Clase 3: Neurotransmisores

Prof. Adj. Dr. José Manuel Verdes

Unidad Temática: Neurofisiología

Curso de Fisiología. Área III, 2012

• Comprender las bases de la neurotransmisión en las sinapsis químicas.

• Clasificar los diferentes tipos de neurotransmisores y neuromoduladores conocidos , así como los principales sitios de acción en el Sistema Nervioso.

• Asociar estos sitios de acción específicos a la anatomía y la función de diferentes regiones del Sistema Nervioso.

• Analizar algunos enfermedades o terapias que utilizan el conocimiento básico en la clase.

SUMARIO FISIOLOGÍA DE LA SINAPSIS

NEUROTRANSMISORES

DEFINICIÓN

CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN

CLASIFICACIÓN (PRINCIPALES FAMILIAS)

SÍNTESIS DE NEUROTRANSMISORES

CONCEPTO DE COTRANSMISIÓN

NEUROTRANSMISORES EXCITADORES

NEUROTRANSMISORES INHIBIDORES

NEUROMODULADORES

ESTUDIO DE CASOS

MIASTENIA GRAVIS, PARKINSON, CURARE, BOTULISMO, TETÁNOS

ANTECEDENTES

1900

La estimulación eléctrica de

los nervios simpáticos,

produce efectos similares

que la administración de

extractos de la medula

adrenal.

John Langley

1921

El nervio vago inhibe el

corazón al liberar ACh

Otto Loewi

1930

La Ach es el transmisor en

los ganglios autónomos y en

la placa neuromuscular.

Henry Dale

1970

“Cuanto más se descubre

sobre las propiedades de las

sinapsis , menos crece la

inclinación a hacer

afirmaciones generales

acerca de su modo de

acción”.

Bernard Katz

¿QUÉ ES UN NEUROTRANSMISOR?

CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN:

ES UNA SUSTANCIA QUÍMICA QUE ES SINTETIZADA EN UNA NEURONA,

ESTÁ CONTENIDA EN LA TERMINAL PRESINÁPTICA, ES LIBERADA EN

RESPUESTA A LA ACTIVIDAD NERVIOSA Y ACTÚA EN SITIOS RECEPTORES

ESPECÍFICOS EN LA CÉLULA POSTSINÁPTICA PARA PRODUCIR CAMBIOS,

GENERALMENTE EN LAS CONDUCTANCIAS IÓNICAS, QUE ALTERAN LA

ACTIVIDAD DE LA CÉLULA RECEPTORA.

1) SÍNTESIS

2) LIBERACIÓN

3) IDENTIDAD DE LA ACCIÓN

4) REMOCIÓN (INACTIVACIÓN)

SUSTANCIA QUE SE LIBERA POR UNA NEURONA EN LA SINAPSIS Y

QUE AFECTA DE MANERA ESPECÍFICA A OTRA CÉLULA.

DEFINICIÓN

El Sistema Nervioso

Utiliza 2 tipos

principales de sustancias

químicas para la

comunicación

Trasmisores de

Pequeño tamaño

Péptidos neuroactivos

PROCESO DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA

INACTIVACIÓN DEL NT

G - DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA

H - DIFUSIÓN

I - RECAPTACIÓN POR LA

TERMINAL PRESINÁPTICA

J - CAPTACIÓN POR LAS CÉLULAS

GLIALES

B - TRANSPORTE DEL NT HACIA LA

TERMINAL PRESINÁPTICA

A - SÍNTESIS DEL NT

Principio de DALE

C - ALMACENAMIENTO DEL NT EN

LAS VESÍCULAS SINÁPTICAS

D - LIBERACIÓN DEL NT HACIA

LA HENDIDURA SINÁPTICA (DEPENDIENTE DE CALCIO, RETARDO

SINAPTICO)

E - DIFUSIÓN DEL NT

F- UNIÓN DEL NT CON RECEPTORES

ESPECÍFICOS

PRINCIPALES FAMILIAS DE NEUROTRANSMISORES

SISTEMA COMPUESTO

AMINOACIDÉRGICO ASPARTATO

GABA

GLICINA

GLUTAMATO

TAURINA

COLINÉRGICO ACETILCOLINA

MONOAMINÉRGICO ADRENALINA

DOPAMINA

HISTAMINA

NORADRENALINA

SEROTONINA

TRIPTAMINA

El ATP y la adenosina: Nuevo

grupo de mensajeros químicos

• Neuronas simpáticas que se conectan con

conducto deferente y fibras musculares

cardíacas.

• Plexo nervioso de músculo liso intestinal.

• Neuronas de Ganglio de la raíz dorsal que

se conectan en asta dorsal de medula

espinal.

• AÚN EN ESTUDIO…

Neurotransmisores aminoacidérgicos

• En el CEREBRO, principalmente:

• Excitatorio (GLUTAMATO).

• Inhibitorio (GABA).

