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Visión General de Sistema Nervioso Humano

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El sistema nervioso humano se compone de dos partes principales, el sistema nervioso central (SNC; siglas en Inglés: CNS) y el sistema nervioso periférico (SNP; siglas en Inglés: PNS). El SNC contiene el cerebro y la médula espinal. El SNP comprende las fibras nerviosas que conectan el CNS a cualquier otra parte del cuerpo. El SNP incluye las neuronas motoras que son responsables de la mediación el movimiento voluntario. El SNP también incluye el sistema nervioso autónomo que abarca la sistema nervioso simpático, el parasimpático sistema nervioso y el entérica nervioso sistema. Los sistemas nerviosos simpático y parasimpático tienen la tarea de la regulación de todas las actividades involuntarias. El sistema nervioso entérico es único en que representa una parte semi-independiente del sistema nervioso, cuya función es controlar procesos específicos al sistema gastrointestinal. El sistema nervioso de la cuerpo se compone de dos tipos principales de células: las neuronas que llevan el señales químicas de la transmisión nerviosa, y las células gliales que sirven para apoyar y proteger a las neuronas.

Dos conceptos importantes se refieren a la el funcionamiento del sistema nervioso. Estos términos son eferente y aferente. Conexiones eferentes del sistema nervioso se refieren a las que envían señales desde el SNC a las células efectoras del cuerpo, tales como músculos y glándulas. Nervios eferentes están, por lo tanto, también se refiere como motor neuronas. Conexiones aferentes se refieren a aquellos que envían señales a partir de órganos de los sentidos al SNC. Por esta razón estos nervios se denominan comúnmente como sensorial neuronas.

Otra estructura celular importante en los sistemas nerviosos son la ganglios. El término ganglio se refiere a un paquete (Masa) de los cuerpos de las células nerviosas. En el contexto del sistema nervioso, los ganglios son compuesto de soma (cuerpos celulares) y estructuras dendríticas. Los árboles dendríticas de la mayoría de los ganglios están interconectados a otros árboles dendríticas resultantes en el formación de un plexo. En el sistema nervioso humano hay dos grupos principales de ganglios. El ganglios de la raíz dorsal, que también se conoce como la médula ganglios, contiene los cuerpos celulares de los nervios sensoriales. El ganglios autónomos contendrá los cuerpos celulares de los nervios del sistema nervioso autónomo. Nervios que se proyectan desde el SNC hasta los ganglios autonómicos se denomina nervios preganglionares (o fibras). Por el contrario, los nervios que sobresalen de los ganglios de órganos efectores se denominan nervios postganglionares (o fibras). Generalmente el término ganglio se refiere al sistema nervioso periférico. No Obstante, los ganglios basales plazo (también núcleos basales) es comúnmente utilizado para describir la región neuroanatómica del cerebro que conecta el hipotálamo, cerebral corteza, y el tronco cerebral.

Sistema Nervioso Autónomo

Como se indica el sistema nervioso autónomo se compone de tres distintas subsistemas. El sistema nervioso simpático es predominantemente responsable de la acción excitatoria potenciales con el objetivo de inducir las respuestas de "lucha o huida" del cuerpo en condiciones de estrés. En general, la activación del sistema nervioso simpático resulta en la contracción, por ejemplo, la vasoconstricción. Aunque el estrés es un disparador importante del sistema nervioso simpático es constantemente activa en un nivel basal para mantener la homeostasis. Los neurotransmisores y receptores del sistema nervioso simpático son los de la familia adrenérgica (ver más abajo). El ganglios del sistema nervioso simpático son los cuerpos de células nerviosas que se encuentran a cada lado de la médula espinal. Fibras simpáticas preganglionares son aquellos que salir de la sinapsis de la médula espinal dentro de estos ganglios. El neurotransmisor es ganglionar acetilcolina, ACh. ACh liberación de la sinapsis preganglionares se une a los receptores nicotínicos de ACh en la célula postganglionar. ACh unión despolariza el cuerpo celular de la neurona postganglionar la generación de un potencial de acción que viaja en el órgano diana para provocar una respuesta.

El sistema nervioso parasimpático es predominantemente responsable de potenciales de acción inhibitoria lo que resulta en la relajación, por ejemplo, la vasodilatación. El nervioso parasimpático sistema es responsable de la estimulación de descanso y de digerir las actividades que ocurran cuando el cuerpo está en reposo. Estas respuestas incluyen, pero no se limitan a, la excitación sexual, salivación, lagrimeo (lágrimas), la micción, la digestión y defecación. Los neurotransmisores y los receptores del sistema nervioso parasimpático son los de la familia colinérgica, específicamente la familia colinérgico muscarínico (ver abajo). El ganglios del sistema nervioso parasimpático también se conocen como ganglios terminales ya que se encuentran cerca de, o dentro de, los órganos que se inervan. Las excepciones a esto son los ganglios parasimpáticos de la cabeza y el cuello. Ganglios parasimpáticos son aquellos que se encuentran dentro del órgano diana. Preganglionares parasimpáticas fibras asociadas con la salida del nervio vagal el tronco cerebral y entrar en sus órganos diana donde forman sinapsis con neuronas postganglionares. Al igual que los ganglios simpáticos, el neurotransmisor de ganglios parasimpáticos es ACh y se une a los receptores nicotínicos en la célula postganglionares.

Las Neuronas

Las neuronas son las células altamente especializadas de todos los sistemas nervioso (por ejemplo SNC y SNP) que son tareas con la transmisión de señales desde una ubicación a otra. Estas células logran este papel a través especializada membrana a membrana uniones llamadas sinapsis. La mayoría de las neuronas poseen un axón que es una larga protuberancia del cuerpo (soma) de la neurona a la sinapsis. Los axones pueden extender a partes distantes del cuerpo y crea miles de contactos sinápticos, como es el caso de las neuronas del SNC de la médula espinal. Los axones viajan con frecuencia a través del cuerpo en paquetes llamados nervios. Las sinapsis se denominan pre-sináptica y post-sináptica. La sinapsis presináptica lanzará gránulos de secreción contenido en respuesta a la propagación de una señal electroquímica abajo de su axón. La sustancia liberada (llamado un neurotransmisor) lo hará a continuación, lo más probable, unirse a un receptor específico en la membrana de la sinapsis post-sináptica, de ese modo, la propagación de la señal inicial a la siguiente neurona. El nervioso humano sistema se compone de cientos de diferentes tipos de neuronas. éstos incluyen neuronas sensoriales que transmutan estímulos físicos como la luz y el sonido en señales neuronales y neuronas motoras que son responsables de la conversión de las señales neuronales en la activación de los músculos o glándulas.

Las Células Gliales

Las células gliales (nombre de la palabra griega "pegamento") son las células no neuronales especializados del sistema nervioso que proporcionan protección, apoyo y nutrición para las neuronas. Como los griegos infiere nombre de cola, las células gliales sostienen neuronas en su lugar y proporcionar señales de orientación que dirige axones de las neuronas para su célula diana apropiada. Las células gliales son responsables de la mantenimiento de la homeostasis neuronal, para la formación de la mielina, y juegan un papel participativo en la transmisión de señales en el sistema nervioso. Gliales células proporcionan un aislamiento eléctrico (mielina) de las neuronas lo que permite la transmisión rápida de los potenciales de acción y también evita que el anormal propagación de los impulsos nerviosos a las neuronas inapropiados. Las células gliales que producir la vaina de mielina se llaman oligodendrocitos en el SNC y Las células de Schwann en el SNP. Las células gliales también destruyen patógenos y eliminar muertos neuronas.

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Introducción a los Neurotransmisores

Los neurotransmisores son sustancias endógenas que actúan como mensajeros químicos por la transmisión de señales desde una neurona a una célula diana a través de una sinapsis. Antes de su liberar en la hendidura sináptica, neurotransmisores se almacenan en vesículas secretoras (llamado vesículas sinápticas) cerca de la membrana plasmática de la terminal del axón. La liberación del neurotransmisor se produce con mayor frecuencia en respuesta a la llegada de un potencial de acción en la sinapsis. Cuando se libera, el neurotransmisor cruza el espacio sináptico y se une a receptores específicos en la membrana de la neurona o célula post-sináptica.

Los neurotransmisores se clasifican generalmente en dos categorías principales relacionados con su actividad global, excitadoras o inhibidoras. neurotransmisores excitatorios ejercer efectos excitatorios en la neurona, con ello, el aumento de la probabilidad de que la neurona se disparará un potencial de acción. mayor neurotransmisores excitatorios como el glutamato, la epinefrina y la norepinefrina. Neurotransmisores inhibitorios ejercen efectos inhibidores sobre la neurona, con ello, la disminución de la probabilidad de que la neurona se disparará un potencial de acción. Neurotransmisores inhibidores más importantes incluyen GABA, glicina, y la serotonina. Algunos neurotransmisores, puede ejercer tanto efectos excitatorios e inhibitorios, dependiendo del tipo de receptores que están presentes.

En adición a la excitación o la inhibición, neurotransmisores pueden ser ampliamente clasificado en dos grupos definidos como pequeñas moléculas o neurotransmisores neurotransmisores peptídicos. Muchos péptidos que exhiben actividad de los neurotransmisores también poseen actividad hormonal ya que algunas células que producen el péptido secretan en la sangre, donde puede entonces actuar sobre las células distantes. Pequeños neurotransmisores de molécula incluyen (pero no se limitan a) , acetilcolina, neurotransmisores de aminoácidos de GABA, óxido de ATP y nítrico (NO). Los neurotransmisores peptídicos incluyen más de 50 péptidos diferentes. Muchos de la derivada del intestino y péptidos neurotransmisores hipotalámicos se discuten en detalle en la página Interrelaciones Intestino-Cerebro. Varios neurotransmisores peptídicos se derivan de la misma proteína precursora, proopiomelanocortina (POMC), como se explica en el página de Hormonas Peptídicas.

