Transmisores sinápticos Segunda parte

3. Síntesis, metabolismo, metabolitos de excreción, receptores, acciones y estructuras del sistema nervioso donde actúan.

3. Síntesis, metabolismo, metabolitos de excreción, receptores, acciones y estructuras del sistema nervioso donde actúan.

Adrenalina:

Síntesis:

a.       Oxidación de la tirosina a dihidroxifenilalanina o dopa, por intermedio de la enzima tirosinhidroxilasa, en el citoplasma de las terminaciones nerviososas.

b.      La dopa se transforma en dihidroxifeniletilamina o dopamina, por acción de la enzima dopadescarboxilasa.

c.       La dopamina se oxida a noradrenalina por intermedio de la enzima dopamina-beta-hidroxilasa, que se encuentra en las vesículas granulosas o gránulos de las terminaciones nerviosas o en los gránulos cromafínicos de la médula suprarrenal.

d.      La noradrenalina abandona los gránulos de la médula suprarrenal y se metila dando adrenalina por acción de la enzima feniletanolamina-N-metiltranseferasa en el citoplasma.

Metabolismo:

-          Escisión, por las enzimas monoaminooxidasa y  la catecol-O-metiltransferasa.

Metabolitos de excreción:

-          La mayor parte de de la adrenalina se une con un radical O-metilo, en donde la mayor parte que no se excreta, se oxidan.

-           El metabolito más abundante de las catecolaminas en la orina es el ácido 3-motoxi-4-hidroximandélico, otras pequeñas cantidades de los derivados O-metilados también se conjugan con sulfatos y glucorónidos. 

Receptores:

a.       Los receptores alfa.

b.      Receptores beta. Se han clasificado los receptores beta, en dos grupos:

·         Receptores beta₁.

·         Receptores beta₂.

Acciones:

·         Prepara para la huida.

·         Taquicardia.

·         Hipertensión arterial.

·         Midriasis.

·         Hiperglucemia.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Tronco del encéfalo.

·         Hipotálamo.

Noradrenalina:

Síntesis:

a.       Oxidación de la tirosina a dihidroxifenilalanina o dopa, por intermedio de la enzima tirosinhidroxilasa, en el citoplasma de las terminaciones nerviososas.

b.      La dopa se transforma en dihidroxifeniletilamina o dopamina, por acción de la enzima dopadescarboxilasa.

c.       La dopamina se oxida a noradrenalina por intermedio de la enzima dopamina-beta-hidroxilasa, que se encuentra en las vesículas granulosas o gránulos de las terminaciones nerviosas o en los gránulos cromafínicos de la médula suprarrenal, donde penetra la dopamina.

-          Los receptores son:

a.       Los receptores alfa.

b.      Receptores beta. Se han clasificado los receptores beta, en dos grupos:

·         Receptores beta₁.

·          Receptores beta₂.

Metabolismo:

1.       Recaptación por las propias terminaciones nerviosas adrenérgicas.

2.       Difusión desde las terminaciones nerviosas hacia los líquidos corporales contiguos, y luego hacia la sangre.

3.       Escisión, por las enzimas monoaminooxidasa y  la catecol-O-metiltransferasa.

Metabolitos de excreción:

-          La mayor parte de la adrenalina se une con un radical O-metilo, en donde la mayor parte que no se excreta, se oxidan.

-           El metabolito más abundante de las catecolaminas en la orina es el ácido 3-motoxi-4-hidroximandélico, otras pequeñas cantidades de los derivados O-metilados también se conjugan con sulfatos y glucorónidos. 

-          A diferencia de la adrenalina, las terminaciones nerviosas noradrenérgicas de la monoaminooxidasa intracelular, convierte todo el tiempo una parte de la noradrenalina en los derivados sin actividad biológica, ácido 3,4-dihidroximandelico y su glicol correspondiente, estos se transforman en sus derivados O-metilados correspondientes, y 3-metroxi-4-hidroxifenilglicol.

Acciones:

·         Prepara para la huida.

·         Taquicardia.

·         Hipertensión arterial.

·         Aumenta la respiración, por lo que se ha usado como medicamento contra el asma.

·         Midriasis.

