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Articulo de referencia

Neurotransmisor

Densidad postsináptica Canal de Ca ++ dependiente de voltaje vesícula sináptica Transportador de neurotransmisores Receptor Neurotransmisor Terminal del axón Hendidura sináptica...

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Un neurotransmisor es una molécula señalizadora secretada por una neurona para afectar a otra célula a través de una sinapsis . La célula que recibe la señal, o célula diana, puede ser otra neurona, pero también podría ser una célula glandular o muscular . [ 1 ]

Los neurotransmisores se liberan de las vesículas sinápticas a la hendidura sináptica , donde pueden interactuar con los receptores de neurotransmisores en la célula diana. Algunos neurotransmisores también se almacenan en vesículas de núcleo denso de gran tamaño . [ 2 ] El efecto del neurotransmisor en la célula diana está determinado por el receptor al que se une. Muchos neurotransmisores se sintetizan a partir de precursores simples y abundantes, como los aminoácidos , que están fácilmente disponibles y a menudo requieren un número reducido de pasos biosintéticos para su conversión. [ 3 ]

Los neurotransmisores son esenciales para el funcionamiento de los sistemas neuronales complejos. Se desconoce el número exacto de neurotransmisores únicos en los seres humanos, pero se han identificado más de 100. [ 4 ] Los neurotransmisores comunes incluyen glutamato , GABA , acetilcolina , glicina , dopamina y norepinefrina .

Mecanismo y ciclo

Síntesis

Los neurotransmisores generalmente se sintetizan en las neuronas y están compuestos por, o derivados de, moléculas precursoras que se encuentran abundantemente en la célula. Las clases de neurotransmisores incluyen aminoácidos , monoaminas y péptidos . Las monoaminas se sintetizan mediante la modificación de un solo aminoácido. Por ejemplo, el precursor de la serotonina es el aminoácido triptófano. Los neurotransmisores peptídicos, o neuropéptidos , son transmisores proteicos que son más grandes que los neurotransmisores clásicos de molécula pequeña y a menudo se liberan juntos para producir un efecto modulador. [ 5 ] Los neurotransmisores púricos, como el ATP , se derivan de los ácidos nucleicos. También se ha informado que productos metabólicos como el óxido nítrico y el monóxido de carbono actúan como neurotransmisores. [ 6 ]

Almacenamiento

Vesículas sinápticas que contienen neurotransmisores

Los neurotransmisores generalmente se almacenan en vesículas sinápticas , agrupadas cerca de la membrana celular en el terminal axónico de la neurona presináptica. Sin embargo, algunos neurotransmisores, como los gases metabólicos monóxido de carbono y óxido nítrico, se sintetizan y liberan inmediatamente después de un potencial de acción sin almacenarse nunca en vesículas. [ 7 ]

Liberar

Generalmente, un neurotransmisor se libera por exocitosis en la terminal presináptica en respuesta a una señal eléctrica denominada potencial de acción en la neurona presináptica. Sin embargo, también se produce una liberación basal de bajo nivel sin estimulación eléctrica. 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. [ 8 ]

Interacción del receptor

Tras su liberación en la hendidura sináptica, los neurotransmisores se difunden a través de la sinapsis, donde pueden interactuar con los receptores de la célula diana. El efecto del neurotransmisor depende de la identidad de los receptores de la célula diana presentes en la sinapsis. Según el receptor, la unión de los neurotransmisores puede causar excitación , inhibición o modulación de la neurona postsináptica. [ 9 ]

Eliminación

La acetilcolina se escinde en la hendidura sináptica en ácido acético y colina.