Muchos neurotransmisores también se pueden dividir en dos categorías generales que dependen de si el receptor activado por la unión del transmisor es un metabotrópico o un ionotrópicos receptor. Los receptores metabotrópicos activan la transducción de señales tras la unión del transmisor similares a muchos receptores de hormonas peptídicas que implica un segundo mensajero. Muchos receptores metabotrópicos son miembros del receptor acoplado a la proteína G (siglas en Inglés: GPCR) de la familia. Los receptores ionotrópicos constituyen un canal de iones, lo más a menudo un canal iónicos activados por ligando. Algunos neurotransmisores, por ejemplo glutamato y acetilcolina, se unen a múltiples receptores de algunos de los cuales son metabotrópicos y algunos de los cuales son ionotrópicos.

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Tabla de Neurotransmisores

no exhaustiva lista

Molécula Transmisor Clase Transmisor Derivado de Receptores / Actividades / Comentarios
Acetilcolina   colina funciones, tanto en el SNC y el SNP, los receptores son colinérgicas; 2 clases de receptores muscarínicos: (metabotrópicos) y nicotínicos (ionotrópicos); dentro de la periferia ACh es el principal transmisor del sistema nervioso autónomo en el que activa los músculos; dentro de la cerebro de sus principales efectos son anti-inhibidor o excitador, sus acciones en el tejido cardíaco también son inhibidora
GABA aminoácidos Glutamato principal neurotransmisor inhibidor en el sistema nervioso central; también ejerce efectos en la periferia; se une a    dos clases de receptores denominados GABAA (ionotrópicos) y GABAB (metabotrópicos)
Glutamato aminoácidos   más abundante neurotransmisor excitador en el SNC; glutamato se une a los receptores de glutamato metabotrópicos (mGluRs) de los cuales hay ocho (mGluR1–mGluR8) divididos en tres familias; glutamato también se une a varios receptores ionotrópicos incluyendo la receptor N-metil-D-aspartato (NMDA; NMDAR), los receptores de kainato (KAR), y el ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropiónico (AMPA; AMPAR)
Aspartato aminoácidos   estimula el receptor de NMDA, pero no tan fuertemente como glutamato
Glicina aminoácidos   neurotransmisor inhibidor en el sistema nervioso central principalmente en el tronco encefálico, la médula espinal, y la retina; se une a los receptores de glicina (GlyR) que son ionotrópicos; hay dos proteínas de las subunidades separadas de cada uno GlyR (α y β) que se combinan de diversas maneras para generar una estructura pentamérica; hay cuatro genes de la subunidad α (α1–4) y un gen de la subunidad β; la forma adulta principal de GlyR se compone de tres α1 subunidades y dos subunidades β; es también un co-agonista requerida con glutamato en los receptores NMDA y en esta capacidad ejerce un efecto excitatorio
Histamina diamina histidina producido por mastocitos, basófilos, células de tipo enterocromafina (ECL) del estómago, y el hipotálamo; dentro de la histamina intestino estimula las células parietales gástricas para secretar ácido; liberada de los mastocitos cuando los alérgenos se unen a la IgE-anticuerpo complejos; hay cuatro receptores de histamina (H1–H4), todos los cuales son receptores acoplados a G-proteínas (siglas en Inglés: GPCR)
Serotonin
5-hidroxitriptamina (5-HT)
monoamino triptófano más abundantemente expresado en las células enterocromafines del intestino donde regula la motilidad, también se encuentra en el SNC y plaquetas; liberado de las plaquetas activadas donde estimula una mayor activación función de reproducción de la agregación plaquetaria en la coagulación; en el SNC 5-HT regula el estado de ánimo, apetito, el sueño, la memoria y el aprendizaje; inhibidores de la recaptación selectiva de serotonina (ISRS; siglas en Inglés: SSRI) utilizado en el tratamiento de la depresión
Epinefrina
vía de síntesis
monoamino tirosina catecolaminas y la hormona del neurotransmisor; se une tanto a los receptores α- y β-adrenérgico (GPCR); producido en la médula suprarrenal y algunas células del SNC; hormona principal la respuesta de lucha o huida del sistema nervioso simpático, es un importante regulador de los procesos metabólicos en numerosos tejidos; regula frecuencia cardiaca, induce vascoconstriction y broncodilatación
Norepinefrina
vía de síntesis
monoamino tirosina catecolaminas y la hormona del neurotransmisor; se une tanto a los receptores α- y β-adrenérgico (GPCR); producido en el SNC por los nervios simpáticos; importante función neurotransmisora es en la regulación de cardiaca función cronotrópico (frecuencia); funciones junto con epinefrina en la respuesta de lucha o huida; involucrados en la termogénesis adaptativa en el tejido adiposo marrón (siglas en Inglés: BAT)
Dopamina
vía de síntesis
monoamino tirosina dentro de la dopamina del SNC juega un papel importante en el comportamiento de recompensa por motivos tales como la alimentación y el comportamiento de búsqueda de drogas; también participan en el control del motor; en la periferia dopamina regula la liberación de varias hormonas tales como la insulina del páncreas y la norepinefrina a partir de los vasos sanguíneos; funciones mediante la unión a una familia de receptores dopaminérgicos (GPCR)
Anandamida otro fosfolípidos a través de al menos 2 vías un endocannabinoide, se une a los receptores cannabinoides (CB1 y CB2) con mayor afinidad por CB1, CB1 es más abundante en el receptor CNS; respuesta clásica a CB1 de activación es la estimulación de la ingesta de alimentos, ejerce efectos periféricos sobre la homeostasis energética global
Adenosina otro ATP es un neurotransmisor inhibitorio en el SNC, suprime la excitación promoviendo así el sueño; dentro de los adenosina ejerce periferia acciones anti-inflamatorias, induce broncoespasmo en los pulmones, y dentro del corazón donde se afecta el sistema conduciton cardiaca; adenosina se une a una familia de los receptores de adenosina (GPCR) identificados como A1, A2A, A2B, y A3
ATP otro   como ATP neurotransmisor se libera de los nervios simpáticos, sensoriales y entéricas; se une a P2Y12, que es un miembro de la familia purinergic de GPCRs (receptores metabotrópicos de los cuales hay 12 genes en los seres humanos: P2Y1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14; P2Y12 se expresa principalmente en la superficie de las plaquetas; también se une a la familia de los receptores ionotrópicos (P2X purinergic), que consiste en siete miembros (P2X1–7); estos receptores modulan la transmisión sináptica en todo el SNC, SNP, y el sistema nervioso autónomo; en la periferia de los receptores P2X activan la actividad contráctil de diversos tipos de músculo
óxido nítrico, NO gas arginina las células endoteliales, células fagocíticas, CNS, del tracto gastrointestinal; se une y activa soluble guanilato ciclasa, oxida las proteínas que contienen hierro, nitrosylates grupos sulfhidrilo proteicos

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Transmisión Sináptica

La transmisión sináptica se refiere a la propagación de los impulsos nerviosos de una célula hacia otra. Esto ocurre en una estructura especializada de la célula conocida como la brecha sináptica, un sitio de encuentro entre el axón de la neurona pre-sináptica y la neurona post-sináptica. La terminación de un axón pre-sináptico, que se encuentra opuesto a la neurona post-sináptica, se agranda y forma una estructura conocida como el botón terminal. Un axón puede hacer contacto a través de cualquier lugar en la segunda neurona: en las dendritas (una sinapsis axo-dendrítica), en el cuerpo celular (una sinapsis axo-somática) o los axones (una sinapsis axo-axonal).

Los impulsos nerviosos son transmitidos en la brecha sináptica por la liberación de químicos denominados neurotransmisores. Cuando el impulso nervioso, o el potencial de acción llega al final del axón pre-sináptico, las moléculas del neurotransmisor son liberadas hacia la brecha sináptica. Los neurotransmisores son un grupo diverso de compuestos químicos, desde aminas simples como la dopamina y amino ácidos tales como el acido gamma-amino butírico (GABA), hasta polipéptidos como las encefalinas. Los mecanismos por los cuales se produce una respuesta en ambas neuronas pre-sinápticas y post-sinápticas son tan diversos como los mecanismos usados por el factor de crecimiento y los receptores de citocinas.

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Transmisión Neuromuscular

Un tipo diferente de transmisión nerviosa ocurre cuando un axón termina sobre una fibra del mœsculo esquelético, en una estructura especializada llamada la unión neuromuscular. Un potencial de acción que ocurre en este lugar es conocido como transmisión neuromuscular. En una unión neuromuscular, el axón se subdivide en numerosos botones terminales que residen dentro de depresiones en la placa terminal. El neurotransmisor utilizado en la unión neuromuscular es la acetilcolina.

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Receptores de Neurotransmisores

Una vez que las moléculas de neurotransmisores se liberan a partir de una célula como resultado de la activación de un potencial de acción, que se unen a específica receptores en la superficie de la célula postsináptica. En todos los casos en los que estos receptores han sido clonados y caracterizados en detalle, se ha demostrado que existen numerosos subtipos de receptores para cualquier neurotransmisor dado. también como presentes en las superficies de las neuronas postsinápticas, neurotransmisores receptores se encuentran en las neuronas presinápticas. en receptores presinápticos de neuronas generales, actúan para inhibir una mayor liberación del neurotransmisor.

La gran mayoría de los receptores de los neurotransmisores pertenecen a una clase de proteínas conocidas como los receptores acoplados a proteína G (siglas en Inglés: GPCR). Ir a la página Transducción de Señales para más información sobre los receptores de las tesis. Los GPCRs son también llamados receptores serpentina debido a que presentan una característica estructura transmembrana: es decir, se se extiende por la membrana celular, no una sino siete veces. El vínculo entre neurotransmisores y de señalización intracelular se lleva a cabo por la asociación ya sea con la proteína G asociada al receptor, con proteínas quinasas, o por el receptor de sí mismo en el forma de un canal de iones dependientes de ligando (por ejemplo, la receptores nicotínicos de la acetilcolina). Los receptores que son de la familia de GPCR se refiere a los receptores metabotrópicos, mientras que, la iónicos activados por ligando receptores de los canales se conocen como receptores ionotrópicos.

