8. neurofisiología y neuroquímica

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8. neurofisiología y neuroquímica

  1. 1. Neurofisiología y neuroquímica
  2. 2. Introducción <ul><li>La complejidad del pensamiento humano, del actuar y del sentir, son un reflejo de la complejidad de nuestro cerebro. </li></ul><ul><li>Neurona + neurona </li></ul><ul><li>Estimulo químico  actividad eléctrica </li></ul><ul><li>Neuroquímica </li></ul>
  3. 3. Historia <ul><li>Siglo XIX Wilhem His, Santiago Ramón y Cajal </li></ul><ul><li>Experimento con tejido suprarrenal en el SN vegetativo </li></ul><ul><li>Karl Lashley describió el aparato básico de neurotransmisión: neurotransmisores y receptores específicos </li></ul><ul><li>Siglo XX se acompaño del descubrimiento de nuevos transmisores y receptores, además de las técnicas de PCR para clonación de receptores </li></ul>
  4. 4. Electrofisiología básica <ul><li>Membrana neuronal </li></ul><ul><li>Membrana selectivamente permeable </li></ul><ul><li>Receptores de neurotransmisores </li></ul><ul><li>Bombas iónicas (ATPasa Na/K) </li></ul><ul><ul><li>Se encargan de mantener el gradiente iónico y por lo tanto el potencial de membrana </li></ul></ul><ul><li>Canales iónicos Na, K, Ca, Cl </li></ul><ul><ul><li>Na principal catión extracelular </li></ul></ul><ul><ul><li>K principal catión intracelular </li></ul></ul>
  5. 5. Canales iónicos Canales iónicos Controlados por voltaje Controlados por ligando Abren canales cationicos Inhibidores Excitadores Promueven el potencial de acción Abren canales anionicos Inhiben el potencial de acción
  6. 6. Potenciales de acción <ul><li>Las señales nerviosas se trasmiten mediante potenciales de acción que son cambios rápidos en el potencial de membrana que se extienden a lo largo de la fibra nerviosa </li></ul><ul><li>Los potenciales de acción están basados en la “ley del todo o nada” una vez propagado, se trasmite a través de la fibra sin perder potencia </li></ul>
  7. 7. Fases del potencial de acción Fase de reposo Compartimiento intracelular es estado de reposo es de -70mV a -80mV se dice que la membrana esta polarizada Fase de despolarización Se abren los canales de Na y se invierte el potencial de membrana ( despolarización ) Fase de repolarización Los canales de Na se empiezan a cerrar y los de K se empiezan a abrir entrando en una fase de repolarización
  8. 9. Traducción del potencial de acción a neurotransmisión química <ul><li>En la terminación sináptica el potencial de acción induce la liberación de neurotransmisores, mediante canales de calcio activados por voltaje </li></ul><ul><li>Sinapsis </li></ul><ul><li>Punto de comunicación entre dos células </li></ul><ul><li>Neurona presináptica </li></ul><ul><li>Hendidura sináptica </li></ul><ul><li>Neurona postsináptica </li></ul>
  9. 10. Tipos de sinapsis
  10. 11. Neurotransmisores <ul><li>Sustancia químicas que trasmiten información de una neurona a otra. </li></ul><ul><li>Amplio grupo de sustancias </li></ul><ul><li>Criterios para un neurotransmisor </li></ul><ul><li>La molécula es sintetizada por la neurona </li></ul><ul><li>Se halla en la neurona presináptica y se libera sobre la despolarizacion en cantidades fisiológicamente significativas </li></ul><ul><li>Cuando se administra por vía exógena como fármaco, la molécula mimetiza los efectos del neurotransmisor endógeno </li></ul><ul><li>Un mecanismo de las neuronas o de la hendidura sináptica actúa para eliminar o desactivar el neurotransmisor </li></ul>
  11. 12. Clasificación de neurotransmisores <ul><li>Aminas biogénicas </li></ul><ul><ul><li>Mas estudiadas </li></ul></ul><ul><ul><li>Se encuentra en un bajo % de neuronas </li></ul></ul><ul><li>Aminoácidos </li></ul><ul><ul><li>En cerca del 70% de las neuronas </li></ul></ul><ul><li>Péptidos </li></ul><ul><ul><li>% intermedio de los anteriores de neuronas </li></ul></ul><ul><ul><li>200 a 300 neurotransmisores identificados a la fecha </li></ul></ul>Nucleótidos Gases Eicosanoides Anandamidas Neurotransmisores recientemente descubiertos
