martes, 5 de febrero de 2013

Introducción.


     No hay pensamientos, sentimientos o recuerdos, cuya realización no implique la activación de algún área del cerebro. Aunque podamos distinguir los procesos estrictamente fisiológicos como, por ejemplo, un impulso nervioso, de un proceso psíquico, un recuerdo o un sentimiento de tristeza, nadie parece poner en cuestión que el sistema nervioso central   en especial el cerebro,   es el lugar donde ocurren los procesos psíquicos y donde un conjunto de neurotransmisores desempeñan sus funciones de manera tal que se den algunos comportamientos como respuestas a dicha sustancia.

        No es común pensar, que al recordar, sentir, expresar, entre otras infinidades de acciones que el hombre realiza en su cotidianidad, se están efectuando unas reacciones a nivel celular, y que estas se dan a una velocidad inmedible, de una manera que solo la imaginación puede estipular, pero es curioso como una sustancia puede tener dominio sobre una célula, o como de esta se originan otras relaciones importantes para el hacer y convivir del ser humano.

     Por estas razones que de una u otra manera se han ido presentando, se despierta el interés de conocer y aprender los comportamientos a nivel sustancial, hormonal y celular de los neurotransmisores en una patología muy poca conocida, pero que evidencia con eficacia las implicaciones de ellos, en esta.

     Cabe decir, que esta investigación describe a los neurotransmisores desde un punto de vista donde estos reflejan la verdadera importancia para el organismo y poder  reconocer cada aspecto favorable y negativo de ellos, mediante la síntesis de la mayoría de estos.

     En general estas sustancias ya mencionadas tienen mucha importancia cuando de comunicación entre células se habla y en el desempeño de las funciones cerebrales,  además de la regularización de vitaminas y nutrientes que necesita el hombre para mantener un equilibrio de contenidos, pero se analizará en la enfermedad llamada corea de Huntington, la cual desde los conocimientos mas básicos se conoce como una perdida de células en el putamen y en el núcleo causando una degeneración cerebral.

     En la investigación se resalta el desarrollo de la enfermedad corea de Huntington en el estado Zulia, mirando desde diferentes puntos de vista la manera en como esta patología fue descubierta en pro de ayudar a contrarrestar la sintomatología.

     Es bueno tener conocimientos generales y específicos sobre una patología, de la cual se han presentado casos muy cercanos, y de su neurotransmisión, para así poder de manera intuitiva ejercer una opinión critica.

     Por otra parte, es preciso saber que es necesario tener una buena base y comprensión de términos básicos para hacer más fácil el análisis de la temática y que este sea autosuficiente para generar aportes significativos en las diferentes etapas de la investigación, de manera que se vaya identificando la importancia de los neurotransmisores, sus principios básicos, funcionalidades en el cuerpo humano, transportadores de estos, ventajas y desventajas, implicaciones en la enfermedad corea de Huntington, rasgos característicos, tratamientos y demás interconexiones con el sistema nervioso central, donde se realizan todos los movimientos a nivel de neuronas.

Reseña historica


Reseña histórica de los neurotrasmisores.

   Al aplicar diversas técnicas de marcado neuroquímico se han identificado vías nerviosas que tienen neurotransmisores específicos, a partir de neuronas que los sintetizan y envían sus proyecciones hacia lugares distantes del sistema nervioso. Gracias a técnicas que utilizan anticuerpos dirigidos a las enzimas de síntesis de los diversos neurotransmisores, los cuales se conjugan con otras sustancias que fluorescen o que se colorean, se ha podido determinar el curso de las fibras de estas neuronas. En 1921 la acetilcolina fue el primer neurotransmisor en ser descubierto, de allí el impulso de indagar e investigar acerca de estas hormonas,  esta fue aislada en el mismo año  por un biólogo alemán llamado Otto Loewi, quien ganó posteriormente el premio Nobel por su trabajo. En vista de que la acetilcolina fue el primer neurotransmisor descubierto, en ella y a partir de esta se basa gran parte de la historia de un conjunto de sustancias que con el paso del tiempo y mediante investigaciones profundas han salido a la luz otras sustancias, que al igual que todas tienen funciones para con el organismo y que trabajan dependiente e independientemente pero forman parte todas forman parte del termino neurotransmisor.