Para evitar la activación continua de los receptores en la célula postsináptica o diana, los neurotransmisores deben eliminarse de la hendidura sináptica. [ 10 ] Los neurotransmisores se eliminan mediante uno de tres mecanismos:

  1. Difusión: los neurotransmisores salen de la hendidura sináptica, donde son absorbidos por las células gliales . Estas células gliales, generalmente astrocitos , absorben el exceso de neurotransmisores.
    • Los astrocitos, un tipo de célula glial en el cerebro, contribuyen activamente a la comunicación sináptica mediante la difusión astrocítica o gliotransmisión . La actividad neuronal desencadena un aumento en los niveles de calcio astrocítico, lo que provoca la liberación de gliotransmisores, como el glutamato , el ATP y la D-serina. Estos gliotransmisores se difunden al espacio extracelular , interactuando con las neuronas cercanas e influyendo en la transmisión sináptica. Al regular los niveles de neurotransmisores extracelulares, los astrocitos ayudan a mantener una función sináptica adecuada. Esta comunicación bidireccional entre astrocitos y neuronas añade complejidad a la señalización cerebral, con implicaciones para la función cerebral y los trastornos neurológicos. [ 11 ] [ 12 ]
  2. Degradación enzimática: unas proteínas llamadas enzimas descomponen los neurotransmisores.
  3. Recaptación : los neurotransmisores se reabsorben en la neurona presináptica. Los transportadores, o proteínas de transporte de membrana , bombean los neurotransmisores desde la hendidura sináptica de vuelta a las terminales axónicas (la neurona presináptica), donde se almacenan para su reutilización.

Por ejemplo, la acetilcolina se elimina mediante la escisión de su grupo acetilo por la enzima acetilcolinesterasa ; la colina restante es captada y reciclada por la neurona presináptica para sintetizar más acetilcolina . [ 13 ] Otros neurotransmisores pueden difundirse desde sus uniones sinápticas objetivo 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 objetivo del sistema regulador del cuerpo o de medicamentos. La cocaína bloquea un transportador de dopamina responsable de la recaptación de dopamina. Sin el transportador, la dopamina se difunde mucho más lentamente desde la hendidura sináptica y continúa activando los receptores de dopamina en la célula objetivo. [ 14 ]

Descubrimiento

Hasta principios del siglo XX, los científicos asumían que la mayor parte de la comunicación sináptica en el cerebro era eléctrica. Sin embargo, mediante exámenes histológicos realizados por Ramón y Cajal , se descubrió un espacio de 20 a 40  nm entre neuronas, conocido hoy como hendidura sináptica . La presencia de dicho espacio sugería una comunicación a través de mensajeros químicos que la atravesaban, y en 1921 el farmacólogo alemán Otto Loewi confirmó que las neuronas pueden comunicarse liberando sustancias químicas. Mediante una serie de experimentos con los nervios vagos de ranas, Loewi logró ralentizar manualmente la frecuencia cardíaca de las ranas controlando la cantidad de solución salina presente alrededor del nervio vago. Tras completar 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. [ 15 ]

Identificación

Para identificar neurotransmisores, normalmente se consideran los siguientes criterios:

  1. Síntesis: La sustancia química debe producirse dentro de la neurona o estar presente en ella como molécula precursora.
  2. Liberación y respuesta: Cuando la neurona se activa, la sustancia química debe liberarse y provocar una respuesta en las células o neuronas diana.
  3. Respuesta experimental: La aplicación del producto químico directamente a las células objetivo debería producir la misma respuesta observada cuando el producto químico se libera de forma natural de las neuronas.
  4. Mecanismo de eliminación: Debe existir un mecanismo para eliminar el neurotransmisor de su sitio de acción una vez que haya completado su función de señalización. [ 16 ]

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

  • Transmiten mensajes entre neuronas mediante la influencia sobre la membrana postsináptica.
  • Tienen poco o ningún efecto sobre el voltaje de la membrana, pero cumplen una función común, como la de modificar la estructura de la sinapsis.
  • Comunicarse mediante el envío de mensajes en sentido inverso que afecten la liberación o recaptura de los transmisores.

La localización anatómica de los neurotransmisores se determina típicamente mediante técnicas inmunocitoquímicas , que identifican la ubicación de las sustancias transmisoras o de las enzimas implicadas en su síntesis. Estas técnicas también han revelado que muchos neurotransmisores, en particular los neuropéptidos , se localizan conjuntamente; es decir, una neurona puede liberar más de un neurotransmisor desde su terminal sináptica . [ 17 ] Se pueden utilizar diversas técnicas y experimentos, como tinción , estimulación y recolección, para identificar neurotransmisores en todo el sistema nervioso central . [ 18 ]

