Os neurotransmisores son substancias químicas endóxenas que transmiten sinais desde unha neurona a unha célula diana por medio dunha sinapse. Os neurotransmisores están no interior de vesículas sinápticas acumuladas no terminal sináptico da neurona presináptica, e son liberados na fenda sináptica (o espazo entre as dúas células), onde se unen a receptores situados na membrana da célula postsináptica. A liberación dos neurotransmisores normalmente está causada pola chegada á membrana do terminal sináptico dun potencial de acción, pero pode tamén ser causado por potenciais eléctricos graduados. Tamén pode haber unha liberación "basal" de baixo nivel sen estimulación eléctrica. Os neurotransmisores sintetízanse a partir de moitos precursores simples, como aminoácidos, que se poden obter facilmente das proteínas da dieta e que requiren só un pequeno número de pasos biosintéticos para orixinar os neurotransmisores.
Tipos de neurotransmisores Hai moitas maneiras de clasificar os neurotransmisores. Unha forma simple de facelo é clasificalos en aminoácidos, péptidos, e monoaminas, aínda que tamén os hai doutros tipos.
Principais neurotransmisores:
Aminoácidos: glutamato, aspartato, D-serina, ácido γ-aminobutírico (GABA), glicina Monoaminas e outras aminas bioxénicas: dopamina (DA), norepinefrina (noradrenalina; NE, NA), epinefrina (adrenalina), histamina, serotonina (SE, 5-HT) Outros: acetilcolina (ACh), adenosina, anandamida, óxido nítrico etc.
Ademais, lévanse descuberto uns 50 péptidos neuroactivos, e descóbrense máis continuamente. Moitos deles son "co-liberados" xunto con pequenas moléculas transmisoras, pero nalgúns casos o propio péptido é o principal transmisor na sinapse. A β-endorfina é un exemplo relativamente ben coñecido de péptido neurotransmisor; únese nunha interacción moi específica con receptores opioides no sistema nervioso central.
Certos ións simples, como o cinc, liberado nas sinapses, considéranse tamén neurotransmisores por algúns investigadoresKodirov,Sodikdjon A., Shuichi Takizawa, Jamie Joseph, Eric R. Kandel, Gleb P. Shumyatsky, and Vadim Y. Bolshakov. Synaptically released zinc gates long-term potentiation in fear conditioning pathways. PNAS, October 10, 2006. 103(41): 15218-23. doi: 10.1073/pnas.0607131103, igual que algunhas moléculas gasosas como o óxido nítrico (NO) e o monóxido de carbono (CO). Estes non son neurotransmisores clásicos segundo a definición estrita, porque, aínda que se liberan nos terminais sinápticos dun modo dependente da actividade da neurona, non están contidos en vesículas.Con gran diferenza o transmisor máis común é o glutamato, que é excitativo nun 90% das sinapses do cerebro humano. O seguinte máis abundante é o GABA, que é inhibitorio en máis do 90% das sinapses que non usan o glutamato. Os demais úsanse en moi poucas sinapses, pero aínda así son importantes funcionalmente, e a gran maioría das drogas psicoactivas exercen os seus efectos alterando as accións de certos sistemas neurotransmisores, con frecuencia actuando sobre os neurotransmisores minoritarios. As drogas adictivas como a cocaína e as anfetaminas exercen os seus efectos principalmente sobre o sistema da dopamina. As adictivas drogas opiáceas exercen os seus efectos principalmente como análogos funcionais de péptidos opioides, os cales, á súa vez, regulan os niveis de dopamina.
Excitativos e inhibitorios Algúns neurotransmisores descríbense normalmente como "excitativos" ou "inhibitorios". Pero debe terse en conta que o único efecto directo dun neurotransmisor é activar un ou máis tipos de receptores. O efecto na célula postsináptica depende, por tanto, enteiramente das propiedades dos receptores. O que sucede é que para algúns neurotransmisores (como o glutamato), os seus principais receptores teñen todos efectos excitativos: incrementan a probabilidade de que a célula diana desencadee un potencial de acción. Para outros neurotransmisores, como o GABA, os receptores máis importantes teñen todos efectos inhibitorios (aínda que hai evidencias de que o GABA funciona como excitativo durante o desenvolvemento inicial do cerebro). Porén, hai outros neurotransmisores, como a acetilcolina, para o cal hai tanto receptores excitativos coma inhibitorios; e algúns tipos de receptores activan complexas vías metabólicas na célula postsináptica, que producen efectos que non se poden apropiadamente cualificar como excitativos ou inhibitorios. Por conseguinte, é unha simplificación denominar a un neurotransmisor excitativo ou inhibitorio, aínda que parece conveniente facelo co glutamato (excitativo) e o GABA (inhibitorio) por ser un uso moi común.
