Son sustancias químicas endógenas que permiten la neurotransmisión.
Es un tipo de mensajero químico que transmite señales a través de una sinapsis química, como una unión neuromuscular, desde una neurona (célula nerviosa) a otra neurona «objetivo», célula muscular o glándula.
Los neurotransmisores se liberan de las vesículas sinápticas en las sinapsis a la hendidura sináptica, donde los receptores de neurotransmisores los reciben en las células diana.
Muchos neurotransmisores se sintetizan a partir de precursores simples y abundantes, como aminoácidos, que están fácilmente disponibles en la dieta y solo requieren un pequeño número de pasos biosintéticos para la conversión.
Los neurotransmisores desempeñan un papel importante en la configuración de la vida cotidiana y las funciones. Se desconocen sus números exactos, pero más de 200 mensajeros químicos han sido identificados de manera única.
Mecanismo
Los neurotransmisores se almacenan en una sinapsis en vesículas sinápticas, agrupados debajo de la membrana en el terminal del axón ubicado en el lado presináptico de la sinapsis.
Los neurotransmisores se liberan y se difunden a través de la hendidura sináptica, donde se unen a receptores específicos en la membrana en el lado postsináptico de la sinapsis.
La mayoría de los neurotransmisores tienen aproximadamente el tamaño de un solo aminoácido, sin embargo, algunos neurotransmisores pueden tener el tamaño de proteínas o péptidos más grandes.
Por lo general, un neurotransmisor liberado se encuentra disponible en la hendidura sináptica durante un corto período de tiempo antes de ser metabolizado por enzimas, retraerse a la neurona presináptica a través de la recaptación o unirse a un receptor postsináptico.
Sin embargo, la exposición a corto plazo del receptor a un neurotransmisor suele ser suficiente para provocar una respuesta postsináptica a través de la transmisión sináptica.
En respuesta a un potencial de acción umbral o potencial eléctrico gradual , se libera un neurotransmisor en la terminal presináptica.
La liberación «baja» de bajo nivel también ocurre sin estimulación eléctrica. El neurotransmisor liberado puede moverse a través de la sinapsis para ser detectado por y unirse con receptores en la neurona postsináptica.
La unión de neurotransmisores puede influir en la neurona postsináptica de forma inhibitoria o excitatoria. Esta neurona puede estar conectada a muchas más neuronas, y si el total de influencias excitatorias es mayor que las influencias inhibitorias, la neurona también «disparará».
En última instancia, creará un nuevo potencial de acción en su axón hillockpara liberar neurotransmisores y transmitir la información a otra neurona vecina.
Identificación
Hay cuatro criterios principales para identificar neurotransmisores:
- La sustancia química debe ser sintetizada en la neurona o estar presente en ella.
- Cuando la neurona está activa, la sustancia química debe ser liberada y producir una respuesta en algún objetivo.
- Se debe obtener la misma respuesta cuando el producto químico se coloca experimentalmente en el objetivo.
- Debe existir un mecanismo para eliminar el producto químico de su sitio de activación después de su trabajo.
Sin embargo, dados los avances en farmacología, genética y neuroanatomía química , el término «neurotransmisor» se puede aplicar a sustancias químicas que:
- Transmitir mensajes entre las neuronas a través de la influencia en la membrana postsináptica.
- Tienen poco o ningún efecto sobre el voltaje de la membrana, pero tienen una función de transporte común, como cambiar la estructura de la sinapsis.
- Comuníquese enviando mensajes de dirección inversa que afecten la liberación o recaptura de transmisores.
La localización anatómica de los neurotransmisores se determina típicamente mediante técnicas inmunocitoquímicas, que identifican la ubicación de las sustancias transmisoras mismas o de las enzimas que intervienen en su síntesis.
Las técnicas inmunocitoquímicas también han revelado que muchos transmisores, particularmente los neuropéptidos, están co-localizados, es decir, una neurona puede liberar más de un transmisor desde su terminal sináptica.
Diversas técnicas y experimentos como tinción, estimulación y recolección pueden usarse para identificar neurotransmisores en todo el sistema nervioso central.
Tipos
Hay muchas formas diferentes de clasificar neurotransmisores. Dividirlos en aminoácidos, péptidos y monoaminas es suficiente para algunos propósitos de clasificación.
Neurotransmisores principales:
- Aminoácidos: glutamato, aspartato , D-serina , ácido γ-aminobutírico (GABA), glicina.
- Gasotransmisores: óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO), sulfuro de hidrógeno (H 2 S).
- Monoaminas: dopamina (DA), norepinefrina (noradrenalina, NE, NA), epinefrina (adrenalina), histamina, serotonina (SER, 5-HT).
- Aminas rastros: fenetilamina , N- metilfenetilamina, tiramina, 3-yodotironina, octopamina, triptamina, etc.
- Péptidos: somatostatina, sustancia P, transcripción regulada de la cocaína y la anfetamina, péptidos opioides.
- Purinas: trifosfato de adenosina (ATP), adenosina.