• En la MEDULA ESPINAL y porción

terminal del TRONCO ENCEFÁLICO:

• Inhibitorio (GLICINA).

• Toxina tetánica inhibe liberación de GABA

y glicina (tétanos, unión irreversible a las

neuronas).

AMINOÁCIDOS EXCITADORES

EL GLUTAMATO (y la glicina) SON DOS DE LOS 20 AMINOÁCIDOS MÁS

ABUNDANTES DE LAS PROTEINAS DE TODAS LAS CÉLULAS.

TANTO EL GLUTAMATO

COMO EL ASPARTATO

TIENEN UNA DISTRIBUCIÓN

UBICUA EN EL CEREBRO.

RECEPTORES DE GLUTAMATO. NMDA, AMPA y KAINATO. Ionotropos

AMPA. Controla canal de sodio, el más común-

METABOTROPO-S (autoreceptores)

Neurotransmoduladores

Tiene efectos directos no

Mediados por receptores

ÁCIDO GAMA

AMINO

BUTÍRICO

(GABA)

LAS NEURONAS GABAÉRGICAS SE HALLAN AMPLIAMENTE DISTRIBUÍDAS EN

EL SNC. LAS NEURONAS QUE UTILIZAN GLICINA SE HALLAN LIMITADAS A LA

MÉDULA ESPINAL Y AL BULBO RAQUÍDEO.

RECEPTORES

IONOTROPO GABA A- Cl-

METABOTROPO GABA B- K+

También tiene efectos directos

no mediados por receptores

Receptor de GABA tipo A (inhibitorio)

Neurotransmisores colinérgicos

ACETILCOLINA

NEURONAS COLINÉRGICAS:

- MOTONEURONAS

- SNA

- ENCÉFALO (amplia distribución, a destacar los ganglios basales)

protuberancia dorsolateral y prosencefalo basal

RECEPTORES

Metabotropos Ionotropos.- Muscarínicos y Nicotínicos

Es la principal sustancia

trasmisora secretada por

los axones eferentes del SNC

RECEPTORES IONOTRÓPICOS (NICOTÍNICOS)

MUSCULOS (RÁPIDOS)

RECEPTORES METABOTRÓPICOS (MUSCARÍNICOS)

PRINCIPALMENTE EN SNC (LENTOS)

SUEÑO

PARADOJAL

ACTIVACIÓN

CORTICAL Y

APRENDIZAJE

MEMORIA

Botulismo en bovinos y caninos

No atraviesa Barrera HE, actúa sobre el sistema

nervioso periférico, a nivel de la placa

neuromuscular y en el sistema autónomo. La

toxina botulínica bloquea la liberación de

acetilcolina, causando parálisis fláccida de los

músculos esqueléticos y un fallo parasimpático.

Otras sustancias exógenas que

inactivan o inhiben la AChE

• Insecticidas (Organofosforados, carbamil).

• Diagnóstico y tratamiento de Miastenia

Gravis (Edrofonio y Neostigmina)

• Se describió en el humano, es común en

perro e infrecuente en gatos.

• Se puede reproducir en roedores.

Miastenia Gravis

Neurotransmisores monoaminérgicos

MONOAMINAS

Neuronas dopaminérgicas

CATECOLAMINAS DOPAMINA NEURONAS DOPAMINÉRGICAS:

Retina, Locus niger.

- SNC (VÍAS DOPAMINÉRGICAS)

- GANGLIOS SIMPÁTICOS

- GANGLIOS VISCERALES

- ARTERIAS MESENTÉRICAS Y

RENALES

VÍAS DOPAMINÉRGICAS RELACIONADAS AL SISTEMA MOTOR

(deficiencia de dopamina: Enfermedad de Parkinson ??).

RECEPTORES METABOTROPOS

Inhibidores de la recaptación

Anfetamina, Cocaina,

Metilfenidato (Ritalina)

Núcleo caudado

Putamen

La Reserpina impide el almacenamiento de las

monoaminas en vesículas (bloquea los

Transportadores) Agonista antagonista Apomorfina

Antagonista Clorpromacina

Sistema nigroestriatal

Grupos más importantes de neuronas noradrenérgicas y

la distribución de sus axones y botones terminales

NORADRENALINA

(NOREPINEFRINA)

COMPLEJAS FUNCIONES MODULADORAS EN EL TRONCO ENCEFÁLICO

RECEPTORES PRESINÁTICOS METABOTROPOS, y

Locus coerouleus

Reacción de despertar

Liberación en varicosidades axónicas

Aumenta estado de vigilia

SEROTONINA

SEROTONINA

LOS NÚCLEOS MEDIOS DEL RAFE ESTÁN IMPLICADOS EN LA REGULACIÓN

DE LA ATENCIÓN Y OTRAS FUNCIONES COGNITIVAS COMPLEJAS.

