis de tipo I (excitadoras) se encuentran típicamente en los ejes o las espinas de las dendritas, mientras que las sinapsis de tipo II (inhibidoras) se encuentran típicamente en un cuerpo celular. Además, las sinapsis de tipo I tienen vesículas sinápticas redondas, mientras que las vesículas de las sinapsis de tipo II son aplanadas. El material de las membranas presinápticas y postsinápticas es más denso en una sinapsis de tipo I que en una de tipo II, y la hendidura sináptica de tipo I es más ancha. Finalmente, la zona activa en una sinapsis de Tipo I es más grande que la de una sinapsis de Tipo II.

Las diferentes ubicaciones de las sinapsis de tipo I y tipo II dividen una neurona en dos zonas: un árbol dendrítico excitador y un cuerpo celular inhibidor. Desde una perspectiva inhibitoria, la excitación llega a las dendritas y se propaga al montículo del axón para desencadenar un potencial de acción . Si se debe detener el mensaje, es mejor detenerlo aplicando inhibición en el cuerpo celular, cerca del montículo del axón donde se origina el potencial de acción. Otra forma de conceptualizar la interacción excitador-inhibitoria es imaginar la excitación superando la inhibición. Si el cuerpo celular se encuentra normalmente en un estado inhibido, la única forma de generar un potencial de acción en el montículo del axón es reducir la inhibición del cuerpo celular. En esta estrategia de "abrir las puertas", el mensaje excitador es como un caballo de carreras listo para correr por la pista, pero primero, se debe quitar la puerta inhibitoria de salida.

Ejemplos de acciones importantes de neurotransmisores

Como se explicó anteriormente, la única acción directa de un neurotransmisor es activar un receptor. Por lo tanto, los efectos de un sistema de neurotransmisores dependen de las conexiones de las neuronas que usan el transmisor y de las propiedades químicas de los receptores a los que se une el transmisor.

A continuación, se muestran algunos ejemplos de acciones importantes de los neurotransmisores:

Sistemas de neurotransmisores cerebrales

Las neuronas que expresan ciertos tipos de neurotransmisores a veces forman sistemas distintos, donde la activación del sistema afecta a grandes volúmenes del cerebro, lo que se denomina transmisión de volumen . Los principales sistemas de neurotransmisores incluyen el sistema de noradrenalina (norepinefrina), el sistema de dopamina , el sistema de serotonina y el sistema colinérgico , entre otros. Las trazas de aminas tienen un efecto modulador sobre la neurotransmisión en las vías de las monoaminas (es decir, las vías de la dopamina, norepinefrina y serotonina) en todo el cerebro mediante la señalización a través del receptor 1 asociado a trazas de amina . A continuación, se muestra una breve comparación de estos sistemas:

Sistemas de neurotransmisores en el cerebro
Sistema Origen y proyecciones de la vía Procesos y comportamientos cognitivos regulados
Sistema de noradrenalina
Vías noradrenérgicas :
Sistema de dopamina
Vías dopaminérgicas :
  • Proyección hipotálamoespinal
Sistema de histamina
Vías histaminérgicas :
Sistema de serotonina
Vías serotoninérgicas :

Núcleos caudal (CN):
Raphe magnus , raphe pallidus y raphe obscurus

  • Proyecciones caudal

Núcleos rostrales (RN):
núcleo lineal , rafe dorsal , rafe medial y rafe pontis

  • Proyecciones rostrales
Sistema de acetilcolina
Vías colinérgicas :

Núcleos colinérgicos del prosencéfalo (FCN):
núcleo basal de Meynert , núcleo septal medial y banda diagonal

  • Proyecciones del núcleo del prosencéfalo

Núcleos colinérgicos del tronco encefálico (BCN):
núcleo pedunculopontino , tegmento laterodorsal , habénula medial y
núcleo parabigeminal

  • Proyecciones de los núcleos del tronco encefálico

Efectos de las drogas

Comprender los efectos de las drogas sobre los neurotransmisores comprende una parte importante de las iniciativas de investigación en el campo de la neurociencia . La mayoría de los neurocientíficos involucrados en este campo de investigación creen que tales esfuerzos pueden mejorar aún más nuestra comprensión de los circuitos responsables de diversas enfermedades y trastornos neurológicos, así como las formas de tratar eficazmente y algún día posiblemente prevenir o curar tales enfermedades.

