Tema 10. SINAPSIS COLINÉRGICAS Y CATECOLAMINÉRGICA É 1 Introducción. 1. Introducción 2. Clasificación general de los neurotransmisores. p colinérgicas. g 3. Sinapsis 3.1. Acetilcolina 3.2. Receptores nicotínicos y muscarínicos. 4. Sinapsis catecolaminérgicas. 5. Otros tipos de sinapsis: localización y funciones generales.
1. Introducción Neurotransmisor: biomolécula que se vierte, a partir de vesículas existentes en la neurona presináptica, al espacio sináptico y produce un cambio en el potencial de membrana de la neurona postsináptica postsináptica.
• Existen alrededor de 50 sustancias NT • El uso de los NT en el SN no es aleatorio: NT específicos son utilizados por grupos separados de neuronas y vías nerviosas determinadas
ww.sciencemag.org/sciext/vis2005/show/slide1.dtl
• La clasificación de los NT puede hacerse atendiendo a diferentes criterios:
www.hipocampo.org/articulos/articulo0242.htm
2. Clasificación general de los NT. Tamaño-veloc.de acción Función
Moléculas pequeñas Péptidos Excitadores I hibid Inhibidoras
Clasificación de los neurotransmisores t i
Directa Mecan. de acción A través de la Proteína G Acetilcolina Aminas
Estructura química q
Aminoácidos Neuropéptidos Gases (óxido nítrico)
Neurotransmisor Acetilcolina
Localización Unión con efectores (músc., glánd. secretoras), encéfalo
Aminas Adrenalina Noradrenalina
Diferentes áreas del encéfalo y sector simpático del SNA
Serotonina
Varias regiones del SNC
Histamina
Encéfalo
Dopamina p
Encéfalo y SNA
Aminoácidos Glutamato
SNC
GABA
Encéfalo
Aspartato
Médula espinal ¿encéfalo?
Glicina
Médula espinal
Neuropéptidos Encefalinas
Varias regiones del encéfalo, retina, tracto intestinal
b-endorfinas
Varias regiones del encéfalo, retina, tracto intestinal
Oxitocina
Hipófisis, SNC
Péptido intestinal vasoactivo
Encéfalo, algunas fibras del SNA y sensitivas, retina, tracto intestinal
Sustancia P
SNC, vías sensitivas dolorosas, tracto gastrointestinal
Gases NO
SNC, tracto gastrointestinal
3. Acetilcolina: sinĂĄpsis colinĂŠrgicas
3. Acetilcolina: sinápsis colinérgicas • ACh: Primer NT descrito • Uso: neuronas del SNC, neuronas del SNA y motoneuronas (unión
neuromuscular). • Tipo de sinápsis: colinérgicas • Síntesis: la acetilcolintransferasa es transportada desde el soma hasta los terminales sinápticos colinérgicos, y allí sintetiza la acetilcolina acetilcolina, que es empaquetada en vesículas que se alinean cerca de la membrana plasmática. l áti • Liberación: (ver tema 9) • La L velocidad l id d d de síntesis í t i está tá lilimitada it d por la disponibilidad de colina.
3. Acetilcolina: sinápsis colinérgicas La colina puede ser: • Recaptada en el terminal nervioso tras la acción de la acetilcolinesterasa que produce la neurona p postsináptica (el más importante). p ) • Suministrada desde plasma l • Catabolismo de la fosfatidilcolina.
3. Acetilcolina: receptores colinérgicos En función de la respuesta se han distinguido 2 tipos de receptores colinérgicos: • Receptores muscarínicos: INHIBIDORES, estimulados por muscarina. Bloqueados por atropina • Receptores nicotínicos: ACTIVADORES, estimulados por nicotina. Bloqueados por curare Músculo esquelético Receptor nicotínico Los diferentes subtipos de receptores muestran diferentes localizaciones
Ganglios G li periféricos ifé i (simpáticos y parasimpáticos) Glándula adrenal
Receptor muscarínico
Ganglios periféricos (parasimpáticos y simpáticos) SNC: cerebro
Receptores nicotínicos • Receptores ionotrópicos. • Forman canales de Na+ y K+. • Típico de la unión neuromuscular. • Pentámero con 4 tipos de subunidades • La disposición de la hélices hidrofóbicas permite la formación de un poro que se abre cuando se unen dos moléculas a los receptores de las subunidades .
Receptores muscarínicos • Receptores metabotrópicos • Localización periférica (corazón, músculo liso) y SNC (involucrados en memoria y aprendizaje). • Cinco tipos: M1-M5. • Respuesta: apertura de canales K+ (rápida) y activación 2º mensajero (lenta).