Una característica adicional de neurotransmisor receptores es que están sujetos a la desensibilización inducida por ligando. receptor desensibilización se refiere al fenómeno por el cual la exposición prolongada a ligando resultados en el desacoplamiento del receptor de su cascada de señalización. Un medio común de desensibilización del receptor implica la fosforilación del receptor por específicos de receptor quinasas. Después de la fosforilación del receptor hay aumento de afinidad por moléculas inhibidoras que desacoplan la interacción de los con su receptor asociado a proteína G. Una clase importante de estos desensibilizante inhibidores son los arrestinas. Arrestinas se identificaron por primera vez en los estudios de β-adrenérgico desensibilización del receptor y así fueron llamados β-arrestinas.

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Glutamato: Neurotransmisor Excitatorio más Importante

Dentro del SNC glutamato es el neurotransmisor excitatorio principal. Las neuronas que responden al glutamato se conocen como neuronas glutamatérgico. Postsinápticos neuronas glutamatérgico poseen tres tipos distintos de receptores ionotrópicos de glutamato que se unen liberada por las neuronas presinápticas. Estos receptores ionotrópicos han sido identificado sobre la base de sus afinidades de unión para ciertos sustratos y son, por lo tanto referido como el kainato el, 2-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxalone ácido propiónico (AMPA), y N-metil-D-aspartato (NMDA). Cada una de estas tres clases de forma subunidad del receptor glutamato ligando los canales iónicos, por lo tanto, la derivación de la ionotrópicos plazo. Hay varios subtipos de cada una de estas tres clases de subunidades del receptor de glutamato ionotrópicos.

Las subunidades del receptor de AMPA se conocen como Glu-A1 (GluR1) a través de GluA4 (GluR4) y cada uno se codifican por genes separados. Receptores de AMPA funcionales consisten en heterotetrámeros que se forman a partir de dímeros de GluA2 y dímeros de cualquiera de Glu-A1, GluA3, o GluA4. La subunidad GluA2 del receptor es responsable de la regulación de la permeabilidad del canal de iones de calcio. El ARNm GluA2 está sujeta a la edición de ARN que altera la función del carácter de la permeabilidad de calcio de la subunidad. Para más detalles sobre la edición del ARNm GluA2 ir a la página de Metabolismo del ARN. Los receptores AMPA se encuentran en las neuronas postsinápticas excitatorias más donde median excitación rápida. En efecto, los receptores de AMPA son responsables de la mayor parte de la rápida transmisión sináptica excitadora en todo el SNC. El concepto de la transmisión sináptica rápida se refiere a la hecho de que el canal iónico se abre y se cierra rápidamente en respuesta a un ligando (por ejemplo, glutamato) de unión. La permeabilidad a los iones de los receptores de AMPA es controlado por la subunidad GluA2. Receptores AMPA tienen una baja permeabilidad a los iones de calcio, incluso en el estado ligando-activado y esto es para evitar la excitotoxicidad en estas neuronas.

El receptor de NMDA se genera a partir de dos familias de subunidades separadas. Estas familias de subunidades se identifican como GluN1 (también llamado NMDAR1) y GluN2. Hay cuatro GluN2 subunidades (GluN2A–GluN2D; también NMDAR2A–NMDAR2D). Los cuatro diferentes GluN2 subunidades están codificadas por genes distintos. Aunque no existe un solo gen que codifica la subunidad GluN1, múltiples isoformas de esta subunidad se generan a través de eventos de splicing alternativo. El receptor de NMDA funcional se compone de un heterotetrámero con todo formas que contienen la subunidad GluN1 y una de las diferentes subunidades GluN2. A diferencia de los otros receptores ionotrópicos de glutamato, los receptores NMDA son activados por la unión simultánea de glutamato y glicina. Glicina sirve como un co-agonista y ambos neurotransmisores de aminoácidos debe unirse con el fin para el receptor que se active. La glicina se une a la subunidad GluN1 mientras que el glutamato se une a la subunidad GluN2. Glutamato de unión a los receptores de NMDA resultados en la entrada de calcio en las células postsinápticas que conducen a la activación de una serie de cascadas de señalización. Estas cascadas de señalización pueden incluir la activación de calcio / calmodulina dependiente de la quinasa II (CaMKII) que conduce a la fosforilación de la subunidad del receptor de AMPA GluA2. Este último efecto resulta en la potenciación a largo plazo (siglas en Inglés: LTP). La activación del receptor de NMDA también desencadena la inserción dependiente de PKC de los receptores AMPA en la membrana sináptica durante el LTP, así como la activación de las quinasas PI3K, Akt / PKB, y GSK3, cada uno de los cuales modula la LTP.

Las subunidades del receptor de kainato son conocidos como GluK1 través GluK5 (antes GluR5, GluR6, GluR7, KA1 y KA2). Los GluK1–GluK3 subunidades pueden formar complejos de receptores hetero y homoméricos. Además, corte y empalme alternativo de la GluK1 y GluK2 resultados ARNm en al menos cinco subtipos distintos (GluK1a–GluK1c, GluK2a, GluK2b). Menos se sabe sobre la importancia fisiológica de los receptores de kainato. Un papel importante de los receptores de kainato es en la regulación de la plasticidad sináptica. Otra función importante de los receptores de kainato es en la regulación de la liberación de la neurotransmisor inhibidor GABA. Esta función de los receptores de kainato es debido a su presencia en neuronas GABAérgicas presinápticos.

Se identificaron los receptores de glutamato delta (δ) como receptores de glutamato ionotrópicos basan en aminoácidos similitud de secuencia con la otra más receptores de glutamato ionotrópicos bien caracterizado. Sin embargo, estas proteínas no forman canales iónicos funcionales regulados por glutamato ya sea por sí solos o en combinación con cualquiera de los otros ionotrópicos proteínas del receptor de glutamato. En efecto, estas proteínas no se unen a glutamato o cualquier otro receptor de aminoácido excitatorio ligandos. El receptor de GluD1 (codificada por el gen Grid1) ocupa un lugar prominente expresa en las células ciliadas del oído interno y las neuronas del hipocampo. La presentación de GluD1 en el oído interno indica que tiene un papel en la audición. El receptor de GluD2 (codificada por el gen Grid2) se expresa exclusivamente en las células de Purkinje del cerebelo. GLUD2 función es crítica para la desarrollo de circuitos neuronales y funciones que incluyen la depresión a largo plazo (siglas en Inglés: LTD), el aprendizaje y la memoria.

Dentro de las neuronas del SNC son glutamatérgicas responsables de la mediación de muchos procesos vitales como la codificación de la información, la formación y la recuperación de recuerdos, reconocimiento espacial y el mantenimiento de la consciencia. La excitación excesiva de receptores de glutamato se ha asociado con la fisiopatología de la lesión hipóxica, hipoglucemia, derrame cerebral y la epilepsia.

Glutamato también puede unirse a otra clase de receptores denomina los receptores de glutamato metabotrópicos (mGluR, donde el pequeño m se refiere a metabotrópicos). Hay ocho receptores metabotrópicos de glutamato conocidos identificados como mGluR1–mGluR8. A diferencia de los receptores ionotrópicos , los mGluR son miembros del receptor acoplado a la proteína G (GPCR) de la familia. Los mGluR se pueden dividir en tres subclases distintas basadas en similitudes de secuencia y los receptores asociados a la proteína G. Grupo I mGluR incluyen mGluR1 y mGluR5, ambos de los cuales están acoplados a Gq tipo de proteínas G y al gatillo de activación aumento de la producción de DAG e IP3. Grupo II se compone de mGluR2 y mGluR3. Grupo III se compone de mGluR4, mGluR6, mGluR7 y mGluR8. MGluRs III Tanto el grupo II y activar un asociado Gi tipo G- proteína resulta en una menor producción de cAMP. Los mGluRs se expresan principalmente en las neuronas y las células gliales en muy cerca de la hendidura sináptica. En el SNC, los mGluRs modulan los efectos de neurotransmisores glutamato, así como una variedad de otros neurotransmisores. Además de los SNC, los mGluRs tienen una amplia distribución en la periferia. Dada su amplia patrón de expresión, se han sugerido diversas funciones para los mGluRs. Algunos de estos procesos incluyen el control de los producción de la hormona en la glándula suprarrenal y el páncreas, la regulación de la mineralización en el cartílago en desarrollo, modulación de la producción de citoquinas por los linfocitos, dirigiendo el estado de diferenciación de las células madre embrionarias, y modulación de las funciones secretoras dentro del tracto gastrointestinal.