Accións Como se explicou antes, a única acción directa dun neurotransmisor é activar o receptor. Por tanto, os efectos dos sistemas neurotransmisores dependen das conexións neuronais que usan o transmisor, e das propiedades químicas dos receptores aos que se une dito transmisor. miniatura|dereita|Glutamato. miniatura|dereita|GABA. Velaquí algúns exemplos das accións máis importantes dos neurotransmisores: Glutamato. Úsase na gran maioría das sinapses excitativas rápidas do cerebro e da medula espiñal. Tamén se usa na maioría das sinapses que son "modificables", é dicir, que poden aumentar ou diminuír a súa forza. As sinapses modificables pénsase que son o principal sistema de almacenamento de memoria do cerebro. Unha liberación excesiva de glutamato pode orixinar excitotoxicidade e causar a morte celular. GABA. Utilízase na gran maioría das sinapses inhibitorias rápidas en practicamente todas as partes do cerebro. Moitas drogas sedativas/tranquilizantes actúan amplificando os efectos do GABA. Da mesma maneira, a glicina é o transmisor inhibitorio na medula espiñal. Acetilcolina. É o neurotransmisor que actúa nas unións neuromusculares que conectan os nervios motores cos músculos. O veleno de frecha paralizante curare actúa bloqueando a transmisión destas sinapses. A acetilcolina tamén opera en moitas rexións do cerebro, pero usando outro tipo de receptor. Dopamina. Ten moitas funcións importantes no cerebro. Desempeña unha función fundamental no sistema de gratificación (pracenteiro), pero a disfunción do sistema da dopamina está tamén implicado da enfermidade de Parkinson e na esquizofrenia. Serotonina. É unha monoamina. A maioría (90%) prodúcese e atópase no intestino, e o resto nas neuronas do sistema nervioso central. Funciona regulando o apetito, sono, memoria e aprendizaxe, temperatura, estado de ánimo, comportamento, contracción muscular, e as funcións do sistema cardiovascular e endócrino. Especúlase sobre que intervén na depresión, xa que algúns pacientes deprimidos teñen baixas concentracións de metabolitos da serotonina no seu líquido cefalorraquídeo e tecido cerebral. Substancia P. É un undecapéptido responsable da transmisión da dor desde certas neuronas sensoriais do sistema nervioso central.
As neuronas que expresan certos tipos de neurotransmisores forman distintos sistemas que cando se activan afectan a amplas zonas do cerebro. Os principais sistemas neurotransmisores son: o sistema da noradrenalina (norepinefrina), o sistema da dopamina, o sistema da serotonina e o sistema colinérxico. miniatura|dereita|Cocaína. Efecto das drogas. As drogas que afectan aos neurotransmisores de ditos sistemas afectan a todo o sistema; este feito explica a complexidade da acción dalgunhas drogas. A cocaína, por exemplo, bloquea a recaptación de dopamina pola neurona presináptica, deixando ao neurotransmisor durante moito máis tempo no espazo sináptico. Como a dopamina permanece na fenda sináptica por tempo máis prolongado, o neurotransmisor continúa uníndose aos receptores da neurona postsináptica, provocando unha resposta emocional pracenteira. A adicción física á cocaína pode deberse a esta prolongada exposición a un exceso de dopamina nas sinapses, que leva a unha regulación á baixa dalgúns receptores postsinápticos. Despois de que os efectos da droga desaparecen, o individuo adoita sentirse deprimido a causa da menor probabilidade que ten nese momento o neurotransmisor de unirse ao receptor. O Prozac é un inhibidor da recaptación de serotonina, que bloquea a recaptación de serotonina pola célula presináptica. Isto incrementa a cantidade de serotonina presente na sinapse e permite que permaneza alí máis tempo, potenciando os seus efectos. O AMPT impide a conversión de tirosina en L-DOPA, o precursor da dopamina; a reserpina impide o almacenamento de dopamina nas vesículas sinápticas; e o deprenilo inhibe a monoamino oxidase B (MAO-B) e dese modo incrementa os niveis de dopamina.