Comportamiento

Las neuronas se comunican entre sí a través de sinapsis , puntos de contacto especializados donde los neurotransmisores transmiten señales. Cuando un potencial de acción llega al terminal presináptico , se abren los canales de calcio dependientes de voltaje, permitiendo la entrada de iones de calcio al terminal. Este influjo de calcio desencadena la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana presináptica, lo que provoca la liberación de neurotransmisores en la hendidura sináptica. Estos neurotransmisores se unen a receptores en la membrana postsináptica, influyendo en la neurona receptora de forma inhibitoria o excitatoria . Si las influencias excitatorias superan a las inhibitorias, la neurona receptora puede generar su propio potencial de acción, continuando la transmisión de información a la siguiente neurona de la red. Este proceso permite el flujo de información y la formación de redes neuronales complejas. [ 19 ]

Modulación

Un neurotransmisor puede tener un efecto excitatorio, inhibitorio o modulador sobre la célula diana. El efecto está determinado por los receptores con los que interactúa en la membrana postsináptica. Los neurotransmisores influyen en el flujo iónico transmembrana, ya sea aumentando (excitatorio) o disminuyendo (inhibitorio) la probabilidad de que la célula con la que entra en contacto genere un potencial de acción. Las sinapsis que contienen receptores con efectos excitatorios se denominan sinapsis de tipo I, mientras que las sinapsis de tipo II contienen receptores con efectos inhibitorios. [ 20 ]

Así, a pesar de la gran variedad de sinapsis, todas transmiten únicamente estos dos tipos de mensajes. Los dos tipos tienen apariencias diferentes y actúan principalmente en distintas partes de las neuronas. [ 21 ] Los receptores con efectos moduladores se distribuyen por todas las membranas sinápticas y la unión de los neurotransmisores pone en marcha cascadas de señalización que ayudan a la célula a regular su función. [ 9 ] La unión de los neurotransmisores a los receptores con efectos moduladores puede tener muchos resultados. Por ejemplo, puede aumentar o disminuir la sensibilidad a estímulos futuros al reclutar más o menos receptores a la membrana sináptica. [ 22 ]

Las sinapsis de tipo I (excitatorias) se localizan típicamente en los tallos o las espinas de las dendritas, mientras que las sinapsis de tipo II (inhibitorias) se localizan típicamente en el 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 presináptica y postsináptica 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 de una sinapsis de tipo I es mayor que la de una sinapsis de tipo II. [ 23 ]

Las distintas ubicaciones de las sinapsis de tipo I y tipo II dividen una neurona en dos zonas: un árbol dendrítico excitatorio y un cuerpo celular inhibitorio. Desde una perspectiva inhibitoria, la excitación llega a través de las dendritas y se propaga al cono axónico para desencadenar un potencial de acción . Si se desea detener el mensaje, la mejor manera de hacerlo es aplicando inhibición en el cuerpo celular, cerca del cono axónico, donde se origina el potencial de acción. Otra forma de conceptualizar la interacción excitatoria-inhibitoria es imaginar la excitación superando la inhibición. Si el cuerpo celular se encuentra normalmente en un estado inhibido, la única manera de generar un potencial de acción en el cono axónico es reducir la inhibición del cuerpo celular. En esta estrategia de "abrir las compuertas", el mensaje excitatorio es como un caballo de carreras listo para correr por la pista, pero primero, debe eliminarse la compuerta de salida inhibitoria. [ 24 ]

Acciones de los 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 utilizan el neurotransmisor y de las propiedades químicas de los receptores.

Tipos

Hay muchas formas diferentes de clasificar los neurotransmisores. Comúnmente se clasifican en aminoácidos , monoaminas y péptidos . [ 38 ]

Algunos de los principales neurotransmisores son:

Además, se han encontrado más de 100 péptidos neuroactivos y se descubren otros nuevos con regularidad. [ 41 ] [ 42 ] Muchos de ellos se liberan junto con un neurotransmisor de molécula pequeña. Sin embargo, en algunos casos, un péptido es el neurotransmisor principal en una sinapsis. La beta-endorfina es un ejemplo relativamente conocido de neurotransmisor peptídico porque participa en interacciones altamente específicas con los receptores opioides en el sistema nervioso central . [ 43 ]