Receptores de Glutamato

Nombre del Receptor
(otros nombres)
Símbolo gen Tipo / Clase Funciones / Comentarios
mGluR1 GRM1 metabotrópicos, familia grupo I GPCR acoplado a Gq de tipo G-proteína; principalmente un post-sináptica receptor; participan en eventos de transducción de los nervios relacionados con la potenciación a largo plazo (siglas en Inglés: LTP) y la depresión a largo plazo (siglas en Inglés: LTD); aumenta la actividad del receptor NMDA
mGluR2 GRM2 metabotrópicos, familia grupo II GPCR acoplado a Gi de tipo G-proteína; principalmente un presináptica receptor; implicados en la plasticidad sináptica ejerciendo la supresión transitoria de la transmisión sináptica se producen en respuesta a la activación del receptor, induce persistente depresión a largo plazo (siglas en Inglés: LTD), y media la inhibición de la potenciación a largo plazo (siglas en Inglés: LTP)
mGluR3 GRM3 metabotrópicos, familia grupo II GPCR acoplado a Gi de tipo G-proteína; principalmente un presináptica receptor; polimorfismos en el gen GRM3 asociados con la psicosis y la esquizofrenia; modula la expresión de los transportadores de glutamato; afecta a la actividad del receptor NMDA
mGluR4 GRM4 metabotrópicos, familia grupo III GPCR acoplado a Gi de tipo G-proteína; principalmente un presináptica receptor; deprime la transmisión excitatoria mediante la prevención de la liberación de glutamato
mGluR5 GRM5 metabotrópicos, familia grupo I GPCR acoplado a Gq de tipo G-proteína; principalmente un postsináptica receptor; receptor crítico que participan en los procesos de aprendizaje, tales como inhibidores el aprendizaje auto-administración relacionados con las drogas; reducido de señalización de este receptor puede revertir fenotipos X frágil
mGluR6 GRM6 metabotrópicos, familia grupo III GPCR acoplado a Gi de tipo G-proteína; principalmente un presináptica receptor; involucrado en una forma de fotorreceptores-independiente de adaptación a la luz dentro de la retina; encontrado en la sinapsis célula bipolar fotorreceptor-On
mGluR7 GRM7 metabotrópicos, familia grupo III GPCR acoplado a Gi de tipo G-proteína; más ampliamente distribuido mGluR presináptica; encontrado en una amplia gama de sinapsis postulado que es fundamental tanto para la función normal del SNC y varios trastornos humanos; es un regulador clave en la formación de las respuestas sinápticas en las sinapsis glutamatérgicas así como en la regulación de los aspectos críticos de la transmisión GABAérgica inhibitoria
mGluR8 GRM8 metabotrópicos, familia grupo III GPCR acoplado a Gi de tipo G-proteína; principalmente un presináptica receptor; implicado en la ansiedad por la transmisión sináptica excitatoria deprimente en la cama núcleo de la estría terminal (siglas en Inglés: BNST)
GluA1 (GluR1) GRIA1 ionotrópicos: AMPA responsable de la mayor parte de la transmisión sináptica excitatoria rápida en todo el SNC
GluA2 (GluR2) GRIA2 ionotrópicos, AMPA controla el Ca2+ permeabilidad de los canales del receptor de AMPA; controles de edición de ARN la permeabilidad mediante la alteración de un único aminoácido (la / sitio Q R) en el segundo dominio transmembrana (siglas en Inglés: TMII) de la proteína, si sin editar el residuo Q permite Ca2+ permeabilidad mientras que el aminoácido editado (R) no lo hace; casi todo el SNC se edita GluA2
GluA3 (GluR3) GRIA3 ionotrópicos, AMPA responsable de la mayor parte de la transmisión sináptica excitatoria rápida en todo el SNC
GluA4 (GluR4) GRIA4 ionotrópicos, AMPA responsable de la mayor parte de la transmisión sináptica excitatoria rápida en todo el SNC
GluK1 (GluR5) GRIK1 ionotrópicos, Kainate tres variantes de empalme
GluK2 (GluR6) GRIK2 ionotrópicos, Kainate dos variantes de empalme
GluK3 (GluR7) GRIK3 ionotrópicos, Kainate  
GluK4 (KA1) GRIK4 ionotrópicos, Kainate expresado casi exclusivamente en el hipocampo
GluK5 (KA2) GRIK5 ionotrópicos, Kainate proteína retenida en el RE a menos que ensambla en un complejo con cualquiera de GluK1, GluK2, o GluK3
GluN1 (NR1, NMDAR1) GRIN1 ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; GluN1 proporciona el sitio de glicina de unión al igual que las subunidades GluN3; receptores funcionan como moduladores de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)
GluN2A (NR2A, NMDAR2A) GRIN2A ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; las subunidades GluN2 proporcionan los sitios de unión de glutamato; receptores funcionan como moduladores de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)
GluN2B (NR2B, NMDAR2B) GRIN2B ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; las subunidades GluN2 proporcionan los sitios de unión de glutamato; receptores funcionan como moduladores de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)
GluN2C (NR2C, NMDAR2C) GRIN2C ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; las subunidades GluN2 proporcionan los sitios de unión de glutamato; receptores funcionan como moduladores de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)
GluN2D (NR2D, NMDAR2D) GRIN2D ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; las subunidades GluN2 proporcionan los sitios de unión de glutamato; receptores funcionan asmodulators de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)
GluN3A (NR3A, NMDAR3A) GRIN3A ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; subunidades GluN3 proporcionan los sitios de unión de glicina-al igual que la subunidad GluN1; receptores funcionan como moduladores de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)
GluN3B (NR3B, NMDAR3B) GRIN3B ionotrópicos, NMDA receptores funcionales de NMDA requiere la unión simultánea de ambas glutamato y glicina; subunidades GluN3 proporcionan los sitios de unión de glicina-al igual que la subunidad GluN1; receptores funcionan como moduladores de la respuesta sináptica y están involucrados en la detección de coincidencia (flujo de corriente bidireccional en una sinapsis)

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El Ciclo Glutamato-Glutamina en el Cerebro

Dentro del SNC hay una interacción entre el flujo sanguíneo cerebral, las neuronas, y los astrocitos de protección que regula el metabolismo del glutamato, glutamina y amoniaco. Este proceso se conoce como el glutamato-glutamina ciclo y es un proceso metabólico crítico central para el metabolismo general glutamato cerebral. Uso de las neuronas presinápticas como punto de partida el ciclo comienza con la liberación de glutamato de las vesículas secretoras presinápticos en respuesta a la propagación de un impulso nervioso a lo largo del axón. La liberación de glutamato es un proceso dependiente de calcio que implica la fusión de glutamato que contiene vesículas presinápticas con la membrana neuronal. Luego de la liberación del glutamato en la sinapsis que debe ser rápidamente eliminado para evitar el exceso de excitación de la las neuronas postsinápticas. Glutamato sináptica se elimina por tres procesos diferentes. Se puede tomar hasta inot la postsináptica celular, que puede someterse la recaptación en la célula presináptica de la que se libera o se puede tomar hasta por tercera no neuronal de células, a saber, los astrocitos. Las neuronas postsinápticas eliminar el glutamato de la sinapsis poco y aunque no se activa la recaptación en las neuronas presinápticas este último proceso es menos importante que el transporte en los astrocitos. El potencial de la membrana de los astrocitos es mucho menor que la de las membranas neuronales y esto favorece la absorción de glutamato por el astrocito. Captación de glutamato por los astrocitos está mediada por los sistemas de sodio-independientes y dependientes de sodio. Los sistemas de sodio-dependientes tienen una alta afinidad por glutamato y son el predominante glutamato mecanismo de absorción en el sistema nervioso central. Existen dos tipos de astrocítico dependiente del sodio los transportadores de glutamato identificado como EAAT1 (en Inglés Excitatory Amino Acid Transporter 1; también llamado GLAST) y EAAT2 (también llamado GLT-1)

representación esquemática del ciclo glutamato-glutamina en el cerebro

Cerebro glutamato-glutamina ciclo. Ion amonio (NH4+) en la sangre es tomada por los astrocitos e incorporado en glutamato a través glutamina sintetasa. La glutamina luego se transporta a través de las neuronas presinápticas SLC38A7 (también llamado sodio-acoplado transportador de aminoácidos neutros 7, SNAT7). Dentro de la neurona presináptica de glutamato está formado a partir de la glutamina a través la acción de la glutaminasa. El glutamato se empaqueta en vesículas secretoras para la liberación después de la activación de un potencial de acción. Glutamato en la hendidura sináptica puede ser absorbido por los astrocitos a través de los EAAT1 y EAAT2 transportistas (transportadores de aminoácidos excitatorios 1 y 2, también conocida como gliales transportadores de alta afinidad glutamte). Dentro de la astrocyter el glutamato se convierte de nuevo a glutamina. Algunos de la glutamina astrocito puede ser transportado en la sangre a través de la acción de la SLC38A3 transportador (también llamado sodio acoplado transportador de aminoácidos neutros 3, SNAT3).

Después de la absorción de glutamato, los astrocitos tienen la capacidad de disponer de los aminoácidos a través de la exportación a la de sangre por los capilares que lindan con los procesos de los pies de los astrocitos. El problema con la eliminación de glutamato a través este mecanismo es que eventualmente se traduciría en una pérdida neta de carbono y nitrógeno desde el SNC. De hecho, el resultado de la captación de glutamato astrocítico es su conversión a la glutamina. La glutamina lo tanto, sirve como un "depósito" para el glutamato pero en la forma de un no-neuroactivo compuesto. La liberación de glutamina a partir de astrocitos permite que las neuronas glutamato derivan de este compuesto de origen. Los astrocitos fácilmente convertir glutamato a glutamina a través de la reacción catalizada por la glutamina sintetasa como este microsomal enzima es abundante en estas células. En efecto, los datos demuestran que histoquímicas la glía son esencialmente las únicas células del SNC que llevan a cabo la reacción de la glutamina sintetasa. El amoníaco que se utiliza para generar glutamina se deriva de la sangre o cualquiera de los procesos metabólicos que ocurren en el cerebro. Como se señala más adelante, durante los períodos de glutamina hiperamonemia astrocítica los niveles pueden aumentar de manera tan abrupta que la glía puede hincharse que resulta en daño celular y la muerte.

Al igual que la captación de glutamato por los astrocitos, productos neuronales de captación de glutamina a través de ambos mecanismos de sodio-dependientes y sodio-independiente. El transportador de glutamina importante tanto en las neuronas excitadoras e inhibidoras es el sistema N transportador de aminoácidos neutros SLC38A7 (también llamado SNAT7). El destino metabólico predominante de la glutamina tomada por las neuronas es la hidrólisis de glutamato y amoníaco a través de la acción de la enzima mitocondrial, fosfato dependiente de la glutaminasa (siglas en Inglés: PAG). El fosfato inorgánico (Pi) necesario para esta reacción se deriva principalmente de la hidrólisis de ATP y su función es reducir el KM de la enzima de la glutamina. Durante la despolarización se produce un aumento repentino en el consumo de energía. La hidrólisis de ATP por lo tanto favorece la hidrólisis comcomitant de glutamina a glutamato por resultado aumento de Pi. Debido a que existe una necesidad de reponer el ATP pierde durante metabólica despolarización neuronal Las reacciones que debe generar ATP debe aumentar. Se ha encontrado que no todos glutamato neuronal que se deriva de glutamina se utiliza para reponer la piscina neurotransmisor. Una porción del glutamato puede ser oxidado dentro de las células nerviosas después de transaminación. La reacción de transaminación principio implica la aspartato aminotransferasa (AST) y los rendimientos α-cetoglutarato (2-oxoglutarato) que es un sustrato en el ciclo de Krebs. La glutamina, por lo tanto, no es simplemente un precursor de glutamato neuronal pero un combustible potencial, que, como glucosa, apoya la energía neuronal requisitos.