  12. 13. Tipos de neurotransmisores
  13. 15. De los neurotransmisores estudiaremos… <ul><li>Anatomía de distribución </li></ul><ul><li>Ciclo vital ( síntesis, secreción, receptación, y degradación) </li></ul><ul><li>Receptores </li></ul><ul><li>Fármacos que modifican su actividad </li></ul>
  14. 16. Aminas biógenas <ul><li>Dopamina </li></ul><ul><li>Noradrenalina </li></ul><ul><li>Adrenalina </li></ul><ul><li>Serotonina  Triptofano </li></ul><ul><li>Acetilcolina  </li></ul><ul><li>Histamina  Histidina </li></ul>catecolaminas Acetilcoenzima A + Colina
  15. 17. neurotransmisores monoaminicos: visión general
  16. 18. Dopamina <ul><li>Tractos dopaminérgicos </li></ul><ul><li>Nigroestriatal </li></ul><ul><ul><li>Regula actividad motora </li></ul></ul><ul><ul><li>Control del edo. De animo </li></ul></ul><ul><li>Mesolímbico-mesocortical </li></ul><ul><ul><li>Envía fibras a el área tegmentaría ventral, corteza y sistema límbico </li></ul></ul><ul><ul><li>Blanco para el tratamiento de síntomas psicóticos </li></ul></ul><ul><li>Tuberoinfudibular </li></ul><ul><ul><li>Inhibe la secreción de prolactina </li></ul></ul>Activación excesiva  tics motores Activación disminuida  bradicinecia (enf. Parkinson)
  17. 19. Vías dopaminérgicas
  18. 20. Ciclo vital de la dopamina <ul><li>Sintetizada en la terminación axónica </li></ul><ul><li>A partir del aminoácido tirosina </li></ul><ul><li>La enzima limitante del proceso es la tirosina hidroxilasa </li></ul>Tirosina  DOPA Tirosina hidroxilasa <ul><li>Por eso en el parkinsonismo se da dopa y nos brincamos la etapa limitante </li></ul>
  19. 21. Eliminación de la dopamina de la hendidura sináptica Terminación del efecto de la dopamina MAO-B (selectiva de dopamina) Degradación Mecanismo de receptación <ul><li>Citoplasma de célula postsinaptica </li></ul><ul><li>Células gliales </li></ul><ul><li>Extracelularmente </li></ul>Memb. Externa mitocondrial presinptica COTM
  20. 22. Receptores de dopamina <ul><li>D1, D2, D3, D4, D5 </li></ul><ul><li>D1 y D5 activan proteína G estimuladora que aumenta la contracciones de AMPc </li></ul><ul><li>D2, D3, D4 activan proteína G inhibidora que disminuyen la concentración de AMPc </li></ul><ul><li>D2 núcleo estriado </li></ul><ul><li>D3 núcleo accumbens </li></ul><ul><li>D4 corteza prefrontal </li></ul>
  21. 23. Dopamina y fármacos <ul><li>Receptor de dopamina D2 blanco de fármacos antipsicoticos </li></ul><ul><ul><li>Disminuye la psicosis, agitación alucinaciones </li></ul></ul><ul><li>Anfetaminas producen liberación de anfetamina </li></ul><ul><li>Cocaína disminuye la receptación de dopamina </li></ul><ul><ul><li>Los sistemas dopaminérgicos se relaciona con el sistema de recompensa del cerebro </li></ul></ul><ul><li>Nicotina promueve liberación de nicotina y glutamato </li></ul><ul><ul><li>Estudios epidemiológicos indican menos incidencia de Parkison y Alzheimer en fumadores </li></ul></ul>
  22. 24. Relación con la psicopatología <ul><li>Las alteraciones en el sistema dopaminergico se asocian al desarrollo de esquizofrenia , actualmente es la teoría mas aceptada. </li></ul><ul><li>También se le relaciona con trastornos del estado de animo </li></ul>
  23. 25. Noradrenalina y adrenalina <ul><li>Noradrenalina mas abundante en el cerebro </li></ul><ul><li>Adrenalina mas abundante en el plasma </li></ul><ul><li>A los receptores de ambos se les llama simplemente adrenérgicos </li></ul><ul><li>Tractos noradrenérgicos </li></ul>Sistema límbico corteza hipotálamo tálamo Locus caeruleus
  24. 26. Vías noradrenérgicas
  25. 27. Ciclo vital de la noradrenalina y adrenalina Tirosina hidroxilasa DOPA carboxilasa Dopamina β OH PNMT PNMT: Feniletanolamina N metiltransferasa