PAPEL EN EL SUEÑO Y EN LA PERCEPCION DEL DOLOR

Triptofano

5-hidroxitriptofano

5 hidroxitriptamina

RECEPTORES. METABOTROPOS (La mayoría)

IONOTROPOS ( uno) Controla los canales de Cloro.

Fluoxetina (Prozac) Inhibe la recaptación.

LSD (efectos alucinógenos): actúa sobre receptores de 5HT2

90% se secreta en el intestino, el resto en

plaquetas y SNC

Tratamiento de algunos tipos de

Agresividad Canina

• Se han correlacionado bajos niveles de serotonina

en SNC con desarrollo de conductas agresivas en

perros.

• El tratamiento con FLUOXETINA a través de

inhibir la recaptación de serotonina puede

disminuir la manifestación de conductas agresivas

en perros, facilitando así el entrenamiento o el

recondicionamiento del animal agresivo.

¿QUÉ ES UN NEUROMODULADOR?

DEFINICIÓN:

“CUALQUIER SUSTANCIA QUÍMICA PRODUCIDA POR LAS

CÉLULAS (ORIGEN NO-SINÁPTICO) QUE AFECTE LA EXCITABILIDAD DE

LAS NEURONAS” FLOREY, 1967.

CARACTERÍSTICAS: 1) NO TIENEN EFECTOS PROPIOS PERO PUEDEN

ALTERAR LOS EFECTOS DE LOS NT.

2) ACCIÓN PROLONGADA EN EL TIEMPO.

3) NO ESTÁN RESTRINGIDOS ESPACIALMENTE A LA

SINAPSIS, O TEMPORALMENTE A LA ACCIÓN DEL NT.

4) SU LIBERACIÓN PUEDE SER CONTÍNUA O

INTERMITENTE.

5) SU ACCIÓN PUEDEN SER DIRECTAMENTE A NIVEL

INTRACELULAR (MÁS QUE EN RECEPTORES DE

MEMBRANA).

¿POR QUÉ NO SON NEUROTRANSMISORES?

CRITERIO DE “IDENTIDAD DE ACCIÓN”

ANGIOTENSINA

BOMBESINA

CARNOSINA

COLECISQUININA (CCK)

ENDORFINA

HORMONA LIBERADORA DE LH (LHRH)

METIONINA Y LUECINAS ENCEFÁLICAS

MOTILINA

NEUROMEDINAS

NEUROPÉPTIDO Y

NEUROTENSINA

OXITOCINA

SOMATOSTATINA

SUSTANCIA P

HORMONA LIBERADORA DE HORMONA TIROIDEA (TRH)

PÉPTIDO INTESTINAL VASOACTIVO (VIP)

VASOPRESINA

NEUROPÉPTIDOS

A modo de

ejemplo, se

mencionan solo

algunos de una

lista mucho mayor,

aún en revisión…

CO-TRANSMISIÓN

SE HAN DESCRIPTO MUCHOS CASOS DE NEURONAS QUE

LIBERAN DOS O TRES NT DIFERENTES.

POR LO GENERAL SE ASOCIA UNA AMINA ENDÓGENA CON

GABA, O EL GABA CON ACH.

TAMBIÉN ES MUY FRECUENTE LA ASOCIACIÓN DE NT CON NEUROPÉPTIDOS.

¿FORMA DE LIBERACIÓN?

¿IMPORTANCIA FISIOLÓGICA?

ASOCIACIONES DE TRANSMISORES Y PÉPTIDOS EN EL SNC

PRINCIPALES FUNCIONES NERVIOSAS EN LAS

QUE PARTICIPAN LOS NEUROPÉPTIDOS

La transmisión sináptica finaliza una vez

que se elimina el transmisor de la hendidura

sináptica

• Esto es posible mediante 3 mecanismos básicos:

1. DIFUSIÓN.

2. DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA.

3. RECAPTACIÓN.

Ejemplos de estrategías farmacológicas más utilizadas:

A MODO DE SÍNTESIS…

EXISTEN MUCHAS SUSTANCIAS NEUROTRANSMISORAS, ALGUNAS

CON DISTRIBUCIÓN AMPLIA Y OTRAS LOCALIZADAS EN

ALGUNAS PARTES DEL SNC.

CONCEPTO DE ACCIÓN RELACIONADA AL TIPO DE RECEPTOR Y

LOCALIZACIÓN DEL MISMO.

COTRANSMISIÓN (NT Y NEUROMODULADORES).

Bibliografía

•Carlson NR (2000): Fisiología de la Conducta.

Editorial Ariel Neurociencia, España.

•Kandel ER, Jessell TM, Schwartz JH (1997).

Neurociencia y Conducta. Editorial Prentice Hall,

España.

•Guyton-Hall (1997). Tratado de Fisiología Médica.

Editorial Interamericana Mc Graw-Hill, México.

•Otros textos de Fisiología Veterinaria (Dukes,

Cunningham, otros...).