Centros Nerviosos De Neurotransmisores

TÓPICOS DE ACTUALIZACIÓN EN FARMACOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

NEUROTRANSMISORES CENTRALES 

La Comunicación interneuronal del SNC se realiza especialmente a través de los Neurotransmisores (N.T.) Químicos.

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Se destacan las propiedades farmacológicas de los siguientes Neurotransmisores Centrales como:

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Acetilcolina, Aminoácidos inhibitorios: (GABA-Glicina), Excitatorios; (Glutamato-ac Aspártico)-Serotonina (5HT), Dopamina, Noradrenalina, Neuropéptidos y Óxido nítrico.

Principales Neuropèptidos aislados en el SNC  -

Pèptidos Opióides Proopiomelanocortina (POMC) β -endorfina (1-31), (1-27) N- acetil β –endorfina (1-31), (1-27)

. Proencefalina A - Met-encefalina - Leu-encefalina - Amidorfina - Metorfamida - Octapéptido - Heptapéptido

Prodinorfina - α-neoendorfina - β -neoendorfina - Dinorfina A (1-8),(1-17) - Dinorfina B (rimorfina) - Leumorfina (dinorfina B, 1-29) - Otros - Endomorfina-1 - Endomorfina-2  -

Péptidos Hipofisiarios ACTH ( de la POMC ) α - MSH ( de la POMC

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Péptidos Gastrointestinales Protaquiquininas Sustancia P (SP) Neuroquinina A (NKA) Neuroquinina B (NKB) Polipéptido intestinal vasoactivo (VIP) Colecistoquinina (CCK-8) Gastrina Neurotensina Neuropéptido Y (NPY) Polipéptidos pancreáticos Bombesina Insulina Glucagón Secretina Motilina

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Péptidos Hipotalámicos TRH LHRH ( Gn –RH ) Somatostatina Corticoliberina (CRH/CRF,urotensina) Somatocrinina Vasopresina Oxitocina Neurofisina( s ) Otros Péptidos Angiotensina II Bradiquinina Péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP) Factor auricular natriurético ( ANF )

Sistema Colinérgico ACETILCOLINA   

Es un neurotrasmisor de la unión neuromuscular, terminación P.S., ganglio S y PS y SNC. Existe una enzima: Sintetizante colinoacetiltransferasa y metabolizadora acetilcolinosterasa. Una de las funciones más estudiadas ha sido la participación de los sistemas colinérgicos en la memoria y aprendizaje.

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El sistema colinérgico en especial el que se origina en el núcleo de Meynert, parece que ejerce un influencia notable en algunos de estos procesos, al facilitar los sistemas de atención. La pérdida de esta función contribuye a las manifestaciones clásicas de la enfermedad de Alzheimer.

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Drogas que potencian o inhiben la acción central de la A.C. Ejercen profundos efectos en la memoria.

Sistema Colinérgico

Sistema Colinérgico

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La reacción enzimática que degrada a la A.C. es importante no sólo en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer, sino en agricultura y a nivel militar.

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Las drogas que degradan a la A.C. Se conocen como inhibidores de la acetilcolinosterasa (AchE) y son de 2 tipos: I. Reversibles, I. Irreversibles.

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Otros Inhibidores Reversibles: Aumentan los niveles de AC cerebral y han tenido buena respuesta clínica.

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Tenemos. Tacrine (Cognex®) y Rivastigmina (Exelon®) de t1/2 larga (10 hrs) y Donezepilo (Evimal®)

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Parches de nicotina pueden producir mejoría en la conducta atencional en la enfermedad de Alzheimer, aunque la función cognitiva no cambia.

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Una de las funciones mas estudiadas ha sido la participación de los sistemas colinérgicos en los procesos de la memoria y aprendizaje.

Sistema Noradrenérgico

Sistema Noradrenérgico 

Las neuronas que sintetizan NA se encuentran desde la corteza hasta la médula espinal.

