Clase 5 Neurotransmisores

download Clase 5 Neurotransmisores

of 61

Transcript of Clase 5 Neurotransmisores

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    1/61

    NeurotransmisoresDr. Rodrigo Varas.

    [email protected]

    Neurociencia

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    2/61

    Clase anterior:

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    3/61

    El objetivo de la clase de hoy es

    Identificar y caracterizar distintos sistemas de neurotransmisores

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    4/61

    Sistemas de neurotransmisores

    GABA

    GLUTAMATO

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    5/61

    Glutamina + H2O Glutamato + NH3Glutaminasa

    -cetoglutarato + NADPH + NH4+ Glutamato + NADP++ H2O

    Glu deshidrogenasa

    (cido glutmico)

    Neurotransm iso r excitator io ms abun danteen SNC.

    Amino cido cido (pKa ~4, ionizado a pH 7,4) .

    Muy abundante e hidrosoluble.

    No atraviesa la barrera hemato-enceflica.

    Sntes is lo cal a part ir de vas m etablic as:

    i) glucosa (ciclo Krebs).

    ii) glutamina (astrocitos)Acido glutmico

    -cetoglutarato + - amino cido Glutamato + -oxo cido

    GABA-transaminasa

    Glutamato

    Glutamina sintasa

    Neurona

    Astrocito

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/L-Glutamin_-_L-Glutamine.svg
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    6/61

    Receptores Ionotrpicos:

    Gen ancestral, estructuralmente distintos aotros receptores ionotrpicos: tetrmeros, 4TM.

    Canales cat inicos no select ivos.Clasificados farmacolgicamente en dosgrandes grupos:

    i) receptores NMDA

    ii) receptores no-NMDA.

    NMDA

    Receptores NMDA:

    ~6 subtipos; tetrmeros; 4TM (*TM2).

    Dependenc ia de vo ltaje(bloqueo por Mg2+).

    Numerosos sitios de regulacin.

    Alta permeabilidad a Ca2+(plasticidad)Asociados a plas tici dad sinpti ca y LTP.

    Antagonistas: memantina (Alzheimer)

    amantadina (Parkinson)

    fenilciclidina (PCP, alucingeno)

    ~95-100 kDa

    Glutamato

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    7/61

    Receptores no-NMDA:

    Gran diversidad (RNA splicing )~9 subtipos; tetrmeros; 4TM (*TM2).

    Dos grandes grupos: i) Receptores AMPA

    ii) Receptores Kainato.

    Receptores AMPA:

    El ms abun dan te de lo s GluRs.

    Heterotetrmeros (parejas de dmeros).

    4 sitios de unin, con 2 ocupados se abre.

    Cinticas d e apertu ra y ci err e muy rpida.

    Subunidad GLU2 permeabilidad a Ca2+.

    Junto con NMDARs se asocia a LTP.

    Antagonista: A. kinurnico (derivado Trp)

    - anticonvulsionante

    Receptores Kainato:

    Los menos conocidos.

    5 subunidades; tetrmeros (diversidad).

    Gran segmento N-termin al(sitio de unin).

    Baja permeabilidad a Ca2+.

    Inestable en estado abierto.

    Receptores Ionotrpicos:

    Glutamato

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    8/61

    El msdivergentede la superfamilia GPCRs.

    Sitio de unin en cadena N-terminal.Larga cadena C-terminal.

    8 subtipos de mGluRs (854 a 1179aa).

    Clasificados en 3 grupos:

    Grupo I:mGluR1 y mGluR5.

    Activacin por a .quisculico.

    Gq/11 PLC/PKC.

    Usualmente postsinpticos.

    Pueden tener efectos inhibitorios.

    Grupo s II y III:

    Grupo II: mGluR2 y mGluR3.

    Grupo III: mGluR4, mGluR6, mGluR7 y mGluR8.Generalmente va Gi (-) AMPc/PKA .

    Comunes en terminal presinptico.

    Antagonista mGluRs II: LY341495

    hiperlocomocin por anfetaminas.

