1) El documento describe la química de la conducta y los procesos de neurotransmisión en el sistema nervioso central. 2) Explica conceptos como neurotransmisores, neuromoduladores y familias de neurotransmisores, así como su relevancia en enfermedades mentales. 3) Detalla los principales neurotransmisores como la acetilcolina, dopamina, serotonina, noradrenalina, GABA y glutamato, y las funciones psicológicas asociadas a cada uno.
1) El documento describe la química de la conducta y los procesos de neurotransmisión en el sistema nervioso central. 2) Explica conceptos como neurotransmisores, neuromoduladores y familias de neurotransmisores, así como su relevancia en enfermedades mentales. 3) Detalla los principales neurotransmisores como la acetilcolina, dopamina, serotonina, noradrenalina, GABA y glutamato, y las funciones psicológicas asociadas a cada uno.
1) El documento describe la química de la conducta y los procesos de neurotransmisión en el sistema nervioso central. 2) Explica conceptos como neurotransmisores, neuromoduladores y familias de neurotransmisores, así como su relevancia en enfermedades mentales. 3) Detalla los principales neurotransmisores como la acetilcolina, dopamina, serotonina, noradrenalina, GABA y glutamato, y las funciones psicológicas asociadas a cada uno.
1) El documento describe la química de la conducta y los procesos de neurotransmisión en el sistema nervioso central. 2) Explica conceptos como neurotransmisores, neuromoduladores y familias de neurotransmisores, así como su relevancia en enfermedades mentales. 3) Detalla los principales neurotransmisores como la acetilcolina, dopamina, serotonina, noradrenalina, GABA y glutamato, y las funciones psicológicas asociadas a cada uno.
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Qumica de la conducta
En el sistema nervioso central (SNC), el intercambio de informacin se dacuando una
neurona trasmite y trasforma un impulso elctrico (potencial de accin) en informacin qumica (neurotransmisor) que otra, con receptores especficos, lo recibe para actuar en consecuencia; la forma en que se da o no esta comunicacin, en parte, permite explicar ciertas conductas. El presente documento desarrolla el tema de Qumica de la Conducta con el objetivo de conocer y comprender el funcionamiento neuronal asociado con funciones psicolgicas. A partir de una investigacin bibliogrfica, en principio, se estudian los conceptos de neurotransmisin, neuromodulacin y familias de neurotransmisores para posteriormente revisar que neurotransmisores son ms relevantes en las enfermedades mentales y alteraciones relacionadas con la qumica del cerebro. La neurona es la clula nerviosa que constituye la unidad elemental de procesamiento y transmisin de la informacin en el sistema nervioso. Pueden presentar muchas formassegn el trabajo especializado que realicen, sin embargo, todas constan de un cuerpo celular que contiene al ncleo (o soma) , de dendritas, de un axn de longitud variable y recubierto de mielina, y de botones terminales. Todas las neuronas se comunican entre s, y para que los mensajes pasen de neurona a neurona, se necesita establecer una unin entre los botones terminales de una (pre- sinptico) y, una parte de la membrana somtica de otra (post-sinptico). Por el axn es por donde se conduce un impulso elctrico o potencial de accin desde el soma, hasta los botones terminales; para que estos, a su vez, segreguen sustancias qumicas conocidas como neurotransmisores. El potencial de accin se debe a que, como las membranas de todas las clulas del organismo tienen una carga elctrica, se produce un potencial de membrana por la presencia de varios iones en concentraciones diferentes tanto en el lquido del interior, como en el lquido exterior de la clula. En reposo, el potencial de membrana en las neuronas es de -70 mV (miliVolts); pero si se producen los suficientes estmulos excitatorios, el potencial intracelular pasa a ser de -35 mV, momento en el cual, la clula se despolariza para producir el potencial de accin (Fig. 1).
