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Neurobioquímica de la serotonina y de
los Aminoácidos neurotransmisores
Mg Inés Arnao Salas
Maestría en Neurociencias
2009
Neurotransmisores
Acetilcolina
Dopamina
GABA
Neurotransmisores
L - Glutamato
Serotonina
Noradrenalina
Neurotransmisor: características
• 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 los neurotransmisores
•
•
•
•
•
•
•
•
Derivados de aminoácidos:
Acetilcolina, histamina, taurina.
Monoaminas:
A) Catecol aminas: dopamina, nor adrenalina y
adrenalina
B) Indolaminas: serotonina
Aminoácidos:
A) Excitadores: glutamato, aspartato
B) Inhibidores: GABA, glicina
Neurotransmisor Origen
Producto
Acetilcolina
Glucosa
Acetato+ colina
Catecolaminas
Tirosina
A. Vanilmandélico,
metanefrina y
normetanefrina
Serotonina
Triptofano
γ- aminobutírico
A.
Hidroxiindolacético
Glutamina Glutamato
Histamina
Histidina
A. Imidazol acético
Metabolismo de los Neurotransmisores
Serotonina
• Existe serotonina en todo el cuerpo, ésta no
atraviesa la barrera hematoencefálica, por lo
que el cerebro la sintetiza localmente.
• La síntesis depende del aporte de un
aminoácido, el triptófano, proveniente de la dieta
(por lo que sus niveles cerebrales dependen, en
parte, de los alimentos).
• La absorción de triptófano a través de la BHE se
realiza mediante un transportador y compite con
la tirosina.
La sinapsis serotoninérgica.
Una vez sintetizada,
serotonina es almacenada
o inactivada con rapidez
por la MAO, dando lugar a
un producto intermedio (5hidroxindolacetaldehído)
que a su vez se oxida por
la aldehído
deshidrogenasa.
•La serotonina tiene un papel inportante en la génesis de migraña,
depresión, transtorno bipolar, bulimia, ansiedad, etc
Histamina
• Acción vasodepresora,
estimula los músculos lisos
• Interviene en la respuesta
alérgica inmediata y es una
reguladora importante de la
secreción ácida por el
estómago; también se ha
definido su participación
como neurotransmisora en
el sistema nervioso central
(SNC).
Sitio de almacenamiento:
célula cebada
• L-histidina descarboxilasa
es una enzima inducible
30%
70%
Histaminasa
Histamina
• Hay tres tipos conocido de receptores para la
histamina: H1, H2 y H3.
• La mayor parte de los receptores H3 son
presinápticos y ellos median la inhibición de la
liberación de la histamina y de otros
transmisores.
• La función del sistema histaminérgico en el
encéfalo es incierta, aunque la histamina se ha
relacionado con el despertar, el comportamiento
sexual, la regulación de la secreción de algunas
hormonas de la hipófisis anterior, la presión
arterial, el acto de beber y el umbral para el
dolor.
Receptores de histamina
Receptor/
Característica
H1
H2
Vasos Sanguíneos,
ML vías aéreas y GI,
corazón, SNC
Mucosa gástrica,
útero, corazón, SNC
2do Mensajero
Ca++
AMPc
Efecto de la
Estimulación
Prurito, dolor, 
permeabilidad vasc,
hipotensión,
enrojecimiento,
broncoconstricción,
entre otros
Ubicación
Secreción ácida
péptica, secreción
moco vías aéreas,
H3
Neuronas en SNC,
vías aéreas y en GI
?
Aumenta la síntesis y
liberación de
Histamina; es
modulador de otros
Aminoácidos inhibitorios
AMINOÁCIDOS INHIBIDORES
Aminoácidos que actúan como
neurotransmisores y que tienen un efecto
específico de inhibición en los efectores,
particularmente en las neuronas postsinápticas
del sistema nervioso.
-EL GABA (ácido gamma amino butírico)
-LA GLICINA
- TAURINA
GABA
Neurotransmisor
inhibidor
predominante
del Sistema
Nervioso Central
GABA y glutamato
regulan la
excitabilidad de
muchas neuronas en el
cerebro (GABA es un
inhibidor, mientras que
Glutamato es un
excitador)
GABA
Se encuentra en todo el cerebro, pero su mayor
concentración está en el cerebelo.