    Receptores Metabotrpicos (mGluRs):

    Glutamato

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    9/61

    Principal mecanismo

    de inactivacin

    Carga de Glu:

    H+

    -ATPasa

    Principal mecanismo

    de regulacin

    Fundamental en regularlos niveles de Glu

    Glutamato

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    10/61

    Papel protagnico en la gran mayora de las sinapsisexcitatorias en el SNC.NMDARs, AMPARs y mGluRs participaran en LTP

    aprendizajey memoria

    Episodios epilpticos, Isquemias, E. de Alzhemier:asociado conacum ulacin Glu extracelular(Sistemas de recaptura/muerte celular)

    Enfermedad de Huntington (neurodegenerativa)asociado a hipersensibilidad a Glu

    Antagonistas glutamatrgicos(memantina NMDARs)PAPEL NEUROPROTECTOR

    J Comp Neurol. 2005; 487(1):15-27

    mGluR2 y mGluR3

    NMDARs

    Acido glutmico: Acidoasprtico:

    * El amino cido aspartatotambin esconsiderado un neurotransmisor

    excitatorio: agonista de NMDARs

    Sinapsis glutamatrgicasDistribudas extensivamente en el SNC:

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/L-aspartic-acid-skeletal.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/L-aspartic-acid-skeletal.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    11/61

    Glutamato GABA

    Glutamato

    descarboxilasaGABA -

    transaminasa

    Succinato

    El neuro transm iso r inhib itorio ms abund anteen SNC.

    Derivado del metabolismo de la glucosa (ciclo de Krebs).

    Su precurso r inmediato es el glutamato(!)

    Enzima clave: Glutamato descarboxilasa (GAD).

    Isoformas descritas GAD65 y GAD67 (cofactores).

    Particularidad en la sntesis de GABA:

    + -cetoglutarato

    GABA-T es una enzima clave tanto en la sntesis como en la degr adacin de GABA!

    (GABA shunt permite controlar los niveles de GABA)

    GABA es un zwitterion a pH 7,4

    Acido -amino butrico: GABA

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    12/61

    Estructuralmente muy similares a nAChRs.

    Pentamricos (221): ~275kDa.

    Canal select ivo al anin cloru ro(Hill= 2).

    Subunidad formadora de poro.

    Isoformas predominantes en SNC: 1, 2, 2.

    Benzodiazepinas(y otros ansiolticos):

    aumentan afinidad por GABA (/).

    Barbitricos(ansiolticos, hipnticos):

    aumentan afinidad por GABA ().

    Picrotoxina, bicuculina (convulsionantes).

    antagonistas selectivos GABAARs.

    Cl-

    GABA

    GABA

    Cl

    -

    Receptor GABAC: subtipo de GABAARs?

    Farmacolgicamente distintos.

    Subunidad , neuronas bipolares retina.

    Receptores Ionotrpicos: GABAARs

    Acido -amino butrico: GABA

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    13/61

    GPCRs con alta homologa con mGluRs.

    GABAB1Rs y GABAB2Rs.

    Isoformas GABAB1ay GABAB1b.

    Funcionalmente: heterodmeros GABAB1/2Rs.

    Generalmente va Gi (-) AMPc(+) IK+.

    (menos comn) (-) ICa2+.

    Pre- y postsinpticos (autorreceptores inhibitorios)

    GABA K+

    Baclofeno: antiespamdico (esclerosis mltiple, neuralgias, etc.)agonista select ivo GABABRs.

    GABABacofleno

    Receptores Metabotrpicos: GABABRs

    Acido -amino butrico: GABA

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/BaclofenStructure.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    14/61

    Factor limitante en lasntesis (marcador)

    Baja especificidad(glicina);H+

    Regulacin de laliberacin.

    Inactivacin.

    Ciclo de vida del GABA

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    15/61

    Distribuidas ex tensvamen teen el SNC (interneuronas).

    Corteza prefrontal (funcin ejecutiva).Hipocampo (memoria).Cerebelo (movimientos).Cuerpo estriado (control movimientos, cognicin).

    Enfermedad Huntington

    Regulacin de otros circuitos (vigilia, etc.).

    Bajos niveles de GABAdesrdenes bipolares (c.Valproico inhibe la GABA transaminasa).

    Asociadas a ansiedad y depresin (BZD y barbitricos).