Algunos autores consideran que los iones individuales (como el zinc liberado sinápticamente) también actúan como neurotransmisores, [ 44 ] al igual que algunas moléculas gaseosas como el óxido nítrico (NO), el monóxido de carbono (CO) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S ) . [ 45 ] Estos gases se producen en el citoplasma neuronal y se difunden inmediatamente a través de la membrana celular hacia el líquido extracelular y las células cercanas para estimular la producción de segundos mensajeros. Los neurotransmisores gaseosos solubles son difíciles de estudiar porque actúan con rapidez y se degradan inmediatamente, existiendo solo durante unos segundos. [ 46 ]

El neurotransmisor más frecuente es el glutamato , que es excitatorio en más del 90 % de las sinapsis del cerebro humano. [ 39 ] El siguiente más frecuente es el ácido gamma-aminobutírico (GABA), que es inhibitorio en más del 90 % de las sinapsis que no utilizan glutamato. Aunque otros neurotransmisores se utilizan en menos sinapsis, pueden ser muy importantes funcionalmente: la gran mayoría de las drogas psicoactivas ejercen sus efectos alterando la acción de algunos sistemas de neurotransmisores, a menudo actuando a través de neurotransmisores distintos del glutamato o el GABA. Las drogas adictivas como la cocaína y las anfetaminas ejercen sus efectos principalmente sobre el sistema dopaminérgico. Los opiáceos adictivos actúan principalmente como análogos funcionales de los péptidos opioides , que, a su vez, regulan los niveles de dopamina. [ 47 ]

Lista de neurotransmisores, péptidos y moléculas de señalización gaseosas.

Sistemas de neurotransmisores

Las neuronas que expresan ciertos tipos de neurotransmisores a veces forman sistemas distintos, donde la activación del sistema afecta grandes volúmenes del cerebro, lo que se denomina transmisión volumétrica . Los principales sistemas de neurotransmisores incluyen el sistema de noradrenalina (norepinefrina), el sistema dopaminérgico , el sistema serotoninérgico y el sistema colinérgico , entre otros. Las aminas traza tienen un efecto modulador sobre la neurotransmisión en las vías monoaminérgicas (es decir, las vías de dopamina, norepinefrina y serotonina) en todo el cerebro mediante la señalización a través del receptor 1 asociado a aminas traza  . [ 51 ] [ 52 ] A continuación se presenta una breve comparación de estos sistemas:

Efectos

Efectos de los fármacos

Comprender cómo los fármacos afectan a los neurotransmisores constituye un área importante de investigación en neurociencia . Muchos neurocientíficos creen que estos estudios pueden mejorar la comprensión de los circuitos neuronales implicados en los trastornos neurológicos y psiquiátricos, y pueden contribuir al desarrollo de tratamientos más eficaces, así como a estrategias de prevención y, potencialmente, curas. [ 69 ]

Los fármacos pueden influir en el comportamiento alterando la actividad de los neurotransmisores en el sistema nervioso. Algunos fármacos afectan la síntesis de neurotransmisores modificando la actividad de las enzimas implicadas en su producción. Cuando se inhibe la síntesis de neurotransmisores, disminuye la cantidad de neurotransmisor disponible para su liberación, reduciendo así la actividad de los mismos. Otros fármacos actúan estimulando o bloqueando la liberación de neurotransmisores específicos. Algunos fármacos también interfieren con el almacenamiento de neurotransmisores al provocar fugas en las vesículas sinápticas, reduciendo así la cantidad de neurotransmisor liberado en la sinapsis. [ 70 ]

Los fármacos que impiden que un neurotransmisor se una a su receptor se conocen como antagonistas de receptores. Por ejemplo, los antipsicóticos como el haloperidol , la clorpromazina y la clozapina actúan principalmente como antagonistas de los receptores de dopamina en el cerebro. En cambio, los agonistas de receptores se unen a los receptores e imitan los efectos de los neurotransmisores endógenos. Un ejemplo es la morfina, un agonista de los receptores opioides que imita la acción de los péptidos opioides endógenos, como la β-endorfina, para aliviar el dolor. [ 70 ]

