INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE ENFERMERÍA Y
OBSTETRICIA
UNIDAD SANTO TÓMAS
FISIOLOGIA
Principales Neurotransmisores y sus Funciones
Profesor: Loo Almaguer Víctor Hugo
Equipo: 7
Integrantes:
Hernández López Daniela
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Neurotransmisores: Principios Básicos, Clasificación y Funciones, Apuntes de Enfermería
material de estudio enfermería
Tipo: Apuntes
2020/2021
1 / 21
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE ENFERMERÍA Y
OBSTETRICIA
UNIDAD SANTO TÓMAS
FISIOLOGIA
Principales Neurotransmisores y sus Funciones
Profesor: Loo Almaguer Víctor Hugo
Equipo: 7
Integrantes:
Hernández López Daniela
2EV
NEUROTRANSMISORES
Nuestro cerebro es un órgano tan complejo como extraordinario, para su correcto funcionamiento requiere de distintos elementos y procesos que puedan hacerlo posible. No cabe duda de que los neurotransmisores son muy importantes y juegan un papel crucial en los procesos mentales, en la gestión de las emociones, en el comportamiento, en el movimiento, entre otros importantes procesos. El sistema nervioso central (SNC) consta del encéfalo y la médula espinal. La información sensorial llega al SNC a través de los sentidos especiales y de los nervios periféricos y es integrada con las memorias y los estados de ánimo con el fin de generar respuestas cognitivas, emocionales y motoras (conductuales). Este procesamiento sucede debido a una interacción compleja de neurotransmisores y neuromoduladores que actúan sobre sus receptores para excitar o inhibir a las neuronas del SNC. En las personas con trastornos cerebrales, las alteraciones estructurales o funcionales de procesamiento del SNC producen respuestas cognitivas, emocionales o motoras aberrantes. Los trastornos cerebrales están asociados con diversos procesos patológicos, incluyendo alteraciones degenerativas, isquémicas y psicológicas. La mayoría de los fármacos del SNC corrigen un desequilibrio de los neurotransmisores o de sus receptores. Se utilizan fármacos para aliviar los síntomas de una alteración cerebral, pero generalmente no corrigen el trastorno subyacente.
Principios básicos de la neurotransmisión El cuerpo neuronal produce ciertas enzimas que están implicadas en la síntesis de la mayoría de los NT. Estas enzimas actúan sobre determinadas moléculas precursoras captadas por la neurona para formar el correspondiente NT. Éste se almacena en la terminación nerviosa dentro de vesículas El contenido de NT en cada vesícula (generalmente varios millares de moléculas) es cuántico. Algunas moléculas neurotransmisoras se liberan de forma constante en la terminación, pero en cantidad insuficiente para producir una respuesta fisiológica significativa. Un PA que alcanza la terminación puede activar una corriente de calcio y precipitar simultáneamente la liberación del NT desde las vesículas mediante la fusión de la membrana de estas a la de la terminación neuronal. Así, las moléculas del NT son expulsadas a la hendidura sináptica mediante exocitosis. La cantidad de NT en las terminaciones se mantiene relativamente constante e independiente de la actividad nerviosa mediante una regulación estrecha de su síntesis. Este control varía de unas neuronas a otras y depende de la modificación en la captación de sus precursores y de la actividad enzimática encargada de su formación y catabolismo.