    Sinapsis GABArgicas

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    16/61

    Sinapsis GABArgicas

    Propofol

    Diprivan (AstraZeneca).

    Agente hipntico, induccin de anestesia.

    Aumenta actividad GABAARs.

    Vasodilatacin (hipotensin) y apnea.

    Causa de muerte?

    Lorazepan

    Benzodiazepina

    Agente anisoltico, amnsico, relajante muscular.Aumenta actividad GABAARs.

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    17/61

    Serina

    Neurotransmisor inhibitorio ms importante en mdula esp in al.

    El amino cido ms simple.Derivado del amino cido serina (Ser hidroximetil transferasa).

    Recept or io no trpic o pentamric o, canal de clor ur o.

    Alta homologa con GABAARs (bloqueo por picrotoxina).

    Estr icninaes potente antagonista de GlyRs.

    Sistema glicinrgico involucrado en percepcin sensor ia l(visin, audicin) y func in motora(mdula espinal).

    GlyRs en mdula es p in alterapia con tra el dolor.

    Mutacin en subunidad GlyR1Hiperesplexia congnita.

    Descrito solamente en vertebrados...

    Glicina

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3f/Glycine-2D-skeletal.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e2/L-serine-skeletal.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    18/61

    El primer neurotransmisor descrito (Otto Loewi, 1921) y el msestudiado (unin neuromuscular).

    En Sistema Nervioso Autnomo:Neuronas pre-ganglionaresNeuronas parasimpticas post-ganglionares.

    EnSistema Nervioso Central:

    Distribucin restringida (ncleos basales).

    El precursor Acetil CoA deriva del piruvato proveniente delmetabolismo de la glucosa:

    Acetil-CoA + Colina Acetilcolina + CoA SH

    Colina-

    acetiltransferasa

    Acetilcolinesterasa

    Acetato + Colina

    ACh: ester de colina ycido actico

    (ChAT)

    Acetilcolina

    Factor limitante en labiosntesis

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    19/61

    El modelo ms estudiado de receptoresionotrpicos.

    Pentamricos (subunidad poro)~290kDa.

    Canal catinico no selectivo(subunidad PCa2+).

    nAChRs musculares y nAChRs neuronales:

    nAChRs muscu lar: 2; 2(Hill = 2).

    antagonistas: curare, atracurio, succinilcolina

    nAChRs neuronal: 23; homopentmero (Hill =2/5).antagonistas: -bungarotoxina (7)

    Receptores Nicotnicos:

    Acetilcolina

    GPCRs(7TM); sitio de unin ACh (TM3)enterrado.

    5 subtipos (m1-m5).Diversidad en el 3er loop intracelular(Protena G): i) m1, m3, m5: Gq/11

    PLC/PKC

    ii) m2, m4: Gi (-) AMPc /PKA

    Los ms comunes en SNC: m1, m3, m4

    (m2 corazn).Agonistas: ACh, muscarina, pilocarpina(glaucoma)

    Antagonistas: atropina, pirenzepina (m1)

    Pre- y postsinpticos.

    Amanita muscaria

    Receptores Muscarnicos:

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/Amanita_muscaria_3_vliegenzwammen_op_rij.jpg
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    20/61

    Derivado del piruvato,etapa limitante en la

    sntesis de ACh.Muy abundante y activa

    Liberacin Ca2+dependiente

    Alta afinidad (Na+)

    Ciclo de vida de la acetilcolina

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    21/61

    S.N. Perifrico S.N. Central

    S.N. Somtico y S.N. Autonmico

    Liberacin de hormonas.

    Contraccin muscular.

    Regula la liberacin de otros neurotransmisores

    E. Alzheimer: bajos niveles ACh (Meynert)

    inhibidores AChE

    (galantamina, rivastigmina).

    Sinapsis colinrgicas

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    22/61

    Dopamina, noradrenalina y adrenalina.

    Formadas en pasos enzimticos sucesivos.

    Derivadas de los aminocidosfenilalanina y t i rosina.Tirosina h idroxi lasa(TH): marca catecolaminrgica.

    Catecolamina inhibe TH (competencia por cofactor).