     La acetilcolina se elabora a partir de la colina, cuyo origen en general es la dieta, y de la acetil-coenzima A, que proviene de la glucosa a través de varios pasos metabólicos que ocurren en las mitocondrias. La enzima que une estas dos moléculas para producir acetilcolina es la colina- acetiltransferasa. Las enzimas que destruyen a la acetilcolina se llaman acetilcolinesterasas. Se ha visto que existen varias colinesterasas, y que diversas áreas cerebrales pueden contener niveles diferentes de ellas. La acetilcolina tiene muchas funciones, ya que es la responsable de la estimulación de los músculos, incluyendo los músculos del sistema gastro-intestinal. También se encuentra en neuronas sensoriales y en el sistema nervioso autónomo, y participa en la programación del sueño REM.

     El famoso veneno botulina funciona bloqueando la acetilcolina, causando parálisis. El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas personas para eliminar temporalmente las arrugas.

     Por otra parte, en 1946, otro biólogo alemán cuyo nombre era von Euler, descubrió la norepinefrina (antes llamada noradrenalina). La norepinefrina esta fuertemente asociada con la puesta en “alerta máxima” de nuestro sistema nervioso. Es prevalente en el sistema nervioso simpático, e incrementa la tasa cardiaca y la presión sanguínea. Nuestras glándulas adrenales la liberan en el torrente sanguíneo, junto con su pariente la epinefrina. Es también importante para la formación de memorias.

     El estrés tiende a agotar nuestro almacén de adrenalina, mientras que el ejercicio tiende a incrementarlo. Las anfetaminas (“speed”) funcionan causando la liberación de norepinefrina.

     Otro familiar de la norepinefrina y la epinefrina es la dopamina, la cual es un neurotransmisor inhibitorio, lo cual significa que cuando encuentra su camino a sus receptores, bloquea la tendencia de esa neurona a disparar. La dopamina esta fuertemente asociada con los mecanismos de recompensa en el cerebro. Las drogas como la cocaína, el opio, la heroína, y el alcohol promueven la liberación de dopamina, al igual que lo hace la nicotina.

     Se ha demostrado que la grave enfermedad mental llamada esquizofrenia, implica cantidades excesivas de dopamina en los lóbulos frontales, y las drogas que bloquean la dopamina son usadas para ayudar a los esquizofrénicos. Por otro lado, demasiada poca dopamina en las áreas motoras del cerebro es responsable de la enfermedad de Parkinson, la cual implica temblores corporales incontrolables.

     Entonces, es preciso decir que esta sustancia requiere de un margen o limite de presencia, no en exceso pero tampoco en la falta de esta, que regule los niveles que están relacionados con su función.

      Por otro lado, en 1950, Eugene Roberts y J. Awapara descubrieron el gaba (ácido gamma aminobutírico), otro tipo de neurotransmisor inhibitorio. El gaba actúa como un freno del los neurotransmisores excitatorios que llevan a la ansiedad. La gente con poco gaba tiende a sufrir de trastornos de la ansiedad, y los medicamentos como el Valium funcionan aumentando los efectos del gaba. Si esta sustancia está ausente en algunas partes del cerebro, se produce la epilepsia, en relación a este se encuentra el glutamato, este  es un pariente excitatorio del gaba, además es el neurotransmisor más común en el sistema nervioso central, y es especialmente importante en conjunto con la memoria. Curiosamente, el glutamato es realmente tóxico para las neuronas, y un exceso las mataría, ya que algunas veces el daño cerebral o un golpe pueden llevar a un exceso de este y terminar con muchas más células cerebrales muriendo que el propio trauma. La ALS, más comúnmente conocida como enfermedad de Lou Gehrig, está provocada por una producción excesiva de glutamato.

