Neurofisiología y neuroquímica
Introducción La complejidad del pensamiento humano, del
actuar y del sentir, son un reflejo de la complejidad de nuestro cerebro.
Neurona + neurona
Estimulo químico actividad eléctrica
Neuroquímica
Historia Siglo XIX Wilhem His, Santiago Ramón y Cajal
Experimento con tejido suprarrenal en el SN vegetativo
Karl Lashley describió el aparato básico de neurotransmisión: neurotransmisores y receptores específicos
Siglo XX se acompaño del descubrimiento de nuevos transmisores y receptores, además de las técnicas de PCR para clonación de receptores
Electrofisiología básica Membrana neuronal
oMembrana selectivamente permeableoReceptores de neurotransmisoresoBombas iónicas (ATPasa Na/K)•Se encargan de mantener el gradiente iónico y por lo tanto el potencial de membrana
oCanales iónicos Na, K, Ca, Cl•Na principal catión extracelular•K principal catión intracelular
Canales iónicos
Canales iónicosCanales iónicos
Controlados por voltaje
Controlados por voltaje
Controlados por ligandoControlados por ligando
Abren canales
cationicos
Abren canales
cationicos
Inhibidores
Inhibidores
ExcitadoresExcitadores
Promueven el
potencial de acción
Promueven el
potencial de acción
Abren canales
anionicos
Abren canales
anionicos
Inhiben el potencial de acción
Inhiben el potencial de acción
Potenciales de acción Las señales nerviosas se trasmiten mediante
potenciales de acción que son cambios rápidos en el potencial de membrana que se extienden a lo largo de la fibra nerviosa
Los potenciales de acción están basados en la “ley del todo o nada” una vez propagado, se trasmite a través de la fibra sin perder potencia
Fases del potencial de acción
Fase de reposoCompartimiento intracelular es estado de reposo es de -70mV a -80mV se dice que la membrana esta polarizada
Fase de despolarizaciónSe abren los canales de Na y se invierte el potencial de membrana (despolarización)
Fase de repolarizaciónLos canales de Na se empiezan a cerrar y los de K se empiezan a abrir entrando en una fase de repolarización
Traducción del potencial de acción a neurotransmisión química
En la terminación sináptica el potencial de acción induce la liberación de neurotransmisores, mediante canales de calcio activados por voltaje
SinapsisPunto de comunicación entre dos célulasNeurona presinápticaHendidura sinápticaNeurona postsináptica
Tipos de sinapsis
Neurotransmisores Sustancia químicas que trasmiten información
de una neurona a otra. Amplio grupo de sustancias
Criterios para un neurotransmisor1.La molécula es sintetizada por la neurona
2.Se halla en la neurona presináptica y se libera sobre la despolarizacion en cantidades fisiológicamente significativas
3.Cuando se administra por vía exógena como fármaco, la molécula mimetiza los efectos del neurotransmisor endógeno
4.Un mecanismo de las neuronas o de la hendidura sináptica actúa para eliminar o desactivar el neurotransmisor
Clasificación de neurotransmisores Aminas biogénicas• Mas estudiadas• Se encuentra en un bajo % de neuronas
Aminoácidos• En cerca del 70% de las neuronas
Péptidos• % intermedio de los anteriores de neuronas• 200 a 300 neurotransmisores identificados a la
fecha
Nucleótidos
Gases
Eicosanoides
Anandamidas
Neurotransmisores recientemente descubiertos
Tipos de neurotransmisores
De los neurotransmisores estudiaremos…
1. Anatomía de distribución2. Ciclo vital ( síntesis, secreción, receptación,
y degradación)3. Receptores 4. Fármacos que modifican su actividad
Aminas biógenas Dopamina Noradrenalina Adrenalina
Serotonina Triptofano
Acetilcolina
Histamina Histidina
catecolaminas
Acetilcoenzima A+
Colina
neurotransmisores monoaminicos: visión general
Dopamina Tractos dopaminérgicos1.Nigroestriatal• Regula actividad motora• Control del edo. De animo
2.Mesolímbico-mesocortical• Envía fibras a el área tegmentaría ventral,