5.1. Neuromodulacin y neurotransmisin Se define como neurotransmisor a la sustancia qumica que es liberada por un botn terminal y la cual ejerce un efecto excitatorio o inhibitorio sobre otra neurona. Los neurotransmisores son almacenados en vesculas para prevenir que sean destruidos por enzimas que fluyen en el interior de la clula y que mantienen el interior de la clula "limpio. En contra parte, la cantidad de neurotransmisores se debe ajustar constantemente para mantener una cantidad adecuada de reserva; esta regulacin es realizada por enzimas, cuyos nombres terminan en "asa, y que se denominan segn la reaccin qumica en la que intervengan como catalizadores. Por otro lado, se le conoce como neuromodulador a la sustancia que se segrega de forma natural y que acta como neurotransmisor. La diferencia radica en el hecho de que el neuromodulador no se limita al espacio sinptico, sino que tambin se difunde por el lquido extracelular. El concepto de neuromodulador puede ser conceptualizado como un neurotransmisor que no es reabsorbido por la neurona pre-sinptica, o dividirse en un metabolito. Por su mayor generacin y difusin -con respecto a los neurotransmisores-, terminan modulando la actividad de muchas neuronas en una zona determinada del encfalo (Figura 2).
Figura 2: Mecanismo Bsico para la liberacin del neurotransmisor. Otro tipo de sustancias que pueden afectar la actividad de las neuronas son las hormonas. Muchas de estas clulas nerviosas tienen receptores de hormonales que pueden afectar la conducta. Por ejemplo, una hormona sexual, la testosterona, aumenta la agresividad en la mayora de los mamferos. Los neurotransmisores, neuromoduladores y las hormonas, ejercen sus efectos sobre las clulas unindose a una regin concreta de la molcula receptora llamada lugar de unin o receptores. La forma de este lugar de unin encaja con la forma de la molcula de una sustancia qumica en particular; as como una llave encaja en una cerradura. Los receptores son de carcter proteico y estn empotradas en la parte lipdica de la membrana y se clasifican en dos grandes familias: receptores tipo canal inico y receptores tipo protena G -ms grandes y complejos-. Se debe mencionar que, aunque el neurotransmisor es el "primer mensajero que comunica con la neurona siguiente, existe un sistema de "segundos mensajeros. Estos segundos mensajeros son componentes intracelulares especficos que se estimulan indirectamente por los primeros y ayudan a crear las protenas que regulan la expresin de los genes, los componentes estructurales de la clula y las enzimas que contribuyen a la sntesis de neurotransmisores; todo esto aadiendo grupos fosfato a una serie de diferentes protenas. Los segundos mensajeros mejor estudiados son el in calcio, el inositol trifosfato (IP 3 ), el diaglicilglicerol (DAG), la adenosina monofosfato cclica (c AMP) y la guanosina monofosfato cclica (c GMP) (Fig 3).
Figura 3: Se ejemplifica un mecanismo de la liberacin y reconocimiento del neurotransmisor. En resumen, el conocer de manera general cada uno de estos procesos necesarios para la transmisin sinptica, permite explicar la funcin de los frmacos como antagonistas -que activan auto-receptores dendrticos o pre-sinpticos- o agonistas -que activan un receptor post-sinptico-. Existen frmacos que aumentan la cantidad de precursores disponibles, que bloquean una enzima biosinttica, que impiden el almacenamiento de un neurotransmisor en una vescula sinptica, que estimulan o bloquean la liberacin de neurotransmisores, que retardan los procesos de re-captacin o que inactivan las enzimas que degradan a un neurotransmisor. 5.2. Familias de neurotransmisores Los neurotransmisores en general ejercen dos efectos sobre las membranas post-sinpticas: la despolarizacin (potenciales excitatorios post-sinpticos PEPS) o la hiper-polarizacin (potenciales inhibitorios post-sinpticos PIPS). Debido a esto, se puede pensar que existen dos tipos de neurotransmisores, exitatorios e inhibitorios, sin embargo, existen varios tipos (ver Tabla 1).
Una forma de diferenciar la presencia de las distintas familias de neurotransmisores es por la forma de la vescula (Fig 4): Vescula pequeas pero claras y redondas suelen contener acetilcolina Vesculas pequeas y claras pero aplanadas suelen contener GABA o glicina. Vesculas pequeas pero de contenido denso suelen contener aminas bigenas como la histamina. Vesculas grandes pero con un contenido denso suelen contener neuropptidos.
