Neurotransmisores

Neurotransmisores
Las neuronas se comunican entre si o con otras células usando dos formas esenciales de transmisión: eléctrica y química. En el primer caso, algunas neuronas se comunican por canales ultramicroscópicos formados por proteínas especiales que establecen uniones estrechas a través de las cuales se produce el flujo electrónico, y se conocen como efapsis. Todavía se consideran atípicas en el sistema Nervioso de los vertebrados, aunque son muy numerosas en el cerebro en desarrollo.
En los vertebrados superiores predomina la neurotransmición química.
La transmición en la mayor parte de las uniones sinápticas, por o tanto, es química; el impulso causa en el axón presináptico la secreción de un neurotransmisor.
Dicho mediador químico se une a receptores ubicados en la superficie de la célula posináptica, lo cual a su vez desencadena fenómenos que abren o cierran conductos presentes la misma membrana posináptica.
Los efectos de cada una de las terminaciones sinápticas individuales pueden ser excitadores o inhibidores y, cuando la célula posináptica es una neurona, la suma de todos los efectos excitadores e inhibidores determina si se genera o no un potencial de acción. Por esa razón, la transmición sináptica es un proceso complejo que permite la graduación y el ajuste (modulación) de las actividades neurales, necesario para la función normal.
Las terminaciones sinápticas han sido llamadas transductores biológicos, ya que convierten la energía eléctrica en energía química.
Este proceso de conversión involucra la síntesis de agentes transmisores, su almacenamiento en vesículas sinápticas y su liberación, causada por impulsos nerviosos en la hendidura sináptica.
Los transmisores secretados actúan luego sobre receptores apropiados presentes en la membrana de la célula posináptica y son retirados con rapidez de dicha hendidura sináptica por difusión, metabolismo y recaptación hacia el interior de la neurona presináptica.
Todos estos procesos pueden alterarse por la acción de los neurofármacos, por lo tanto se pueden desarrollar fármacos que regulan, no solo la actividad motora somática y visceral, sino también las emociones, el comportamiento y la restante funciones complejas del cerebro.

Se considera Neurotransmisor a aquella sustancia que se encuentra distribuida de manera desigual en el sistema nervioso, y si esa distribución va en paralelo con la de sus receptores y la de las enzimas que la sintetizan y catabolizan.
De acuerdo a la definición clásica los Neurotransmisores (NT) son sustancias que, tras ser liberadas sinapticamente por las neuronas en respuesta a estímulos apropiados, alteran la actividad de otras neuronas o células efectoras mediante la interacción con macromoléculas protéicas, los receptores.
Entonces para comprobar que una sustancia es un neurotransmisor debemos demostrar los siguientes hechos o criterios:

q Anatómico: la sustancia existe en los terminales sinápticos.
q Las enzimas para su síntesis se hallan en los terminales presinápticos.
q Fisiológico: el transmisor se libera cuando el impulso nervioso llega a la terminal.
q El transmisor se libera en cantidades suficientes para producir cambios en los potenciales posinápticos.
q La administración experimental del NT produce cambios en los potenciales posinápticos.
q El bloqueo de dicha sustancia impiden que el impulso presináptico modifique la actividad posináptica.
Las moléculas receptoras son específicas para cada neurona y forman un complejo funcional con los elementos de traducción y amplificación de la célula pos-sináptica, capacitando a ésta para responder adecuadamente a los diferentes ligandos extracelulares.
Los recetores se encuentran el la membrana de la célula posináptica, y como hemos dicho, cuando es “activado” por el neurotransmisor produce una cadena de reacciones químicas la que ejerce una función. Ejemplo: abrir los canales de Na+.
También existen receptores presinápticos que se ubican en la membrana presináptica. Estos receptores presinápticos o autoreceptores muchas veces inhiben una secreción adicional del ligando (NT) y suministran control de retroalimentación.
Clasificación de los Neurotransmisores:
Podemos agrupar a los neurotransmisores por familias o categorías basándonos en su química; algunos son aminas, otros aminoácidos y muchos son polipéptidos.
En términos generales el sistema nervioso (SN) utiliza dos tipos principales de sustancias químicas para llevar a cabo la comunicación interneuronal:
1. Transmisores de bajo peso molecular, fundamentalmente aminas y aminoácidos.
2. Péptidos neuroactivos o neuropéptidos (NP)
No- Peptídicos
Acetil Colina
Histamina
Monoaminas
Catecolaminas
Dopamina
Noradrenalina
Adrenalina
Indolaminas
Serotonina
Aminoácidos
Excitadores
Glutamato
Aspartato
Inhibidores
GABA
Glicina
Peptídicos (Neuropéptidos)
Sustancia P
Opioides endógenos
A- Neurotransmisores no peptídicos:
Acetil Colina (ACh)
Fue el primer neurotransmisor conocido. Es el ester acetilo de la colina. La ACh es el neurotransmisor utilizado en la unión neuromuscular, en las sinapsis ganglionares del sistema nervioso simpático y parasimpático y en las fibras post-ganglionares del sistema nervioso parasimpático. Además se encuentra en varias vías de SNC, particularmente el núcleo caudado, telencéfalo basal y tronco cerebral.
Las neuronas que median su transmisión a través de este NT son denominadas neuronas colinérgicas.
En los receptores para ACh post-sinápticos ocurren una serie de cambios en su conformación en el momento que se une una molécula del NT a ellos. Estos cambios de configuración producen finalmente la apertura de un conducto específico para Na+, permitiendo la entrada del catión a la célula nerviosa. Todo esto trae como consecuencia un potencial despolarizante. Funciona como un neurotransmisor conduciendo los impulsos eléctricos entre las células nerviosas a través de las sinapsis y desde las células nerviosas hasta los músculos causando su contracción.
Una vez que la molécula del neurotransmisor se ha unido al receptor post-sináptico debe ser inactivada rápidamente, puesto que si actúa un tiempo excesivo se perdería precisión en la transmisión. El NT es destruido (metabolizado) entonces por enzimas situadas en el espacio sináptico. En el caso de la ACh existe una enzima llamada acetilcolinesterasa que puede hidrolizar 25.000 moléculas de ACh por segundo.
La acetilcolina actúa sobre las células blanco a través de dos grupos distintos de receptores: muscarínicos y nicotínicos.
En un cerebro normal, los niveles de dopamina y acetilcolina, se encuentran en equilibrio e igualados en sus funciones inhibitorias y excitatorias. Cuando se reducen los niveles de dopamina, se rompe dicho equilibrio pues la acetilcolina comienza a tener un exceso en su actividad excitatoria, lo que provoca enfermedad de Parkinson. La dopamina se encuentra en la pars compacta de la sustancia negra y se ignoran las causas por las que sus neuronas mueren y dejan de mantener el sistema en equilibrio sobre el cuerpo estriado.
La ausencia o alteración de la ACh en la placa neuromuscular produce una enfermedad grave, con flacidez muscular generalizada hasta la impotencia respiratoria, llamada Miastenia Gravis.