corteza y sistema límbico• Blanco para el tratamiento de síntomas
psicóticos
3.Tuberoinfudibular• Inhibe la secreción de prolactina
Activación excesiva tics motores
Activación disminuida bradicinecia (enf. Parkinson)
Vías dopaminérgicas
Ciclo vital de la dopamina Sintetizada en la terminación axónica A partir del aminoácido tirosina La enzima limitante del proceso es la tirosina
hidroxilasaTirosina DOPA
Tirosina hidroxilasa
Tirosina hidroxilasa
•Por eso en el parkinsonismo se da dopa y nos brincamos la etapa limitante
Eliminación de la dopamina de la hendidura sináptica
Terminación del efecto de la dopamina
MAO-B(selectiva de dopamina)
Degradación
Mecanismo de receptación
•Citoplasma de célula
postsinaptica•Células gliales•Extracelularmen
te
Memb. Externa mitocondrial presinpticaCOTM
Receptores de dopamina D1, D2, D3, D4, D5
D1 y D5 activan proteína G estimuladora que aumenta la contracciones de AMPc
D2, D3, D4 activan proteína G inhibidora que disminuyen la concentración de AMPc
D2 núcleo estriado D3 núcleo accumbens D4 corteza prefrontal
Dopamina y fármacos Receptor de dopamina D2 blanco de fármacos
antipsicoticos• Disminuye la psicosis, agitación alucinaciones
Anfetaminas producen liberación de anfetamina
Cocaína disminuye la receptación de dopamina• Los sistemas dopaminérgicos se relaciona con el sistema
de recompensa del cerebro
Nicotina promueve liberación de nicotina y glutamato• Estudios epidemiológicos indican menos incidencia de
Parkison y Alzheimer en fumadores
Relación con la psicopatología Las alteraciones en el sistema dopaminergico
se asocian al desarrollo de esquizofrenia, actualmente es la teoría mas aceptada.
También se le relaciona con trastornos del estado de animo
Noradrenalina y adrenalina Noradrenalina mas abundante en el cerebro Adrenalina mas abundante en el plasma A los receptores de ambos se les llama
simplemente adrenérgicosTractos noradrenérgicos
Sistema límbico
corteza
hipotálamo
tálamoLocus caeruleus
Vías noradrenérgicas
Ciclo vital de la noradrenalina y adrenalina
Tirosina hidroxila
sa
DOPA carboxila
sa
Dopamina β OH
PNMT
PNMT: Feniletanolamina N metiltransferasa
Se elimina por la COMT y la MAO- A (selectividad por noradrenalina, adrenalina y serotonina)
Receptores adrenérgicos y noradrenérgico
ReceptoresβReceptoresβ
Receptoresβ3Receptoresβ3
Receptoresβ2Receptoresβ2
Receptoresβ1Receptoresβ1
Receptoresα1Receptoresα1
Receptoresα2Receptoresα2
Receptoresα1DReceptoresα1D
Receptoresα1BReceptoresα1B
Receptoresα1AReceptoresα1A
Receptoresα2CReceptoresα2C
Receptoresα2BReceptoresα2B
Receptoresα2AReceptoresα2A
Sistema de fosfatidil inositol
Sistema de fosfatidil inositol
↓AMPc↓AMPc
↑AMPC↑AMPC
Noradrenalina y fármacos Antidepresivos triciclicos: bloquean la
receptación de noradrenalina
Inhibidores de la MAO: inhiben en catabolimso de la noradrenalina
Β-adrenergicos usados para tratar • Fobia• Acatisis• Temblores inducidos por litio
Relación con la psicopatología Hipótesis aminica biogena de los trastornos
del estado de animo, relaciona las alteraciones del sistema noradrenérgico con los estas alteraciones, pero aun no están del todo claro las interacciones entre este sistema y el serotoninergico, en el desarrollo de la enfermedad
Serotonina (5- hidroxitriptamina) Tractos serotoninergicos
Protuberancia
•Locus caeruleus (Menor grado)•Área postrema•Área interpeduncular
Núcleos medianos y dorsales
Se proyectan
•Ganglios basales•Sistema límbico•Corteza cerebral
Vías serotoninérgicas
Ciclo vital Síntesis en la terminación axónica
Proviene del precursor triptófano
La disponibilidad del triptófano es el paso limitante y no la triptófano hidroxilasa
La terminación de la actividad de la serotonina es por la recaptación de serotonina
MAOA degrada 5-HT
Acido 5-hidroxiindolacetico