El glutamato, un neurotransmisor que se libera como, es tomado por los astrocitos, se convirtió al glutamina, liberada de nuevo a neuronas donde se convierten de nuevo a glutamato representa la completa glutamato-glutamina ciclo. La importancia de este ciclo para la manipulación cerebral glutamato es que promueve varios procesos críticos de la función del SNC. El glutamato se elimina rápidamente de la sinapsis mediante la absorción de los astrocitos con ello prevenir la sobre-excitación de la neurona postsináptica. dentro de el glutamato astrocitos se convierte en glutamina, que es, en efecto, un compuesto no-neuroactivo que puede ser transportado de nuevo a las neuronas. La captación de glutamina por las neuronas proporciona un mecanismo para la regeneración de glutamato que se ve aumentada por la generación de Pi, como resultado del consumo de ATP durante la despolarización. desde las neuronas también necesitan para regenerar el ATP perdida, el glutamato puede servir como un esqueleto de carbono para la oxidación en el ciclo de Krebs. Por último, pero significativamente, la incorporación de amoníaco en glutamato en el astrocito sirve como un mecanismo para amortiguar cerebro amoníaco.

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GABA

Varios aminoácidos excitatorios o tienen distinta efectos inhibidores sobre el sistema nervioso. El derivado de aminoácido, γ-aminobutirato (GABA; también llamado 4-aminobutirato) es un inhibidor importante de presináptica la transmisión en el sistema nervioso central, y también en la retina. Las neuronas que los secretan GABA se denominan GABAérgica.

GABA no puede cruzar la barrera sangre-cerebro-barrera y como tal debe ser sintetizado dentro de las neuronas en el SNC. La síntesis de GABA en el cerebro se produce a través de una vía metabólica que se refiere como la derivación de GABA. La glucosa es el principal precursor para la producción de GABA a través de su conversión en α-cetoglutarato en el ciclo TCA. En el contexto de la derivación GABA el α-cetoglutarato a glutamato se transaminated por el GABA α-oxoglutarato transaminasa (GABA-T). Descarboxilasa del ácido glutámico (GAD) cataliza la descarboxilación de los ácido glutámico para formar GABA. Hay dos genes GAD en los seres humanos identificados como GAD1 y GAD2. Las isoformas de GAD producidos por estos dos genes son identificados como GAD67 (GAD1 gen: GAD67) y GAD65 (GAD2 gen: GAD65), que es un reflejo de sus pesos moleculares. Tanto el GAD1 y los genes son gad2 expresa en el cerebro y GAD2 expresión también se produce en el páncreas. La actividad de GAD requiere fosfato de piridoxal (PLP) como cofactor. PLP se genera a partir de los B6 vitaminas (piridoxina, piridoxal y piridoxamina) a través de la acción de la cinasa de piridoxal. Sí requiere piridoxal quinasa zinc para la activación. Una deficiencia de zinc o defectos de piridoxal quinasa puede conducir a convulsiones, sobre todo en pacientes con preeclampsia convulsión propensas (estado de hipertensión al final del embarazo). La presencia de anticuerpos anti-GAD (ambos anti-GAD65 y anti-GAD67) es un fuerte predictor del futuro desarrollo de la diabetes tipo 1 en las poblaciones de alto riesgo.

Síntesis de GABA

Síntesis de GABA

GABA ejerce sus efectos mediante la unión a dos distintos receptores GABA-A (GABAA) y GABA-B (GABAB). Receptores GABA-A que pertenecen una gran familia de "Cys-loop" evolutivamente relacionada y canales iónicos activados por ligando estructuralmente similares. Esta familia incluye los receptores nicotínicos de ACh, los receptores de glicina, y el 5-HT3 receptores. Los ansiolíticos de la familia de las benzodiazepinas ejercen sus efectos calmantes potenciando las respuestas de los receptores GABA-A a la unión de GABA.

Funcionales receptores GABA-A son generados por la combinación de una amplia gama de diferentes subunidades. Un total de 19 receptores GABA-A subunidad genes han sido identificados en los seres humanos que codifican para α (alfa), β (beta), γ (gamma), δ (delta), ε (épsilon), π (pi), θ (theta), y ρ (rho). La diversidad global de los receptores GABA-A es aún mayor ya que varios de los genes tesis someterse alternativa empalme. La complejidad de la amplia gama de composiciones moleculares de los receptores GABA-A tiene importancia funcional y las consecuencias clínicas, ya que determinan las propiedades y la modulación farmacológica de un receptor determinado compleja. Además, los iones de zinc son conocidos para regular Un GABA-A actividad del receptor a través de la inhibición del receptor a través de un mecanismo alostérico que es críticamente dependiente de la composición de la subunidad del receptor. La proteína codificada GABRG3 (γ3 gen de la subunidad) es crítico para esta regulación mediada por cinc. Aunque el requisito mínimo para producir un canal iónico de GABA-cerrada funcional es el la inclusión de las subunidades α y β tanto, el tipo más común en el cerebro es un heteropentamérico complejo compuesto por dos subunidades α, dos subunidades β y una subunidad γ (α2β2γ). Las subunidades GABA-Aρ no forman complejos heteroméricos con otros receptores GABA-A subunidades pero sólo formar complejos de receptores homoméricos. Los receptores GABA-Aρ eran anteriormente conocidos como los receptores GABA-C. Los receptores GABA-A se unen dos moléculas de GABA y los receptores heteropentamérico este sitio de unión se crea por la interfaz entre las subunidades α y β.

Receptor GABA-A Subunidades

Subunidad del Receptor Símbolo Gene Funciones / Comentarios
GABA-A alfa 1 (α1) GABRA1 GABRA1 proteína se fosforila en una reacción dependiente de la glucólisis que implica una actividad de quinasa asociada con la gliceraldehído 3-fosfato enzima deshidrogenasa (siglas en Inglés: GAPDH), la fosforilación mediada por GAPDH mantiene la funcionalidad de la proteína; este proceso implica una relación entre metabolismo de la glucosa cerebral regional y las corrientes GABAérgicas ya que el mecanismo depende de producido localmente actividad ATP y GAPDH glicolítica; tejido cortical aislado de pacientes epilépticos contiene subunidades GABRA1 en un estado de fosforilación reducida en comparación con el tejido de no epiléptica los individuos; mutaciones en el gen GABRA1 asociados con la susceptibilidad a la epilepsia mioclónica juvenil
GABA-A alfa 2 (α2) GABRA2 polimorfismos en el gen GABRA2 asociado con la susceptibilidad a la dependencia del alcohol; la activación farmacológica específica del GABA-A subunidad α2 es altamente eficaz contra el dolor inflamatorio y neuropático sin sedación típico de la activación de benzodiazepina de la subunidad α1
GABA-A alfa 3 (α3) GABRA3 similares a los efectos de la subunidad α2, la activación farmacológica específica de la GABA-A subunidad α3 es altamente eficaz contra el dolor inflamatorio y neuropático sin sedación típico de la activación de benzodiazepina de la subunidad α1
GABA-A alfa 4 (α4) GABRA4 receptores GABA-A pentaméricas que contienen la subunidad α4 son insensibles a las benzodiazepinas; maniobras de inhibición de la participación de los complejos de receptor GABA-A que contienen la subunidad α4 reduce la activación del receptor de NMDA que conduce al deterioro de la potenciación a largo plazo (siglas en Inglés: LTP
GABA-A alfa 5 (α5) GABRA5 un número variable de una duplicación parcial en el gen GABRA5 se encuentran en diferentes individuos; la GABRA5 gen se localiza dentro de la región impresa cromosoma 15 se han encontrado borrado en Prader-Willi y Angelman; el número de duplicación es más alta en los individuos con deleciones citogenéticamente detectables en la región 15q
GABA-A alfa 6 (α6) GABRA6 control motor cerebeloso es probable que sea una función de comportamiento distinto asociado con los receptores GABA-A que contienen la subunidad α6; alteración en la expresión de el gen GABRA6 conduce a una pérdida asociada de la expresión del gen GABRD
GABA-A beta 1 (β1) GABRB1  
GABA-A beta 2 (β2) GABRB2  
GABA-A beta 3 (β3) GABRB3 el gen GABRA3 se encuentra dentro de la región impresa cromosoma 15 se han encontrado borrado en Prader-Willi y Angelman; supresión de GABRB3 se encuentra en ambos trastornos y es, por lo tanto, sugiere que la pérdida de los juegos β3 subunidad un papel en la patogénesis de estos síndromes
GABA-A gamma 1 (γ1) GABRG1 tanto las subunidades γ1 y γ2 son importantes en los efectos de las benzodiazepinas sobre GABA-A la función del receptor
GABA-A gamma 2 (γ2) GABRG2 tanto las subunidades γ1 y γ2 son importantes en los efectos de las benzodiazepinas sobre GABA-A la función del receptor; polimorfismos en el gen GABRG2 están asociadas con la susceptibilidad a la epilepsia y convulsiones febriles; presencia de los resultados de la subunidad γ2 en una baja sensibilidad de GABA-A    receptores alostéricos a regulación por parte de iones de zinc
GABA-A gamma 3 (γ3) GABRG3 la subunidad γ3 es fundamental para la regulación alostérica de los receptores GABA-A, mientras que por los iones de zinc presencia de los resultados de la subunidad γ2 en una baja sensibilidad a la regulación de iones de zinc
GABA-A delta (δ) GABRD polimorfismos en el gen GABRD están asociadas con la susceptibilidad a la epilepsia y convulsiones febriles; tres variantes de la proteína GABRD se producen en el cerebro identificado como GABRD-1A, 1B y 1C; la subunidad δ está involucrado en las corrientes tónico (continuos) provocados por los receptores GABA-A que modifica la integración espacial y temporal de la neurotransmisión excitatoria
GABA-A epsilon (ε) GABRE corte y empalme alternativo del ARNm GABRE se produce en varias posiciones, dependiendo del tejido de expresión
GABA-A pi (π) GABRP expresado en niveles más altos en el útero; presencia de la subunidad π en pentamérica receptores GABA-A modifica la sensibilidad del receptor a compuestos esteroidogénicas
GABA-A theta (θ) GABRQ  
GABA-A rho 1 (ρ1) GABRR1 proteína contiene un canal de aniones cloruro sensible
GABA-A rho 2 (ρ2) GABRR2  
GABA-A rho 3 (ρ3) GABRR3  

GABA también actúa sobre los receptores GABA-B, que son miembros de la familia de los receptores GPCR. hay dos subunidades de receptores de GABA-B identificadas como GABA-B1 (GABAB1) y GABA-B2 (GABAB2). Estas dos subunidades heterodimerize para formar el receptor funcional que se puede encontrar tanto en pre y membranas post-sinápticas. Ni subunidad del receptor es funcional como un GABA receptor de forma independiente. Los receptores GABA-B están acoplados a proteínas G del Gi tipo. La proteína G está vinculada a los canales de potasio (GIRK o Kir3) y la activación de los resultados de la proteína G en aumento de la conductancia del canal asociado. La activación del receptor GABA-B en las membranas postsinápticas generalmente conduce a la activación de los canales de potasio rectificadores hacia el interior que subyace en la tarde fase de potenciales postsinápticos inhibitorios (IPSP). La activación de los receptores GABA-B de pre-sinápticos disminuye la liberación del neurotransmisor inhibiendo la tensión activada por Ca2+ canales de los tipos N o P / Q. La activación de los receptores GABA-B también modula la producción de AMPc. Esta función lleva a una amplia gama de acciones sobre los canales iónicos, así como otras proteínas que son dianas de la PKA. La modulación de AMPc por GABA-B receptores efectos de modulación de ambas funciones neuronales y sinápticas.