·         Hiperglucemia.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Tronco del encéfalo.

·         Hipotálamo.

Dopamina

Síntesis:

a.       Oxidación de la tirosina a dihidroxifenilalanina o dopa, por intermedio de la enzima tirosinhidroxilasa, en el citoplasma de las terminaciones nerviososas.

b.      La dopa se transforma en dihidroxifeniletilamina o dopamina, por acción de la enzima dopadescarboxilasa.

Receptores:

·         Se dividen en: D_1, D_1, D_2, D_3, D₄ y D_5. D₃ y D₄ desempeñan un papel importante en el control mental, mientras que la activación de los receptores D₂ controla el sistema extrapiramidal.

Metabolismo:

-          La dopamina es inactivada por el reingreso mediante el transportador de dopamina, luego es clivada enzimáticamente por la catecol-O-metil transferasa (COMT) y la monoamino oxidasa (MAO).

Metabolitos de excreción:

-          El ácido dihidroxifenilacético y el ácido homovanílico también se conjugan sobre todo con sulfatos.

Acciones:

·         Actúa como inhibidor

·         En el comportamiento

·          La cognición

·          Actividad motora

·          La motivación

·          La regulación de la producción de leche

·          El sueño

·          El humor

·          La atención

·          El aprendizaje

Donde actúa:

·         Área tegmental ventral (VTA)

·         Parte compacta de la sustancia negra

·          Núcleo arcuato del hipotálamo

Acetilcolina:

Síntesis:

Es sintetizada a partir de la colina y el ácido acético por un enzima, la colinacetilasa o colinacetiltransferasa que se encuentra especialmente en el citoplasma de las terminaciones nerviosas. El proceso es el siguiente:

a.       El adenilacetato cede el grupo acetilo a la coenzima A para formar la acetilcoenzima A o acetato activo, merced a la enzima acetoquinasa.

b.      La colinacetilasa transfiere el grupo acetilo de la acetilcoenzima A a la colina, para formar la acetilcolina.

La acetilcolina, se almacena especialmente en las vesículas sinápticas.

Metabolismo:

-          Se escinde en colina e ion acetato, por medio de la acetilcolinesterasa.

Metabolismo de excreción:

-          Colina  e ion acetato.

Receptores:

·         Muscarínico y  nicotínico.

Acciones:

·         Motoras.

·         Neuroendocrinas.

·         Parasimpáticas.

·         Sensoriales.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Corteza cerebral.

·         Neuronas preganglionares del  sistema nervioso autónomo.

·         Neuronas posganglionares del sistema nervioso parasimpático.

Serotonina:

Síntesis:

-          El aminoácido triptófano sufre una hidroxilación en carbono 5 para formar 5-hidroxitriptófano, reacción catalizada por la enzima triptófano hidroxilasa, que utiliza oxigeno y tetrahidrobiopterina (THB) como Cofactores. Seguido de esta reacción, el compuesto formado es descarboxilado a 5 – hidroxitriptamina (5HT), compuesto también llamado serotonina.

Metabolismo:

-          La mayor parte de la serotonina liberada a partir del aminoácido triptófano es sometida a desaminación oxidativa resultando en 5-OH-indolacetico, compuesto inactivo.

Metabolismo de excreción:

-          Ácido hidroxiindolacetico, el cual es el principal metabolito de excreción urinario de la serotonina.

Receptores:

·         5HT1a – Cerebro, nervios intestinales

·         5-HT1c

·         5-HT1d

·         5-HT2 – Cerebro, corazón, pulmones, control del musculo liso, vasos sanguíneos y plaquetas.

·         5-HT3 – Sistema nervioso autonómico

·         5-HT4

·         5-HT5, 6, 7 – Cerebro

Acciones:

-          Controla mediante inhibición: ira, agresión, temperatura corporal, el humor, el vómito, la sexualidad, y el apetito.

-          También puede actuar en la elaboración de la melatonina, una hormona fabricada en la glándula pineal, encargada de la regulación del sueño.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Núcleos cerebelosos profundos

·         Corteza cerebelosa

·         Medula espinal

·         Tálamo

·         Hipotálamo

·         Hipocampo

·         Cíngulo

·         Amígdala

·         Neocortex

Histamina:

Síntesis:

-          La histamina se produce por descarboxilación de histidina, reacción catalizada por histidina descarboxilasa, así como por una descarboxilasa de aminoácidos aromáticos que también utiliza fenilalanina, tirosina, y triptófano como sustratos.