Certas doenzas poden afectar a sistemas de neurotransmisores específicos. Por exemplo, a enfermidade de Parkinson está polo menos en parte relacionada con fallos no funcionamento das células dopaminérxicas dos núcleos profundos do cerebro, por exemplo a substancia negra. Propuxéronse tratamentos que potencian os efectos dos precursores da dopamina, pero tiveron un éxito moderado.
Na seguinte táboa compáranse brevemente as características dos principais sistemas neurotransmisores:
+Sistemas neurotransmisores Sistema Orixe Efectos Sistema da noradrenalina locus coeruleus excitación gratificación (pracer) campo tegmental lateral Sistema da dopamina vías da dopamina: vía mesocortical vía mesolímbica vía nigrostriatal vía tuberoinfundibular sistema motor, gratificación, cognición, sistema endócrino, náusea Sistema da serotoninanúcleo do rafe dorsal caudal Incrementa a introversión, estado de ánimo, saciedade, temperatura corporal e sono, e diminúe a nocicepción. núcleo do rafe dorsal rostral Sistema colinérxico complexo pontomesencefalotegmental aprendizaxe memoria a curto prazo excitación gratificación núcleo basal óptico de Meynert núcleo septal medial
Neurotransmisores comúns Categoría Nome Abreviación Metabotrópico (ou metabolotrópico) IonotrópicoS: Aminoácidos Aspartato - - Neuropéptidos N-Acetilaspartilglutamato NAAG receptor do glutamato metabotrópico; agonista selectivo do mGluR3 - S: Aminoácidos Glutamato (ácido glutámico) Glu receptor do glutamato metabotrópico receptor NMDA, receptor do kainato, receptor AMPA S: Aminoácidos Ácido gamma-aminobutírico GABA receptor GABAB receptor GABAA, receptor GABAA-ρ S: Aminoácidos Glicina Gly - receptor da glicina S: Acetilcolina Acetilcolina Ach receptor da acetilcolina muscarínico receptor de acetilcolina nicotínico S: Monoamina (Phe/Tyr) Dopamina DA receptor da dopamina - S: Monoamina (Phe/Tyr) Norepinefrina (noradrenalina) NE receptor adrenérxico - S: Monoamina (Phe/Tyr) Epinefrina (adrenalina) Epi receptor adrenérxico - S: Monoamina (Phe/Tyr) Octopamina - - S: Monoamina (Phe/Tyr) Tiramina - S: Monoamina (Trp) Serotonina (5-hidroxitriptamina) 5-HT receptor da serotonina, todos menos o 5-HT3 5-HT3 S: Monoamina (Trp) Melatonina Mel receptor da melatonina - S: Monoamina (His) Histamina H receptor da histamina - PP: Gastrinas Gastrina - - PP: Gastrinas Colecistoquinina CCK receptor da colecistoquinina - PP: Neurohipofisarios Vasopresina AVP receptor da vasopresina - PP: Neurohipofisaros Oxitocina OT receptor da oxitocina - PP: Neurohipofisarios Neurofisina I - - PP: Neurohipofisarios Neurofisina II - - PP: Neuropéptido Y Neuropéptido Y NY receptor do neuropéptido Y - PP: Neuropéptido Y Polipéptido pancreático PP - - PP: Neuropéptido Y Péptido YY PYY - - PP: Opioides Corticotropina (hormona adrenocorticotropa) ACTH receptor da corticotropina - PP: Opioides Dinorfina - - PP: Opioides Endorfina - - PP: Opioides Encefalina - - PP: Secretinas Secretina receptor da secretina - PP: Secretinas Motilina receptor da motilina - PP: Secretinas Glicagón receptor do glicagón - PP: Secretinas Péptido intestinal vasoactivo VIP receptor do péptido intestinal vasoactivo - PP: Secretinas Factor liberador da hormona do crecemento GRF - - PP: Somatostatinas Somatostatina receptor da somatostatina - SS: Taquiquininas Neuroquinina A - -