- Otros: acetilcolina (ACh), anandamida, etc.
Además, se han encontrado más de 50 péptidos neuroactivos y se descubren nuevos con regularidad. Muchos de estos son «co-lanzados» junto con un transmisor de molécula pequeña.
Sin embargo, en algunos casos, un péptido es el transmisor primario en una sinapsis.
La β-endorfina es un ejemplo relativamente bien conocido de un neurotransmisor peptídico porque se ocupa de interacciones altamente específicas con receptores opioides en el sistema nervioso central.
El transmisor más frecuente es el glutamato , que es excitatorio en más del 90% de las sinapsis en el cerebro humano.
El próximo más prevalente es el Ácido Gamma-Aminobutírico, o GABA, que es inhibidor en más del 90% de las sinapsis que no usan glutamato.
Aunque otros transmisores se usan en pocas sinapsis, pueden ser muy importantes desde el punto de vista funcional: la gran mayoría de las drogas psicoactivas ejercen sus efectos alterando las acciones de algunos sistemas de neurotransmisores, a menudo actuando a través de transmisores distintos del glutamato o el GABA.
Las drogas adictivas como la cocaína y las anfetaminas ejercen sus efectos principalmente en el sistema de dopamina.
Los fármacos opiáceos adictivos ejercen sus efectos principalmente como análogos funcionales de los péptidos opioides, que, a su vez, regulan los niveles de dopamina.
Acciones
Las neuronas forman redes elaboradas a través de las cuales los impulsos nerviosos (potenciales de acción) viajan. Cada neurona tiene hasta 15,000 conexiones con neuronas vecinas.
Las neuronas no se tocan entre sí; en cambio, las neuronas interactúan en puntos de contacto llamados sinapsis: una unión dentro de dos células nerviosas, que consiste en un espacio en miniatura dentro del cual los impulsos son transportados por un neurotransmisor.
Una neurona transporta su información por medio de un impulso nervioso llamado potencial de acción.
Cuando un potencial de acción llega al botón terminal presináptico de la sinapsis, puede estimular la liberación de neurotransmisores.
Estos neurotransmisores se liberan en la hendidura sináptica para unirse a los receptores de la membrana postsináptica e influir en otra célula, ya sea de forma inhibidora o excitadora.
La próxima neurona puede estar conectada a muchas más neuronas, y si el total de influencias excitatorias menos influencias inhibitorias es lo suficientemente grande, también lo será».
Efectos de las drogas
Comprender los efectos de las drogas en los neurotransmisores comprende una parte importante de las iniciativas de investigación en el campo de la neurociencia.
La mayoría de los neurocientíficos involucrados en este campo de investigación creen que tales esfuerzos pueden avanzar en nuestra comprensión de los circuitos responsables de diversas enfermedades y trastornos neurológicos, así como formas de tratar eficazmente y posiblemente prevenir o curar dichas enfermedades algún día.
Las drogas pueden influir en el comportamiento alterando la actividad de los neurotransmisores.
Por ejemplo, las drogas pueden disminuir la tasa de síntesis de neurotransmisores al afectar la (s) enzima (s) sintética (s) para ese neurotransmisor.
Cuando se bloquean las síntesis de neurotransmisores, la cantidad de neurotransmisores disponibles para la liberación se vuelve sustancialmente más baja, dando como resultado una disminución en la actividad de neurotransmisores.
Algunas drogas bloquean o estimulan la liberación de neurotransmisores específicos. Alternativamente, las drogas pueden prevenir el almacenamiento de neurotransmisores en las vesículas sinápticas haciendo que las membranas de las vesículas sinápticas se filtren.
Las drogas que evitan que un neurotransmisor se una a su receptor se llaman antagonistas de receptores. Por ejemplo, los medicamentos que se usan para tratar pacientes con esquizofrenia como haloperidol, clorpromazina y clozapina son antagonistas de los receptores en el cerebro para la dopamina.
Otras drogas actúan uniéndose a un receptor e imitando al neurotransmisor normal. Dichos medicamentos se llaman agonistas de receptores.
Un ejemplo de un receptor agonista es la morfina, un opiáceo que imita los efectos del neurotransmisor endógeno β-endorfinapara aliviar el dolor.
Otras drogas interfieren con la desactivación de un neurotransmisor después de que ha sido liberado, lo que prolonga la acción de un neurotransmisor. Esto se puede lograr bloqueando la recaptación o inhibiendo las enzimas degradativas.
Por último, los medicamentos también pueden evitar que ocurra un potencial de acción, bloqueando la actividad neuronal en todo el sistema nervioso central y periférico . Los medicamentos como la tetrodotoxina que bloquean la actividad neuronal son generalmente letales.
Las drogas dirigidas al neurotransmisor de los principales sistemas afectan a todo el sistema, lo que puede explicar la complejidad de la acción de algunas drogas.
La cocaína , por ejemplo, bloquea la recaptación de dopamina en la neurona presináptica, dejando las moléculas de neurotransmisores en la brecha sináptica durante un período prolongado de tiempo.
