NEUROTRANSMISORESCLASE 2

Sistema NerviosoEl Sistema Nervioso, el más completo y desconocido de todos

los que conforman el cuerpo humano, asegura junto con el Sistema Endocrino, las funciones de control del organismo.El Sistema Nervioso se encarga por lo general de controlar las

actividades rápidas. Además, el Sistema Nervioso es el responsable de las funciones intelectivas, como la memoria y las emociones.Su constitución anatómica es muy compleja, y las células que lo componen, a diferencia de las del resto del organismo, carecen de capacidad regenerativa.

Sistema Nervioso• Sistema Nervioso

– Provee respuestas breves y rápidas a los estímulos

• Sistema Endocrino– Ajusta las respuestas metabólicas y dirige cambios a

largo plazo

• Sistema Nervioso incluye– Todo el tejido nervioso del cuerpo

Cerebro, cordon espinal, receptores y nervios

– Unidad básica = neurona– Neuroglia= tejido conectivo nervioso

Sistema Nervioso• SNC (Sistema Nervioso Central)

– Encéfalo y cordon o médula espinal– Integracion, procesamiento,almacena y coordinacion

• SNP (Sistema Nervioso Periferal) – Tejido nervioso fuera del SNC

• Nervios: craneales y espinales

– División aferente lleva información sensorial de los receptores– División eferente lleva impulsos motores a los efectores

• División eferente incluye al sistema nervioso somático - musculos esqueletales• Sistema nervioso autónomo - visceras, glandulas • Simpatico - gasto de energia, emergencias, • Para-simpatico - reserva energia.

Neurona•Soma (cuerpo) -

•Nucleo y nucleolo - Nissl (gris), RER, Mitoc

•Pericarion (citoplasma) - no centriolos

•Neuro-Citoesqueleto - Neurofilamentos,

neurotubulos y neurofibrillas

•Dendritas - procesos que salen del cuerpo, terminan en

•Espinas dendriticas

•Montículo axónico - segmento inicial unido al cuerpo

•Axón - proceso citoplasmico, propaga potencial de accion

•Axoplasma, axolema - lisosomas, neurocitoesqueleto

•Colaterales

La Neurona

• Terminación axónica - telodendrias

• Bulbo terminal sináptico

• Capas de mielina

• Nodos de Ranvier

Elementos de comunicación neuronal• Sinapsis: - Estructura en la cual acontece el cambio de información entre

las neuronas.

• Neurona presináptica o transmisor: - Neurona que va a transmitir una información

• Neurona postsináptica o receptor: - Neurona que a recibir la información

• Impulso Nervioso: - Información recibida por la neurona y que, codificada, se

propaga dentro de la neurona a través de fenómenos eléctricos.

• Cavidad sináptica: Espacio de la sinapsis que separa las membranas de las

células transmisoras y receptoras. Está lleno de fluido sináptico. La señal eléctricamente liberada por la neurona presináptica en este espacio no puede traspasar sus límites.

• Neurotransmisores: Sustancias químicas especiales liberadas por la membrana

emisora presináptica que se difunden hasta los receptores de la membrana de la neurona receptora postsináptica. Los neurotransmisores permiten que los impulsos nerviosos de una célula influyan en los impulsos nerviosos de otra y, así, las células del cerebro pueden dialogar, por así decirlo.

SinapsisSinapsis: zona especializada de contacto

entre las neuronas donde tiene lugar la

transmisión de la información.

Zona de contacto especializada entre una

célula presináptica y una célula

postsináptica (nerviosa, muscular o

glandular), siendo el flujo de información de

la 1ª a la 2ª. TIPOS:

. Eléctricas: poco frecuentes en mamíferos

. Químicas: la inmensa mayoría

Sinapsis Eléctricas• El potencial de acción se transmite a la neurona postsináptica por el flujo directo de corriente: continuidad entre citoplasmas.

• La distancia entre membranas es de unos 3 nm.

• El flujo de corriente pasa a través de uniones comunicantes (gap junctions formadas por conexinas. Es bidireccional.

• No intervienen los neurotransmisores.