La estimulación o el bloqueo de los receptores postsinápticos pueden aumentar o disminuir la síntesis presináptica del NT. Los NT difunden a través de la hendidura sináptica, se unen inmediatamente a sus receptores y los activan induciendo una respuesta fisiológica. Dependiendo del receptor, la respuesta puede ser excitatoria (produciendo el inicio de un nuevo PA) o inhibitoria (frenando el desarrollo de un nuevo PA). La interacción NT-receptor debe concluir también de forma inmediata para que el mismo receptor pueda ser activado repetidamente. Para ello, el NT es captado rápidamente por la terminación postsináptica mediante un proceso activo (recaptación) y es destruido por enzimas próximas a los receptores, o bien difunde en la zona adyacente. Las alteraciones de la síntesis, el almacenamiento, la liberación o la degradación de los NT, o el cambio en el número o actividad de los receptores, pueden afectar a la neurotransmisión y producir ciertos trastornos clínicos. El sistema nervioso y los neurotransmisores El sistema nervioso (SN) se conforma de dos tipos de células: las células neuronales y las células neurogliales (glía). Las primeras son las encargadas de conducir mensajes bioeléctricos, mientras que la glía da soporte. No obstante, ambas células están involucradas en la producción y control de los neurotransmisores. Clasificación de los neurotransmisores
Los receptores que son estimulados continuamente por un NT o por fármacos (agonistas) se hacen hiposensibles (infrarregulados); aquellos que no son estimulados por su NT o son bloqueados crónicamente (antagonistas) se hacen hipersensibles (suprarregulados). La suprarregulación o infrarregulación de los receptores influye de forma importante en el desarrollo de la tolerancia y dependencia física. La retirada es un fenómeno de rebote debido a una alteración de la afinidad o densidad del receptor. Estos conceptos son particularmente importantes en el trasplante de órganos o tejidos, en los que los receptores están deprivados del NT fisiológico por denervación. La mayoría de NT interactúan principalmente con receptores postsinápticos, pero algunos receptores están localizados a nivel presináptico, lo que permite un control estricto de la liberación del NT. Los receptores colinérgicos se clasifican en nicotínicos N1 (en la médula adrenal y los ganglios autónomos) o N2 (en el músculo esquelético) y muscarínicos m1 (en el sistema nervioso autónomo, estriado, corteza e hipocampo) o m2 (en el sistema nervioso autónomo, corazón, músculo liso, cerebro posterior y cerebelo). Los receptores adrenérgicos se clasifican en a1 (postsinápticos en el sistema simpático), A2 (presinápticos en el sistema simpático y postsinápticos en el cerebro), b1(en el corazón) y b2 (en otras estructuras inervadas por el simpático). Los receptores dopaminérgicos se dividen en D1, D2, D3, D4 y D5. D3 y D4 desempeñan un papel importante en el control mental (limitan los síntomas negativos en los procesos psicóticos) mientras que la activación de los receptores D2 controla el sistema extrapiramidal. Los receptores de GABA se clasifican en GABAA (activan los canales del cloro) y GABAB (activan la formación del AMP cíclico). El receptor GABAA consta de varios polipéptidos distintos y es el lugar de acción de varios fármacos neuroactivos, incluyendo las benzodiacepinas, los nuevos antiepilépticos (p. ej., lamotrigina), los barbitúricos, la picrotoxina y el muscimol. Los receptores serotoninérgicos (5-HT) constituyen al menos 15 subtipos, clasificados en 5-HT1 (con cuatro subtipos), 5-HT2 y 5-HT3. Los receptores 5-HT1A, localizados presinápticamente en el núcleo del rafe (inhibiendo la recaptación presináptica de 5-HT) y postsinápticamente en el hipocampo, modulan la adenilato-ciclasa. Los receptores 5-HT2, localizados en la cuarta capa de la corteza cerebral, intervienen en la hidrólisis del fosfoinosítido (v. tabla 166-2). Los
receptores 5-HT3 se localizan presinápticamente en el núcleo del tracto solitario. Los receptores de glutamato se dividen en receptores ionotropos de N-metil-daspartato (NMDA), que se unen a NMDA, glicina, cinc, Mg++ y fenciclidina (PCP, también conocido como polvo de ángel) y producen la entrada de Na+, K+ y Ca++; y receptores no-NMDA que se unen al quiscualato y kainato. Los canales no-NMDA son permeables al Na+ y K+ pero no al Ca++. Estos receptores excitadores median en la producción de importantes efectos tóxicos por el incremento de calcio, radicales libres y proteinasas. En las neuronas, la síntesis del óxido nítrico (NO), que regula la NO-sintetasa, aumenta en respuesta al glutamato. Los receptores opiáceos (de endorfina-encefalina) se dividen en m1 y m2 (que intervienen en la integración sensitivo-motora y la analgesia), D1 y D2 (que afectan a la integración motora, la función cognitiva y la analgesia) y k1, k2 y k3 (que influyen en la regulación del balance hídrico, la analgesia y la alimentación). Los receptores s, actualmente clasificados como no-opiáceos se unen a la PCP y se localizan fundamentalmente en el hipotálamo.
