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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I,
Unidad Didáctica: BIOQUÍMICA MÉDICA 2º AÑO
NEUROTRANSMISORES
Primeros y Segundos Mensajeros
Dr. Mynor A. Leiva Enríquez
1
Neurotransmisores
„
„
Los neurotransmisores son las
sustancias químicas que se encargan
de la transmisión de las señales
desde una neurona hasta la siguiente
a través de las sinapsis.
También se encuentran en la
terminal axónica de las neuronas
motoras, donde estimulan las fibras
musculares para contraerlas.
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Sinapsis “eléctricas”
„
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forma menos
compleja de
unión llamada
sinapsis eléctrica,
en la que las
neuronas se
acoplan
eléctricamente
entre sí a través
de complejos
proteicos
denominados
uniones gap. 5
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Precursores
„
Tirosina:
• Dopamina
• Adrenalina
• Noradrenalina
„
Acetil CoA +
Colina:
• Acetilcolina
„
„
Glutamato
• Glutamato
• GABA
„
„
Glicina
Histidina:
• Histamina
Triptófano:
• Serotonina
7
Clasificación
„
Activadores:
• Acetilcolina
• Adrenalina
• Dopamina
• Glutamato
• Histamina
„
Inhibidores
• Gaba
• Serotonina
PRIMEROS MENSAJEROS
„
Los primeros mensajeros
hidrofílicos (acetilcolina
nicotínica, glutamato,
GABA, glicina y 5-HT3), se
combinan con receptores de
membrana plasmática que
incluyen canales iónicos
controlados por ligando
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Receptores rodeados por Ligandos
„
„
„
Su estimulación activa un canal en el
receptor y la entrada de iones cloruro
y potasio a la célula.
Las cargas positiva o negativa que
ingresan excitan o inhiben la neurona.
Los ligandos de estos receptores
comprenden neurotransmisores
excitadores, como glutamato y, en
menor grado, aspartato. La unión de
estos ligandos al receptor produce un
potencial postsináptico excitador
(PPSE).
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Receptores rodeados por Ligandos
„
„
Alternativamente, la unión de
ligandos inhibidores de los
neurotransmisores, como GABA y
glicina, produce un potencial
postsináptico inhibidor (PPSI).
Estos receptores activados por
ligandos también se denominan
receptores inotrópicos o veloces.
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Receptores unidos a Proteína G
„
„
Los receptores unidos a la proteína G
están asociados indirectamente con los
canales iónicos por medio de un sistema
de segundo mensajero que implica
proteínas G y la adenilatociclasa.
Estos receptores no son precisamente
excitadores ni inhibidores, y modulan
las acciones de los neurotransmisores
excitadores e inhibidores clásicos, como
el glutamato y la glicina.
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Receptores unidos a Proteína G
„
„
Estos receptores tienden a tener un
efecto inhibidor si se unen a la
proteína Gi de la membrana celular, y
un efecto más excitador si se unen a
la proteína Gs.
Los receptores unidos a la proteína G
se denominan receptores
metabotrópicos o lentos, por
ejemplo, GABA-B, glutamato,
dopamina (D1 y D2), 5-HT1A, 5-HT1B,
5-HT1D, 5-HT2A, receptores 5-HT2C.
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Receptores unidos a Proteína G
Receptores asociados a
proteína G (acetilcolina
muscarínica, α / β
adrenérgicos, dopamina,
serotonina) y receptores
opioides, que pueden activar o
inhibir a la adenililciclasa o
activar a la fosfolipasa C.
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Receptores unidos a Proteína G
La proteincinasa C es la enzima
que es activada por el diglicérido.
„ Tanto la proteincinasa C como la
proteincinasa dependiente de
Calmodulina necesitan calcio
para la expresión de su actividad.
„
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Segundos mensajeros:
„
moléculas pequeñas que acarrean la
información codificada por los
mensajeros extracelulares hacia
blancos intracelulares responsables
de la respuesta biológica.