Otros fármacos prolongan la actividad de los neurotransmisores tras su liberación al bloquear su recaptación o inhibir las enzimas responsables de su degradación. Finalmente, algunos fármacos interfieren en la generación o propagación de potenciales de acción al bloquear los canales iónicos implicados en la señalización neuronal. Por ejemplo, la tetrodotoxina bloquea los canales de sodio dependientes de voltaje , impidiendo así la conducción nerviosa tanto en el sistema nervioso central como en el periférico; por consiguiente, la tetrodotoxina es altamente tóxica y puede ser letal. [ 70 ]

Los fármacos que actúan sobre los neurotransmisores de los principales sistemas afectan a todo el organismo, lo que explica la complejidad de su mecanismo de acción. La cocaína , por ejemplo, bloquea la recaptación de dopamina en la neurona presináptica , dejando las moléculas de neurotransmisor en la hendidura sináptica durante un tiempo prolongado. Dado que la dopamina permanece más tiempo en la sinapsis, el neurotransmisor continúa uniéndose a los receptores de la neurona postsináptica , provocando una respuesta emocional placentera. La adicción física a la cocaína puede ser consecuencia de la exposición prolongada a un exceso de dopamina en las sinapsis, lo que conlleva la disminución de la expresión de algunos receptores postsinápticos. Tras la desaparición de los efectos de la droga, una persona 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 la célula presináptica, lo que aumenta la cantidad de serotonina presente en la sinapsis y, además, permite que permanezca allí durante más tiempo, lo que proporciona un potencial para el efecto de la serotonina liberada naturalmente. [ 71 ] La AMPT previene la conversión de tirosina en L-DOPA , el precursor de la dopamina; la reserpina previene el almacenamiento de dopamina dentro de las vesículas ; y la deprenil inhibe la monoaminooxidasa (MAO)-B y, por lo tanto, aumenta los niveles de dopamina. [ 72 ]

Agonistas

Un agonista es una sustancia química capaz de unirse a un receptor, como un receptor de neurotransmisores, e iniciar la misma reacción que normalmente se produce al unirse la sustancia endógena. [ 76 ] Por lo tanto, un agonista de un neurotransmisor iniciará la misma respuesta del receptor que el transmisor. En las neuronas, un fármaco agonista puede activar los receptores de neurotransmisores de forma directa o indirecta. Los agonistas de unión directa se pueden clasificar además como agonistas completos , agonistas parciales y agonistas inversos . [ 77 ] [ 78 ]

Los agonistas directos actúan de forma similar a un neurotransmisor al unirse directamente a su(s) sitio(s) receptor(es) asociado(s), que puede(n) estar ubicado(s) en la neurona presináptica o postsináptica, o en ambas. [ 79 ] Típicamente, 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 monoaminérgicos ; [ 51 ] 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. [ 80 ] [ nota 1 ] 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 neuronas colinérgicas . [ 75 ] Los opiáceos , como la morfina , la heroína , la hidrocodona , la oxicodona , la codeína y la metadona , son agonistas del receptor μ-opioide ; esta acción media sus propiedades euforizantes y analgésicas . [ 75 ]

Los agonistas indirectos aumentan la unión de los neurotransmisores a sus receptores diana estimulando la liberación o impidiendo la recaptación de neurotransmisores. [ 79 ] Algunos agonistas indirectos desencadenan la liberación de neurotransmisores e impiden su recaptación . La anfetamina , por ejemplo, es un agonista indirecto de los receptores postsinápticos de dopamina, noradrenalina y serotonina en sus respectivas neuronas; [ 51 ] [ 52 ] produce la liberación de neurotransmisores en la neurona presináptica y posteriormente en la hendidura sináptica, e impide su recaptación desde la hendidura sináptica activando TAAR1 , un receptor presináptico acoplado a proteína G , y uniéndose a un sitio en VMAT2 , un tipo de transportador de monoaminas ubicado en las vesículas sinápticas dentro de las neuronas monoaminérgicas . [ 51 ] [ 52 ]