• Función: desencadenar respuestas muy rápidas.

Sinapsis Químicas• La sinapsis química se establece entre células que están separadas entre sí por un espacio de unos 20 nanómetros, la llamada hendidura sináptica.

Se producen por los NT

Su “HistoriaHistoria” se divide en:

Síntesis

Almacenamiento

Liberación

Interacción con el receptor

Desactivación

Sinapsis QuímicasLos receptores median los cambios en el potencial de membrana de

acuerdo con:

– La cantidad de NT liberado– El tiempo que el NT esté unido a su receptor

Existen dos tipos de potenciales postsinápticos:

• PEPS – potencial excitatorio postsináptico: despolarización transitoria (apertura de canales Na+). Un solo PEPS no alcanza el umbral de disparo del potencial de acción.

• PIPS – potencial inhibitorio postsináptico: la unión del NT a su receptor incrementa la permeabilidad a Cl- y K+, alejando a la membrana del potencial umbral.

Sinapsis Químicas Tipos

Sinapsis Químicas

• Recaptación a la terminacion nerviosa presinaptica mediante transporte activo 2º (NT no peptídicos).

•Degradación (proteolisis de neuropépidos).

• Difusion lejos de la membrana postsinaptica.

Mientras el NT esté unido a su receptor se está produciendo el potencial (PEPS o PIPS), por tanto es necesario eliminar el NT ¿Cómo?:

difusión

degradación

recaptación

difusión

degradación

recaptación

Neurotransmisores

Concepto:

Son sustancias químicas encargadas de establecer la comunicación sináptica entre las neuronas.

Criterios para neurotransmisor

• 1. Ser sintetizado en una neurona• 2. Estar presente en el pie presináptico y ser

liberado en cantidades suficientes para ejercer una acción sobre la neurona postsináptica u órgano efector

• 3. Existen agonista o antagonistas que simulan o bloquean su acción

• 4. Existen mecanismo de degradación o captación alrededor de la hendidura sináptica

• 5. Se liberan por la entrada de Ca+2 en la neurona

Clasificación de acuerdo a la estructura 1. Ester: Acetilcolina

2. Aminoácidos modificados: Catecolaminas (dopamina, noradrenalina y adrenalina), indolaminas (5

´hidroxitriptamina = serotonina) y la histamina, y el GABA (ácido γ-aminobutírico)

3. Aminoácidos: Acido aspártico y glutámico, la glicina, taurina

4. Péptidos: Bradiquinina, encefalinas, endorfinas, gastrina, oxitocina,

colecistoquinina, peptido intestinal vasoactivo, vasopresina, neurotensina, melanotropina, sustancia P, somatostatina

5. Purínicos: Adenosina, AMP, ADP y ATP

NT Excitadores

• ACETILCOLINA• ASPARTATO• DOPAMINA• HISTAMINA• NORADRENALINA• GLUTAMATO• 5-HIDROXITRIPTAMINA

NT Inhibidores

• 4- aminobutirato (GABA)

• Glicina• Taurina

Síntesis

Primera Etapa (sintesis)Uno o múltiples pasos enzimáticos sobre un

precursor captado por la neurona del medio extracelular

Los NT “clásicos” se sintetizan en la vecindad de su zona de liberación

Los neuropéptidos se sintetizan en el soma y el transporte axonal hace el “delivery”.

Almacenamiento del Neurotransmisor

Las Vesículas Sinápticas nacen en el soma, viajan por el transporte axonal y se cargan con el NT. Contienen Proteínas Recaptadoras que secuestran el NT “empaquetandolo” y protegiendolo de la “degradación enzimática”.Se movilizan hacia la zona activa

donde se acoplan a la membrana presináptica

Liberación del Neurotransmisor

La Zona activaZona activa está conformada por varias vesículas “ atracadas ” rodeadas por 10 canales de Calcio voltaje dependientes (microdominio).

El Calcio es el Intermediario Intermediario entre la señal eléctrica despolarizante y la exocitosis del Neurotransmisor.

la entrada de Ca++, como consecuencia de la despolarización, que abre los canales de Ca++, rompe la anastomosis vesícula-membrana y libera al espacio sináptico el neurotransmisor.