Transporte de los neurotransmisores
Existen dos tipos de transportadores de los NT esenciales para la neurotransmisión. El transportador de recaptación, localizado en las neuronas presinápticas y en las células plasmáticas, bombea los NT desde el espacio extracelular hacia el interior de la célula. Repone el abastecimiento de NT, ayuda a concluir su acción y, en el caso del glutamato, mantiene sus niveles por debajo del umbral tóxico. La energía necesaria para este bombeo del NT proviene del ATP.
ADRENALINA
La adrenalina es una molécula que se sintetiza en las glándulas suprarrenales, unas estructuras localizadas encima de los riñones y que están especializadas en producir distintas hormonas, la adrenalina incluida. Cuando el cerebro interpreta que estamos ante un peligro o presas del estrés, envía a las glándulas suprarrenales la orden de que empiecen a sintetizar adrenalina. Por lo tanto, podemos definir esta molécula como la sustancia química que produce nuestro organismo cuando debe encender los mecanismos de supervivencia para así garantizar que estemos activos y que vamos a enfrentarnos de la forma más efectiva a esta situación que el cerebro interpreta como un peligro. Una vez ha sido sintetizada y liberada, la adrenalina fluye por el sistema circulatorio, es decir, por la sangre. Y mientras lo hace, modula la fisiología de distintos órganos y tejidos para asegurar que estamos listos tanto física como psicológicamente. Pero no se queda aquí. Y es que como hemos dicho, además de tener un papel claro como hormona, también es un neurotransmisor, pues afecta a la manera en la que las neuronas transmiten la información. Y esto lo hace para garantizar, de nuevo, que nuestros sentidos se agudicen y que actuemos rápido, pues ante una situación peligrosa, la evolución nos ha llevado a permitirnos actuar en pocas milésimas de segundo. A continuación, veremos las funciones que tiene en nuestro organismo este neurotransmisor y hormona, el cual regula por completo todo el funcionamiento físico y mental del cuerpo para ayudarnos a sobrevivir cuando nos enfrentamos a una situación peligrosa. Sus funciones son: Incrementar el ritmo Cardíaco Dilatar las pupilas Dilatar los vasos sanguíneos Incrementar la frecuencia respiratoria
Inhibir las funciones no esenciales Incrementar la energía Agudizar los sentidos Aumentar la producción de sudor Estimular la memoria Incrementar la llegada de sangre a los músculos DOPAMINA Es importante mencionar que, existen principalmente dos receptores de la dopamina. El primero, denominado como D1, que se encuentra en las neuronas intrínsecas del cuerpo estriado. El segundo, denominado D2 , que sirve como autorreceptores en las neuronas mesonlímbicas y nigroestriadas. No obstante, dentro de las neuronas dopaminérgicas se conforman algunos circuitos neuronales principales. Circuito nigroestriado El primero es el circuito nigroestriado que circula a través de la sustancia negra hasta los ganglios basales. Este circuito se relaciona especialmente al control motor, siendo una de las vías que más genera dopamina en todo el cerebro. Si llega a destruirse este circuito, dicha destrucción puede dar lugar a la enfermedad de Parkinson. Puede agregarse que, el principal tratamiento farmacológico para la enfermedad de Parkinson es la administración del precursor de dopamina. Por ejemplo, la Levodopa (L-DOPA). Además, esta atraviesa la barrera hematoencefálica donde las neuronas dopaminérgicas, que aún no se han degenerado, forman dopamina. Es importante mencionar que, después de un largo lapso del consumo de este fármaco, este pierde eficacia y, además, como efecto secundario se produce la discinesia tardía (DT). El DT es un trastorno de movimientos involuntarios causado por el consumo crónico de fármacos. No obstante, la administración de fármacos antagonistas del receptor D como la Bromocriptina pueden producir buenos resultados para contrarrestar la DT. Circuito mesolímbico