     Se ha encontrado que la serotonina está íntimamente relacionada con la emoción y el estado de ánimo. Se ha demostrado que la falta de serotonina lleva a la depresión, problemas con el control de la ira, el desorden obsesivo-compulsivo, el suicidio, a un incremento del apetito por los carbohidratos (comidas ricas en almidón) y problemas con el sueño, lo cual también está asociado con la depresión y otros problemas emocionales.

     El Prozac y otros medicamentos ayudan a la gente con depresión previniendo que las neuronas aspiren el exceso de serotonina, por lo que hay más flotando en las sinapsis. Es interesante que un poco de leche caliente antes de acostarse también incremente los niveles de serotonina, es decir, te ayuda a dormir, esto es debido a que la serotonina es un derivado del triptófano, que se encuentra en la leche.

    En 1973, Solomon Snyder y Candace Pert del John´s Hopkins descubrieron la endorfina, esta es el nombre corto de “morfina endógena” (presente en la heroína). Es estructuralmente muy similar a los opioides (opio, morfina, heroína, entre otros.) y tiene funciones similares porque está implicada en la reducción del dolor, en el placer, y las drogas opiáceas funcionan adhiriéndose a los receptores de endorfinas. Es también el neurotransmisor que ayuda a los osos y otros animales a hibernar, ya que hace lento la tasa cardiaca, la respiración, y el metabolismo en general, exactamente lo que se necesitaría para hibernar y algunas veces esta, hace lento totalmente, para una hibernación permanente.

Principios basicos, definición, principales neurotrasmisores.

Principios básicos de los neurotransmisores.

     El cuerpo neuronal produce ciertas enzimas que están implicadas en la síntesis de la mayoría de los neurotransmisores, estas actúan sobre determinadas moléculas precursoras captadas por la neurona para formar el correspondiente NT. Éste se almacena en la terminación nerviosa dentro de vesícula, el contenido de NT en cada vesícula (generalmente varios millares de moléculas) es cuántico. Algunas moléculas neurotransmisoras se liberan de forma constante en la terminación, pero en cantidad insuficiente para producir una respuesta fisiológica significativa. Un PA que alcanza la terminación puede activar una corriente de calcio y precipitar simultáneamente la liberación del NT desde las vesículas mediante la fusión de la membrana de las mismas a la de la terminación neuronal. Así, las moléculas del NT son expulsadas a la hendidura sináptica mediante exocitósis.

      La cantidad de NT en las terminaciones se mantiene relativamente constante e independiente de la actividad nerviosa mediante una regulación estrecha de su síntesis. 

Este control varía de unas neuronas a otras y depende de la modificación en la captación de sus precursores y de la actividad enzimática encargada de su formación y catabolismo. La estimulación o el bloqueo de los receptores post sinápticos pueden aumentar o disminuir la síntesis pre-sináptica del NT, estos difunden a través de la hendidura sináptica, se unen inmediatamente a sus receptores y los activan induciendo una respuesta fisiológica. Dependiendo del receptor, la respuesta puede ser excitatoria (produciendo el inicio de un nuevo PA) o inhibitoria (frenando el desarrollo de un nuevo PA).La interacción NT-receptor debe concluir también de forma inmediata para que el mismo receptor pueda ser activado repetidamente. Para ello, el NT es captado rápidamente por la terminación post-sináptica mediante un proceso activo (recaptación) y es destruido por enzimas próximas a los receptores, o bien difunde en la zona adyacente. Las alteraciones de la síntesis, el almacenamiento, la liberación o la degradación de los NT, o el cambio en el número o actividad de los receptores, pueden afectar a la neurotransmisión y producir ciertos trastornos clínicos.

Definición de los neurotransmisores.

     Se define a un neurotransmisor como una sustancia producida por una célula nerviosa capaz de alterar el funcionamiento de otra célula de manera breve o durable, por medio de la ocupación de receptores específicos y por la activación de mecanismos iónicos y/o metabólicos.

     Por  otra parte, también podemos definir a los neurotransmisores como  mensajeros químicos que utilizan las células nerviosas para comunicarse entre sí, esto se llama sinapsis cada uno de ellos es responsable de diferentes funciones cerebrales específicas y para que el cerebro funcione adecuadamente requiere de un balance de nutrientes, vitaminas, minerales, aminoácidos, ácidos grasos y neurotransmisores (proteínas).