    Phe Tyr

    cintica muy rpida(bajos niveles DOPA)

    baja especificidad

    requiere sustratoespecifico como

    metil-donor

    Catecolaminas

    Phe-hidroxilasa

    FAOH

    Dficit en la FAOH (hgado) puederesultar en fenilcetonuria(oligofrenia)

    por acumulacin de fenil-derivados

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/L-phenylalanine-skeletal.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/L-phenylalanine-skeletal.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/L-phenylalanine-skeletal.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/L-phenylalanine-skeletal.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    23/61

    Catecolaminapredominanteen SNC.

    Los niveles de DA estn regulados principalmente por:

    L-DOPADopamina

    NE

    AADC DH

    VMAT

    Receptoresdopam inrg ic os

    GPCRs (7TM), sitio de unin (TM3/TM5) enterrado.

    2 subtipos (diversidad en el loop intracelular TM6-TM7):

    i) Recept or es D1 (D1, D5): (+) AMPc/PKA .

    ii) Recept or es D2 (D2, D3, D4): (-) AMPc/PKA.

    Modificaciones post-transduccionales (glicosilacin; S-S)

    Agonistas: apomorf ina(adiccin, Parkinsons).

    Antagonistas: domperidona, haloperidol (esquizofrenia).

    Pre- y postsinpticos.

    Dopamina

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    24/61

    Sistema n igrostr iadoMovimiento

    E. Parkinson: bajos niveles de DA en Sust. Nigra(tratamiento con L-DOPA exgeno)

    Sistem a meso (cort ico )lmbic oRecompensa, refuerzo y anticipacinpsicosis y esquizofrenia

    (antisicticos: bloqueadores D2)

    AdiccinCocana (y anfetaminas) inhiben recaptura de DA

    Sinapsis dopaminergicas

    T d l d di ti i d lib i d

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    25/61

    Todas las drogas adictivas inducen liberacin dedopamina en el ncleo accumbens

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    26/61

    Sntesis :

    N- metil

    transferasa

    DA NE

    DH

    VMAT

    Adrenalina

    NET

    Consideradas hormonas de estrs

    En Sistema Nervioso Autnomo:Neuronas simpticas post-ganglionares.fight or flight

    Noradrenalina/ adrenalina

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    27/61

    R t d i

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    28/61

    Slo receptores metabotrpicos: GPCRs (7TM)

    Adrenalina y noradrenalina como ligandos endgenos.

    Sitio de unin: residuos en TM3, TM5, TM6 y TM7.

    Receptores -ad renrg ic os:

    i) 1Rs (3 subtipos): Gq/11PLC/PKC.

    ii) 2Rs (3 subtipos): Gi(-) AMPc/PKA.

    Receptores -ad renrg ic os:(3 subtipos): Gs(+) AMPc/PKA.

    Ms abundantes en SNC: 2Rs (autorreceptores) y 1Rs .

    Fentolamina (vasodilatador): antagonista Rs.

    Propanolol (hipertensin): antagonista selectivo 2Rs.

    Salbutamol (asma): agonista selectivo 2Rs.

    Receptores adrenrgicos

    S t i

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    29/61

    Trp-hidroxilasa

    Triptfano 5-hidroxi-Trp

    L-AADC

    5-hidroxitriptamina

    Monoamina derivada del triptfano.

    Originalmente descrita como vasoconstrictor en suero sanguneo.En SNC restringida a los Ncleo s d el Rafe(Formacin Reticular)

    fisiologa del sueo, comportamiento sexual y apetito.desordenes bipolares, migraa, depresin, anorexia.

    Sntesis:

    Elevado nivel plasmtico Trpen di eta afecta 5-HT en SNC

    Similar a TH Cintica muy rpida

    5-hidroxitriptamina

    Serotonina

    R t t i i

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    30/61

    5-HT1Prot Gi/o cAMP

    5-HT2Prot Gq/11 IP35-HT4Prot Gs cAMP

    5-HT5Prot G no est totalmente identificado

    Receptores 5-HT3 Receptores 5-HT1(A-D), 5-HT2(A,B) y 5-HT4

    Pentamricos (similares a nAChRs).