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Farmacología de los Receptores GABA

Los efectos sedantes / ansiolíticos de los barbitúricos y benzodiazepinas se ejercen a través de su la unión a las subunidades de los receptores GABA-A. Las benzodiazepinas se unen a un sitio en el receptor GABA-A creado por la asociación de la gamma (γ) de la subunidad y una de las subunidades alfa (α). Ya Está son dos subtipos distintos de receptores de las benzodiazepinas denominan BZ1 (BZ1) y BZ2 (BZ2). El receptor de BZ1 se forma por la interacción de γ y α1 subunidades, mientras que los receptores BZ2 está formado por la interacción de la γ y α2, α3 o α5 subunidades. El receptor de los barbitúricos es la subunidad beta (ββ) de la GABA-A receptor. Cuando se unen a las benzodiacepinas el receptor GABA-A que potencian las acciones de GABA y requiere la presencia de GABA a fin de activación del canal de iones. Los barbitúricos pueden inducir GABA-A de apertura del canal en ausencia de GABA cuando se administra en dosis altas y, como resultado, pueden ser letales debido al nivel de la supresión del SNC. El potencial de toxicidad letal de una benzodiazepina requiere una dosis extremadamente grande. Esta diferencia de toxicidad entre barbitúricos y benzodiacepinas es la principal razón por la que los barbitúricos no se utilizan a menudo clínicamente por más tiempo. La importancia de la isoforma del receptor de BZ1 es que es el único implicado en la mediación de la inducción de sueño. Este hecho ha llevado al desarrollo de varias clases de fármacos que específicamente objetivo este GABA-A isoforma del receptor, y, más precisamente, el sitio en el GABA-A que forma complejo de la Sitio de unión BZ1. El medicamento no benzodiazepínico, zolpidem (Ambien®), ejerce su sueño hipnótico induciendo Los efectos debidos a cerca de unión selectiva al sitio BZ1. Otro medicamento no benzodiazepínico utilizado para su efecto hipnótico inducir el sueño se eszopiclona (Lunesta®). Aunque el mecanismo preciso de acción de eszopiclona no se entiende completamente, se cree que funciona de manera similar a zolpidem en la unión al sitio del receptor BZ1 sobre el receptor GABA-A isoformas.

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Acetilcolina

La acetilcolina (ACh) es una simple molécula sintetizada a partir de colina y acetil-CoA a través de la acción de la colina acetiltransferasa. Las neuronas que sintetizan y liberan ACh se denominan neuronas colinérgicas. Cuando una acción potencial alcanza el botón de terminal de un presináptica neurona se abre un canal de calcio dependiente de voltaje. La afluencia de iones de calcio, Ca2+, estimula la exocitosis de vesículas que contienen acetilcolina presináptica, que se libera de este modo en la hendidura sináptica. Una vez liberada, la ACh se debe quitar rápidamente con el fin de permitir repolarización a tener lugar; este paso, la hidrólisis, es llevado a cabo por la enzima, acetilcolinesterasa. La acetilcolinesterasa se ​​encuentra en las terminaciones nerviosas se ancla la membrana plasmática a través de un glicolípido.

Síntesis de la acetilcolina

Síntesis de la Acetilcolina

Dos clases principales de receptores de ACh se han identificado sobre la base de su capacidad de respuesta a la seta alcaloide muscarina y a la nicotina, respectivamente. Los receptores muscarínicos (mAChRs) y la nicotínico receptores (nAChR). Los receptores muscarínicos son receptores acoplados a proteína G (GPCR) y también se conocen como receptores metabotrópicos. Los receptores nicotínicos están canales iónicos activados por ligando que también se conocen como receptores ionotrópicos. Ambas clases de receptores son abundantes en el cerebro humano.

El son cinco subtipos de receptores muscarínicos, identificadas como M1–M5, que están clasificado sobre la base de actividad farmacológica. El M1, M3 y M5 muscarínico receptores están acoplados al Gq tipo G-proteínas que activan PLCβ. El M2 y Receptores M4 se acoplan a Gs tipo G-proteínas que activan la adenilato ciclasa. Los receptores nicotínicos se dividen en las que se encuentran en las uniones neuromusculares y los que se encuentran en las sinapsis neuronales. receptores muscarínicos desensibilización se produce en respuesta a la fosforilación de los receptores por quinasas que los son miembros de la familia del receptor quinasa acoplado a proteína G (GRK). Por ejemplo el receptor M2 se fosforila por GRK2 (originalmente llamado β-adrenérgico receptor quinasa-1, βARK1). Más información sobre la familia GRK se puede encontrar en la página de Transducción de Señales.

Los receptores nicotínicos están compuesto de cinco tipos de subunidades que se encuentran en diferentes combinaciones en diferentes tipos de receptores nicotínicos. El son 16 conocidos genes de las subunidades de nAChR en el genoma humano que codifican la alfa (α1–α7, α9, y α10), beta (β1–β4), delta (δ), épsilon (ε) y gamma (γ) subunidades. Independientemente de composición de la subunidad o localización celular, todos los nAChR son pentamérica receptores. Todos los nAChR se dividen en dos grandes categorías: de tipo neuromuscular y de tipo neuronal. Hay dos tipos principales de receptores nicotínicos neuromusculares. uno está compuesto de α1, β1, δ y ε subunidades (denominado el embrión) mientras que la otra se compone de α1, β1, δ y γ (en adelante, la forma adulta). Hay cinco tipos de receptores neuronales, con uno de este último tipo también se encuentra en los tejidos epiteliales. Los nAChR neuronales sólo se componen de varias subunidades α y β que componen el receptor pentamérica. Por ejemplo, el nAChR ganglio está compuesto por un (α3)24)3 disposición pentamérica. La activación de los receptores nicotínicos de la acetilcolina por la unión de ACh conduce a una afluencia de Na+ en la célula y una salida de K+, lo que resulta en una despolarización de la postsináptica neurona y la iniciación de un nuevo potencial de acción. La desensibilización de los nAChR se produce como resultado de la fosforilación por cualquiera de PKA o PKC.

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Agonistas y Antagonistas Colinérgicos

Varios compuestos han sido identificados como agonistas o antagonistas de las neuronas colinérgicas. La acción principal de los agonistas colinérgicos es la excitación de células efectoras autonómicas que están inervadas por neuronas posganglionares parasimpáticas, por lo tanto son conocidas como agentes parasimpatomimeticos. Los agonistas colinérgicos incluyen esteres de colina (tal como la ACh) al igual que proteínas o compuestos de base alcaloide. Muchos compuestos que ocurren naturalmente han demostrado afectar las neuronas colinérgicas en formas positivas o negativas.

Las respuestas de las neuronas colinérgicas también pueden ser promovidas por la administración de inhibidores de la colinesterasa (ChE). Los inhibidores ChE han sido usados como componentes de gases nerviosos pero también tienen una aplicación medica significativa en el tratamiento de desordenes tales como el glaucoma y la miastenia gravis, al igual que en la interrupción de los efectos de agentes bloqueantes neuromusculares como la atropina.

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Agonistas y Antagonistas Colinérgicos Naturales

 

Fuente de compuestos

Mecanismo de Acción

Agonistas

 
Nicotina alcaloide prevalente en la planta del tabaco activa los receptores de ACh de clase nicotínica, mantiene el canal abierto
Muscarina alcaloide producido por el hongo Amanita muscaria activa los receptores de ACh de clase muscarínica
α-Latrotoxina proteína producida por la araña viuda negra induce una liberación de ACh masiva, posiblemente actuando como un ionóforo de Ca2+

Antagonistas

 
atropina (y el compuesto relacionado Escopolamina) alcaloide producido por la Atropa belladonna bloquea las acciones de la ACh solamente en los receptores de muscarina
Toxina Botulinus ocho proteínas producidas por el Clostridium botulinum inhibe la liberación del ACh
α-Bungarotoxina proteína producida por serpientes del género Bungarus previene la apertura del canal de receptores de ACh
d-Tubocurarina ingrediente activo del curare previene la apertura del canal del receptor de la ACh en el terminal de la placa motora


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Catecolaminas: Dopamina, Epinefrina, Norepinefrina

Las catecolaminas principales son la norepinefrina, la epinefrina y la dopamina. Estos compuestos están formados de fenilalanina y tirosina. La tirosina es producida en el hígado por la fenilalanina a través de la acción de la fenilalanina hidroxilasa. Luego la tirosina es transportada a neuronas secretoras de catecolaminas, en donde una serie de reacciones la convierten en dopamina, luego en norepinefrina y finalmente en epinefrina (ver también Productos Especializados de los Amino Ácidos).

Síntesis de las catecolaminas

Síntesis de las catecolaminas a partir de la tirosina.

