Tema 7 Neurotransmissió (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biología - 4º curso
Asignatura Neurobiologia
Profesor F.A.
Año del apunte 2017
Páginas 12
Fecha de subida 23/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

NEUROLOGIA Tema 7 Tema 7 Neurotransmissió Transmissió sinàptica entre neurones. Comunicació per mitjà de moviments elèctrics causats per la propagació d’impulsos nerviosos.
Cada cèl·lula nerviosa rep neurotransmissors de la neurona pre-sinàptica o botó terminal, cap a la dendrita post-sinàptica, la torna a emetre cap a diverses neurones, i fan el mateix, creant així una onada d’energia fins que el pols energètic arribi a un òrgan o àrea específica de les neurones.
Els cossos cel·lulars, dendrites, axons, glies i vasos sanguinis funcionen en resposta i suport de les sinapsis. El canvi en la fortalesa sinàptica a través de les xarxes cerebrals és la raó del comportament i la cognició.
El descobriment de les sinapsis per Ramón y Cajal i Sherrington va suposar l’estudi de la seva naturalesa: hi havia qui donava suport a que la naturalesa del mediador que passa la informació de neurona a neurona era química i d’altres que era elèctrica.
La primera demostració de la naturalesa química de les sinapsis la va fer Otto Loewi: va fer un experiment que consistia en la perfusió d’un cor de granota en solució nutrícia, aquesta solució es feia passar per un altre cor de granota. Llavors si la transmissió de l’impuls hagués estat elèctrica, l’estimulació vagal hauria aturat el cor donador però no el receptor, per tant Loewi va deduir que quan s’estimulaven elèctricament els nervis parasimpàtics del cor donador, s’alliberava una substància química que passaria cap al cor receptor per la solució nutrícia i el l’aturaria.
Ara sabem que més del 90 % de les sinapsis són químiques, alliberant neurotransmissors, molècules que arriben als receptors post-sinàptics i modulen l’excitabilitat de les neurones.
NEUROLOGIA Tema 7 Sinapsis elèctriques La transmissió es dóna pel pas d’ions (càrregues elèctriques) per les comunicacions gap-junction entre citoplasmes de les neurones (connexines).
Durant el desenvolupament són molt importants perquè permeten una ràpida diferenciació.
En adults es conserven en comunicacions entre astròcits i en retina també són molt importants.
La proteïna més important és CX36.
Sinapsis químiques Per alliberar els productes químiques transmissors i per actuar sobre els receptors post-sinàptics calen una sèrie de requisits, fent que es retardi la transmissió (0.1 ms).
Són sinapsis molt modulables perquè hi ha molts passos entre el terminal presinàptic i el postsinàptic. Hi ha neurotransmissors inhibidors de senyal.
NEUROLOGIA Tema 7 Els neurotransmissors Qualsevol molècula que s’allibera per dependència de l’activitat dels ions calci.
Han de complir 5 característiques: • • • • • S’han de poder sintetitzar a la neurona.
S’han de poder emmagatzemar (o el seu precursor) a la neurona pre-sinàptica.
El seu alliberament a l’espai sinàptic provocarà la seva unió als receptors de la neurona post-sinàptica i el canvi específic de l’activitat d’aquesta.
Han de tenir un mecanisme d’eliminació a la fenedura sinàptica.
Si s’allibera exògenament, la seva acció serà igual que quan s’allibera endògenament.
(Molts neurotransmissors no compleixen aquesta característica, ja que presenten funcions diferents segons la zona del cos on s’alliberi).
NEUROLOGIA Tema 7 Cicle dels neurotansmissors • Etapes 1 i 2: acumulació d’un aa precursor a la neurona pre-sinàptica. Es metabolitzarà per produir un transmissor madur (ZZ).
• Etapa 3: l’emissor es va acumulant a vesícules per emmagatzematge i posterior alliberament.