    Catinico inespecfico (Hill =2)

    Alta permeabilidad a Na+

    5-HT LSD Psilocina Mescalina DMT

    Receptores serotoninrgicos

    Ci l d id d l t i

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Psilocin_chemical_structure.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    31/61

    No atraviesa barrera hemato-enceflicaCompite con otros Aa aromticos

    Precursor de melatonina(fotoperodo, conducta sexual)

    VMAT2(catecolaminas)

    Principal vainactivacin

    Ciclo de vida de la serotonina

    Si i t i i

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    32/61

    Sinapsis serotoninrgicas

    Proyecta extensivamente a todo el SNC: tlamo, corteza prefrontal, cerebelo.

    Involucrados en funciones bsicas (apetito, vigilia, locomocin).

    Actividad vigilia-dependiente y conectividad con PFCx y vas espinales motoras.(5,7-DHT) disminucin de las entradas 5-HTrgicas favorece memoria aversiva.

    Papel en percepcin (LSD, psilocina, mescalina, MDMA).

    Fluoxetina (antidepresivo)inhibe larecaptura de serotonina

    Histamina

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    33/61

    Amina biognica, hidroflica y vasoact iva.

    Derivada del amino cido histidina.

    Involucrada en respuestas inmunes locales.En el SNC restringida al:

    Hip otlamo Pos teri or(N. Tuberomamilar)ciclo sueo/vigilia, atencin, motivacin.

    Sntesis:

    Diamina-oxidasa

    Histamina

    Receptores histaminrgicos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    34/61

    Receptores H1

    Antihistamnicos:Clorfenamina

    Cetirizina

    Receptores H2Agonista Betazola(funcin gstrica)

    Receptores H3

    Presinptico

    Receptores H4GPCRs

    Descritos en el 2001

    Receptores histaminrgicos

    Sinapsis histaminrgicas

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    35/61

    Ncleo Tuberom amilar(N.T)Proyecta extensivamenteen todo el SNC

    Exceso de Histamina (histadelia) asociado a hiperactividadRegulacin delmetabol ismo general

    Lesin en N. Tuberomamilar asociado a hypersomniaRegul acin del c ic lo sueo/v ig ila

    Neuronas tuberomamilares:Descarga alta frecuen ciaVigil ia

    Descarga baja frecuenc iaDescanso

    No d escargansueosREM y no-REM

    Sinapsis histaminrgicas

    Neuropptidos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    36/61

    Ms de 100 ppt idos neu roact ivosdescritos en SNC

    Receptores metabotrpicos(GPCRs)

    Respuestas complejas, excitatorias o inhibitorias

    En general son co-almacenadoscon neurotransmisoresconvencionales

    Acetilcolinacon VIP y/o Sustancia P.

    Serotoninacon Encefalina y/o Sustancia P.

    GABAcon Somatostatina (hipocampo), CCK,Neuropptido Y (ncleo Arcuato).

    Dopaminacon Neurotensina y/o CCK.

    Noradrenalina: Galanina, Neurotensina y/o Neuropptido Y.

    Expresin gnica

    Flujo sanguneo localSinaptognesis

    Glas

    Neurotensina

    Sustanc ia P

    Neuropptidos

    Ciclo de vida de un neuropptido

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    37/61

    Incorporacin delpptido precursor

    Ciclo de vida de un neuropptido

    Diferencias con neurotransmisores:

    Sntesis principalmente en el cuerpo celular.

    No responden rpidamente a demanda (neurotransmisores s).

    Productos de degradacin pueden ser activos:

    Angiotensina I Angiotensina IIA.C.E.

    Opioides endgenos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    38/61

    (endomorfinas, endorfinas, encefalinas, dinorfina)

    R. - Opioides

    R. - Opioides

    R. - Opioides

    Opioides endgenos (hipotlamo y glndula pituitaria)

    Analgsi cos natu rales accin sobre receptores opioides:

    Las ms estudiadas:endomorf inas.

    endomorfina 1 (Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2): afinidad por -Rs.

    endomorfina 2 (Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2).

    Encefal inas: (Tyr-Gly-Gly-Phe-(Met/Leu)-NH2): agonista -Rsy -Rs

    Endorf inas: (~31 Aa) includa en la va de la ACTH (corticoides).

    Dinorf inas: (~14 Aa) agonistas -Rs(adiccin a cocana).

    Degradadas por aminopeptidasas.