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El sistema NA parece que influye en el sistema de alerta y vigilancia, más dirigido a mantener procesos de atención, también participa en respuestas intensas como emociones de diverso tono tanto aversiva (ira o agresión) como gratificante (afecto ).

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El sistema Noradrenérgico participa también es la regulación de los mecanismos que intervienen en los procesos de alimentación (hambre, saciedad, etc.)

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La corteza cerebral muestra una gran abundancia de receptores α1 y α 2. α 2 son presinápticos y su activación controla la liberación de NA. También tenemos receptores inhibitorios, los β receptores La extensa y exuberante inervación noradrenérgica central constrasta con la escasez de aplicaciones farmacológicas hasta ahora encontradas. Es posible que ciertos fármacos antidepresivos incrementan la actividad del sistema Algunas acciones sedantes de los neurolépticos e hipotensores de los receptores α2 activados son explicables por su interacción con el sistema noradrenérgico, al igual que ciertas acciones estimulantes y psicomiméticas.

Sistema Dopaminérgico 

En el SNC el Sistema dopaminérgico esta constituido por varios elementos de proyección. a) Sistema nigroestriado: Su origen está localizado en la zona de la sustancia negra. b) Sistema mesolímbico: Nace en el área tegmental ventral c) Sistema mesocortical: Este sistema se encuentra muy desarrollado en la especie humana. Desde los núcleos A9 y A10, se proyecta hasta la corteza cerebral.

Sistema Dopaminérgico

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Los sistemas dopaminérgicos centrales están íntimamente relacionados con procesos en los que el movimiento y la ejecución de tareas constituyen un elemento clave.

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En primer lugar el sistema nigroestriado es esencial en la especie humana para que el movimiento sea realizado de forma armoniosa y obedezca a las ordenes voluntarias del individuo. En esta acción participan probablemente de la forma conjunta la activación de receptores D1 y D2, se ha propuesto una sinergia entre ambos subtipos.

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El sistema mesolímbico interviene en todos aquellos procesos en que la motivación forma parte esencial de la conducta. A pesar de la indudable eficacia de los fármacos que bloquean los receptores DA en el tratamiento de la esquizofrenia, se desconoce todavía el papel de los sistemas dopaminérgicos en esta enfermedad y las funciones fisiológicas que mantienen este sistema en situación normal.

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Los sistemas dopaminérgicos mesocortical y mesolímbico probablemente contribuyen a mantener la atención, la ideación, la evaluación correcta de la realidad, la motivación, el control de los pensamientos, la conducta social de apego y demás funciones que se encuentran alteradas en la esquizofrenia y en otras situaciones patológicas.

Sistema Serotoninérgico 

SEROTONINA (5HT) 5 HIDROXITRIPTAMINA En 1950 se investigó como Neurotransmisor.

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Se ha planteado que las alucinaciones que produce el LSD podrían ser causadas por alteraciones en la función de las neuronas de serotonina.

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Los sistemas serotoninérgicos originados en los núcleos de Rafe se proyectan extensamente a todo el SNC, incluída la médula espinal.

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El sistema serotoninérgico al parecer desempeña un papel decisivo en el mantenimiento del tono interno y del tono vital, de forma que las alteraciones del sistema en su proyección cortical y límbica pueden ser responsable de los trastornos depresivos, ciertas formas de ansiedad, cuadros obsesivo compulsivo, ideación suicida, etc.

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Las proyecciones hipotalámicas regulan las secreción hipotálamo – hipofisiaria, así como los síntomas que controlan la ingesta de alimentos.

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Los sistemas mesencefálicos y troncoencefálicos de proyección espinal participan en el control de diversas funciones, entre las que destacan la regulación del vómito y la trasmisión nociceptiva.

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Hoy en día las drogas que potencian la acción sináptica de la 5HT son usadas como agentes antidepresivos y agentes ansiolíticos y en desórdenes obsesivo compulsivos, desórdenes de pánico y fobias.