• Etapes 4 i 5: el neurotransmissor s’allibera a la fenedura sinàptica per interactuar amb els receptors post-sinàptics o autoreceptors de la neurona pre-sinàptica que regularan la seva alliberació, síntesi i velocitat.
• Etapes 6 a 9: inactivació i finalització de l’acció del transmissor mitjançant la recaptació per proteïnes de transport neuronals, degradació enzimàtica, absorció per cèl·lules glials o difusió passiva.
Eliminació de neurotransmissors És molt important per quan es vol aturar el senyal.
• Recaptació per transportadors de la cèl·lula pre-sinàptica o de cèl·lules glials.
Glutamat.
• Degradació per enzims associats a membrana.
Acetilcolinasa (extracel·lular).
• Poden difondre i ser eliminats en sang.
NEUROLOGIA Tema 7 Tipus de neurotransmissors Segons el potencial d’acció que produeixen: • • EPSP: excitatory post-synaptic potential.
IPSP: inhibitory post-synaptic potential.
Segons el receptor al que s’acoblen: • Receptors ionotròpics: quan el neurotransmissor s’uneix al receptor, el canal iònic s’obre.
La resposta és molt ràpida. Si els ions que entren tenen càrrega + es produirà una despolarització produint un ESPS. Si els ions tenen càrrega – es produirà una hiperpolarització, per tant, un IPSP.
• Receptors metabotròpics: quan el neurotransmissor s’uneix al receptor, es desencadena una cascada de processo metabòlics, que pot ser més llarga o més curta, i acabarà amb l’obertura del canal iònic. És una resposta més lenta.
NEUROLOGIA Tema 7 Segons la velocitat i la freqüència de l’activitat sinàptica: • Neuropèptids: s’alliberen en vesícules més grans de fons fosc. Les vesícules s’autolisen una vegada alliberat el neuropèptid. Sintetitzats al cos neuronal pels ribosomes, i es transporten cap a la zona terminal (ràpid) per ser alliberats quan es produeixi l’entrada de calci.
Necessiten una alta freqüència de PA per ser alliberats. Actuen de manera lenta i per accions prolongades. Oxitocina, hormones, insulina.
Neuropèptids Small-molecules neurotransmitters: molècules petites d’efectes ràpids. S’alliberen en forma de vesícules petites de centre clar (vistes en M.E. es veu transparent) reciclables.
Amb una baixa freqüència de potencial d’acció s’alliberen. Produeixen respostes agudes i actuen en accions ràpides i curtes: transmissió sensorial i impulsos motors. Se sintetitzen al citosol de la zona terminal pre-sinàptica (transport axonal lent). Glutamat, GABBA, acetilcolina.
Small-molecule neurotransmitters • NEUROLOGIA Tema 7 Small-molecules neurotransmitters Acetilcolina (ACh) Present a les sinapsis de les unions musculars esquelètiques, neuromusculars entre el nervi vagus i les fibres musculars cardíaques, entre els ganglis del sistema visceral motor, i en altres del SNC.
Drogues: organofosfats tòxics com el gas sarín, que produeix paràlisi neuromuscular (inhibició de l’acetilcolinesterasa). També es la nicotina, muscarina, curare, atropina, escopolamina, i el verí de serp (α-bungarotoxina, α-neurotoxina, erabutoxina, conotoxina).
Els receptors d’ACh o Receptors de nicotina (nAChRs): receptors ionotròpics de canal de cations no selectiu que genera EPSP.
o Receptors de muscarina (mAChRs): receptors metabotròpics que intervenen la major part de l’efecte d’ACh al cervell i les respostes perifèriques dels òrgans efectors autònoms (EPSP i IPSP).
Glutamat (Glu) Neurotransmissor més important amb una funció cerebral normal (potent excitador). És un aminoàcid no essencial que no creua la barrera hematoencefàlica. Concentracions extracel·lulars altes són neurotòxiques.