sintetizada por las neuronas para permitir la comunicación entre ellas, por lo que recibe el título de neurotransmisor. Y, de hecho, es el principal neurotransmisor del sistema nervioso central, pues está involucrado en cerca del 90% de todas las sinapsis que ocurren en nuestro cerebro. El glutamato es uno de los aminoácidos más abundantes de nuestro cuerpo y somos capaces de sintetizarlo nosotros mismos a partir de las proteínas que ingerimos de la dieta. Este glutamato, que se conoce como endógeno, no debe confundirse con el glutamato monosódico, que es un compuesto utilizado en la industria alimentaria como conservador o potenciador del sabor y que, aunque todavía está en estudio, hay indicios de que puede ser dañino para nuestra salud. Sea como sea, el glutamato que nos interesa es el que sintetiza nuestro propio cuerpo. Este aminoácido (y neurotransmisor) es una molécula imprescindible cuya principal función es la de agilizar la comunicación entre neuronas, es decir, conseguir que sea más rápida y eficiente. Esto hace que el glutamato tenga una enorme implicación en todos los procesos que suceden en nuestro cerebro: regula la información que viene de los sentidos, controla la transmisión de mensajes a los músculos y al resto del aparato locomotor, regula las emociones, fomenta la neuroplasticidad, propicia el aprendizaje, controla la memoria y su recuperación… En prácticamente todos los procesos que suceden en el sistema nervioso central está involucrado el glutamato. Y como todo lo que nos hace estar vivos y ser quienes somos nace en el sistema nervioso central, el glutamato es una de las moléculas más importantes para garantizar nuestra supervivencia. desempeña en el cerebro y, por lo tanto, en el organismo en general. Agilizar las sinapsis Regular la información sensorial Transmitir impulsos motores Regular las emociones Fomentar la memoria Propiciar la neuroplasticidad Fomentar el aprendizaje Dar energía al cerebro NORADRENALINA
La noradrenalina (o norepinefrina) es una catecolamina con múltiples funciones fisiológicas y homeostáticas que puede actuar como hormona y como neurotransmisor. Las áreas del cuerpo que producen o se ven afectadas por la norepinefrina son descritas como noradrenérgicas. Una de las funciones más importantes de la norepinefrina es su rol como neurotransmisor. Es liberada de las neuronas simpáticas afectando el corazón. Un incremento en los niveles de norepinefrina del sistema nervioso simpático incrementa el ritmo de las contracciones. Como hormona del estrés, la norepinefrina afecta partes del cerebro tales como la amígdala cerebral, donde la atención y respuestas son controladas. Junto con la epinefrina, la norepinefrina también subyace la reacción de lucha o huida, incrementando directamente la frecuencia cardiaca, desencadenando la liberación de glucosa de las reservas de energía, e incrementando el flujo sanguíneo hacia el músculo esquelético. Incrementa el suministro de oxígeno del cerebro. La norepinefrina también puede suprimir la neuroinflamación cuando es liberada difusamente en el cerebro por el locus coeruleus. Cuando la norepinefrina actúa como droga, incrementa la presión sanguínea al aumentar el tono vascular (el grado de tensión del músculo liso vascular que conforma las paredes de los vasos 6 sanguíneos) a través de la activación del receptor adrenérgico-α. El resultado de la creciente resistencia vascular desencadena un reflejo compensatorio que supera el efecto homeostático de aquel incremento en el corazón, llamado reflejo barorreceptor, que de lo contrario resultaría en una caída en la frecuencia cardíaca llamada bradicardia refleja. La norepinefrina es liberada cuando una serie de cambios fisiológicos son activados por un evento estresante. En el cerebro, esto es causado en parte por la activación de un área del tronco encefálico llamado locus coeruleus. Este núcleo es el origen de las mayorías de las vías de la norepinefrina. Las neuronas noradrenérgicas proyectan bilateralmente (envían señales a ambos lados del cerebro) desde el locus coeruleus a lo largo de distintas vías a muchas ubicaciones, incluyendo la corteza cerebral, sistema límbico, y la médula espinal, formando un sistema de neurotransmisores. La norepinefrina también es liberada de las neuronas posganglionares del sistema nervioso simpático, para transmitir las reacciones de lucha o huida en cada tejido respectivamente. La médula suprarrenal también puede ser contada como células nerviosas postganglionares, aunque estas liberan norepinefrina en la sangre.