Las drogas pueden influir en el comportamiento alterando la actividad de los neurotransmisores. Por ejemplo, los medicamentos pueden disminuir la tasa de síntesis de neurotransmisores al afectar las enzimas sintéticas de ese neurotransmisor. Cuando se bloquean las síntesis de neurotransmisores, la cantidad de neurotransmisores disponibles para la liberación se vuelve sustancialmente menor, lo que resulta en una disminución de la actividad de los neurotransmisores. Algunos fármacos bloquean o estimulan la liberación de neurotransmisores específicos. Alternativamente, los fármacos pueden prevenir el almacenamiento de neurotransmisores en vesículas sinápticas al hacer que las membranas de las vesículas sinápticas tengan fugas. Los fármacos que evitan que un neurotransmisor se una a su receptor se denominan antagonistas del receptor . Por ejemplo, los medicamentos que se usan para tratar a los pacientes con esquizofrenia, como el haloperidol, la clorpromazina y la clozapina, son antagonistas de los receptores de la dopamina en el cerebro. Otros fármacos actúan uniéndose a un receptor e imitando al neurotransmisor normal. Estos fármacos se denominan agonistas de receptores . Un ejemplo de agonista del receptor es la morfina , un opiáceo que imita los efectos del neurotransmisor endógeno β-endorfina para aliviar el dolor. Otros fármacos interfieren con la desactivación de un neurotransmisor después de su liberación, prolongando así la acción de un neurotransmisor. Esto se puede lograr bloqueando la recaptación o inhibiendo las enzimas degradantes. Por último, los fármacos también pueden evitar que se produzca un potencial de acción, bloqueando la actividad neuronal en todo el sistema nervioso central y periférico . Los fármacos como la tetrodotoxina que bloquean la actividad neuronal suelen ser letales.

Los fármacos que se dirigen al neurotransmisor de los sistemas principales afectan a todo el sistema, lo que puede explicar la complejidad de acción de algunos fármacos. La cocaína , por ejemplo, bloquea la recaptación de dopamina hacia la neurona presináptica , dejando las moléculas del neurotransmisor en la brecha sináptica durante un período prolongado de tiempo. Dado que la dopamina permanece en la sinapsis por más tiempo, el neurotransmisor continúa uniéndose a los receptores de la neurona postsináptica , provocando una respuesta emocional placentera. La adicción física a la cocaína puede resultar de la exposición prolongada al exceso de dopamina en las sinapsis, lo que conduce a la regulación a la baja de algunos receptores postsinápticos. Una vez que desaparecen los efectos del fármaco, un individuo puede deprimirse debido a la menor probabilidad de que el neurotransmisor se una a un receptor. La fluoxetina es un inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina (ISRS), que bloquea la recaptación de serotonina por parte de la célula presináptica, lo que aumenta la cantidad de serotonina presente en la sinapsis y, además, permite que permanezca allí más tiempo, proporcionando potencial para el efecto natural liberado serotonina. AMPT evita la conversión de tirosina en L-DOPA , el precursor de la dopamina; la reserpina evita el almacenamiento de dopamina dentro de las vesículas ; y deprenil inhibe la monoamino oxidasa (MAO) -B y por tanto aumenta los niveles de dopamina.

Interacciones fármaco-neurotransmisor
Droga Interactúa con: Interacción del receptor: Tipo Efectos
Toxina botulínica (Botox) Acetilcolina - Antagonista Bloquea la liberación de acetilcolina en el SNP

Previene las contracciones musculares.

Veneno de araña viuda negra Acetilcolina - Agonista Promueve la liberación de acetilcolina en SNP

Estimula las contracciones musculares.