Antagonistas

Un antagonista es una sustancia química que actúa dentro del cuerpo para reducir la actividad fisiológica de otra sustancia química (como un opiáceo); especialmente una que se opone a la acción sobre el sistema nervioso de un fármaco o una sustancia que se produce de forma natural en el cuerpo, al unirse a su receptor nervioso y bloquearlo. [ 81 ]

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

  1. Antagonista de acción directa: ocupa el espacio en los receptores que normalmente estaría ocupado por los neurotransmisores. Esto provoca que los neurotransmisores no puedan unirse a los receptores. Un ejemplo de los más comunes es la atropina.
  2. Antagonistas de acción indirecta: fármacos que inhiben la liberación/producción de neurotransmisores (por ejemplo, reserpina ).
antagonistas de fármacos

Un antagonista es un fármaco que se une a un receptor sin activarlo, es decir, no tiene actividad intrínseca. Al ocupar el receptor, bloquea o reduce el efecto de un agonista, como un fármaco, una hormona o un neurotransmisor, que normalmente se uniría al receptor y lo activaría. Los antagonistas suelen describirse como «bloqueadores» de receptores y pueden clasificarse como competitivos o irreversibles . [ 82 ]

Un antagonista competitivo compite con un agonista por la unión al receptor. A medida que aumenta la concentración del antagonista, la unión del agonista se inhibe progresivamente, lo que resulta en una disminución de la respuesta fisiológica. Una alta concentración de un antagonista puede inhibir completamente la respuesta. Esta inhibición puede revertirse aumentando la concentración del agonista, ya que el agonista y el antagonista compiten por la unión al receptor. Por lo tanto, los antagonistas competitivos pueden caracterizarse por desplazar la relación dosis-respuesta del agonista hacia la derecha. En presencia de un antagonista competitivo, se requiere una mayor concentración del agonista para producir la misma respuesta observada en ausencia del antagonista. [ 83 ]

Un antagonista irreversible se une con tanta fuerza al receptor que lo inhabilita para la unión con el agonista. Los antagonistas irreversibles incluso pueden formar enlaces químicos covalentes con el receptor. En cualquier caso, si la concentración del antagonista irreversible es suficientemente alta, el número de receptores libres disponibles para la unión del agonista puede ser tan bajo que incluso concentraciones elevadas de este último no produzcan la respuesta biológica máxima. [ 84 ]

Enfermedades y trastornos

Las siguientes secciones describen cómo los desequilibrios o la disfunción de neurotransmisores específicos (dopamina, serotonina y glutamato) se han relacionado tentativamente con diversos trastornos mentales o neurológicos.

dopamina

Por ejemplo, los problemas en la producción de dopamina (principalmente en la sustancia negra ) pueden provocar la enfermedad de Parkinson , un trastorno que afecta la capacidad de una persona para moverse libremente, causando rigidez, temblores y otros síntomas. Algunos estudios sugieren que tener demasiada o muy poca dopamina, o problemas en su uso en las regiones cerebrales relacionadas con el pensamiento y las emociones, puede influir en trastornos como la esquizofrenia o el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH). La dopamina también está implicada en la adicción y el consumo de drogas, ya que la mayoría de las drogas recreativas provocan una liberación de dopamina en el cerebro (especialmente los opioides y las metanfetaminas ) que produce una sensación placentera, razón por la cual los consumidores sienten un deseo constante de consumir drogas. [ 88 ]

serotonina

De manera similar, después de que algunas investigaciones sugirieran que los fármacos que bloquean el reciclaje, o recaptación, de serotonina parecían ayudar a algunas personas diagnosticadas con depresión, se teorizó que las personas con depresión podrían tener niveles de serotonina inferiores a lo normal. Aunque se popularizó ampliamente, esta teoría no se confirmó en investigaciones posteriores. [ 89 ] Por lo tanto, los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) se utilizan para aumentar la cantidad de serotonina en las sinapsis. [ 90 ]

Glutamato

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

Además, se ha sugerido que los problemas con la producción o el uso de glutamato están relacionados con muchos trastornos mentales, incluidos el autismo , el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC), la esquizofrenia y la depresión . [ 91 ] El exceso de 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). [ 92 ]