  26. 29. <ul><li>Se elimina por la COMT y la MAO- A (selectividad por noradrenalina, adrenalina y serotonina) </li></ul><ul><li>Receptores adrenérgicos y noradrenérgico </li></ul>Receptores β Receptores β 3 Receptores β 2 Receptores β 1 Receptores α 1 Receptores α 2 Receptores α 1D Receptores α 1B Receptores α 1A Receptores α 2C Receptores α 2B Receptores α 2A Sistema de fosfatidil inositol ↓ AMPc ↑ AMPC
  27. 31. Noradrenalina y fármacos <ul><li>Antidepresivos triciclicos: bloquean la receptación de noradrenalina </li></ul><ul><li>Inhibidores de la MAO: inhiben en catabolimso de la noradrenalina </li></ul><ul><li>Β -adrenergicos usados para tratar </li></ul><ul><ul><li>Fobia </li></ul></ul><ul><ul><li>Acatisis </li></ul></ul><ul><ul><li>Temblores inducidos por litio </li></ul></ul>
  28. 32. Relación con la psicopatología <ul><li>Hipótesis aminica biogena de los trastornos del estado de animo , relaciona las alteraciones del sistema noradrenérgico con los estas alteraciones, pero aun no están del todo claro las interacciones entre este sistema y el serotoninergico, en el desarrollo de la enfermedad </li></ul>
  29. 33. Serotonina (5- hidroxitriptamina) <ul><li>Tractos serotoninergicos </li></ul>Protuberancia <ul><li>Locus caeruleus (Menor grado) </li></ul><ul><li>Área postrema </li></ul><ul><li>Área interpeduncular </li></ul>Núcleos medianos y dorsales Se proyectan <ul><li>Ganglios basales </li></ul><ul><li>Sistema límbico </li></ul><ul><li>Corteza cerebral </li></ul>
  30. 34. Vías serotoninérgicas
  31. 35. Ciclo vital <ul><li>Síntesis en la terminación axónica </li></ul><ul><li>Proviene del precursor triptófano </li></ul><ul><li>La disponibilidad del triptófano es el paso limitante y no la triptófano hidroxilasa </li></ul><ul><li>La terminación de la actividad de la serotonina es por la recaptación de serotonina </li></ul><ul><li>MAO A degrada 5-HT </li></ul><ul><li>Acido 5-hidroxiindolacetico </li></ul>
  32. 36. Metabolismo de la serotonina
  33. 37. Receptores serotoninergicos <ul><li>Se ha identificado siete receptores serotoninergicos </li></ul><ul><li>5-HT1 objetivo de fármacos contra la ansiedad y depresión </li></ul><ul><li>5-HT2 diana de fármacos contra l esquizofrenia </li></ul><ul><li>5-HT3 posible fármacos antipsicoticos </li></ul><ul><li>5-HT4 </li></ul><ul><li>5-HT5 </li></ul><ul><li>5-HT6 </li></ul><ul><li>5-HT7 </li></ul>
  34. 38. Serotonina y fármacos <ul><li>IMAO inhiben el metabolismo de la serotonina </li></ul><ul><li>Fármacos triciclicos inhiben la recaptación de la serotonina </li></ul><ul><li>Inhibidores selectivos de la serotonina (ISRS) </li></ul><ul><ul><li>Fluoxetina </li></ul></ul><ul><ul><li>Paroxetina </li></ul></ul><ul><ul><li>Sertralina </li></ul></ul><ul><li>Trazadona </li></ul><ul><ul><li>Bloquean la recaptación de serotonina </li></ul></ul><ul><ul><li>Bloquean receptores de 5-HT 3 </li></ul></ul>
  35. 39. Serotonina y psicopatologia <ul><li>Las alteraciones en el sistema serotoninergico dan como resultado alteraciones del estado de animo. </li></ul><ul><ul><li>Concentraciones bajas de serotonina dan lugar a trastornos depresivos </li></ul></ul><ul><ul><li>Concentraciones altas de serotonina originan cuadros de manía </li></ul></ul>
  36. 40. Histamina Hipotálamo <ul><li>Tractos histaminergicos </li></ul>Las neuronas que secretan histamina se encuentran en el hipotálamo
  37. 41. Receptores histaminergicos <ul><li>H1  Aumentan la producción de IP 3 DAG </li></ul><ul><ul><li>Utilizados en alergias </li></ul></ul><ul><ul><li>Efectos secundarios  sedación </li></ul></ul><ul><li>H2  Incrementa la producción de AMPc </li></ul><ul><li>H3  Regulan el tono muscular </li></ul>
  38. 42. Acetilcolina <ul><li>Tractos colinergicos </li></ul>Núcleo basal de meynert Tálamo Neuronas colinergiacas del sistema reticular Sistema límbico Corteza Hipotálamo Sistema límbico Corteza