     Para todas estas posibilidades se han usado términos como el de neuromodulador, neurorregulador, neurohormona o neuromediador. Aunque el uso de términos diferentes puede ayudar a definir acciones y contextos de comunicación intercelular, aquí utilizaremos el de neurotransmisor, pues se habla simplemente del intercambio de información, de transmisión de señales, de uniones funcionales entre células.

     Con lo siguiente se conoce las capacidades de esta sustancia para actuar en el organismo, y para comprender esto, es necesario un poco de imaginación y recrearse en ella, para analizar como una sustancia puede ejercer tanto dominio en las células, los neutransmisores son capaces de estimular o inhibir rápida o lentamente (desde milésimas de segundo hasta horas o días), puede liberarse hacia la sangre (en lugar de hacia otra neurona, glándula o músculo) para actuar sobre varias células y a distancia del sitio de liberación (como una hormona), puede permitir, facilitar o antagonizar los efectos de otros neurotransmisores. O también puede activar otras sustancias del interior de la célula (los llamados segundos mensajeros) para producir efectos biológicos (por ejemplo, activar enzimas como las fosforilasas o las cinasas). Y además, una misma neurona puede tener efectos diferentes sobre las estructuras postsinápticos, dependiendo del tipo de receptor postsináptico presente (por ejemplo,  excitar en un sitio, inhibir en otro e inducir la secreción de una neurona en un tercero).

Principales neurotransmisores.

     Para constituir un neurotransmisor, una sustancia química debe estar presente en la terminación nerviosa, ser liberada por un PA y, cuando se une al receptor, producir siempre el mismo efecto. Existen muchas moléculas que actúan como Neurotransmisores y se conocen al menos 18 de estos mayores, varios de los cuales actúan de formas ligeramente distintas.

Ø  Los aminoácidos glutamato y aspartato son los principales neurotransmisores excitatorios del sistema nervioso central. Están presentes en la corteza cerebral, el cerebelo y la ME.


                                 Ácido aspártico                      Ácido glutámico


Ø  El ácido g-aminobutírico (GABA) es el principal NT inhibitorio cerebral. Deriva del ácido glutámico, mediante la decarboxilación realizada por la glutamato-descarboxilasa. Tras la interacción con los receptores específicos, el gaba es recaptado activamente por la terminación y metabolizado. La glicina tiene una acción similar al gaba pero en las interneuronas de la ME. Probablemente deriva del metabolismo de la serina.

C(CC(=O)O)
C4H9NO2 CN

Ø  La serotonina (5-hidroxitriptamina) (5-HT) se origina en el núcleo del rafe y las neuronas de la línea media de la protuberancia y el mesencéfalo. Deriva de la hidroxilación del triptófano mediante la acción de la triptófano-hidroxilasa que produce 5-hidroxitriptófano; éste es descarboxilado, dando lugar a la serotonina. Los niveles de 5-HT están regulados por la captación de triptófano y por la acción de la monoaminooxidasa (MAO) intraneuronal.



            Serotonina

Ø  La acetilcolina es el NT fundamental de las neuronas motoras bulbo-espinales, las fibras preganglionares autónomas, las fibras colinérgicas posganglionares (parasimpáticas) y muchos grupos neuronales del SNC (p. ej., ganglios basales y corteza motora). Se sintetiza a partir de la colina y la acetil-coenzima A mitocondrial, mediante la colinacetiltransferasa. Al ser liberada, la acetilcolina estimula receptores colinérgicos específicos y su interacción finaliza rápidamente por hidrólisis local a colina y acetato mediante la acción de la acetilcolinesterasa. Los niveles de acetilcolina están regulados por la colinacetiltransferasa y el grado de captación de colina.