Los bajos niveles de este neurotransmisor se hace relacionado con depresión, dificultades para conciliar el sueño y trastornos de ansiedad. Se ha demostrado que este neurotransmisor controla el miedo y la ansiedad, por lo que es una molécula importante para el bienestar. La industria farmacéutica reconoce hace ya tiempo los efectos calmantes del Gaba. De hecho, a esta hormona se la conoce también como “endovalium”. También el alcohol penetra en los sitios de unión del Gaba en el cerebro. De ahí sus efectos sedantes en el sistema nervioso central. Tipos de gaba Adicionalmente, es importante mencionar que existen tres clases de receptores GABA: GABA A : estos receptores son más comunes y están ligados de manera directa a un canal iónico, por lo que operan con rapidez. Además, se reconocen tres receptores principales GABA A (alfa, beta y gamma). GABA B : son metabotrópicos y utilizan un segundo mensajero, en consecuencia, operan de manera más lenta. GABA C : son receptores casi exclusivos de las células horizontales de la retina y son receptores inotrópicos. ACETILCOLINA La acetilcolina es un neurotransmisor con funciones excitatorias en los músculos. Su trabajo se desarrolla en las uniones neuromusculares, siendo el agente que promueve la contracción de las células musculares, incluyendo los músculos del sistema gastro-intestinal. También tiene acción sobre los órganos controlados por el sistema nervioso autónomo, teniendo acción tanto excitatoria como inhibitoria. Además, este neurotransmisor participa en la fase del sueño REM, la formación de recuerdos, el aprendizaje, la atención y en la percepción del dolor. La acetilcolina es un neurotransmisor sintetizado por las neuronas del sistema nervioso periférico, es decir, los nervios que no están ni en el cerebro ni en la médula espinal y que comunican este sistema nervioso central con todos los órganos y tejidos del cuerpo, formando una red de “telecomunicaciones”.
Se trata de un neurotransmisor que puede tener una actividad tanto excitatoria como inhibitoria, es decir, que dependiendo de las necesidades y de las órdenes que envíe el cerebro, la acetilcolina puede o bien incrementar la actividad de los órganos controlados por los nervios o bien reducirla. En otras palabras, la acetilcolina puede estimular o inhibir la comunicación entre neuronas. Cabe destacar que, para formar la acetilcolina, el cuerpo necesita moléculas de colina, las cuales tienen que venir necesariamente de la dieta. La carne, las yemas de huevo y la soja son los alimentos más ricos en esta molécula. De igual modo, para formar el neurotransmisor se necesita glucosa. Sea como sea, la acetilcolina es un neurotransmisor que trabaja especialmente en los nervios cercanos a los músculos y que, gracias a su doble papel como inhibidor y estimulador, ayuda a que los músculos se contraigan (cuando queremos hacer un esfuerzo) o se relajen (cuando no necesitamos fuerza). De igual modo, también es muy importante para regular el funcionamiento del sistema nervioso autónomo, que es el que controla los procesos involuntarios del organismo, como por ejemplo la respiración, la frecuencia cardíaca o la digestión. También es importante en la percepción del dolor, en los ciclos de sueño, en la formación de recuerdos y en el aprendizaje. Sus funciones: Control de los músculos Disminución de la frecuencia cardíaca Estimulación del movimiento intestinal Estimulación de la fase REM del sueño Regulación de la síntesis de hormonas Promoción de la neuroplasticidad Consolidación de recuerdos Percepción del dolor Disminución de la capacidad de la vejiga Activación de los sentidos al despertar SEROTONINA La serotonina es una monoamina (5-hidroxitriptamina, o 5-HT) neurotransmisora sintetizada por las neuronas serotoninérgicas en el Sistema Nervioso Central (SNC) y las células enterocromafines (células de Kulchitsky) en el tracto gastrointestinal de los animales y del ser