• AMP cíclico
• GMP cíclico
• Calcio
• Trifosfato de inositol
• Diacil glicerol
El AMP’c, el
GMP’c y el
diacil glicerol
activan a sus
proteincinasas
respectivas
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Pequeños neurotransmisores moleculares
Clase
Aminoácidos
Aminas
biogénicas
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Neurotransmisor
Efecto postsináptico
Acetilcolina
Excitador
Ácido
gammaaminobutírico
GABA
Inhibidor
Glicina
Inhibidor
Glutamato
Aspartato
Dopamina
Noradrenalina
Serotonina
Histamina
Excitador
Excitador
Excitador
Excitador
Excitador
Excitador
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DOPAMINA
„
„
„
Neuronas dopaminérgicas
se concentra en grupos
específicos que, en conjunto, se
denominan ganglios basales
La deficiencia en el tracto
nigroestriado causa
parkinsonismo.
La acción excesiva en la corteza
prefrontal (límbica) produce
esquizofrenia.
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EPINEFRINA
Neuronas
adrenérgicas
„ Participa en la
regulación de la
presión arterial
„
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NOREPINEFRINA
„
„
„
„
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Neuronas noradrenérgicas
se encuentran en el locus cerúleo, la
protuberancia y la formación reticular
del cerebro.
Estas neuronas tienen proyecciones
hacia la corteza, el hipocampo , el
tálamo y el mesencéfalo.
Neurotransmisor del sistema nervioso
simpático postganglionar.
La deficiencia en el cerebro produce
depresión mental.
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NOREPINEFRINA
La liberación de noradrenalina tiende
a aumentar el nivel de la
actividad excitadora dentro del
cerebro y se piensa que las vías
noradrenérgicas están
especialmente implicadas en el
control de funciones como la
atención y la excitación.
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Las
catecolaminas
son
compuestos
formados
por un núcleo
catecol (un
anillo de
benceno
con dos
hidroxilos) y
una cadena
de etilamina o
alguno de sus
derivados.
Catecolaminas
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Resumen de la SÍNTESIS DE CATECOLAMINAS
„
„
„
„
„
„
„
1) Hidroxilasa de
Tirosina
2) Aminoácido aromático
descarboxilasa
3) Dopamina Betahidroxilasa
4) Feniletanolamina Nmetil-transferasa
5) Dihidrobiopterina
reductasa
6) Ascorbato reductasa
La hidroxilasa de tirosina, que cataliza la primera reacción y
el paso limitante de la velocidad en la vía de la biosíntesis de
las catecolaminas, es la principal enzima reguladora.
Las catecolaminas se unen
a los receptores
adrenérgicos
Las proteínas G son
„
proteínas heterotriméricas
que se asocian a varios
efectores, incluyendo a la
adenilciclasa y a la
fosfolipasa C.
„
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Efectos relacionados al receptor
RECEPTOR ALFA
„ Vasoconstricción
„ Dilatación del iris
„ Relajación intestinal
„ Contracción de
esfínteres intestinal y
vesical
„ Piloerección
RECEPTOR BETA
„ Vasodilatación
„ Taquicardia
„ Mayor contracción
miocárdica
„ Relajación intestinal
„ Relajación uterina
„ Brondilatación
„ Termogénesis
„ Glucogenólisis
„ Lipólisis
„ Relajación de pared
vesical
ACETILCOLINA
Neuronas colinérgicas
„ Neurotransmisor en la unión
neuromuscular y en las
uniones pregangionares del
sistema nervioso simpático, y
preganglionares del sistema
nervioso parasimpático
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Respuesta
a
Acetilcolina
Respuesta a Acetilcolina
Respuesta
a
Acetilcolina
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Acetilcolina
„
„
Los receptores
muscarínicos son
metabolotrópicos
y
los receptores
nicotínicos son
canales iónicos
controlados por
ligando.
32
ACETILCOLINA
„
La acetilcolina ‘actúa’ o ‘se transmite’
dentro de las vías colinérgicas que se
concentran principalmente en
regiones específicas del tronco
encefálico y se piensa que están
implicadas en funciones cognitivas,
especialmente la memoria. Las
lesiones graves de estas vías son la
causa probable de la enfermedad
de Alzheimer.
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„
La acetilcolina se forma en un paso a
partir de Acetil-CoA (acetato activo)
y colina en una reacción catalizada
por la colina acetiltransferasa.
La enzima acetilcolinesterasa contiene un
residuo de serina en el sitio activo y se
encarga de la inactivación de la acetilcolina.
„
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GABA
Neuronas gabaérgicas
„ Acido g-aminobutírico;
principal
neurotransmisor
inhibitorio en el
encéfalo.