             Acetilcolina
Ø  La dopamina es el NT de algunas fibras nerviosas y periféricas y de muchas neuronas centrales (p.ej., en la sustancia negra, el diencéfalo, el área tegmental ventral y el hipotálamo). El aminoácido tirosina es captado por las neuronas dopaminérgicas y convertido en 3,4-dihidroxifenilalanina (dopa) por medio de la tirosina-hidroxilasa. La dopa se decarboxila hasta dopamina por la acción de la descarboxilasa de l-aminoácidos aromáticos. Tras ser liberada, la dopamina interactúa con los receptores dopaminérgicos y el complejo NT-receptor es captado de forma activa por las neuronas presinápticas. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan las tasas de dopamina en la terminación nerviosa.


            Dopamina

Ø  La noradrenalina es el NT de la mayor parte de las fibras simpáticas posganglionares y muchas neuronas centrales (p. ej., en el locus ceruleus y el hipotálamo). El precursor es la tirosina, que se convierte en dopamina, ésta es hidroxilada por la dopamina b-hidroxilasa a noradrenalina. Cuando se libera, ésta interactúa con los receptores adrenérgicos, proceso que finaliza con su recaptación por las neuronas presinápticas, y su degradación por la MAO y por la catecol-O-metiltransferasa (COMT), que se localiza sobre todo a nivel extraneuronal. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan los niveles intraneuronales de noradrenalina.



Noradrenalina o norepinefrina.



Ø  La b-endorfina es un polipéptido que activa muchas neuronas (p. ej., en el hipotálamo, amígdala, tálamo y locus ceruleus). El cuerpo neuronal contiene un gran polipéptido denominado proopiomelanocortina, el precursor de varios neuropéptidos (p. ej., a, b y g-endorfinas). Este polipéptido es transportado a lo largo del axón y se divide en fragmentos específicos, uno de los cuales es la b-endorfina, que contiene 31 aminoácidos. Tras su liberación e interacción con los receptores opiáceos, se hidroliza por acción de peptidasas en varios péptidos menores y aminoácidos.



Ø  La metencefalina y leuencefalina son pequeños péptidos presentes en muchas neuronas centrales (por ejemplo, en el globo pálido, tálamo, caudado y sustancia gris central). Su precursor es la proencefalina que se sintetiza en el cuerpo neuronal y después se divide en péptidos menores por la acción de peptidasas específicas. Los fragmentos resultantes incluyen dos encefalinas, compuestas por 5aminoácidos cada una, con una metionina o leucina terminal, respectivamente. Tras su liberación e interacción con receptores peptidérgicos, son hidrolizadas hasta formar péptidos inactivos y aminoácidos, como son las dinorfinas y la sustancia P.


                                                 Enlace de peptídico.






Cuadro de texto: +


Ø  Las dinorfinas son un grupo de 7 péptidos con una secuencia de aminoácidos similar, que coexisten geográficamente con las encefalinas. La sustancia P es otro péptido presente en las neuronas centrales (habénula, sustancia negra, ganglios basales, bulbo e hipotálamo) y en alta concentración en los ganglios de las raíces dorsales. Se libera por la acción de estímulos dolorosos aferentes.

Ø  Otros NT cuyo papel ha sido establecido menos claramente son la histamina, la vasopresina, la somatostatina, el péptido intestinal vasoactivo, la carnosina, la bradicinina, la colecistocinina, la bombesina, el factor liberador de corticotropina, la neurotensina y, posiblemente, la adenosina.

Funcionalidad de los neurotransmisores en el cuerpo humano.

     Los neurotransmisores se involucran directamente en el comportamiento humano, ya que son las bases biológicas de este al comunicarse a través de un lenguaje articulado, transformar la naturaleza, crear y transmitir formas culturales y de organización social. Toda la capacidad humana para razonar, para usar lenguaje, para inventar y ser creativo, para experimentar su  mundo desde un plano estético, para crear una amistad con otro ser humano, y tanto más, es función de nuestro sistema nervioso específicamente de los neurotransmisores.  El sistema nervioso es el centro de comando para toda la actividad que ocurre dentro del cuerpo y toda conducta que emite el hombre en repuesta a su medio ambiente.  Sus respuestas emocionales, sus procesos cognoscitivos, todo acto voluntario (como caminar) e involuntario (como respirar) están dirigidos por el sistema nervioso.