El reloj interno es el encargado de coordinar varias funciones biológicas como la temperatura corporal, la hormona del estrés, cortisol, y los ciclos del sueño. La correcta coordinación de estos cuatro elementos hace que podamos dormir profundamente y despertar descansados. Los hombres producen hasta un 50% más de serotonina que las mujeres, por lo tanto, estas son más sensibles a los cambios en los niveles de serotonina. HISTAMINA La histamina es un tipo de neurotransmisor especial en el sentido que, además de ser producida por las neuronas del sistema nervioso central y actuar permitiendo la sinapsis, también es liberada por los glóbulos blancos, ejerciendo un importante rol como hormona en las respuestas inflamatorias. Por lo tanto, la histamina, si bien se considera un tipo de neurotransmisor, tiene un papel doble: permitir la sinapsis neuronal y disparar las reacciones de inmunidad cuando hay una infección o, si el sistema inmune tiene fallos, provocar inflamación ante la llegada de sustancias que no representan un peligro real, es decir, cuando tenemos una alergia. En su papel como hormona, la histamina es liberada por distintos tipos de células inmunes al torrente sanguíneo para desplazarse al lugar donde hay la sustancia extraña y empezar una respuesta inflamatoria, la cual tiene la función de superar cuanto antes la situación de ataque. La histamina actúa en los ojos, la piel, la nariz, la garganta, los pulmones, el tracto gastrointestinal, etc. Causando los síntomas inflamatorios típicos, es decir, congestión nasal, estornudos, tos, aparición de edemas, irritación en ojos y piel... Pero lo que nos interesa hoy es su papel como neurotransmisor, es decir, la histamina que es sintetizada por las conocidas como neuronas histaminérgicas, las cuales se localizan en el hipotálamo (una estructura del encéfalo situada en la zona central de la base del cráneo) y se especializan en la síntesis de esta molécula. Al producirse y liberarse en el sistema nervioso central, concretamente en el cerebro, la histamina tiene un papel muy importante a la hora de regular la comunicación (sinapsis) entre neuronas, lo que hace que esta molécula, además de su acción inflamatoria en su papel como hormona, sea imprescindible para regular los ciclos de sueño, consolidar la
memoria, modificar los niveles de estrés, coordinar las funciones sexuales y controlar la síntesis de otros neurotransmisores, ya sea inhibiendo o incrementando su producción. ATP Y PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN El adenosín trifosfato (ATP) es una molécula del tipo nucleótido , unas sustancias químicas que pueden formar cadenas dando lugar al ADN pero que también pueden actuar como moléculas libres, como es el caso de este ATP. Sea como sea, el ATP es una molécula imprescindible en todas las reacciones de obtención (y consumo) de energía que suceden en nuestro cuerpo. Es más, todas las reacciones químicas que buscan dar energía a las células a partir de los nutrientes que obtenemos de la alimentación (especialmente la glucosa) culminan en la obtención de moléculas de ATP. Una vez la célula tiene estas moléculas, las rompe a través de un proceso químico llamado hidrólisis, que básicamente consiste en la ruptura de los enlaces del ATP. Como si de una explosión nuclear a escala microscópica se tratara, esta ruptura genera energía, la cual utiliza la célula para dividirse, replicar sus orgánulos, desplazarse o lo que necesite de acuerdo con su fisiología. Es gracias a esta ruptura del ATP en el interior de nuestras células que nos mantenemos vivos. Como hemos dicho, ya se sabía que todas las células del cuerpo tienen la capacidad de generar ATP, pero se creía que esta molécula servía exclusivamente para obtener energía. Lo cierto, sin embargo, es que también tiene un papel importante como neurotransmisor. Las neuronas son capaces de sintetizar esta molécula, pero no para obtener energía (que también lo hacen), sino que destinan una parte a liberarla al exterior para comunicarse con otras neuronas. Es decir, el ATP también permite la sinapsis neuronal. A continuación, veremos qué funciones desempeña el ATP en el sistema nervioso. Sus funciones son: Control de los vasos sanguíneos Mantenimiento de la actividad del corazón Transmisión del dolor Regulación de la información sensorial