Se sintetitza al cervell a paritr de glucosa (cicle de krebs) i de glutamina (de les cèl·lules glials).
És reabsorbit pels transportadors de neurones pre-sinàptiques i astròcits.
Drogues anàlogues en plantes, bolets, algues, llavors; i toxines com α-agatoxina, Jorotoxina.
Els receptors de glutamat o NMDAR, AMPAR, Kainate receptors: receptors ionotròpics de canal de cations (Na, K, Ca) no selectius que produeixen EPSP.
o mGluR: receptors metabotròpics de resposta més lenta. IPSP i EPSP.
NEUROLOGIA Tema 7 GABA GABA produeix la gran majoria de sinapsis inhibitòries del cervell i la medul·la espinal. És l’inhibidor més potent. Se sintetitza a partir de glutamat amb l’enzim àcid glutàmic descarboxilasa (GAD), que només es troba en les neurones GABAèrgiques. Es troba a circuits locals d’interneurones.
Les neurones de Purkinje són un exemple típic de neurones GABAèrgiques.
Drogues: alcaloides de plantes com la bicuculline, i toxines com la picrotoxina.
Receptors GABA o o GABAA i GABAC: receptor ionotròpic de canals selectius de Cl- (IPSP).
GABAB: receptor metabotròpic que activen canals selectius de K+ (IPSP).
Glicina Responsable de la meitat de les sinapsis inhibitòries de la medul·la espinal. Se sintetitza a partir de serina, i s’elimina per reabsorció de transportadors d’alta afinitat.
Drogues: alcaloides de plantes com Strychnine.
Receptors Gly o GlyR: canals selectius de lligand Cl- (IPSP).
NEUROLOGIA Tema 7 Amines biogèniques També actuen el SNP. El dèficit en la seva funció provoca la majoria de desordres psiquiàtrics.
➢ Catecolamines • Dopamina: al nucli estriat i a la substància negra. Important en el control del moviment i la motivació. Controla els nivells d’excitació en moltes àrees del cervell (còrtex, lòbul frontal).
Alts nivells de dopamina poden causar al·lucinacions i paranoia (esquizofrènia), agitació i accions repetitives (trastorn obsessiu-compulsiu), eufòria i exagerada convicció per coses nímies (mania).
Baixos nivells de dopamina poden causar moviments involuntaris i tremolors (Parkinson), depressió, marginació social i catatonia (esquizofrènia), trastorn de dèficit d’atenció, hiperactivitat, addiccions.
• Norepinefrina: noradrenalina. Se sintetitza a nervis i glàndula suprarenal. Locus blau del cervell mitjà i als ganglis simpàtics. Controla la son, la vigília, l’atenció, el pànic, l’estrès i les accions de resposta. Activa la resposta fight or flight perquè activa el SN simpàtic: increment de la freqüència cardíaca, l’alliberament d’energia i la disposició dels músculs (estar preparat).
Uns nivells baixos de norepinefrina combinats amb nivells baixos de dopamina pot causar trastorn per dèficit d’atenció i hiperactivitat; combinat amb baixos nivells de serotonina pot causar depressió.
• Epinefrina: adrenalina. Se sintetitza a les glàndules suprarenal en situacions d’estrès i entra per sistema circulatori per preparar l’organisme per reaccionar en cas d’una emergència (sistema simpàtic, fight or flight). Nivells baixos al cervell; alts nivells la medul·la, projeccions del tàlem i l’hipotàlem i al tegmentum.
➢ Histamina: a les neurones de l’hipotàlem que projecten cap al cervell i la medul·la espinal.
Excitació i atenció, vigília, sistema vestibular (equilibri).
➢ Serotonina: neurones del nucli del rafe del tronc cerebral superior que projecten cap al cervell anterior. Regulació del son i la vigília, dolor, apetit, pressió sanguínia, afecta l’estat d’ànim, l’ansietat i la perspectiva.