     La neurotransmisión puede aumentar o disminuir para generar una función o para responder a los cambios fisiológicos. Muchos trastornos neurológicos y Psiquiátricos son debidos a un aumento o disminución de la actividad de determinados neurotransmisores y muchas drogas pueden modificarla.

No hay pensamientos, sentimientos o recuerdos, cuya realización no implique la activación de algún área del cerebro. Aunque podamos distinguir los procesos estrictamente fisiológicos como, por ejemplo, un impulso nervioso, de un proceso psíquico, como por ejemplo un recuerdo o un sentimiento de tristeza, nadie parece poner en cuestión que el sistema nervioso central   en especial el cerebro,   es el lugar donde ocurren los procesos psíquicos.


Clasificación de los neurotransmisores.

Neurotransmisor
Localización
Función
Transmisores pequeños
Acetilcolina
Sinapsis con músculos y glándulas; muchas partes del sistema nervioso central (SNC)
Excitatorio o inhibitorio
Envuelto en la memoria
Aminas
       Serotonina

Varias regiones del SNC

Mayormente inhibitorio; sueño, envuelto en estados de ánimo y emociones
       Histamina
Encéfalo
Mayormente excitatorio; envuelto en emociones, regulación de la temperatura y balance de agua
       Dopamina
Encéfalo; sistema nervioso autónomo (SNA)
Mayormente inhibitorio; envuelto en emociones/ánimo; regulación del control motor
       Epinefrina
Áreas del SNC y división simpática del SNA
Excitatorio o inhibitorio; hormona cuando es producido por la glándula adrenal
     Norepinefrina
Áreas del SNC y división simpática del SNA
Excitatorio o inhibitorio; regula efectores simpáticos; en el encéfalo envuelve respuestas emocionales
Aminoácidos
      Glutamato

SNC

El neurotransmisor excitatorio más abundante (75%) del SNC
      GABA
Encéfalo
El neurotransmisor inhibitorio más abundante del encéfalo
      Glicina
Médula espinal
El neurotransmisor inhibitorio más común de la médula espinal
Otras moléculas pequeñas
      Óxido nítrico


Incierto


Pudiera ser una señal de la membranapostsináptica para la presináptica
Transmisores grandes
Neuropéptidos
      Péptido vaso-activo intestinal

Encéfalo; algunas fibras del SNA y sensoriales, retina, tracto gastrointestinal

Función en el SN incierta
Colecistoquinina
Encéfalo; retina
Función en el SN incierta
      Sustancia P
Encéfalo;médula espinal, rutas sensoriales de dolor, tracto gastrointestinal
Mayormente excitatorio; sensaciones de dolor
      Encefalinas
Varias regiones del SNC; retina; tracto intestinal
Mayormente inhibitorias; actúan como opiatos para bloquear el dolor
      Endorfinas
Varias regiones del SNC; retina; tracto intestinal
Mayormente inhibitorias; actúan como opiatos para bloquear el dolor


Transporte de los neurotransmisores.

     Existen dos tipos de transportadores de los neurotransmisores esenciales para la neurotransmisión. El transportador de recaptación, localizado en las neuronas presinápticas y en las células plasmáticas, bombea los NT desde el espacio extracelular hacia el interior de la célula. Repone el abastecimiento de NT, ayuda a concluir su acción y, en el caso del glutamato, mantiene sus niveles por debajo del umbral tóxico. La energía necesaria para este bombeo del NT proviene del ATP. El otro tipo de transportador localizado en la membrana de las vesículas concentra el NT en las mismas para su posterior exocitosis. Estos transportadores son activados por el pH citoplasmático y el gradiente de voltaje a través de la membrana vesicular. Durante la anoxia y la isquemia cambia el gradiente iónico transmembrana, y el glutamato se transporta desde las vesículas hasta el citoplasma, aumentando su concentración hasta niveles potencialmente tóxicos.

    Los sistemas de segundo mensajero consisten en proteínas G reguladoras y proteínas catalíticas (p. ej., adenilato-ciclasa, fosfolipasa C) que se unen a los receptores y a los efectores. El segundo mensajero puede ser el desencadenante de una reacción en cadena o el blanco de una vía reguladora.