Neostigmina Acetilcolina - - Interfiere con la actividad de la acetilcolinarasa

Aumenta los efectos de la ACh en los receptores.

Se usa para tratar la miastenia gravis.

Nicotina Acetilcolina Nicotínico (músculo esquelético) Agonista Aumenta la actividad de ACh

Aumenta la atención

Efectos de refuerzo

d-tubocurarina Acetilcolina Nicotínico (músculo esquelético) Antagonista Disminuye la actividad en el sitio del receptor.
Curare Acetilcolina Nicotínico (músculo esquelético) Antagonista Disminuye la actividad de ACh

Previene las contracciones musculares.

Muscarina Acetilcolina Muscarínico (corazón y músculo liso) Agonista Aumenta la actividad de ACh

Tóxico

Atropina Acetilcolina Muscarínico (corazón y músculo liso) Antagonista Bloquea la constricción de la pupila

Bloquea la producción de saliva.

Escopolamina ( hioscina ) Acetilcolina Muscarínico (corazón y músculo liso) Antagonista Trata el mareo por movimiento y las náuseas y vómitos posoperatorios
AMPT Dopamina / norepinefrina - - Inactiva la tirosina hidroxilasa e inhibe la producción de dopamina
Reserpina Dopamina - - Evita el almacenamiento de dopamina y otras monoaminas en vesículas sinápticas

Provoca sedación y depresión.

Apomorfina Dopamina Receptor D2 (autorreceptores presinápticos / receptores postsinápticos) Antagonista (dosis baja) / Agonista directo (dosis alta) Dosis baja: bloquea los autorreceptores

Dosis alta: estimula los receptores postsinápticos

Anfetamina Dopamina / norepinefrina - Agonista indirecto Libera dopamina, noradrenalina y serotonina

Bloquea la recaptación

Metanfetamina Dopamina / norepinefrina - - Libera dopamina y noradrenalina

Bloquea la recaptación

Metilfenidato Dopamina - - Bloquea la recaptación

Mejora la atención y el control de los impulsos en el TDAH

Cocaína Dopamina - Agonista indirecto Bloquea la recaptación en presinapsis

Bloquea los canales de sodio dependientes del voltaje

Puede usarse como anestésico tópico (gotas para los ojos)

Deprenyl Dopamina - Agonista Inhibe MAO-B

Evita la destrucción de la dopamina.

Clorpromazina Dopamina Receptores D2 Antagonista Bloquea los receptores D2

Alivia las alucinaciones.

MPTP Dopamina - - Resultados en síntomas similares a los de Parkinson
PCPA Serotonina (5-HT) - Antagonista Interrumpe la síntesis de serotonina al bloquear la actividad de la triptófano hidroxilasa
Ondansetrón Serotonina (5-HT) Receptores 5-HT 3 Antagonista Reduce los efectos secundarios de la quimioterapia y la radiación.

Reduce las náuseas y los vómitos.

Buspirona Serotonina (5-HT) Receptores 5-HT 1A Agonista parcial Trata los síntomas de ansiedad y depresión.
Fluoxetina Serotonina (5-HT) admite la recaptación de 5-HT ISRS Inhibe la recaptación de serotonina

Trata la depresión, algunos trastornos de ansiedad y el TOC Ejemplos comunes: Prozac y Sarafem

Fenfluramina Serotonina (5-HT) - - Provoca la liberación de serotonina.

Inhibe la recaptación de serotonina

Se utiliza como supresor del apetito.

Dietilamida del ácido lisérgico Serotonina (5-HT) Receptores postsinápticos 5-HT 2A Agonista directo Produce distorsiones en la percepción visual.

Estimula los receptores 5-HT 2A en el prosencéfalo

Metilendioximetanfetamina ( MDMA ) Serotonina (5-HT) / norepinfrina - - Estimula la liberación de serotonina y noradrenalina e inhibe la recaptación.

Provoca efectos excitadores y alucinógenos.