  39. 43. Ciclo vital de la acetilcolina Terminación axónica colinérgica La acetilcolina es degrada a colina por la enzima acetilcoleinesterasa en la hendidura sináptica la colina es recaptada en la membrana presinaptica para ser reciclada
  40. 45. Receptores colinérgicos <ul><li>Para ambos existen varios subtipos </li></ul><ul><ul><li>Canales iónicos </li></ul></ul><ul><ul><li>Proteínas G </li></ul></ul><ul><ul><li>Metabolismo de fosfatidilinositol </li></ul></ul>Receptores colinérgicos Muscarinicos Nicotínicos
  41. 46. Acetilcolina y fármacos <ul><li>Fármacos anticolinergicos se usan para las anomalías motoras causadas por la administración de antipsicoticos clásicos </li></ul><ul><ul><li>Efectos adversos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Boca seca </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Visión borrosa </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Dificultad para iniciar la micción </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>En SNC confusión y delirium </li></ul></ul></ul><ul><li>Inhibidores de la acetilcolinesterasa se han utilizado en el tratamiento para el Alzheimer </li></ul>
  42. 47. Psicopatología <ul><li>El sistema colinérgico se encuentra alterado en los pacientes con Alzheimer y otras demencias </li></ul><ul><li>Se ha visto que con anticolinergicos se puede ver afectada lo procesos de memoria y aprendizaje en personas normales. </li></ul>
  43. 48. Neurotransmisores peptidicos <ul><li>Se dice que puede haber hasta 300 tipos de NT peptidicos. </li></ul><ul><li>Un péptido es una proteína que consta de mas de 100 aminoácidos </li></ul><ul><li>Se sintetizan en el cuerpo neuronal se almacenan en vesículas en las terminaciones axónica </li></ul><ul><li>Opiáceos endógenos Intervienen en la regulación del estrés y el estado de animo </li></ul><ul><li>Sustancia P Participa en la percepción del dolor </li></ul><ul><li>Neurotensina Se relaciona con la génesis dela esquizofrenia </li></ul><ul><li>Colecistocinina también se considera en el origen de la esquizofrenia </li></ul><ul><li>Somatostatina Se a asociado a Alzheimer y Huntington </li></ul><ul><li>Vasopresina y Oxitocina Se relaciona con el estado de animo </li></ul><ul><li>Neuropeptido Y Estimula el apetito </li></ul>
  44. 49. Transmisores neuropeptidicos Neuropeptidos seleccionados
  45. 50. Neurotransmisores aminoácidos <ul><li>Acido γ - aminobutirico </li></ul><ul><li>Neurotransmisor inhibidor hiperpolariza membrana </li></ul><ul><li>Se encuentra de manera exclusiva en el SNC </li></ul>Glutamato GABA Acido glutamico descarboxilasa <ul><li>Mayores concentraciones </li></ul><ul><li>Mesencéfalo </li></ul><ul><li>Diencéfalo </li></ul><ul><li>Menores concentraciones </li></ul><ul><li>Hemisferios cerebrales </li></ul><ul><li>Protuberancia </li></ul><ul><li>Bulbo raquídeo </li></ul>
  46. 51. Efectos farmacológicos del GABA <ul><li>Suprime: </li></ul><ul><ul><li>Ansiedad </li></ul></ul><ul><ul><li>Actividad convulsiva </li></ul></ul><ul><ul><li>Manía </li></ul></ul><ul><li>Benzodiazepinas </li></ul><ul><li>Barbituricos </li></ul><ul><li>Acido valproico </li></ul><ul><li>Carbamazepina </li></ul>
  47. 52. Glutamato <ul><li>Neurotransmisor excitador </li></ul>Sintetizado en el cuerpo neuronal y liberado en la terminación axónica
  48. 53. Distribución <ul><li>Cerebelo </li></ul><ul><li>Núcleo estriado </li></ul><ul><li>Hipocampo </li></ul><ul><li>Corteza entorrinal </li></ul><ul><li>Cinco tipos de receptores glutamicos </li></ul><ul><ul><li>El mas estudiado el tipo NMDA </li></ul></ul><ul><li>Se relaciona con la exitotoxicida y la ezquizofrenia </li></ul>
  49. 54. BIBLIOGRAFIA <ul><li>Kaplan, Harold, I; Sadock Benjamin J.; Sinopsis De Psiquiatría 8ª Edición </li></ul>

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