Dado que la dopamina permanece en la sinapsis más tiempo, el neurotransmisor continúa uniéndose a los receptores en la neurona postsináptica, lo que provoca una respuesta emocional placentera.
La adicción física a la cocaína puede ser el resultado de una exposición prolongada al exceso de dopamina en las sinapsis, lo que conduce a la regulación a la bajade algunos receptores postsinápticos.
Después de que los efectos del fármaco desaparecen, un individuo puede deprimirse debido a una menor probabilidad de que el neurotransmisor se una a un receptor.
La fluoxetina es un inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina (ISRS), que bloquea la recaptación de serotonina por la célula presináptica, lo que aumenta la cantidad de serotonina presente en la sinapsis y además permite que permanezca allí por más tiempo, proporcionando potencial para el efecto liberado de serotonina.
Enfermedades y trastornos
Las enfermedades y los trastornos también pueden afectar los sistemas neurotransmisores específicos.
Por ejemplo, los problemas en la producción de dopamina pueden provocar la enfermedad de Parkinson, un trastorno que afecta la capacidad de una persona para moverse como lo desea, lo que produce rigidez, temblores o temblores y otros síntomas.
Algunos estudios sugieren que tener muy poca o demasiada dopamina o problemas con el uso de la dopamina en las regiones del cerebro que piensan y sienten pueden desempeñar un papel en trastornos como la esquizofrenia o el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH).
De manera similar, después de que algunas investigaciones sugirieran que los medicamentos que bloquean el reciclaje, o la recaptación, de la serotonina parecían ayudar a algunas personas diagnosticadas con depresión, se teorizó que las personas con depresiónpodría tener niveles de serotonina más bajos de lo normal.
Aunque ampliamente popularizado, esta teoría no fue confirmada en investigaciones posteriores.
Además, los problemas con la producción o el uso de glutamato han sido sugestivos y tentativamente vinculados a muchos trastornos mentales, como el autismo , el trastorno obsesivo compulsivo (TOC), la esquizofrenia y la depresión.
Desequilibrio de neurotransmisores
En general, no existen «normas» científicamente establecidas para niveles apropiados o «balances» de diferentes neurotransmisores.
En la mayoría de los casos, es prácticamente imposible medir los niveles de neurotransmisores en el cerebro o el cuerpo en cualquier momento del tiempo.
Los neurotransmisores regulan la liberación de cada uno, y los débiles desequilibrios consistentes en esta regulación mutua estaban relacionados con el temperamento en las personas sanas.
Los fuertes desequilibrios o interrupciones en los sistemas de neurotransmisores se han asociado con muchas enfermedades y trastornos mentales.
Estos incluyen Parkinson, depresión, insomnio, trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), ansiedad, pérdida de memoria, cambios drásticos en el peso y adicciones.
El estrés físico o emocional crónico puede contribuir a los cambios en el sistema de neurotransmisores. La genética también juega un papel en las actividades de neurotransmisores.
Además del uso recreativo, los medicamentos que interactúan directa e indirectamente con uno o más transmisores o receptores se recetan comúnmente para problemas psiquiátricos y psicológicos.
En particular, las drogas que interactúan con la serotonina y la norepinefrinase prescriben a pacientes con problemas como la depresión y la ansiedad, aunque la idea de que hay mucha evidencia médica sólida para apoyar tales intervenciones ha sido ampliamente criticada.
Eliminación de neurotransmisores
Un neurotransmisor debe descomponerse una vez que llega a la célula postsináptica para evitar una mayor transducción de señales excitatorias o inhibitorias.
Esto permite que se produzcan nuevas señales a partir de las células nerviosas adyacentes. Cuando el neurotransmisor se ha secretado en la hendidura sináptica, se une a receptores específicos en la célula postsináptica, generando así una señal eléctrica postsináptica.
El transmisor debe ser eliminado rápidamente para permitir que la célula postsináptica participe en otro ciclo de liberación de neurotransmisores, enlace y generación de señal.
Los neurotransmisores se terminan de tres maneras diferentes:
- Difusión: el neurotransmisor se separa del receptor, saliendo de la hendidura sináptica, aquí se vuelve absorbido por las células gliales.
- Degradación enzimática: sustancias químicas especiales llamadas enzimas la descomponen.
- Repetición: reabsorción de un neurotransmisor en la neurona. Los transportadores, o proteínas transportadoras de membrana, bombean neurotransmisores desde la hendidura sináptica hacia las terminales de los axones (la neurona presináptica) donde se almacenan.
Por ejemplo, la colina toma y recicla la colina mediante la neurona presináptica para sintetizar más ACh.
Otros neurotransmisores como la dopamina son capaces de difundirse lejos de sus uniones sinápticas dirigidas y se eliminan del cuerpo a través de los riñones o se destruyen en el hígado.
Cada neurotransmisor tiene vías de degradación muy específicas en los puntos reguladores, que pueden ser atacadas por el sistema regulador del cuerpo o por drogas recreativas .