Estricnina Glicina - Antagonista Provoca espasmos musculares graves.
Difenhidramina Histamina Atraviesa la barrera hematoencefálica para causar somnolencia.
Tetrahidrocannabinol (THC) Endocannabinoides Receptores de cannabinoides (CB) Agonista Produce analgesia y sedación.

Aumenta el apetito

Efectos cognitivos

Rimonabant Endocannabinoides Receptores de cannabinoides (CB) Antagonista Suprime el apetito

Utilizado para dejar de fumar

MAFP Endocannabinoides - - Inhibe FAAH

Se utiliza en la investigación para aumentar la actividad del sistema cannabinoide.

AM1172 Endocannabinoides - - Bloquea la recaptación de cannabinoides

Se utiliza en la investigación para aumentar la actividad del sistema cannabinoide.

Anandamida (endógena) - Receptores de cannabinoides (CB); Receptores 5-HT 3 - Reducir las náuseas y los vómitos.
Cafeína Adenosina Receptores de adenosina Antagonista Bloquea los receptores de adenosina

Aumenta la vigilia

PCP Glutamato Receptor de NMDA Antagonista indirecto Bloquea el sitio de unión a PCP

Evita que los iones de calcio entren en las neuronas

Deterioro del aprendizaje

AP5 Glutamato Receptor de NMDA Antagonista Bloquea el sitio de unión del glutamato en el receptor NMDA

Afecta la plasticidad sináptica y ciertas formas de aprendizaje.

Ketamina Glutamato Receptor de NMDA Antagonista Utilizado como anestesia

Induce un estado de trance, ayuda con el alivio del dolor y la sedación.

NMDA Glutamato Receptor de NMDA Agonista Utilizado en la investigación para estudiar el receptor NMDA

Receptor ionotrópico

AMPA Glutamato Receptor de AMPA Agonista Utilizado en la investigación para estudiar el receptor AMPA

Receptor ionotrópico

Aliglicina GABA - - Inhibe la síntesis de GABA

Provoca convulsiones

Muscimol GABA Receptor GABA Agonista Provoca sedación
Bicuculino GABA Receptor GABA Antagonista Causa convulsiones
Benzodiazepinas GABA Receptor GABA A Agonistas indirectos Ansiolítico, sedación, deterioro de la memoria, relajación muscular
Barbitúricos GABA Receptor GABA A Agonistas indirectos Sedación, deterioro de la memoria, relajación muscular.
Alcohol GABA Receptor GABA Agonista indirecto Sedación, deterioro de la memoria, relajación muscular.
Picrotoxina GABA Receptor GABA A Antagonista indirecto Las dosis altas provocan convulsiones
Tiagabina GABA - Antagonista Antagonista del transportador GABA

Aumentar la disponibilidad de GABA

Reduce la probabilidad de convulsiones.

Moclobemida Norepinefrina - Agonista Bloquea MAO-A para tratar la depresión
Idazoxan Norepinefrina autorreceptores alfa-2 adrenérgicos Agonista Bloquea los autorreceptores alfa-2

Se utiliza para estudiar el sistema de noradrenalina.

Ácido fusárico Norepinefrina - - Inhibe la actividad de la dopamina beta-hidroxilasa que bloquea la producción de noradrenalina.

Se utiliza para estudiar el sistema de noradrenalina sin afectar el sistema de dopamina.

Opiáceos ( opio , morfina , heroína y oxicodona ) Opioides Receptor de opioides Agonistas Analgesia, sedación y efectos reforzantes.
Naloxona Opioides - Antagonista Revierte la intoxicación por opiáceos o los síntomas de sobredosis (es decir, problemas para respirar)

Agonistas

Un agonista es una sustancia química capaz de unirse a un receptor, como un receptor de neurotransmisor, e iniciar la misma reacción producida típicamente por la unión de la sustancia endógena. Por tanto, un agonista de un neurotransmisor iniciará la misma respuesta de receptor que el transmisor. En las neuronas, un fármaco agonista puede activar los receptores de neurotransmisores directa o indirectamente. Los agonistas de unión directa se pueden caracterizar además como agonistas completos , agonistas parciales , agonistas inversos .