Histamina
Las neuronas histaminérgicas tienen sus cuerpos celulares en los núcleos tuberomamilares del hipotálamo posterior y sus axones se proyectan hacia todas las partes del encéfalo, entre ellas la corteza cerebral y la médula espinal. Por eso, el sistema histaminérgico se parece a los sistemas noradrenérgicos, adrenérgicos, dopaminérgicos y serotoninérgicos, en que tiene proyecciones que salen de relativamente pocas células y van hacia todas las partes del SNC.
La histamina se encuentra también en células de la mucosa gástrica y en células que contienen heparina y a las que se les llama células cebadas.
Hay tres tipos conocido de receptores para la histamina: H1, H2 y H3. Los tres se encuentran en tejidos periféricos y en el encéfalo. La mayor parte de los receptores H3 son presinápticos y ellos median la inhibición de la liberación de la histamina y de otros transmisores.
La función del sistema histaminérgico en el encéfalo es incierta, aunque la histamina se ha relacionado con el despertar, el comportamiento sexual, la regulación de la secreción de algunas hormonas de la hipófisis anterior, la presión arterial, el acto de beber y el umbral para el dolor.

Catecolaminas
Las catecolaminas son un grupo de aminas derivadas de la fenilalanina (aa esencial de la dieta)o de su metabolito la tirosina.
La tirosina es un aa que obtenemos de la dieta o del metabolismo de la fenilalanina. Aunque la mayor parte de este aa (tirosina) procede de la dieta en alimentos como los quesos, la carne roja y de pescado, los vinos, la banana, etc.
La catecolaminas son extremadamente importantes por su amplia distribución y especialmente su síntesis ya que a este nivel actúan gran parte de los neurofármacos con que disponemos en el presente. Ejemplo: L-dopa (precursor de la Dopamina) para el tratamiento del Parkinson.
Ellas son la Dopamina, la Adrenalina y la Noradrenalina.
Precursores y síntesis:
Conociendo esta secuencia o cadena de síntesis podemos deducir que cualquier célula que necesite NA (por ejemplo) va a sintetizar primero DA. Por lo tanto la afectación en la síntesis de la Dopamina va a alterar la presencia de NA y Ad en el organismo.
Se estima que las catecolaminas son neurotransmisores del 15 % de las sinápsis del cuerpo estriado y del 5 % de las del hipotálamo.

Noradrenalina (NA)
También denominada Norepinefrina. Tiene funciones de neurotransmisor, neuromodulador y hormona.
Es secretado (por ser una catecolamina) por la médula de la glándula suprarrenal.
La NA pertenece al grupo de las catecolaminas junto con la Dopamina (DA) y la Adrenalina (Ad). Todas las catecolaminas se forman usando como precursor al aminoácido (aa) tirosina.
Es el neurotransmisor de las fibras post-ganglionares del sistema nervioso simpático, y en el SNC se identificaron grupos celulares con altas concentraciones de este neurotransmisor, particularmente en las neuronas del Locus Coereleus (núcleo del tronco cerebral).
Su principal acción es neuromoduladora. Se ha implicado esta sustancia en la vigilia y en los estados de activación, en la autoestimulación intracraneal y en el aprendizaje y la memoria.

Adrenalina
Este neurotransmisor se encuentra distribuido por todo el organismo. En el SNC lo encontramos en el Hipotálamo, Tálamo, sustancia gris periacueductal, médula espinal.

Dopamina (DA)

Se encontró en neuronas de las vía nigroestriada que proyectan desde la sustancia nigra al caudado-putamen, en pequeñas neuronas del tronco cerebral y en el sistema límbico.
Este NT está relacionado con el control de los movimientos. Su déficit produce una enfermedad llamada Parkinson (véase neurofarmacología)
Para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson se usa el precursor L-Dopa para aumentar la cantidad de Dopamina disponible. Este hecho alivia los síntomas parkinsonianos, pero origina tambián un aumento en la producción de NA y Ad, ocasionando un exceso de actividad del sistema nervioso simpático.
La DA es metabolizada por dos sistemas enzimáticos comunes a todas las catecolaminas: la MAO o la COMT.
Los fármacos que inhiben la MAO (IMAO) tienen actividad antidepresiva y son muy usados en psiquiatría. Al inhibir la MAO se altera el metabolismo de las catecolaminas produciendo alteraciones sistémicas (reacciones indeseadas o adversas).