4. Aminas: Catecolaminas y serotonina Monoaminas Catecolaminas
Serotonina
NH2 CH 2 CH 2
HO OH
Adrenalina
Noradrenalina
Dopamina
Amino谩cidos precursores O
O H 2N
C
OH
H2 N
CH
CH C
OH
CH2
CH2
HN
Ti i Tirosina
Tript贸fano OH
4. Aminas: Catecolaminas • Dopamina y noradrenalina pueden actuar como NT u hormona • Adrenalina: hormona secretada a la sangre por la glándula suprarrenal (no actúa como NT) NT). • Neuronas catecolinérgicas: NORADRENALINA (noradrenérgicas) y ( p g ) DOPAMINA (dopaminérgicas). • Receptores: ADRENÉRGICOS y DOPAMINÉRGICOS
Biosíntesis catecolaminas O H 2N
C
OH
CH CH2
Tirosina hidroxilasa
dopamina-hidroxilasa
feniletanolaminaNmetiltransferasa
OH
Tirosina
L-DOPA
Dopamina
Noradrenalina
Adrenalina
4. Aminas: Catecolaminas • Todas las neuronas catecolinérgicas poseen tirosina hidroxilasa • La decarboxilasa de aminoácidos aromáticos (DAA) convierte la LDOPA O een dopamina. dopa a. • Las neuronas noradrenérgicas poseen dopamina--hidroxilasa, que actúa en las vesículas de NT transformando dopamina en NA
Biosíntesis catecolaminas O H 2N
C
OH
CH CH2
Tirosina hidroxilasa
DAA
dopamina-hidroxilasa
feniletanolaminaNmetiltransferasa
OH
Tirosina
L-DOPA
Dopamina
Noradrenalina
Adrenalina
4. Aminas: Catecolaminas
Neuronas noradrenérgicas • Tronco del encéfalo, encéfalo hipotálamo • Control de la actividad global y estado mental: p.e., aumenta el nivel de vigilia
Neuronas dopaminérgicas • Sustancia negra del encéfalo: control del movimiento (enf. de Parkinson) • Diferentes áreas de la corteza cerebral,, sistema mesolímbico (emociones y memoria).
4. Aminas: Catecolaminas • Las catecolaminas se almacenan en vesículas gracias a un transportador activo • La recaptación t ió activa permite controlar la concentración de NT en la sinapsis y reutilizar las moléculas • Las monoaminooxidasas mitocondriales (MAOs) y la catecol-O-metiltransferasa (CO (COMT) ) inactivan c v lass catecolaminas.
4. Aminas: Catecolaminas • Receptores adrenérgicos: alfa (1 y 2) y beta (1 y 2) • Acoplados A l d a proteínas t í G • Presentes en neuronas y en muchas h otras t células él l • Adrenalina: estimula todos por igual • Noradrenalina: estimula sobre todo los alfa • Fundamentales en la función del SNA…
4. Aminas: Catecolaminas Fases del proceso de transmisión sináptica ADRENÉRGICA
4. Aminas: Catecolaminas Receptores de dopamina • 5 subtipos diferentes (D1-D5), todos acoplados a la adenilato ciclasa (enzima que produce el 2º mensajero AMPc) • D1 y D5 aumentan los niveles de AMPc (activadores) • D2, D3 y D4 los disminuyen (inhibidores) • Los D2 y D3 son autorreceptores que inhiben la actividad sináptica
4. Aminas: Serotonina • Serotonina S i = 5HT (5 hidroxitriptamina). NT i hibid . inhibidor • Neuronas serotoninérgicas del SNC: núcleos del tronco del Fig 61-4 Kandel el encéfalo que regulan la atención, estado t d de d ánimo á i (humor, (h placer…) l ) y la conducta, la circulación cerebral… cerebral • En el SNP regula el tono muscular ggastrointestinal,, inhibe la secreción gástrica… • Análogos g estructurales: LSD • Antidepresivos (prozac): inhiben la recaptación
4. Aminas: Serotonina Los diferentes efectos de la serotonina dependen de los receptores Al menos 7 clases: mรกs de 15 subtipos p diferentes
5. Otros NT: GABA • = ácido gamma aminobutírico • Las neuronas ggabaérgicas g lo sintetizan a partir de6-9 glutamato • Figura Purves usando vitamina B6 • El GABA es recaptado activamente y degradado en la mitocondria • La unión al receptor provoca la apertura de canales de Cl-: hi hiperpolarización l i ió e inhibición i hibi ió
5. Otros NT: GABA • Tres tipos de receptores (A, B y C). • Tipo A: corteza cerebral, sistema límbico, cerebelo • Activadores A ti d farmacológicos: f ló i Benzodiazepinas, B di i barbitúricos b bitú i y alcohol • Efectos: hipnóticos, somníferos, relajación muscular… en general, inhibición de la actividad del SNC
5. Otros NT: glutamato • Es el NT más común de todo el SNC, SNC el más importante para el funcionamiento normal del encéfalo. • Más del 50% de todas las sinápsis del SNC son glutamatérgicas y casi t d las todas l neuronas excitatorias lo utilizan. • Importante en la transmisión de la o ac ó dolorosa, do o osa, el e información control del movimiento, la memoria…
5. Otros NT: glutamato Receptores de glutamato • Ionotropos: canales de Na+ y K+ ( (generación ió de d PEPS) • Metabotropos: excitación o inhibición
Ejemplos de receptores: • NMDA, necesitan glicina y un PEPS previo producido por otro NT • AMPA (no-NMDA): provocan despolarización rápida
5. Otros NT: neuropéptidos • A menudo co-liberados con neurotransmisores de molécula pequeña • Se han implicado en la modulación de emociones y la percepción del dolor (sustancia P y los péptidos opioides). • Otros péptidos como la hormona melanocitoestimulante, la adrenocorticotrofina y la beta-endorfina beta endorfina regulan reg lan respuestas resp estas complejas de estrés.
5. Otros NT: neuropéptidos
Péptidos épt dos Opiáceos
5. Otros NT: neuropéptidos • Sustancia P principal neurotransmisor en la nocicepción. • Colecistocinina actúa en la sensación de saciedad • Vasopresina y Oxitocina comportamiento sexual y aprendizaje di j • Péptido intestinal vasoactivo (VIP) neuromodulador que potencia el efecto de las catecolaminas
5. Otros NT: neuropéptidos
Síntesis de neuropéptidos
• Figura 6-5c 6-6 Purves