Las catecolaminas exhiben efectos excitatorios e inhibitorios del sistema nervioso periférico al igual que acciones en el SNC tales como la estimulación respiratoria y un incremento en la actividad sicomotora. Los efectos excitatorios son ejercidos en células del mœsculo liso de los vasos que proveen sangre a la piel y las membranas mucosas. La función cardiaca también es sujeta a estos efectos excitatorios los cuales incrementan la frecuencia cardiaca y la fuerza de contracción. Contrariamente, los efectos inhibitorios son ejercidos en células del mœsculo liso en la pared intestinal, los bronquios en los pulmones y los vasos que proveen sangre al mœsculo esquelético.

Además de sus efectos como neurotransmisores, la norepinefrina y la epinefrina pueden influenciar la taza del metabolismo a nivel sistémico. Esta influencia en el metabolismo se debe a que estos compuestos modulan la función endocrina como la secreción de la insulina e incrementan la tasa de glucogenolisis y la movilización de ácidos grasos.

Las catecolaminas se unen a dos distintas clases de receptores conocidos como receptores α- y β-adrenérgicos. Por lo tanto, las catecolaminas también se conocen como neurotransmisores adrenérgicos; las neuronas que las secretan son neuronas adrenérgicas. Las neuronas secretoras de norepinefrina son noradrenérgicas. Algo de la norepinefrina liberada por las neuronas noradrenérgicas pre-sinápticas es reciclado de vuelta a la neurona pre-sináptica a través de un mecanismo de reingreso.

Las acciones de la norepinefrina y la epinefrina se ejercen a través de mediados por receptores eventos de transducción de señales. Hay tres tipos distintos de receptores adrenérgicos: α1, α2, β. Dentro de cada clase de receptor adrenérgico no son varias sub-clases. La clase α1 contiene la α1A, α1B, y α1D receptores. La clase de receptores a1 se acoplan a Gq tipo G-proteínas que activan PLCβ resultando en aumentos en la liberación de IP3 y DAG de PIP2 membrana. El α2 clase contiene la α2A, α2B, y α2C receptores. La clase de α2 adrenérgicos receptores están acoplados a Gi-tipo G-proteínas que inhiben la activación de adenilato ciclasa y por lo tanto, los resultados en la reducción de la activación del AMPc los niveles. La clase de los receptores β se compone de tres subtipos: β1, β2, y β3 cada uno de los que se juntan a Gs de tipo G-proteínas que resulta en la activación de la adenilato ciclasa y el aumento de AMPc concomitante la activación de la PKA.

La dopamina se une a los receptores dopamineric identificados como receptores de tipo D y hay cuatro subclases identificadas como D1, D2, D4 y D5. La activación de la resultados de los receptores dopaminérgicos en la activación de la adenilato ciclasa (D1 y D5) o la inhibición de la adenilato ciclasa (D2 y D4).

Receptores Adrenegic y Dopaminérgica

Receptor de Tipo Expresión Perfil Funciones / Comentarios
α1 predomina en el corazón, los vasos sanguíneos y riñones, también expresadas en tejido adiposo tres subtipos: α1A, α1B, α1D; acoplado a Gq de tipo proteínas G, vasoconstrictor de las arterias coronarias y las venas, disminuye la motilidad GI suave célula muscular, induce la contracción    de músculo liso en el útero, esfínter de la uretra, conductos deferentes, y el uréter, modula glicólisis y la gluconeogénesis
α2 SNC (ampliamente distribuido); vasos, tejido adiposo, los riñones, y las plaquetas tres subtipos: α2A, α2B, α2C, acoplado a Gi de tipo proteínas G, actúa en el SNC para disminuir la presión sanguínea y ejercen efectos bradicardia, ejerce un efecto hipotérmico, vasoconstricción arterial y venosa, inhibe la liberación de insulina y estimula la secreción de glucagón, modula la gluconeogénesis y la glucólisis, inhibe la secreción de ácido gástrico y la motilidad gástrica, inhibe la liberación de noradrenalina y acetilcolina, involucrados en la estabilización del trombo mediante la inducción de la agregación plaquetaria
β1 corazón, riñón, músculo esquelético, pulmón, colon, hígado, glándula tiroidea, adipocitos (preadipocitos sólo en BAT) acoplado a Gs de tipo G-proteínas, ejerce ionotrópicos (fuerza de contracción) y cronotrópico (frecuencia cardíaca) efectos sobre el corazón, aumenta la movilización de la grasa a partir de tejido adiposo, aumenta la secreción de renina de los riñones, realza la sensación de el hambre mediante la liberación de grelina en el estómago
β2 tejido adiposo pero no adipocitos marrones, músculo esquelético, músculo liso, pulmón, riñón, colon, hígado, glándula tiroides, corazón acoplados a Gs de tipo G-proteína, broncodilatador y vasodepresor, induce la relajación del músculo liso de los bronquios, bronquiolos, el útero y músculo detrusor, inhibe la liberación de insulina, estimula la lipólisis, la glucólisis, y la gluconeogénesis
β3 abundante en los adipocitos de la grasa omental y BAT, la vesícula biliar y la vejiga, no es expresado en el corazón, el músculo esquelético, el hígado, los riñones, los pulmones, o de la glándula tiroides acoplados a Gs de tipo G-proteína, la regulación de la lipólisis, director receptor norepinefrina en BAT, aumentar la lipólisis en el BAT y juega un papel importante en la termogénesis adaptativa
D1 expresado en un alto nivel de densidad en las áreas nigroestriatales, mesolímbico y mesocortical, tales como el caudado-putamen (cuerpo estriado), el núcleo accumbens, sustancia negra, bulbo olfatorio,    amígdala, y la corteza frontal, los niveles más bajos en el hipocampo, cerebelo, tálamo y áreas hipotalámicas; renales acoplados a Gs de tipo G-proteína, junto con D5 receptor constituye el D1-como la familia, los receptores de la dopamina más abundante en el SNC, regula el crecimiento neuronal y el desarrollo, participan en las funciones del sistema nervioso central vitales que incluye el movimiento voluntario, la regulación de la conducta alimentaria, el afecto, la recompensa, el sueño, la atención, la reproducción comportamientos, control de impulsos, memoria de trabajo y el aprendizaje; receptores renales de control secreción de renina
D2 dentro del SNC se hallaron altos niveles en el caudado-putamen, núcleo accumbens, tubérculo olfatorio, sustancia negra y el área ventral tegmental; niveles más bajos en septo, el hipotálamo, y la corteza; riñón, glándulas suprarrenales, los ganglios del simpático, tracto gastrointestinal, vasos sanguíneos, corazón acoplados a Gi de tipo G-proteína, junto con D3 y D4 receptores constituye el D2-como la familia, como D1 los receptores D2 receptores son críticamente participa en los mecanismos de la memoria de trabajo, recompensa y refuerzo; regulación de la locomoción, los receptores presinápticos inhiben la locomoción, receptores postsinápticos activan la locomoción, la regulación de la función renal, la presión arterial, vasodilatación, y la motilidad gastrointestinal
D3 asocia selectivamente con el sistema límbico del sistema nervioso central, tales como la cáscara del núcleo accumbens y el tubérculo olfatorio; no se expresa fuera del SNC acoplados a Gi de tipo G-proteína, junto con D2 y D4 receptores constituye el D2-como la familia, el sistema límbico recibe entradas de dopamina en el área tegmental ventral, que se asocia con la cognitiva, emocional y funciones endocrinas, la regulación de los efectos locomotores; modulación de las funciones cognitivas
D4 tiene el nivel más bajo de expresión de cerebro de todos los receptores de la dopamina, que se encuentra en la corteza frontal, amígdala, el hipocampo, el hipotálamo, el globo pálido, sustancia negra pars reticulata, y el tálamo; riñón, glándulas suprarrenales, los ganglios del simpático, tracto gastrointestinal, vasos sanguíneos, corazón acoplados a Gi de tipo G-proteína, junto con D2 y D3 receptores constituye el D2-como la familia, la modulación de las funciones cognitivas, la regulación de la función renal, presión arterial,    vasodilatación, y la motilidad gastrointestinal
D5 dentro del SNC expresadas en niveles bajos en múltiples regiones del cerebro, incluyendo piramidal las neuronas de la corteza prefrontal, la corteza premotora, la corteza cingulada, la corteza entorrinal, sustancia negra, hipotálamo, el hipocampo y el giro dentado; riñón, glándulas suprarrenales, los ganglios del simpático, tracto gastrointestinal, vasos sanguíneos, corazón acoplados a Gs de tipo G-proteína, junto con D1 receptor constituye el D1-como la familia, probablemente involucradas en los aspectos relacionados con el dolor afectivo, neuroendocrino o de las funciones dopaminérgicas

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Catabolismo de las Catecolaminas

La epinefrina y la norepinefrina son catabolizadas a compuestos inactivos a través de las acciones secuenciales de la catecolamina-O-metiltransferasa (COMT) y la monoamino oxidasa (MAO). Compuestos inhibidores de la acción de la MAO han demostrado tener efectos benéficos en el tratamiento clínico de la depresión, aun cuando los antidepresivos tricíclicos son inefectivos. La utilidad de los inhibidores MAO fueron descubiertos por coincidencia cuando unos pacientes con tuberculosis fueron tratados con isoniazida y demostraron señas de mejoría en sus estados anímicos; subsecuentemente descubrieron que la isoniazida trabaja inhibiendo la MAO.

Metabolismo de las catecolaminas

Metabolismo de los neurotransmisores catecolaminicos. Solo enzimas clínicamente importantes están incluidas en este diagrama. Los subproductos catabólicos de las catecolaminas, cuyos niveles en el fluido cerebroespinal son indicativos de defectos en el catabolismo, están en el texto subrayado de azul. Abreviaciones: TH: tirosina hidroxilasa, DHPR: dihidropteridina reductasa, H2B: dihidrobiopterina, H4B: tetrahidrobiopterina, MAO: monoamino oxidasa, COMT: catecolamina-O-metiltransferasa, MHPG: 3-metoxi-4-hidroxifenilglicol, DOPAC: acido dihidroxifenilacetico

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Dopamina: Reforzamiento Recompensa y Comportamientos de Alimentación

El control general de la conducta alimentaria es un proceso complejo que implica varios bien de fi nidas circuitos neuronales. Estos circuitos constan de interacciones entre el tronco cerebral y el hipotálamo, así como interacciones entre el intestino y el hipotálamo. Para obtener información detallada sobre este último vaya a la página Gut-Cerebro Interrelaciones. El control de la conducta alimentaria también implica procesos superpuestos como unidad de motivación, la saciedad y la anticipación de los alimentos. Un neurotransmisor importante involucrado en la coordinación y refuerzo de estos procesos de recompensa es la dopamina. De hecho, cada tipo conocido de recompensa, en especial la alimentación, se traduce en un mayor nivel de la dopamina en el cerebro. Aunque los cuerpos celulares de las neuronas dopaminérgicas se limitan a sólo unos pocos áreas del cerebro, estas neuronas envían proyecciones a numerosas áreas, incluyendo los implicados en el regulación de los comportamientos de alimentación como el hipotálamo.