    Opio(morfina), Herona(diacetilmorfina) agonistas

    Morfina Heroina

    Naltrexona/ Met ad ona

    Opioides endgenos

    Orexina

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Heroin-2D-skeletal.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Morphine-2D-skeletal.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    39/61

    Existen dos isoformas (Orexinas A y B) formadas desde un mismo precursor.

    Sintetizada en neuronas del area h ipot almica lateral.

    Se han descritos dos receptores (GPCRs): OX1R y OX2R.Proyecciones hacia TMN, LDT/PPT, entradas desde VLPO y SCN:

    papel central en tran si ci on es su eo/v ig ilia

    (hipocretina)

    Orexina

    Mecanismo orexinrgico de estabilizacindel ciclo sueo/vigilia

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    40/61

    Neurotransmisores no convencionales

    Adenosn trifosfato (ATP)

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    41/61

    La principal moneda enrg eti ca del metabolismo celular.

    Principales vas biosintticas:i) Gliclisis (citoplasma).

    ii) Ciclo TCA (mitocondria).

    iii) Kinasas de nuclesidos bifosfato.

    Incorporado a vesculas junto a otros neurotransmisores.

    En medio extracelular, degradado por ectonucleot idasas.

    Muy comn en sealizacin neurona-glia.

    Papel central en quimiorreceptores.

    Adenosn 5-trifosfato

    Adenosn trifosfato (ATP)

    Receptores purinrgicos

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/ATP_chemical_structure.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    42/61

    Receptores Iono trpicos (P2X):

    Trmeros: cada subunidad 2TM, C- y N- terminal intracelular.

    7 subunidades (P2X1-7): 30-50% homologa peptdica.TM1: unin de nucletidos; TM2: poro del canal

    Receptores Metabotrpic os (P2Y):

    GPCRs (7TM); 8 subtipos (P2Y1,2,4,6, 11-14).

    Alta homologa en TM3, TM6, TM7.Divergencia en C-terminal; sitios de regulacin.

    La adenosinatambin es un transmisor, que sealiza atravs de receptores GPCRs (A1, A2a, A2b, A3Rs)

    Receptores purinrgicos

    Sinapsis purinrgicas

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    43/61

    Sinapsis purinrgicas

    Oxido ntrico

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    44/61

    El NOes ungassoluble altamente reactivo (genera radicales l ibres)Generado por mltiples reacciones qumicas en la atmsfera y como producto de combustinde motores (contaminante)

    Sntesis en sistemas biolgicos:

    :N=:

    .e-desapareado

    L-Arginina

    NOSintasaNO

    + O2 Guanilil ciclasa

    cGMP

    Vida mediacorta

    eNOS : en vasos de resistencia

    iNOS: en sistema inmune

    nNOS: en SNC y SNP

    Oxido ntrico

    Oxido ntrico

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    45/61

    Muy reactivo, vida media corta

    efectos locales

    Potentevasodi latador(NOS endotelial presente en vasos de resistencia)

    Donadores de NOcomo nitroglicerina, amil-nitrato:

    papel cardioprotector(dilatacin arteria coronaria)

    Inhib idoresde lacGMP-PDE(PDE5) como sildenafil:

    disfuncinercti l

    hipertensin arterial pulmonar/ edema pulmonar de altura

    EnSNC, elNOpuede difundir a numerosas neuronas vecinas (liposoluble).

    mecanismo neurotransmisor atpico

    Sobreproduccinde NO es altamente neurotxica(radicales libres)enfermedades neurodegenerativas, inflamacin.

    en el sistema nervioso

    Oxido ntrico

    Ciclo de vida del xido ntrico

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    46/61

    Ciclo de vida del xido ntrico

    Endocanabinoides

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    47/61

    Debate: el us o teraput ico d el cannab is

    Derivan decidos gras os es enc ialesy otros precursoreslipdicos de la membrana (fosfolipasas -PLC-, N-alquil transferasas).

    Los principales anandamida(araquidoniletanolamida) y2-araquidonil-gl icerol(2-AG). Vida media corta.

    FAAH: enzima que degrada anandamida y 2-AG.