Alts nivells de serotonina poden reduir l’apetit (anorèxia), augmentar l’atenció, facilita l’activitat cerebral en general.
Nivells baixos de serotonina poden incrementar l’apetit (bulímia), poden portar a depressió i la baixada de l’activitat cerebral (sobretot al lòbul frontal), augment dels sentiments de letargia de lentitud i falta d’emoció (esquizofrènia).
NEUROLOGIA Tema 7 ATP i altres purines Totes les vesícules sinàptiques contenen ATP, que s’allibera juntament amb els neurotransmissors clàssics. S’uneixen a receptors purinèrgics.
El podem trobar com a neurotransmissor excitador en neurones motores de la medul·la espinal, neurones sensorials, dels ganglis autònoms, neurones de la banya dorsal de la medul·la i en un subconjunt de neurones de l’hipocamp.
L’adenosina no es considera un neurotransmissor clàssic perquè no s’emmagatzema en vesícules sinàptiques ni s’allibera per un sistema depenent de calci.
Pèptids neurotransmissors Molts pèptids coneguts que són hormones també actuen com a neurotransmissors. Se sintetitzen i se secreten a partir de cèl·lules no neuronals. El reticle endoplasmàtic i l’aparell de Golgi s’encarreguen de la síntesi i empaquetament en vesícules.
Es poden alliberar múltiples pèptids neuroactius a partir d’una única vesícula o sovint s’alliberen conjuntament amb neurotransmissors clàssics.
S’eliminen per peptidases que solen estar a la superfície extracel·lular de la membrana plasmàtica.
Modulen les emocions, la percepció del dolor, la regulació del complex que respon a l’estrès.
NEUROLOGIA Tema 7 Neurotransmissors no convencionals Es poden considerar neurotransmissors perquè el seu alliberament està regulat per calci, però no són convencionals perquè no estan emmagatzemats en vesícules sinàptiques i no s’alliberen mitjançant mecanismes d’exocitosis. A vegades no cal que siguin alliberats per terminals presinàptics, i sovint estan associats a la senyalització retrògrada de les cèl·lules post-sinàptiques cap a les pre-sinàptiques un altre cop.
Endocannabinoids • Endògen: lípid natural del cervell.
Anandamida i 2-AG s’uneixen al receptor CB1. Estan implicats en la regulació de la gana, el sistema immunitari, el dolor, l’estat d’ànim.
• Exògen: ingredient actiu de la marihuana THC, que també s’uneix als receptors CB1. La seva unió provoca efectes diferents que el lípid endogen. Hipotèrmia, disminució de la capacitat de moviment, analgèsia, catalèpsia.
Òxid nítric Gas produït per la acció de la òxid nítric sintasa.
Té diana a la musculatura llisa.
És un agent útil per coordinar les activitats de múltiples cèl·lules en regions localitzades (plasticitat sinàptica). Té una senyalització de curt abast.
Podria ser un segon missatger en lloc dels neurotransmissors? NEUROLOGIA Tema 7 Drogues que interfereixen amb neurotransmissors • Alcohol: efecte sedant sobre vàries parts del cervell. S’incrementa l’acció de GABA, inhibint les neurones motores, i s’incrementen els nivells d’endorfines.
• Nicotina: causa alliberament de dopamina. Sensació de plaer i efecte sobre la musculatura. Al sistema nerviós perifèric actua imitant l’acetilcolina, provocant un augment de la pressió sanguínia, la freqüència cardíaca i l’activitat muscular.
• Metamfetamines: similars a la dopamina. Benestar.
• Èxtasi: sobreexcitació de les neurones productores de serotonina, benestar.
• Cocaïna: interfereix en la reabsorció de la dopamina. Benestar.
• Heroïna: depressor del sistema nerviós. Baixa la taxa de respiració, bloqueja el dolor, ennuvola la ment i provoca nàusees.
...

Comprar Previsualizar