Los agonistas directos actúan de manera similar a un neurotransmisor al unirse directamente a sus sitios receptores asociados, que pueden estar ubicados en la neurona presináptica o postsináptica, o en ambas. Normalmente, los receptores de neurotransmisores se encuentran en la neurona postsináptica, mientras que los autorreceptores de neurotransmisores se encuentran en la neurona presináptica, como es el caso de los neurotransmisores monoamínicos ; en algunos casos, un neurotransmisor utiliza la neurotransmisión retrógrada , un tipo de señalización de retroalimentación en las neuronas donde el neurotransmisor se libera postsinápticamente y se une a los receptores diana ubicados en la neurona presináptica. La nicotina , un compuesto que se encuentra en el tabaco , es un agonista directo de la mayoría de los receptores nicotínicos de acetilcolina , ubicados principalmente en las neuronas colinérgicas . Los opiáceos , como la morfina , la heroína , la hidrocodona , la oxicodona , la codeína y la metadona , son agonistas de los receptores opioides μ ; esta acción media sus propiedades euforizantes y analgésicas .

Los agonistas indirectos aumentan la unión de neurotransmisores a sus receptores diana estimulando la liberación o previniendo la recaptación de neurotransmisores. Algunos agonistas indirectos desencadenan la liberación de neurotransmisores y previenen la recaptación de neurotransmisores . La anfetamina , por ejemplo, es un agonista indirecto de los receptores postsinápticos de dopamina, noradrenalina y serotonina en cada una de sus respectivas neuronas; Produce la liberación de neurotransmisores en la neurona presináptica y posteriormente en la hendidura sináptica y previene su recaptación de la hendidura sináptica activando TAAR1 , un receptor presináptico acoplado a proteína G , y uniéndose a un sitio en VMAT2 , un tipo de transportador de monoamina ubicado en la hendidura sináptica. vesículas dentro de las neuronas monoamínicas .

Antagonistas

Un antagonista es una sustancia química que actúa dentro del cuerpo para reducir la actividad fisiológica de otra sustancia química (como opiáceo); especialmente uno que se opone a la acción sobre el sistema nervioso de un fármaco o una sustancia que se produce naturalmente en el cuerpo al combinarse con su receptor nervioso y bloquearlo.

Hay dos tipos principales de antagonistas: antagonistas de acción directa y antagonistas de acción indirecta:

  1. Antagonista de acción directa: ocupa el espacio presente en los receptores que, de otro modo, son captados por los propios neurotransmisores. Esto da como resultado que los neurotransmisores se bloqueen para que no se unan a los receptores. El más común se llama atropina.
  2. Antagonistas de acción indirecta: fármacos que inhiben la liberación / producción de neurotransmisores (p. Ej., Reserpina ).

Antagonistas de fármacos

Un fármaco antagonista es aquel que se une (o se une) a un sitio llamado receptor sin activar ese receptor para producir una respuesta biológica. Por tanto, se dice que no tiene actividad intrínseca. Un antagonista también puede denominarse "bloqueador" del receptor porque bloquea el efecto de un agonista en el sitio. Los efectos farmacológicos de un antagonista, por lo tanto, dan como resultado la prevención de que los agonistas del sitio receptor correspondiente (por ejemplo, fármacos, hormonas, neurotransmisores) se unan y lo activen. Los antagonistas pueden ser "competitivos" o "irreversibles".

Un antagonista competitivo compite con un agonista por unirse al receptor. A medida que aumenta la concentración de antagonista, la unión del agonista se inhibe progresivamente, lo que da como resultado una disminución de la respuesta fisiológica. Una alta concentración de un antagonista puede inhibir completamente la respuesta. Sin embargo, esta inhibición puede revertirse mediante un aumento de la concentración del agonista, ya que el agonista y el antagonista compiten por unirse al receptor. Los antagonistas competitivos, por lo tanto, se pueden caracterizar por desplazar la relación dosis-respuesta del agonista hacia la derecha. En presencia de un antagonista competitivo, se necesita una mayor concentración del agonista para producir la misma respuesta observada en ausencia del antagonista.