Liberación del Neurotransmisor

Una vez que el neurotransmisor ha sido liberado al espacio sináptico, se difunde por el mismo y puede seguir las siguientes rutas:

· Fijación en los lugares específicos de membrana tanto presináptica como postsináptica, que son los receptores.

· Dispersión en el espacio sináptico y actuación fuera de la sinapsis como un neuromodulador.

· Recaptación presináptica del neurotransmisor.· Catabolización enzimática del neurotransmisor

y por tanto degradación de la Estructura.

Interacción con los receptoresInteracción con los receptores

-Receptor-Receptor: proteína superficial de la

membrana unida a un canal iónico

(ionotrópicosionotrópicos) y/o acoplada a proteínas

intracelures que transducen la señal

intracelularmente o al núcleo.

-La unión del NT con el receptor

provoca cambios conformacionalescambios conformacionales en

este último.

Sinapsis QuímicasEl NT se debe unir a proteínas

receptoras específicas en la membrana postsináptica. Esta unión origina un cambio de conformación del receptor.

Dos principales categorías de receptores:

• canales iónicos operados por ligando: receptores ionotrópicos

• receptores acoplados a proteínas G: receptores metabotrópicos

Interacción con los receptoresInteracción con los receptores

Si el canal es permeable al Na, despolariza más la célula con efecto excitatorio y generando un potencial excitatorio post-sináptico o PEPS (AC y Glutamato)

Interacción con los receptoresInteracción con los receptores

Si el canal es permeable al Cl repolariza más la célula con efecto inhibitorio generando un potencial inhibitorio post-sináptico o PIPS (GABA)

Sinapsis Químicas1. Llega el potencial de acción a la terminación

presináptica.2. Activación de canales de Ca+2 voltaje

dependientes.3. El aumento del Ca+2 citosólico provoca la fusión

con la MP de las vesículas de secreción preexistentes que contienen el NT.

4. Las vesículas liberan el NT a la hendidura sináptica (exocitosis).

5. Difusión del NT.6. Unión a receptores postsinápticos.7. Apertura de canales iónicos (Na+, K+ o Cl-):

despolarización o hiperpolarización.8. Potencial de acción postsináptico.

Interacción con los receptoresInteracción con los receptores

.

Inactivación de NeurotransmisoresInactivación de Neurotransmisores

. DispersiónDispersión del NT por simple simple difusióndifusión fuera de la sinapsis

.Recaptación.Recaptación del NT por la presinapsispresinapsis(Aminoácidos y aminas)

.Destrucción enzimática.Destrucción enzimática en la propia hendidura sináptica (AC en la unión neuromuscular)

Difución de NeurotransmisoresDifución de Neurotransmisores

La última etapa que podemos definir en la sinapsis es la difusión del neurotransmisor.Esto nos permite incluir el concepto de neuromodulador, que produce sus efectos a grandes distancias del lugar de secreción, y que afecta a grupos neuronales y otras áreasde intervención. Este concepto es fundamental en la secreción de neuropéptidos más que deneurotransmisores clásicos

1

Potencial deAcción

2

Las vesiculas seUnen a la membrana

3

El NT es liberadoal espacio sinaptico

Axon de laNeurona Eferente

Vesiculas

NEURONAEFERENTE

Membranasináptica SINAPSIS

ESPACIOSINAPTICO

NEURONARECEPTORA

Canales ionicos

Moleculas de NT

4

Neurotransmisorentrando al receptor

Neuronareceptora

5 Canales ionicos abiertos

Receptor

Ion

Neurotransmisor

6 Canales ionicos cerrados

Nerutransmosor rechazado

MONOAMINASMONOAMINAS

- - Constituyen el grupo principal de neurotransmisores del sistema nervioso . La característica diferencial de estas sustancias es la presencia de un grupo amino (-NH2).- Forman dos grupos: las catecolaminas, derivadas de la fenilalanina y las indolaminas, que derivan del triptófano.- Las catecolaminas incluyen la dopamina, la noradrenalina y la adrenalina; mientras que en las indolaminas es la serotonina su neurotransmisor