    GCPRs: CBR1 (SNC) y CBR2 (periferia)descubiertos por ser los sitios de accin del 9-THC,

    la principal sustancia psicoactiva presente en

    cannabis.Comunes en seali zac in ret rg rad a:

    participacin en fenmenos de plas tic idad sinpti ca.

    Anandamidaagonista endgeno receptores vani l lo ides(TRPV)inflamacin y dolor agudo.

    inhibidores de la FAAH en terapia contra el dolorFAAH-KO: fenotipo analgsico

    Rimonabant:droga anti-obesidad (retirada del mercado).

    Ago nista inversode CBR1

    Endocanabinoides

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    48/61

    Manipulacin farmacolgica del ciclo de vida de losneurotransmisores: potencial herramienta teraputica

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    49/61

    Vincent van Gogh

    1890

    Sntomas: abatimiento, baja autoestima, irritabilidad, etc.~10-20% poblacin mu nd ial(150 millones de personas)

    ~ dob le de prevalencia en m ujeresrespecto de hombresPrdidas asociadas a US$ 100 mil millones/da.

    Factores Involucrados40% -50% genticos(mltiples genes)No genticos (estrs, traumas, infecciones virales, etc.)

    TratamientosAntidepresivos clsicos remisin en 80% pacientes(en 50% de los casos revierten las depresiones leves)Psicoterapias y antidepresivossinergismoLa mayora de los cuadros de depresinse asocian a unadisminucin en los niveles de monoaminasen diversas regiones delSNC

    Tod os l os an tidep resivos clsic os actan so bre lossis temas de transm isin m onoam inrgic os

    Depresin y antidepresivos

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    50/61

    Neurotransmisores monoaminrgicos

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    51/61

    Monoam ino OxidasasCatalizan la oxidacin de monoaminas (desaminacin produce H2O2)

    En humanos hay dos isoformas:MAO-Ay MAO-BEnneuronasyastrocitos (asociadas a mitocondr ias).Papel fundamental en todas las sinapsis monoaminrgicas

    Monmero deMAO-A

    Depresin y antidepresivos

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    52/61

    Inhibid ores de la MAO (IMAOs )Amplio rango de usos teraputicos, el ms estudiado es el potencialefecto antidepresivo

    IMAOsde 1rageneracin: no selectivos e irreversiblesfenelzina, trani lcip rom ina

    IMAO-As (RIMAs) de 2dageneracin: reversibles y selectivosmo clobem ida, brofarom ina

    Efectos secundarios?

    Aumento en los niveles de monoaminas:

    agitacin, dolor de cabeza, crisis hipertensivas

    fenelzinamoclobemida

    Depresin y antidepresivos

    dopamina

    serotonina

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    53/61

    An tidepres ivo s tricclic os (TCAs )Inhiben la recaptura de monoaminas (5-HT y NE).Eficaces en tratamiento de:

    desrdenes de hiperactividad y dficit atencionalEfecto analgsico en dolores neuropticosEjemplos: amitr ipt i l ina, imipramina, clomipramin a

    AmitriptilinaEfectos secundarios?

    Aumento en los niveles de monoaminas:

    agitacin, dolor de cabeza, crisishipertensivas

    agonistas parcialesmAChRs y 5-HT1Rs

    Inhibid ores selectivo s d e la recaptacin de 5-HT (SSRIs)Particularmente exitosos en tratamiento de:

    depresiones, ansiedad, trastornos de personalidad

    Tratamiento por varias semanasEjemplos:f luoxet ina, sertralina

    OCH3

    N

    F3C

    Fluoxetina

    Efectos secundarios?

    Disfuncin sexual, nauseas, prdida de apetito

    Depresin y antidepresivos

    serotonina

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    54/61

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    55/61

    Depresin y antidepresivos

    Sntesis de dopamina y sus metabolitos por MAO-A y MAO-B

    Depresin y antidepresivos

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    56/61

    En modelos animales de depresin caen los niveles deBDNF.

    (efecto mediado por corticoides) Esto promovera retr acc in s inpt ica.

    Antidepresivos revierten dicho efecto:

    (+) va CREB BDNF

    Otros tratamientos: m ecanismos trf icos

    Nuevas estrategias anti-depresin (pre-clnico):

    Drogas que activen la va de sealizacin porBDNF.

    ep es y a dep es os

    Enfermedad de Alzheimer

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    57/61

    Alois Alzheimer

    (1864-1915)

    Enfermedad neurodegenerativa caracterizada por un deteriorocognitivo progresivo (demencia).