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La mayoría de estas drogas se clasifican como SSRIs.

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Participan las propiedades correspondientes a lo afectivo, sueño, sexo y la regulación de la temperatura del cuerpo

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Cantidades significativas de 5HT se encuentran en el tallo cerebral superior y en el núcleo de Raphe.

Sistemas por Aminoácidos AMINOÁCIDOS COMO Neurotransmisores Son pequeñas moléculas que sirven como NT para la mayoría de la población de neuronas remanentes. Algunos aminoácidos sirven como moléculas precursoras para la biosíntesis de otros NT Tirosina para catecolaminas Triptófano para serotonina Otras actúan directamente como NT Son excitatorios e inhibitorios en el cerebro

Aminoácidos – Inhibitorios (GABA – GLICINA) GABA. (ácido gammaminobutírico) Es universalmente un NT inhibitorio con altas concentraciones en la corteza y médula espinal. GLICINA. NT inhibidor en el tronco cerebral y la médula espinal. Dos tipo de GABA: GABAA y GABAB GABAA : son receptores rápidos abren el canal y conducen a un influjo de Cl- hiperpolarización de la célula y reducen la excitabilidad, o sea acción inhibitoria. Barbitúricos y BZD facilitan la acción de GABA.

Tales acciones están relacionadas con efectos ansiolíticos, amnésicos y anestésicos de estas drogas sedantes. Receptores de GABAA : Corteza Cerebral Hipocampo Cerebelo Receptores GABAB son de respuesta lenta. Activación de receptores de GABAB en la amígdala están asociado con las propiedades antiagresiva de ac.valproico (droga para tratar el desorden bipolar). Han aparecido 10 subtipos de receptores de GABA Tales drogas podrían ser nuevos agentes antiansiedad, anticonvulsivantes y potenciadores de acción cognitiva.

Receptores de GABA

Transmisión GABA 

Podría decirse, dada la la amplia distribución del sistema GABA que cualquier función del SNC – Sensitivo motriz, vigilia, memoria, atención o emoción esta sometido a la actividad equilibradora y ajustable del sistema GABA.

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Su eliminación general conlleva el descontrol del sistema, teniendo en las convulsiones su máxima expresión, mientras que su activación generalizada determina la depresión también generalizada con sueño.

Glicina 

Se considera clasicamente que la glicina es el principal NT inhibidor del tronco cerebral y la médula espinal , mientras que el GABA lo es en regiones más superiores del sistema nervioso. De hecho la Glicina abunda particularmente en la médula espinal.

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La Glicina es sintetizada en el propio organismo ( no es un aminoácido esencial)

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La Farmacología del receptor glicinérgico se ha desarrollado en buena parte merced a la disponibilidad del antagonista específico, la estricnina, alcaloide obtenido de la semilla del Strychnos nux vómica.

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El papel fundamental del sistema glicinérgico al parecer es el control de la sensibilidad sensorial y de la función motora; su bloqueo produce convulsiones.

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Existe un gen que codifica la subunidad α1 del GlyR1, razón por la cual disminuye la sensibilidad a la glicina y por lo tanto su función inhidora sobre las motoneuronas del asta anterior de la médula espinal.

Aminoácidos Excitatorios GLUTAMATO - ASPARTATO

Aminoácidos Excitatorios GLUTAMATO - ASPARTATO 

(ácido glutámico en la forma ionizada) y aspartato (ácido aspártico) como los principales trasmisores excitatorios para señales excitatorias que responden rápidamente.

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El glutamato está abundantemente distribuido por todo el SNC, desde la corteza hasta la médula espinal, así como en algunos sistemas periféricos.

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Glutamato: también es el precursor del NT inhibitorio GABA por descarboxilación.

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La inmensa mayoría de las sinapsis excitatorias del SNC utilizan el glutamato como NT.