Un antagonista irreversible se une tan fuertemente al receptor que hace que el receptor no esté disponible para unirse al agonista. Los antagonistas irreversibles pueden incluso formar enlaces químicos covalentes con el receptor. En cualquier caso, si la concentración del antagonista irreversible es lo suficientemente alta, el número de receptores no unidos que quedan para la unión del agonista puede ser tan bajo que incluso concentraciones altas del agonista no producen la máxima respuesta biológica.

Precursores

Si bien la ingesta de precursores de neurotransmisores sí aumenta la síntesis de neurotransmisores, hay pruebas contradictorias sobre si aumenta la liberación de neurotransmisores y la activación de receptores postsinápticos. Incluso con una mayor liberación de neurotransmisores, no está claro si esto dará como resultado un aumento a largo plazo de la intensidad de la señal del neurotransmisor, ya que el sistema nervioso puede adaptarse a cambios como el aumento de la síntesis de neurotransmisores y, por lo tanto, puede mantener una activación constante. Algunos neurotransmisores pueden tener un papel en la depresión y hay alguna evidencia que sugiere que la ingesta de precursores de estos neurotransmisores puede ser útil en el tratamiento de la depresión leve y moderada.

Precursores de catecolaminas y trazas de amina

La L- DOPA , un precursor de la dopamina que atraviesa la barrera hematoencefálica , se utiliza en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson . Para los pacientes deprimidos en los que está implicada la baja actividad del neurotransmisor norepinefrina , hay pocas pruebas de los beneficios de la administración de precursores de neurotransmisores. La L-fenilalanina y la L-tirosina son precursoras de la dopamina , la noradrenalina y la epinefrina . Estas conversiones requieren vitamina B6 , vitamina C y S-adenosilmetionina . Algunos estudios sugieren posibles efectos antidepresivos de la L-fenilalanina y la L-tirosina, pero hay mucho espacio para más investigaciones en esta área.

Precursores de la serotonina

Se considera que la administración de L-triptófano , un precursor de la serotonina , duplica la producción de serotonina en el cerebro. Es significativamente más eficaz que un placebo en el tratamiento de la depresión leve y moderada. Esta conversión requiere vitamina C . El 5-hidroxitriptófano (5-HTP), también un precursor de la serotonina , es más eficaz que un placebo.

Enfermedades y trastornos

Las enfermedades y los trastornos también pueden afectar a sistemas neurotransmisores específicos. Los siguientes son trastornos involucrados en un aumento, disminución o desequilibrio de ciertos neurotransmisores.

Dopamina :

Por ejemplo, los problemas en la producción de dopamina (principalmente en la sustancia negra ) pueden resultar en la enfermedad de Parkinson , un trastorno que afecta la capacidad de una persona para moverse como lo desee, lo que resulta en rigidez, temblores o temblores y otros síntomas. Algunos estudios sugieren que tener muy poca o demasiada dopamina o problemas con el uso de la dopamina en las regiones del cerebro que piensan y sienten puede desempeñar un papel en trastornos como la esquizofrenia o el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH). La dopamina también está involucrada en la adicción y el consumo de drogas, ya que la mayoría de las drogas recreativas provocan una afluencia de dopamina en el cerebro (especialmente opioides y metanfetaminas ) que produce una sensación placentera, razón por la cual los consumidores ansían constantemente las drogas.

Serotonina :

De manera similar, después de que algunas investigaciones sugirieron que los medicamentos que bloquean el reciclaje o la recaptación de serotonina parecían ayudar a algunas personas diagnosticadas con depresión, se teorizó que las personas con depresión podrían tener niveles de serotonina más bajos de lo normal. Aunque ampliamente popularizada, esta teoría no fue confirmada en investigaciones posteriores. Por lo tanto, los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) se utilizan para aumentar las cantidades de serotonina en las sinapsis.