La dopamina interviene en los aspectos motivacionales y gratificantes de alimentos comportamiento de búsqueda vía específica proyecciones dopaminérgicas de la zona tegmental ventral (siglas en Inglés: VTA) a los accumbens núcleo (siglas en Inglés: NAc). El VTA es el origen de los cuerpos de las células dopaminérgicas y la NAC es un región del cerebro en el cerebro anterior basal que envía proyecciones a los ganglios basales situado en el base del cerebro anterior. El NAC está involucrada en el aprendizaje reforzado, recompensa, el placer, la adicción, el miedo, la agresividad y la impulsividad. Las vías de recompensa que implican dopamina también se conocen como el sistema mesolímbico o mesocorticolímbico que también envía proyecciones a la corteza prefrontal medial, hipocampo y la amígdala. Los circuitos dopamineric mesolímbico están involucrados en la motivación para ganar premios de comida, pero no para la activación del consumo real de alimentos. La dopamina también media el consumo de alimentos mediante el envío de las proyecciones de la sustancia negra con el cuerpo estriado dorsolateral. Aunque los circuitos de dopamina mesolímbico claramente se han asociado con los procesos de recompensa, los detalles de su participación en el proceso son bastante complejos. Es importante ser capaz de distinguir entre los diversos aspectos de la función motivacional que son diferencialmente afectados por la actividad de la dopamina. La manipulación farmacológica de la dopamina demuestra que la dopamina mesolímbica es realmente crítico para muchos aspectos de la función de motivación, pero también que no es críticamente involucradas en todos los aspectos de la función motivacional. Además, algunos de los efectos de la dopamina mesolímbica están vinculados a la motivación y el aprendizaje aversivo. Sin embargo, los estudios sobre las características fundamentales de los estímulos reforzantes han concluido que dopaminérgico mesolímbico señales, que actúan como reforzadores positivos, tienden a ser preferidos y, por tanto, provocan enfoque, dirigido a un objetivo, y la alta demanda comportamientos característicos de refuerzo positivo.

Además de las acciones neuronales dopaminérgicos directos, la actividad del sistema mesolímbico es modulada por hormonas periféricas que se sabe que regulan los comportamientos de alimentación a través de los circuitos hipotalámicos tales como la leptina y la grelina. La leptina es una hormona anorexígeno (disminuye el deseo de comer) producida por el tejido adiposo, mientras que, la grelina es una hormona orexigénico (aumentar el deseo por la comida) producida por el estómago. Acción de la leptina en los resultados de VTA en una menor activación de las neuronas dopaminérgicas y disminuye la ingesta de alimentos. Por el contrario, los estudios en animales demuestran que la pérdida de receptores de leptina en el VTA conduce a un aumento de la ingesta de alimentos. Receptores de grelina están presentes en el VTA y NAC y la activación de estos receptores provoca un aumento de la ingesta de alimentos. Estas observaciones refuerzan el papel de la dopamina en el comportamiento de alimentación y demostrar las interconexiones entre periférico y acciones de neurotransmisores centrales en la regulación global de la alimentación.

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Serotonina

La serotonina (5-hidroxitriptamina, 5HT) está formada por la hidroxilación y decarboxilación del triptófano (ver también Productos Especializados de los Amino Ácidos).

Síntesis de la serotonina

Vía de la síntesis de la serotonina desde el triptófano. Abreviaciones: THP: triptófano hidroxilasa, DHPR: dihidropteridina reductasa, H2B: dihidrobiopterina, H4B: tetrahidrobiopterina, 5-HT: 5-hidroxitriptofano, AADC: decaboxilasa aromática L-amino acido.

La mayor concentración de 5-HT (90%) se encuentra en las células enterocromafines del tracto gastrointestinal. La mayor parte de lo que sobra en el cuerpo de 5HT se encuentra en las plaquetas y en el SNC. Los efectos de la 5HT son más prominentes en el sistema cardiovascular, con efectos adicionales en el sistema respiratorio y los intestinos. La vasoconstricción es una respuesta típica a la administración del 5HT.

Las neuronas que secretan 5HT son denominadas serotoninérgicas. Luego de la liberación de la 5HT, una porción es llevada de vuelta a la neurona serotoninérgica pre-sináptica de un modo muy similar al reingreso de la norepinefrina.

La función de la serotonina es ejercida en su interacción con receptores específicos. Varios receptores de serotonina han sido clonados e identificados como 5HT1, 5HT2, 5HT3, 5HT4, 5HT5, 5HT6, y 5HT7. Dentro del grupo 5HT1 están los subtipos 5HT1A, 5HT1B, 5HT1D, 5HT1E, y 5HT1F. Hay tres subtipos del grupo 5HT2, 5HT2A, 5HT2B, y 5HT2C. Hay dos subtipos de 5HT5, 5HT5A y 5HT5B en el genoma humano, pero el gen 5HT5B es un pseudogen. La mayoría de estos receptores son acoplados con proteínas G que afectan las actividades de la adenilatociclasa o la fosfolipasa C-γ. Los receptores de clase 5HT3 son canales iónicos.


Receptor de la Familia Associated Proteínas G Resultado de la Activación del Receptor
5HT1 Gi/Go
ver la Transducción de la Señal    la página de descripción de varias proteínas G
inhibe la producción de cAMP, la neurotransmisión inhibitoria
5HT2 Gq/G11 aumento de la producción de diacilglicerol (siglas en Inglés: DAG) y IP3, la neurotransmisión excitatoria
5HT3 ligando cerrado Na+ y K+ canales despolariza la membrana axonal, la neurotransmisión excitatoria
5HT4 Gs aumento de la producción de cAMP, la neurotransmisión excitatoria
5HT5 Gi/Go inhibe la producción de cAMP, la neurotransmisión inhibitoria
5HT6 Gs aumento de la producción de cAMP, la neurotransmisión excitatoria
5HT7 Gs aumento de la producción de cAMP, la neurotransmisión excitatoria

Algunos receptores de serotonina son pre-sinápticos y otros son post-sinápticos. Los receptores de 5HT2A están mediando la agregación plaquetaria y la contracción del mœsculo liso. Se sospecha que los receptores de 5HT2C controlan la ingesta de comida ya que los ratones con deficiencia de este gen se vuelven obesos con el aumento en la ingesta de comida y también son sujetos a convulsiones fatales. Los receptores de 5HT3 están presentes en el tracto gastrointestinal y están relacionados con el vomito. También presentes en el tracto gastrointestinal son los receptores de 5HT4 donde trabajan en la secreción y peristalsis. Los receptores de 5HT6 y de 5HT7 están distribuidos a través del sistema límbico del cerebro y los receptores de 5HT6 tienen una afinidad alta para los medicamentos antidepresivos.


Subtipo de Receptor Perfiles de Expresión Funciones
5HT1A vasculatura, sistema nervioso central la agresión, la ansiedad, la presión arterial (vasoconstricción), el apetito, la memoria, el humor, el tono cardiovascular,    ritmo cardíaco, la respiración, la dilatación pupilar, nocicepción (sensación de dolor), el comportamiento sexual, la función eréctil, emesis (vómitos), la termorregulación, el sueño, conductas adictivas
5HT1B vasculatura, sistema nervioso central locomoción, agresión, la ansiedad, la presión arterial (vasoconstricción), memoria, estado de ánimo, el aprendizaje, el comportamiento sexual, la función eréctil, conductas adictivas
5HT1D vasculatura, sistema nervioso central la presión arterial (vasoconstricción), la locomoción, la ansiedad
5HT1F sistema nervioso central involucrado en dolores de cabeza de migraña
5HT2A tracto gastrointestinal, el músculo liso, vasculatura, sistema nervioso central, sistema nervioso periférico, las plaquetas la ansiedad, la presión arterial (vasoconstricción), la termorregulación, el apetito, aprendizaje, memoria, estado de ánimo, la capacidad cognitiva, la conducta sexual, el sueño, conductas adictivas
5HT2B tracto gastrointestinal, el músculo liso, vasculatura, sistema nervioso central, sistema nervioso periférico, las plaquetas gastrointestinal la motilidad, la presión arterial (vasoconstricción), el apetito, la ansiedad, el sueño
5HT2C tracto gastrointestinal, el músculo liso, vasculatura, sistema nervioso central, sistema nervioso periférico, las plaquetas la ansiedad, la locomoción, la motilidad gastrointestinal, la presión arterial (vasoconstricción), el apetito, el estado de ánimo, el comportamiento sexual, la función eréctil, la termorregulación, el sueño, conductas adictivas
5HT3 tracto gastrointestinal, sistema nervioso central, sistema nervioso periférico la ansiedad, la motilidad gastrointestinal, la emesis (vómitos), el aprendizaje, la memoria, conductas adictivas
5HT4 tracto gastrointestinal, sistema nervioso central, sistema nervioso periférico la respiración, el apetito, la motilidad gastrointestinal, aprendizaje, memoria, estado de ánimo, ansiedad
5HT5A sistema nervioso central locomoción, sueño
5HT6 sistema nervioso central las capacidades cognitivas, el aprendizaje, la memoria, la ansiedad, estado de ánimo
5HT7 tracto gastrointestinal, sistema vascular, sistema nervioso central la presión arterial (vasoconstricción), la respiración, la termorregulación, el sueño, memoria, estado de ánimo, la ansiedad

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Última modificación: 27 de abril de 2016