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El glutamato es sintetizado a partir del α-cetoglutarato formado en el ciclo de Krebs, mediante un proceso de transminación por el que se transfiere un grupo amino donado por un aminoácido (en cerebro, generalmente la alanina) bajo la acción de aminotransferasas.

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La actividad patológica del glutamato tiene dos líneas principales de expresión: a) El exceso de facilitación sináptica capaz de originar focos irritativos que terminan por provocar focos epilépticos y b) el exceso de penetración intraneuronal de Ca+2 que termina por causar la toxicidad y la muerte.

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Se están realizando notables esfuerzos farmacológicos dirigidos a bloquear estas acciones del glutamato mediante antagonistas de sus receptores, en especial NMDA

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Glutamato decarboxilasa del ácido glutámico GABA. La NT de Glutamato juegan un rol en: La función cognitiva cortical del hipocampo Función motor piramidal y extrapiramidal. Función cerebelar. Función sensorial

La hiperactividad de los receptores de NMDA pueden estar involucrados en Neurotoxicidad, isquemia (falta de O2) y otros tipos de injuria cerebral. Los tetrahidrocannabinoles inhiben la liberación de glutamato, lo que explica la inhibición cognitiva y conductual de la intoxicación producida por esta droga.

Ciertas drogas antiansiedad y antiepilépticas pueden actuar bloqueando estos receptores y de este modo reducen la excitabilidad cerebral. Receptores NMDA: Cerebro Cuerda Espinal Hipocampo Corteza Cerebral Estos receptores parecen estar involucrados en el proceso de aprendizaje y memoria.

Investigaciones le atribuyen una importancia en la disfunción de glutamato en la patogénesis de la esquizofrenia.

La reacción química más común de producción de glutamato es la hidrólisis de glucosa.

Otra reacción síntesis desde la glutamina (este es el mecanismo más importante).

PEPTIDOS Son pequeñas proteínas (cadenas de aminoácidos)  El número de péptidos identificados en el SNC de mamíferos continua creciendo ( tabla 24-2) 

Síntesis 

A diferencia de los monoaminas que se sintetizan en las terminaciones axónicas, la síntesis de los neuropeptidos tiene lugar en el retículo endoplásmico rugoso del cuerpo neuronal.

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La liberación del neuropéptido parece que es un proceso dependiente de Ca+2 pero la molécula no es recaptada sino que sufre fenómenos de dispersión o difusión local, así como metabolización y degradación por peptidasas especificas.

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El Péptido actúa sobre receptores específicos a concentraciones muy pequeñas.

Principales Sistemas Neuropeptidicos

1. Taquininas 

El primer péptido de la serie fue detectado en 1937en extractos de cerebro e intestino y se le denomino sustancia P (11 aminoácidos)

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La sustancia P produce con frecuencia fenómenos de activacion celular. La aplicación local provoca en las neuronas depolarizacion de membranas con un fuerte aumento en la frecuencia de descarga de potenciales de acción. En tejidos aislados provoca contracción de células musculares lisas de diversos òrganos.

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La sustancia P interviene activamente entre otras funciones en la trasmisión de la información somatosensorial (impulsos dolorosos) La liberación de sustancia P esta favorecida por la capsaicina sustancia contenida en el grano de pimienta “chile” que produce picor y quemazon intensos. Dosis altas de capsaicina pueden llegar a provocar lesiones neurotóxicas de las células que contienen SP sensibles a capsaicina, con degeneración neuronal y depleción de SP.

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2.- Colecistoquininas (CCK) 

Fue inicialmente aislada en las glándulas del tubo digestivo y debe su nombre a su poderosa capacidad de contraer la vesícula biliar.

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En el SNC y en el intestino se aisló la CCK de 33 aminoácidos que se considera la precursora del neuropéptido activo CCK-8

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Destaca su presencia como cotrasmisor en algunas neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral.