Posiblemente todas las neuronas inhibitorias
cerebelosas transmitan con GABA, ellas son las
Purkinje, las células en canasta, las estrelladas y
las de Golgi.
Glutámico-descarboxilasa (GAD). Se han
encontrado dos formas diferentes; ambas producen
GABA y son codificadas en diferentes genes.
B6
•
El ácido y aminobutirato (GABA)
se sintetiza a partir del glutamato
a través de una descarboxilasa
(1), la glutamato-descarboxilasa
(GAD). (Vit B6)
•
El GABA puede liberarse hacia el
espacio sináptico directamente o
desde almacenes vesiculares (2).
•
Una vez fuera de la terminal, el
GABA puede ocupar receptores
postsinápticos (3), los cuales se
han clasificado en tipo A (GABAA)
o el tipo B (GABAB).
•
El aminoácido puede recaptarse
(4), ocupar autorreceptores (AR),
que usualmente son tipo B (5), o
metabolizarse por la transaminasa
del GABA (GABA-T) (6).
La sinapsis GABAnérgica.
GABA shunt
Receptores GABA
Son de varios tipos:
- Los Ionotrópicos (GABA-A).
- Los metabotrópicos (GABA-B y GABA-C).
Receptor GABA-A
situado en la membrana plasmática del terminal
post sináptico es el que se relaciona con los
receptores de las benzodiazepinas (BZD).
Receptores GABA-B y GABA-C
Ubicados en la membrana plasmática de los
terminales pre y post sinápticos no tienen
relación con los receptores benzodiazepínicos.
Receptores GABA - A
GABA-A abren
canales de cloro y
son por lo tanto
inhibidores de la
conducción del
impulso nervioso.
Receptor GABA
Las benzodiazepinas incrementan la eficacia de la inhibición gabaérgica en la
sinapsis, las bdz no sustituyen al gaba, mas bien incrementan los efectos de
gaba. Los barbitúricos a diferencia de las bzd, aperturan el canal mas tiempo
Receptor del GABA
Receptores GABA-B y C
• Por su parte los receptores GABA-B y GABA-C
ubicados en la membrana plasmática de los
terminales pre y post sinápticos no tienen relación
con los receptores de benzodiazepinas
•
La unión de un agonista al receptor GABA-B
presináptico disminuye la entrada de calcio
originando de esta forma menor liberación de
glutamato y de monoaminas.
• La unión de un agonista al receptor GABA-B
postsináptico aumenta la salida de potasio al medio
extracelular produciendo un potencial inhibitorio
lento.
Glicina
Se forma a partir de la serina , otro aminoácido
que a su vez se forma desde el ácido pirúvico,
Al igual que para el GABA, la liberación de glicina
es dependiente del Ca2+ y se han encontrado
receptores postsinápticos específicos.
Receptores: 3 alfa (glicina, estricnina) y 2 beta
(gefirina).
Neurotransmisor inhibitorio, el bloqueo de sus
receptores o una deficiencia de glicina tiene unas
claras consecuencias convulsivantes, por lo que
sus agonistas son, lógicamente, anticonvulsivantes.
Taurina
• Músculo, plaquetas y Sistema
nervioso en desarrollo.
• Tiene una débil acción
depresora, neurotransmisor,
modulador de la sal y del
equilibrio del agua y
estabilizador de las
membranas celulares.
• Participa en la
desentoxicación y en la
producción y acción de la bilis
Síntesis de taurina
• Mejora la fuerza de la contracción cardiaca
• Funciona como un buffer celular protegiendo a las células retinales de los
efectos dañinos de la luz ultravioleta y las sustancias tóxicas.
Actividad anti-epiléptica
• Estabiliza las membranas de las células nerviosas
• Los vegetarianos, los ancianos y la gente con síndromes de mala absorción
pueden necesitar taurina adicional.
Entre los antagonistas más característicos de
glicina, se encuentra la estricnina, que se emplea
como potente veneno que bloquea la actividad
glicinérgica e impide la relajación de estructuras
esqueléticas.