Metabolismo:

-          Una vez formada, la histidina es almacenada o rápidamente inactivada por la histamina metil-transferasa (HMT), y la diamino oxidasa (DAO), esta última se expresa fuera del sistema nervioso central.

Metabolismo de excreción:

-          Metilhistamina.

-          Ácido metilimidazol-acético, o como ácido imidazolacético debido a la oxidasa de diamina conocida también como histaminasa.

Receptores:

·         H1 – vasodilatación sistémica

·         H2 – relajación de musculo liso

·         H3 – autoreceptor pre-sináptico

·         H4

Acciones:

-          Neuromodulador: Regula las respuestas a otros neurotransmisores.

-          Incrementa la excitabilidad de las neuronas del sistema nervioso central

-          Regulación del consumo de líquidos, temperatura corporal y secreción de hormona antidiurética

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Cerebro

·         Medula espinal

GABA:

Síntesis:

-          El ácido γ-aminobutírico es sintetizado a partir de la descarboxilación del acido glutámico, reacción catalizada por la glutamato descarboxilasa que se encuentra en sustancia gris de sistema nervioso central, y utiliza piridoxalfosfato como cofactor.

Metabolismo:

-         Después de ser liberado, el GABA es reciclado en milisegundos por un sistema de recaptación celular de alta afinidad al sodio y proteínas transportadoras dependientes de cloruro, localizadas en la membrana plasmática de las células gliales y las terminales nerviosas presinápticas.

Metabolismo de excreción:

-          Glutamato

Receptores:

-          GABAa: el receptor es parte de un canal iónico asociado a un ligando.

-          GABAb: el receptor abre o cierra canales iónicos mediante intermediarios (proteínas G)

Acciones:

-          El ácido γ-aminobutírico es el principal inhibidor sináptico mediante la unión a receptores transmembranales de procesos pre-sinápticos y post-sinápticos, esta unión puede causar que se abran canales iónicos para permitir el flujo de cloro (cargado negativamente) adentro de la célula o potasio (cargado positivamente) afuera de la célula.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

-          El ácido γ-aminobutírico es el principal transmisor en neuronas inhibitorias de cerebro y médula espinal. Se lo encuentra también en células de Purkinje y en canasta del cerebelo, células granulosas del bulbo olfatorio y amacrinas de la retina.

Glicina:

Síntesis:

-          La glicina es sintetizada a partir de la serina. En una primera reacción, la fosfoserina fosfatasa desfosforila a la fosfoserina produciendo serina, en una segunda reacción la enzima serina hidroximetil transferasa va a actuar sobre la serina produciendo glicina.

Metabolismo:

-          En el metabolismo de la glicina toma lugar un sistema llamado sistema de degradación de la glicina (GCS) “Glycine cleavage system” el cual está compuesto por cuatro proteínas: Proteína T, proteína P, proteína L, y proteína H.

Receptores:

-          Actualmente se conocen cuatro formas de la subunidad α de el GlyR: GLRA1, GLRA2, GLRA3, GLRA4. Y una sola forma de la subunidad β: GLRB

Acciones:

-          Neurotransmisor inhibitorio del sistema nervioso central, que es capaz de crear un potencial inhibitorio post-sináptico, que disminuye la probabilidad de que un futuro potencial de acción ocurra en una neurona post-sináptica o α-motoneurona.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Medula espinal

·         Mesencéfalo

·         Protuberancia

·         Bulbo raquídeo

Glutamato

Síntesis:

-          La glutamina se transforma en glutamato por acción de la glutamina sintetasa o glutaminasa en las vesículas de almacenamiento de las neuronas presinápticas las cuales migran hacia la membrana celular y por un proceso de exocitosis es excretado a la hendidura sináptica.

Metabolismo:

-           El glutamato es convertido a oxalacetato α-cetoglutarato.

Metabolismo de excreción:

-          Puede formar aspartato.

-          Fumarato.