Desequilibrio de neurotransmisores

Generalmente, no existen "normas" científicamente establecidas para los niveles o "equilibrios" apropiados de los diferentes neurotransmisores. En la mayoría de los casos, es prácticamente imposible medir los niveles de neurotransmisores en el cerebro o el cuerpo en un momento dado. Los neurotransmisores regulan la liberación de los demás, y se han vinculado desequilibrios leves y constantes en esta regulación mutua con el temperamento en personas sanas. [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] Sin embargo, desequilibrios o alteraciones significativas en los sistemas de neurotransmisores se asocian con diversas enfermedades y trastornos mentales, como la enfermedad de Parkinson, la depresión, el insomnio, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), la ansiedad, la pérdida de memoria, cambios drásticos de peso y adicciones. Algunas de estas afecciones también están relacionadas con el cambio de neurotransmisores, un fenómeno en el que las neuronas cambian el tipo de neurotransmisores que liberan. [ 98 ] [ 99 ] El estrés físico o emocional crónico puede contribuir a los cambios en el sistema de neurotransmisores. La genética también influye en la actividad de los neurotransmisores.

Además de su uso recreativo, los medicamentos que interactúan directa o indirectamente con uno o más neurotransmisores o sus receptores se prescriben comúnmente para problemas psiquiátricos y psicológicos. En particular, los fármacos que interactúan con la serotonina y la norepinefrina se prescriben a pacientes con problemas como la depresión y la ansiedad, aunque la idea de que exista mucha evidencia médica sólida que respalde tales intervenciones ha sido ampliamente criticada. [ 100 ] Los estudios han demostrado que el desequilibrio de dopamina influye en la esclerosis múltiple y otros trastornos neurológicos. [ 101 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ En el sistema nervioso central, la anandamida y otros endocannabinoides utilizan la neurotransmisión retrógrada, ya que su liberación es postsináptica, mientras que su receptor diana, el receptor cannabinoide 1 (CB1), es presináptico. [ 80 ] La planta de cannabis contiene Δ 9 -tetrahidrocannabinol , que es un agonista directo del CB1. [ 80 ]
  1. ↑ El GABA es unaminoácido no proteinogénico