Metabolismo de la serotonina
Receptores serotoninergicos Se ha identificado siete receptores
serotoninergicos 5-HT1 objetivo de fármacos contra la ansiedad y
depresión 5-HT2 diana de fármacos contra l
esquizofrenia 5-HT3 posible fármacos antipsicoticos 5-HT4 5-HT5 5-HT6 5-HT7
Serotonina y fármacos IMAO inhiben el metabolismo de la serotonina Fármacos triciclicos inhiben la recaptación de
la serotonina Inhibidores selectivos de la serotonina (ISRS)• Fluoxetina• Paroxetina• Sertralina
Trazadona• Bloquean la recaptación de serotonina• Bloquean receptores de 5-HT3
Serotonina y psicopatologia Las alteraciones en el sistema serotoninergico
dan como resultado alteraciones del estado de animo.• Concentraciones bajas de serotonina dan lugar a
trastornos depresivos• Concentraciones altas de serotonina originan
cuadros de manía
Histamina
Hipotálamo
Las neuronas que secretan histamina se encuentran en el hipotálamo
Tractos histaminergicos
Receptores histaminergicos H1 Aumentan la producción de IP3 DAG• Utilizados en alergias• Efectos secundarios sedación
H2 Incrementa la producción de AMPc
H3 Regulan el tono muscular
Acetilcolina
Núcleo basal de meynert
Tálamo
Neuronas colinergiacas del sistema reticular
Sistema límbico
Corteza
Hipotálamo
Tractos colinergicos
Sistema límbico
Corteza
Ciclo vital de la acetilcolina
Terminación axónica colinérgica
La acetilcolina es degrada a colina por la enzima acetilcoleinesterasa en la hendidura sináptica la colina es recaptada en la membrana presinaptica para ser reciclada
Receptores colinérgicos
Para ambos existen varios subtipos Canales iónicos Proteínas G Metabolismo de fosfatidilinositol
Receptores colinérgicos
Muscarinicos
Nicotínicos
Acetilcolina y fármacos Fármacos anticolinergicos se usan para las
anomalías motoras causadas por la administración de antipsicoticos clásicos Efectos adversos
Boca seca Visión borrosa Dificultad para iniciar la micción En SNC confusión y delirium
Inhibidores de la acetilcolinesterasa se han utilizado en el tratamiento para el Alzheimer
Psicopatología El sistema colinérgico se encuentra alterado
en los pacientes con Alzheimer y otras demencias
Se ha visto que con anticolinergicos se puede ver afectada lo procesos de memoria y aprendizaje en personas normales.
Neurotransmisores peptidicos Se dice que puede haber hasta 300 tipos de
NT peptidicos. Un péptido es una proteína que consta de mas
de 100 aminoácidos Se sintetizan en el cuerpo neuronal se
almacenan en vesículas en las terminaciones axónica
•Opiáceos endógenos Intervienen en la regulación del estrés y el estado de animo•Sustancia P Participa en la percepción del dolor•Neurotensina Se relaciona con la génesis dela esquizofrenia•Colecistocinina también se considera en el origen de la esquizofrenia•Somatostatina Se a asociado a Alzheimer y Huntington•Vasopresina y Oxitocina Se relaciona con el estado de animo•Neuropeptido Y Estimula el apetito
Transmisores neuropeptidicos
Neuropeptidos seleccionados
Neurotransmisores aminoácidos Acido γ-aminobutirico Neurotransmisor inhibidor hiperpolariza
membrana Se encuentra de manera exclusiva en el SNC
Mayores concentraciones•Mesencéfalo•Diencéfalo
Menores concentraciones•Hemisferios cerebrales•Protuberancia•Bulbo raquídeo
GlutamatoGlutamato
GABAGABAAcido glutamico descarboxilasa
Efectos farmacológicos del GABA Suprime:
Ansiedad
Actividad convulsiva
Manía
Benzodiazepinas Barbituricos Acido valproico Carbamazepina
Glutamato Neurotransmisor excitador
Sintetizado en el cuerpo neuronal y liberado en la terminación axónica
Distribución Cerebelo Núcleo estriado Hipocampo Corteza entorrinal
Cinco tipos de receptores glutamicos El mas estudiado el tipo NMDA
Se relaciona con la exitotoxicida y la ezquizofrenia
BIBLIOGRAFIA Kaplan, Harold, I; Sadock Benjamin J.; Sinopsis
De Psiquiatría 8ª Edición