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La CCK ha mostrado en modelos experimentales efectos ansiolíticos, también reduce el apetito a nivel central.

3.- Péptido Intestinal Vasoactivo 

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Sobre los vasos produce relajación, tanto in vivo como in vitro. Fue descubierto en tracto G.I., pronto se apreció su presencia en el SNC.

4.- Neurotensina 

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Es un tricadepéptido hallado inicialmente en el SNC y después en el intestino, corresponde a la antigua enterogastrona. Está relacionado con neuronas catecolaminérgicas.

5.- Peptidos Opioides 

Fueron descubiertos durante una investigación de compuestos endógenos que imitaran las acciones de la morfina.

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Corresponde a una familia de mas de 20 péptidos opioides agrupados en 3 clases: – Las Endorfinas y las Encefalinas (16-30 aas) (5 aas)

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Los péptidos opioides están ampliamente distribuídos en todo el encéfalo. Tienden en general a ser depresores.

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Cuando se les inyecta intracerebralmente actúan como analgésicos y han sido implicados en los mecanismos que subyacen a la analgesia inducida por la acupuntura.

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Lamentablemente la administración repetida de endorfinas conduce a la tolerancia y la adicción.

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En general las endorfinas están relacionadas en los estados emocionales, incluyendo percepción del dolor, gratificación,estabilidad, acupuntura.

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Narcóticos como morfina, codeína y heroína activan estos receptores para endorfinas y encefalinas.

6.- Neuropeptidos Hipotalámicos e Hipofisiarios 

Factor liberador de corticotrofina vasopresina y oxitocina

liberación ACTH,

Oxido Nítrico (NO)

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Hace 10 años el Oxido nítrico (NO) era considerado fundamentalmente un gas toxico relevante para la contaminación del aire.

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Se sintetiza a partir del aminoácido L-arginina.

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En 1987 se define el NO como una molécula que modula el tono vascular. Ha despertado enorme interés los efectos biológicos de esta molécula.

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El NO es un NT central y periférico, incluida la medula espinal.

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NO es un NT clásico en el SNC, es un radical de T ½ corta que interactúa con las neuronas circundantes por difusión a través de las membranas.

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Es una molécula que presenta un electrón desapareado, por lo que es altamente reactiva.

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A diferencia de la mayoría de las moléculas que trasmite la información entre células ( hormonas, NT, factores de crecimiento, etc.) el NO no es almacenado en vesículas ni es transportado por mecanismos especializados. Se sintetiza en respuesta a un estimulo y gracias a sus propiedades fisicoquímicas se difunde a través de las membranas biológicas tras lo cual reacciona con diversos grupos químicos.

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El NO de origen endotelial es el responsable de la relajación vascular.

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La síntesis excesiva de NO asociada con procesos patológicos tan importantes como el shock séptico, la inflamación y las enfermedades neurodegenerativas, hace necesario la obtención de compuestos capaces de inhibir la actividad biológica de este mediador.

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En el campo opuesto, diversos procesos patológicos como son la hipertensión, la acalasia, la hipereactividad bronquial o la disfunción eréctil, están relacionadas con un déficit en la síntesis endógena de NO.

Conclusión   

Los NT son de 2 clases amplias: – NT de molécula pequeña y los neuropéptidos Los NT son sintetizados a partir de precursores definidos por vías enzimáticas. Muchas sinapsis liberan mas de un tipo de NT.

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La NT de moléculas pequeñas suelen mediar la trasmisión sináptica, cuando es esencial obtener respuesta rápida.

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Los trasmisores neuropéptidicos pueden en general regular o modular la actividad continua en el encéfalo o en los tejidos blancoperiféricos.

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Se destaca la importancia de los fármacos que influyen en las acciones de los trasmisores en el tratamiento en los trastornos neurológicos y psiquiátricos y esto garantiza una nueva información en este campo.