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...).