Referencias

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  3. ↑ PMID 24183019 
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  53. 1 2 3 Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). "Capítulo 6: Sistemas de proyección amplia: monoaminas, acetilcolina y orexina". En Sydor A, Brown RY (eds.). Neurofarmacología molecular: fundamentos para la neurociencia clínica (2.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill Medical. pág. 155. ISBN   978-0-07-148127-4Diferentes subregiones del VTA reciben aferencias glutamatérgicas de la corteza prefrontal, aferencias orexinérgicas del hipotálamo lateral, aferencias colinérgicas y también glutamatérgicas y GABAérgicas del núcleo tegmental laterodorsal y del núcleo pedunculopontino, aferencias noradrenérgicas del locus cerúleo, aferencias serotoninérgicas de los núcleos del rafe y aferencias GABAérgicas del núcleo accumbens y del pálido ventral.
  54. ↑ Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). «Capítulo 6: Sistemas de proyección amplia: monoaminas, acetilcolina y orexina». En Sydor A, Brown RY (eds.). Neurofarmacología molecular: fundamentos para la neurociencia clínica (2.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill Medical. págs. 145, 156-157 . ISBN   978-0-07-148127-4Las fibras de NE descendentes modulan las señales aferentes del dolor. ... El locus cerúleo (LC), que se encuentra en el suelo del cuarto ventrículo en la protuberancia rostral, contiene más del 50% de todas las neuronas noradrenérgicas del cerebro; inerva tanto el prosencéfalo (por ejemplo, proporciona prácticamente toda la NE a la corteza cerebral) como regiones del tronco encefálico y la médula espinal. ... Las demás neuronas noradrenérgicas del cerebro se encuentran en agrupaciones laxas de células en el tronco encefálico, incluidas las regiones tegmentales laterales. Estas neuronas se proyectan principalmente dentro del tronco encefálico y la médula espinal. La NE, junto con la 5HT, la ACh, la histamina y la orexina, es un regulador crítico del ciclo sueño-vigilia y de los niveles de excitación. ... La activación del LC también puede aumentar la ansiedad ... La estimulación de los receptores β-adrenérgicos en la amígdala produce una memoria mejorada para estímulos codificados bajo una fuerte emoción negativa ... La epinefrina se encuentra solo en un pequeño número de neuronas centrales, todas ubicadas en la médula. La epinefrina está involucrada en funciones viscerales, como el control de la respiración.     
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  57. 1 2 3 4 5 Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). «Capítulo 12: Sueño y vigilia». En Sydor A, Brown RY (eds.). Neurofarmacología molecular: Fundamentos de la neurociencia clínica (2.ª ed.). Nueva York, EE. UU.: McGraw-Hill Medical. pág. 295. ISBN   978-0-07-148127-4El ARAS es una estructura compleja que consta de varios circuitos diferentes, incluidas las cuatro vías monoaminérgicas ... La vía de la norepinefrina se origina en el locus cerúleo (LC) y núcleos relacionados del tronco encefálico; las neuronas serotoninérgicas también se originan en los núcleos del rafe dentro del tronco encefálico; las neuronas dopaminérgicas se originan en el área tegmental ventral (VTA); y la vía histaminérgica se origina en neuronas del núcleo tuberomamilar (TMN) del hipotálamo posterior. Como se discute en el Capítulo 6, estas neuronas se proyectan ampliamente por todo el cerebro desde conjuntos restringidos de cuerpos celulares. La norepinefrina, la serotonina, la dopamina y la histamina tienen funciones moduladoras complejas y, en general, promueven la vigilia. El PT en el tronco encefálico también es un componente importante del ARAS. La actividad de las neuronas colinérgicas del PT (células REM-on) promueve el sueño REM. Durante la vigilia, las células REM-on son inhibidas por un subconjunto de neuronas de norepinefrina y serotonina del ARAS llamadas células REM-off. 
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  62. ↑ Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). «Capítulo 6: Sistemas de proyección amplia: monoaminas, acetilcolina y orexina». En Sydor A, Brown RY (eds.). Neurofarmacología molecular: fundamentos para la neurociencia clínica (2.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill Medical. págs. 175-176 . ISBN   978-0-07-148127-4Dentro del cerebro, la histamina es sintetizada exclusivamente por neuronas cuyos cuerpos celulares se encuentran en el núcleo tuberomamilar (NTM), ubicado en el hipotálamo posterior. En los seres humanos, existen aproximadamente 64 000 neuronas histaminérgicas por lado. Estas células proyectan por todo el cerebro y la médula espinal. Las áreas que reciben proyecciones especialmente densas incluyen la corteza cerebral, el hipocampo, el neoestriado, el núcleo accumbens, la amígdala y el hipotálamo. Si bien la función mejor caracterizada del sistema histaminérgico en el cerebro es la regulación del sueño y la vigilia, la histamina también está involucrada en el aprendizaje y la memoria . Además, parece que la histamina participa en la regulación de la alimentación y el equilibrio energético.  
  63. ↑ Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). «Capítulo 6: Sistemas de proyección amplia: monoaminas, acetilcolina y orexina». En Sydor A, Brown RY (eds.). Neurofarmacología molecular: fundamentos para la neurociencia clínica (2.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill Medical. págs. 158–160 . ISBN   978-0-07-148127-4El rafe dorsal inerva preferentemente la corteza cerebral, el tálamo, las regiones estriatales (núcleo caudado-putamen y núcleo accumbens) y los núcleos dopaminérgicos del mesencéfalo (p. ej., la sustancia negra y el área tegmental ventral), mientras que el rafe mediano inerva el hipocampo, el septo y otras estructuras del prosencéfalo límbico. ... es claro que la 5HT influye en el sueño, la excitación, la atención, el procesamiento de la información sensorial en la corteza cerebral y aspectos importantes de la emoción (probablemente incluyendo la agresión) y la regulación del estado de ánimo. ... Los núcleos rostrales, que incluyen el núcleo lineal, el rafe dorsal, el rafe medial y el rafe pontino, inervan la mayor parte del cerebro, incluido el cerebelo. Los núcleos caudales, que comprenden el rafe magno, el rafe pálido y el rafe oscuro, tienen proyecciones más limitadas que terminan en el cerebelo, el tronco encefálico y la médula espinal.  
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