    3% pob lac in s ob re 70 aos (100.000 en Ch ile)

    20% p ob lac in so bre 80 aos (OMS)No existe tratamien toque cure la demencia, pero hay frmacosque ofrecen beneficios sintomticos (amnesia de corto plazo).

    Se asocia con bajos niveles de ACh en el cerebro.

    Inhibid ores de la aceti lcol ines terasa (AChEi)

    Promueven aumento de la actividad colinrgica en el cerebro (ncleosbasales) lo que disminuye los sntomas, pero no detiene laprogresin de la enfermedad.

    donepezil, galantamina(fase temprana), r ivastagmina

    An tagonistas de NMDARs

    Previenen efecto neurotxico de la liberacin desregulada de glutamato. Sueficacia clnica es moderada

    memant ina

    Actualmente, estudios a nivel pre-clnico:

    -secretasa (proteasa de aspartato) actuara sobre pptido -amiloide

    Tetrahidrocanabidol

    bloqueara la formacin de la placa amieloide

    OMS: prevalencia de E. Alzheimer

    Enfermedad de Parkinson

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    58/61

    Enfermedad neurodegenerativa del SNC : deterioro en el controldel sistema muscular: temb lores, po stu ra, habla

    2% p ob lac in so br e 50 aos (OMS)

    No existe tratamiento, pero algunos frmacos (en conjunto conotros tratamientos -ejercicios, etc) reducen los sntomas.

    Bajos n ivelesde dopaminaen el Sistema Nigro str iado

    Admin istracin exgena de L-DOPA (levodop a)

    El precursor de dopamina atraviesa la barrera hematoenceflica.

    Solo el ~5% L-DOPA exgeno entra a las neuronas dopaminrgicas, el resto esmetabolizado en otras regiones (numerosos efectos secundarios: adiccin)

    + Inhibidoresde laL-DOPA decarboxi lasaprevienen la rpida formacin de dopamina

    carbidopa, benserazida, entacapone

    Inhibidores s elect ivos de la MAO-B:ms efectivo en etapas tempranas

    selegilina

    L-DOPAdecarboxi lasa

    L-DOPA Dopamina

    James Parkinson

    (1755-1824)

    Esquizofrenia

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/4f/Bleuler.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    59/61

    Enfermedad mental caracterizada por alucinaciones (auditivas),ilusiones, problemas motivacionales, cognitivos y de conducta social.

    1% pob lacin mu ndial .

    Sndrome heterogneo , trat am ien tos parc ialm ente exit os os .

    Asociado a un aumentode actividad dopam inrg ic a meso lmbic a.

    cocana, anfetaminas pueden gatillarla.

    Ant is ict icos de pr im era generacin: antagonistas D2Rs:

    Cloropromazina, haloperidol, perfenazina.desordenes neurolgicos menores (rigidez, distona)

    Ant is ict icos de segun da generacin: antagon istas 5-HT2ARs:

    Clozapina, olanzapina.

    efectos adversos: hipotensin, obesidad.

    Evidencias de participacin de glutamato y GABA:PFC: aumento de la expresin GAD65 y GAD67.

    Agonistas NMDARs inhibe algunos sntomas.

    Antagonista NMDARs (PCP) imita sus sntomas.

    Eugen Bleuler

    (1857-1937)

    John F. Nash

    Premio Nobel

    q

    En resumen, muchas terapias farmacolgicasbuscan

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/91/John_f_nash_20061102_3.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/4f/Bleuler.png
  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    60/61

    p gmanipularel cic lo de vidade un neurotransmisoren particular

    Captacinprecursores

    Enzima degradacin

    Transportadores de membrana(alta afinidad)

    Inactivacin metablica

    MAOantidepresivos

    AChEAlzheimer

    TCAs, SSRIsantidepresivos

    Antagonistas NMDARs

    E. Alzheimer

    L-DOPA exgena

    E. Parkinson

  • 7/26/2019 Clase 5 Neurotransmisores

    61/61