Glutamato :

Además, los problemas para producir o usar glutamato se han relacionado de manera sugerente y tentativa con muchos trastornos mentales, incluido el autismo , el trastorno obsesivo compulsivo (TOC), la esquizofrenia y la depresión . Tener demasiado glutamato se ha relacionado con enfermedades neurológicas como la enfermedad de Parkinson , la esclerosis múltiple , la enfermedad de Alzheimer , el accidente cerebrovascular y la ELA (esclerosis lateral amiotrófica).

CAPON se une a la sintasa de óxido nítrico, regulando la neurotransmisión de glutamato mediada por el receptor de NMDA

Desequilibrio de neurotransmisores

Generalmente, no existen "normas" científicamente establecidas para los niveles apropiados o "equilibrios" de diferentes neurotransmisores. En la mayoría de los casos, es pragmáticamente imposible incluso medir los niveles de neurotransmisores en un cerebro o cuerpo en momentos distintos en el tiempo. Los neurotransmisores regulan la liberación de los demás, y los desequilibrios consistentes débiles en esta regulación mutua se relacionaron con el temperamento en personas sanas. Se han asociado fuertes desequilibrios o alteraciones de los sistemas de neurotransmisores con muchas enfermedades y trastornos mentales. Estos incluyen Parkinson, depresión, insomnio, trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), ansiedad, pérdida de memoria, cambios drásticos en el peso y adicciones. El estrés físico o emocional crónico puede contribuir a los cambios en el sistema de neurotransmisores. La genética también juega un papel en las actividades de los neurotransmisores. Además del uso recreativo, los medicamentos que interactúan directa e indirectamente con uno o más transmisores o su receptor se recetan comúnmente para problemas psiquiátricos y psicológicos. En particular, los medicamentos que interactúan con la serotonina y la norepinefrina se recetan a pacientes con problemas como depresión y ansiedad, aunque la noción de que existe mucha evidencia médica sólida que respalda tales intervenciones ha sido ampliamente criticada. Los estudios han demostrado que el desequilibrio de la dopamina influye en la esclerosis múltiple y otros trastornos neurológicos.

Eliminación de neurotransmisores.

Un neurotransmisor debe descomponerse una vez que llega a la célula postsináptica para evitar una mayor transducción de señales excitadoras o inhibitorias. Esto permite que se produzcan nuevas señales a partir de las células nerviosas adyacentes. Cuando el neurotransmisor se ha secretado en la hendidura sináptica, se une a receptores específicos en la célula postsináptica, generando así una señal eléctrica postsináptica. Luego, el transmisor debe retirarse rápidamente para permitir que la célula postsináptica participe en otro ciclo de liberación, unión y generación de señales de neurotransmisores. Los neurotransmisores se terminan de tres formas diferentes:

  1. Difusión: el neurotransmisor se desprende del receptor, saliendo de la hendidura sináptica, aquí es absorbido por las células gliales .
  2. Degradación enzimática: sustancias químicas especiales llamadas enzimas la descomponen. Por lo general, los astrocitos absorben el exceso de neurotransmisores y los transmiten a las enzimas o los bombean directamente a la neurona presináptica.
  3. Recaptación: reabsorción de un neurotransmisor en la neurona. Los transportadores, o proteínas transportadoras de membrana , bombean neurotransmisores desde la hendidura sináptica hacia los terminales axónicos (la neurona presináptica) donde se almacenan.

Por ejemplo, la colina es absorbida y reciclada por la neurona presináptica para sintetizar más ACh. Otros neurotransmisores, como la dopamina , pueden difundirse lejos de sus uniones sinápticas específicas y se eliminan del cuerpo a través de los riñones o se destruyen en el hígado. Cada neurotransmisor tiene vías de degradación muy específicas en puntos reguladores, que pueden ser el objetivo del sistema regulador del cuerpo o de los fármacos.

Ver también

Notas

Referencias

enlaces externos