Síntesis de Catecolaminas

Adrenalina y NoradrenalinaLa noradrenalina se sintetiza en las terminaciones sinápticas a partir del aminoácido tirosina por acción de la tirosina hidroxilasa, produciéndose la dopa la cual, mediante la dopa descarboxilasa se convierte en dopamina (DA), la primera de las catecolaminas. La dopamina, por hidroxilación con la b-hidroxi-dopamina se transforma en noradrenalina (NorA), que es la segunda de las catecolaminas. Finalmente, la NorA, por una metilación con la feniletanolamina N-metiltransferasa (PNMT), se convierte en adrenalina (Adr).

ReceptoresLos efectos de la dopamina están mediados a través de la interacción con los receptores del tipo D1 (D1 y D5) y D2 (D2, D3 y D4),

mientras que los efectos de la noradrenalina y la adrenalina están mediados a través de los receptores alfa-adrenérgicos (a1- y a2) y a través de los receptores beta-adrenérgicos (b1 y b2). Tanto la noradrenalina como la adrenalina actúan sobre los receptores a y b.

ReceptoresDe los receptores b, los b1-adrenérgicos, son los que predominan en el corazón y en el córtex cerebral, mientras que los receptores b2-adrenérgicos predominan en el pulmón y en el cerebelo. Se ha identificado un tercer tipo de receptor b-adrenérgico, los receptores b3 en el tejido adiposo marrón presente en roedores y en humanos recién nacidos.Entre sus efectos se destacan

Vasodilatación (músculo esquelético, etc.)

Cardioaceleración

Aumento de la fuerza de contracción del miocardio

Relajación del miometrio

Relajación bronquial

Relajación intestinal

Glucogenólisis

Catecolaminas

Catabolismo de Catecolaminas

Tanto la dopaminacomo la

noradrenalinase degradan porMonoaminooxida(MAO) y la cateol o-Metiltransferasa(COMT).

SerotoninaLa Serotonina (5-hidroxitriptamina, o 5-HT), es una monoamina neurotransmisora sintetizada en las neuronas serotoninérgicas en el Sistema Nervioso Central (SNC) y las células enterocromafines (células de Kulchitsky 90% de sus depositos) en el tracto gastrointestinal de los animales y del ser humano. La serotonina también se encuentra en varias setas y plantas, incluyendo frutas y vegetales.

SerotoninaComo con otros transmisores amino biogénicos, la 5-HT es almacenada primariamente en vesículas y es liberada por un mecanismo exocitótico.

Una vez liberada la serontonina actua a travez de sus receptores específicos.

La monoaminooxidasa (MAO) convierte la serotonina en 5-hidroxi-indoleacetaldehído,y este producto es oxidado por una aldehído deshidrogenasa dependiente de NAD+ para formar ácido 5-hidroxi-indolacético (5-HIAA).

SerotoninaEstudios farmacológicos y fisiológicos han contribuido a la definición de muchos subtipos de receptores para serotonina.

Receptores serotoninérgicos en el cerebro: receptor 5-HT1 (Los receptores 5-HT1 se dividieron luego en subtipos: 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C y 5-HT1D). y receptor 5-HT2.

El receptor 5-HT3 está presente en nervios periféricos. Un subtipo adicional de receptor serotoninérgico ha sido descrito, el receptor 5-HT4.

SerotoninaLa serotonina esta relacionada en el sueño y en estados de activación.

La serotonina también parece estar implicada en la regulación de ritmos circadianos. El núcleo supraquiasmático del hipotálamo genera ciclos electrofisiológicos y metabólicos que repite aproximadamente cada 24 horas. Generalmente, este ritmo esta sincronizado al fotoperíodo del ambiente, también de alrededor de 24 horas.

Los agonistas serotoninérgicos, activando receptores postsinápticos 5-HT1C y 5-HT1B, disminuyen el apetito. El papel de la serotonina (5-HT) en el SNC está completamente ligado al de la NorA, ya que interviene en la regulación de la vigilancia, en el proceso activo del sueño, la atención, en los procesos motivacionales y en la regulación de los estados de ánimo.