Los aminoácidos que pueden activar el receptor
de glicina, incluyen la b-alanina, taurina, L-alanina,
L-serina y prolina.
Aminoácidos excitatorios
Aminoácidos excitatorios
• Entre los excitatorios tenemos: el homocisteico,
el aspártico y el glutámico.
• También actúan sobre receptores asociados a
canales iónicos, abren los canales de sodio,
producen una despolarización de la membrana
post sináptica y aumentan la actividad neuronal
• Tanto el aspártico como el glutámico son
aminoácidos no esenciales, no atraviesan la
barrera hematoencefálica, son sintetizados a
partir de la glucosa y de precursores como la
glutamina.
L-glutamato es el mayor neurotransmisor
excitatorio en el Sistema Nervioso Central.
Está involucrado en funciones cognitivas altas.
Por tanto, un desequilibrio en sus acciones puede
llevar a procesos excitotóxicos que contribuyen a
una gran variedad de condiciones
neurodegenerativas.
Concentraciones del glutamato
En condiciones de reposo:
Concentración de glutamato en el espacio
extracelular es de un micromol,
en el citoplasma presináptico es de diez milimoles,
en las vesículas de almacenamiento es de cien
milimoles.
El gradiente entre el espacio extracelular y el
citoplasma presináptico es sostenido por mecanismo
sodio dependiente.
El gradiente entre las vesículas de almacenamiento y
el citoplasma celular depende de una bomba ATPasa.
¿Cómo obtiene la neurona
Glutamato?
1. Desaminación
¿Cómo obtiene la
neurona Glutamato?
oxaloacetato + alanina
Alanina
aminotransferasa
Piruvato
GLUTAMATO
2. Transaminación
¿Cómo obtiene la neurona
Glutamato?
α -cetoglutarato + NAD(P)H + NH4+
Glutamato
deshidrogenasa
L-glutamato + NAD(P)+ + H2O
Autoregulación del glutámico
La liberación de estos neurotransmisores es calcio-dependiente,
y su inactivación, como en el caso de las monoaminas, se produce
principalmente por recaptación sodio-dependiente.
•
El glutamato (GLU), aminoácido
excitador por excelencia, se capta
directamente de la sangre y el
espacio extracelular o a través de
glucosa y la conversión metabólica
en la terminal presináptica (I).
•
Desde allí puede liberarse
directamente o desde almacenes
vesiculares (2).
•
El GLU puede ocupar receptores
postsinápticos neuronales o gliales
(3) de tres tipos diferentes,
denominados de acuerdo con la
sustancia que interactúa con ellos
en forma más específica: los
receptores al NMDA (N-metil-Daspartato), los no NMDA (sensibles
al AMPA) y los metabotrópicos,
sensibles al ácido transaminociclopentano-dicarbixílico (ACPD).
•
El aminoácido también podría
interactuar con autorreceptores.
(AR) (4).
La sinapsis glutamatérgica.
Sinapsis glutamaérgica
Receptores del glutamato
Receptores glutamatérgicos y aspartatérgicos
• Existen dos clases de receptores que regulan la
transmisión excitadora:
• 1) ionotrópicos : canales iónicos (iGluRs) de
localización postsináptica como el receptor
NMDA (vinculado a Na+, K+, Ca++), el receptor
AMPA y el receptor para kainato o KAIN
(asociado a Na+ y K+) .
• 2) metabotrópicos o mGluRs1-8, que
comprenden tres grupos (I, II, III), son
presinápticos
Esquema del receptor NMDA
Receptor NMDA
• sitio del agonista glutamato.
• sitio del coagonista glicina,
indispensable para la regulación
del canal iónico.
• sitio de las poliaminas
moduladoras positivas,
• sitio de los antagonistas 2 amino
5 fosfovalerato, 7
cloroquinuretano y zinc.
• sitio del canal iónico
• Bloqueadores del canal iónico:
competitivo magnesio y no
competitivo
memantine y MK801.
La capacidad que tienen el
glutamato y la glicina para
activar los receptores de NMDA
está en gran medida
influenciada por el pH
extracelular y por el estado de
fosforilación del receptor.
RECEPTORES DEL GLUTAMATO
GRACIAS