„
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„
„
El principal neurotransmisor inhibidor del cerebro es el GABA
Es sintetizado a partir de glutamato en una reacción catalizada
por la glutamato descarboxilasa.
El receptor GABAa es un
canal iónico controlado por
ligando que conduce cloruro y
lleva a la hiperpolarización de
la célula postsináptica.
„ El glutamato es el
principal transmisor de
excitación del cerebro.
„
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GLUTAMATO
Neuronas
glutaminérgicas
„ Principal
neurotransmisor
excitador en el
sistema nervioso
central
„
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Receptores de Glutamato
NMDA: (Glutamato + Glicina)
abre canales de Ca y Na
„ AMPA: transmisión sináptica
rápida en el cerebro y médula
„ Kainato: en estudio.
„ Metabolotrópico: Interactúa
con proteína G
„
GLICINA
Neuronas glicinérgicas
„ Principal
neurotransmisor
inhibitorio en la médula
espinal
„
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HISTAMINA
Neuronas
histaminérgicas.
„ Posible función en los
ciclos de sueño-vigilia
„
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Histamina
RECEPTORES
H1: Activación
„
fosfolipasa C
H2: Activación de
„
adenilciclasa
H3: Canales de Ca y K
„
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SEROTONINA
„
„
„
„
Neuronas serotoninérgicas
La deficiencia en el encéfalo produce
depresión mental. Implicada en el
sueño y el despertar.
Se sintetiza a partir del aminoácido
triftófano.
Dentro del cerebro , la serotonina se
localiza principalmente en el
mesencéfalo , la protuberancia y la
médula. Estas vías serotoninérgicas
se expanden ampliamente a través
del tronco encefálico , la corteza
cerebral y la médula espinal .
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Acción de la Serotonina
en función del receptor estimulado
„
„
„
„
„
„
„
5-HT
5-HT
5-HT
5-HT
5-HT
1A: Inihibe adenilciclasa, abre canales K
1B: inhibe adenilciclasa
1C: Activa fosfolipasa C
1D: Inhibe adenilciclasa
2:
Activa fosfolipasa C,
cierra canales de K
5-HT 3:
Abre canales
5-HT 4:
activa adenilciclasa,
cierra canales de potasio
SEROTONINA
Además de controlar el estado anímico,
la serotonina se ha asociado con una
amplia variedad de funciones,
incluidas la regulación del sueño, la
percepción del dolor, la temperatura
corporal, la tensión arterial y la
actividad hormonal.
„ Fuera del cerebro, la serotonina ejerce
un número importante de efectos que
comprenden especialmente los
sistemas gastrointestinal y
cardiovascular.
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Serotonina
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Inactivación de neurotransmisores
„
„
„
„
Los dos mecanismos fundamentales
para terminar la acción de los
neurotransmisores son el metabolismo y
la absorción.
La acetilcolina y los neuropéptidos son
inactivados por hidrólisis, y
la histamina es activada por metilación.
Los otros neurotransmisores, incluyendo
dopamina, norepinefrina, serotonina,
glutamato, GABA y glicina, son inactivados
por transporte a las células neuronales (o glía
en el caso del GABA y del glutamato).
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Inactivación de neurotransmisores
„
„
„
„
Dopamina, norepinefrina, epinefrina y
serotonina son sustratos para la
monoaminooxidasa.
La catecol-O-metiltransferasa cataliza una
reacción de varios catecoles con la Sadenosilmetionina para formar el derivado
metilado.
El metabolito principal de la dopamina es el
homovanilato (HVA) y
el metabolito principal de la norepinefrina y de
la epinefrina es el vanililmandelato (VMA)
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Óxido Nítrico
El uso del óxido nítrico
como primer mensajero
en el cerebro y en
cualquier otro lado tiene
varios aspectos poco
comunes.
Primero, el compuesto es
un gas.
Segundo, el óxido nítrico
se difunde libremente y
no está empacado en
Vesículas secretorias.
Tiene la posibilidad de
difundirse del sitio de su
síntesis e influir en las
células que lo rodean
(efecto paracrino).
El óxido nítrico es muy
inestable y se descompone
espontáneamente en
unos pocos segundos. Su
efecto en la función
endotelial ha tomado
Relevancia.
BIENVENIDOS a su cuarta rotación de docentes.
Deseo que logren rebasar
la FRONTERA FINAL…
Dr. LEIVA.
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