ACETILCOLINALa acetilcolina (ACh) es el neurotransmisor específico en las sinapsis del sistema nervioso somático (SNS) y en las sinapsis ganglionares del sistema nervioso autónomo (SNA), así como en los órganos diana de la división parasimpática

ACETILCOLINASu síntesis se realiza en el botón terminal mediante la utilización de dos sustancias precursoras, el acetato y la colina; si bien la síntesis exige la incorporación del acetato a la colina y la intervención del sistema enzimático acetil-colina-transferasa (ChAT), que a su vez necesita la presencia de la coenzima-A para transferir el acetato

ACETILCOLINAEn cuanto a la organización del sistema nervioso colinérgico, la subtipificación de los receptores en este sistema se basó inicialmente en la actividad farmacológica de dos alcaloides: nicotina y muscarina. Así encontramos los receptores muscarínicos (M) y los receptores nicotínicos (N).

En cuanto a su degradación, el sistema enzimático imprescindible para la catabolización, es la intervención de la acetilcolinesterasa (AChE) postsináptica, que se une específicamente a la acetilcolina y la rompe en dos moléculas, liberando los propios precursores de su síntesis, es decir, el acetato y la colina.

Receptor Muscarínico

• Abundante en el SNC y el músculo liso.

• La muscarina es agonista y la atropina es antagonista.

• Acoplado a la traducción de señales y la unión de proteína G

• Aumenta los niveles de cAMP y fosforilación de proteínas.

• Su respuesta es lenta

Receptor Nicotinico• Unión neuromuscular y

ganglios parasimpáticos• La nicotina es agonista y el

curare es antagonista• Esta asociado al canal de Na+• Su respuesta es rápida• Muchos fármacos se unen al

canal/receptor y se aplican como anestésicos locales

Histamina La Histamina es una amina biológica

involucrada en respuestas inmunes locales; también regula funciones fisiológicas en el estómago y actúa como neurotransmisor. El sitio principal de depósito de la histamina en casi todos los tejidos es la célula cebada, y en la sangre el basófilo; que sintetizan histamina y la depositan en sus gránulos secretores.

Histamina Se han identificado tres clases de receptores diferentes llamados H1, H2 y H3.

Receptores H1 y H2

Cuando se libera Histamina, ella actúa de manera local o general a nivel de la musculatura lisa y glándulas. Contrae el músculo liso ubicado en bronquios e intestinos, pero relaja otras fibras lisas como las que están en los vasos sanguíneos lisos. La histamina también estimula la secreción de ácido a nivel gástrico. En menor intensidad estimula las terminaciones nerviosas sensoriales y la formación del edema. El receptor H1 estimula la broncoconstricción y la contracción intestinal. Los receptores H2 estimula la secreción gástrica. La vasodilatación en los vasos sanguineos finos es mediada por los receptores H1 y H2.

Histamina Receptores H3

Los receptores H3 se expresan

predominantemente en el SNC, particularmente en los Ganglios basales, hipocampo y corteza. Ellos actúan como autoreceptores en las neuronas histaminergicas en donde regulan la liberación de histamina y modulan la de otros neurotransmisores.

HistaminaLa histamina desempeña actividades fisiológicas importantes. Dado que es

uno de los mediadores preformados almacenados en la célula cebada, su liberación como consecuencia de la interacción del antígeno con los anticuerpos IgE en la superficie de dicha célula interviene decisivamente en las respuestas de hipersensibilidad inmediata y alérgicas.

La histamina interviene de manera importante en la regulación de la secreción de ácido gástrico y se ha identificado su función como neurotransmisor en el sistema nervioso central.

La estimulación de los receptores IgE además de activar la fosfolipasa C y la hidrólisis de los fosfolípidos de inositol, también activa a la fosfolipasa A2, lo cual hace que surjan muy diversos mediadores que incluyen el factor activador de plaquetas (PAF) y metabolitos del ácido araquidónico.