Receptores:

·         Receptor NMDA

·         Receptor AMPA

·         Receptor de Kainato

Acciones:

·         Recaptación glial: vuelve a formar glutamina en la glía, por acción de la glutamina transferasa y se almacena cómo reserva en las mitocondrias de la primer neurona. Desde allí el ácido alfa ceto glutárico Atraviesa la membrana mitocondrial y constituye el ciclo de la glutamina que tiene como función la energía neuronal.

·         Recaptación presináptica: mediante una bomba Na/K reingresa a la célula, pero una porción de lo recaptado, por proceso de recaptación reversa y acción de una bomba K/Na, vuelve a salir a la hendidura con gran liberación de radicales libres.

·         Agonismo AMPA: se ubica en el sitio del agonista glutamato del receptor ácido propiónico alfa amino 3 hidroxi 5 metil 4 isoxazol, abriendo el canal de sodio.

·         Agonismo NMDA: se ubica en el sitio del agonista glutamato del receptor n-metil d-aspartato, intentando estimular el canal iónico para la entrada de calcio.

·         Agonismo de otros receptores: se ubica en el sitio de los agonistas glutamato de los receptores kainato y quisqualato.

·         Agonismo metabotrópico: a este nivel el glutamato actúa como aminoácido excitatorio a nivel del receptor proteico en el glicocálix de la neuroteca y se combina con la adenil ciclasa para activar el segundo mensajero: cAMP.

Estructuras del sistema nervioso donde actúan:

·         Todo el sistema nervioso central.

Aspartato

Síntesis:

·         Producido a partir del oxalacetato por una reacción de transaminación.

·         También se sintetiza del dietil sodio eftalimidomalonato

Metabolismo:

-          La desanimación del aspartato es posible debido a la perdida adicional de energía libre concomitante a la estabilización por resonancia del producto. Algunos protistas usaran aspartato como combustible de esta forma.

-          El mecanismo de inactivación es la recaptación.

Metabolitos de excreción:

-          Glutamato.

Receptores:

·         Receptores NMDA

Acciones:

·         Excitador post-sinaptico

Estructuras del Sistema nervioso donde actúan:

·         Estructura sináptica de las células de todo el sistema nervioso central

Encefalina

Síntesis:

Se secretan de un único precursor que es la pro-opiomelanocortina (POMC); éste pasa por varios cortes peptídicos para formar finalmente las α-, β-, y γ-endorfinas.

Metabolismo:

-          La degradación de las encefalinas se realiza por hidrólisis. Las posibles enzimas son: las aminopeptidasas, dipeptidilaminopeptidasa  y la endopeptidasa.

Metabolitos de excreción:

-          Aminoácidos.

Receptores:

·         Receptores opioides M

·         Receptores opioides D

Acciones:

·         Inhiben las acciones del Glutamato y sustancia P.

·         Aumenta el umbral de descarga de las neuronas que transportan el estímulo doloroso, reduciendo así las descargas de impulsos dolorosos y la percepción del dolor a nivel de la circunvolución poscentral.

Estructuras del Sistema nervioso donde actúan:

·         Globus Pallidus

·         Tálamo

·         Núcleo caudado

·         Sustancia gris periacuaeductal

·         Sustancia gris

·         Medula espinal

Endorfinas

Síntesis:

La CRH estimula en la adenohipofisis la formación de POMC la cual es dividida en las células córticotropas de la adenohipofisis generando ACTH y b-lipotrofina. La b-endorfina es producto de la escisión de la b-lipotrofina en la adenohipófisis siendo secretada a la sangre posteriormente.

Metabolismo:

-          Se hidroliza por acción de peptidasas en varios péptidos menores y aminoácidos.

Metabolitos de excreción:

-          Aminoácidos.

Receptores:

·         Receptores opioides D

·         Receptores opioides M

·         Receptores opioides K

Acciones:

Moduladora de:

·         Dolor

·         Reproducción

·         temperatura corporal

·         hambre

·         Placer

Estructuras del Sistema nervioso donde actúan:

• Hipotálamo
• Amígdala
• Locus ceruleus

Bibliografía

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Química Biológica. Antonio Blanco/ 8va Edición

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