Figura 4: Esquema que simplifica la sntesis y almacenamiento del neurotransmisor. 5.3 Principales neurotransmisores y funciones psicolgicas asociadas (Cuadro 2) Algunos de los neurotransmisores ms comunes y de relevancia en el estudio de funciones psicolgicas y de enfermedades mentales son la acetilcolina, la dopamina, la serotonina, la noradrenalina, el cido gamma aminobutrico (GABA) y el glutamato. Acetilcolina La acetilcolina (ACh) es el principal neurotransmisor segregado por los axones eferentes del SNC; todos los movimientos musculares se logran por la liberacin de ACh, la cual se encuentra tambin en los ganglios del sistema nervioso neurovegetativo o autnomo (SNA). La ACh est compuesta por la colina y el acetato; debido a que el acetato no puede ligarse directamente con la colina, este es transferido desde una molcula de acetil-CoA con la ayuda de la enzimacolinacetil-transferasa (CAT). El sistema colinrgico desempea un papel importante en la codificacin a nivel memoria, aunque el mecanismo preciso an se desconoce. Esto se sabe debido a que los pacientes con Alzheimer sufren prdida de proyecciones de las neuronas colinrgicas tanto hacia la corteza como hacia el hipocampo, trayendo consigo un bloqueo en los receptores colinrgicos que ocasionan prdida de memoria. Dopamina La dopamina es una de los neurotransmisores de mayor inters ya que ha sido involucrado en procesos como el movimiento, la atencin, el aprendizaje, y los efectos reforzantes de las drogas ya que produce efectos tanto inhibitorios como excitatorios que dependen del receptor post-sinptico estimulado. La sntesis de dopamina es compleja, pero en general, la molcula precursora -tirosina- es modificada ligeramente, paso a paso, hasta alcanzar su forma final. Cada uno de estos pasos es controlado por una enzima diferente que aade o elimina pequeas partes a la molcula precursora. A partir de la dopamina, se pueden obtener otros dos importantes neurotransmisores; la noradrenalina y la adrenalina. A este conjunto en particular se les agrupa como catecolaminas. Su importancia como neurotransmisor radica en la forma en que se relaciona la dopamina con enfermedades como la de Parkinson y la esquizofrenia. Existen tres subsistemas que utilizan dopamina como neurotransmisor principal. Todos surgen del rea tegmental ventra; uno surge de la sustancia negra y se proyecta hacia el caudado y el putamen, al cual se le denomina va nigroestratal. Una segunda va, llamada mesocortical se proyecta hacia la corteza pre-frontal y regiones temporolmbicas como la amgdala y el hipocampo. El tercer componente de los sistemas dopaminrgicos se origina en el hipotlamo y se proyecta hacia la hipfisis. Noradrenalina Muchos neurotransmisores son sintetizados en el citoplasma del botn terminal para posteriormente ser almacenados en las vesculas sinpticas. Sin embargo, para la noradrenalina, el paso final de sntesis ocurre dentro de las propias vesculas cuando la dopamina es convertida en noradrenalina a travs de la accin de la enzima dopamina-beta- hidroxilasa, localizada en las vesculas. El sistema noradrenrgico surge del locus caerelus y enva proyecciones de forma difusa a todo el cerebro; esta distribucin, al parecer, hace que la noradrenalina tenga efecto en todas las regiones del cerebro, sugiriendo una funcin moduladora o reguladora. Debido a esto, muchos medicamentos, en especial los usados para tratar los trastornos del estado de nimo, afectan al sistema noradrenrgico. Serotonina La serotonina ha recibido especial atencin debido a que sus efectos en el comportamiento son complejos. Este compuesto -tambin conocido como 5-hidroxitriptamina-, interviene en la regulacin del estado de nimo, en el control de la ingesta de alimentos, del sueo y su nivel de activacin, y en la regulacin del dolor, El precursor de la serotonina es el aminocido triptfano. En cuanto a su distribucin, las neuronas serotoninrgicas presentan una similar a las noradrenrgicas; surgen del ncleo del rafe y de ah se proyectan a un amplio rango de regiones cerebrales, incluyendo el neocrtex, los ganglio basales, las regiones temporolmbicas, el hipotlamo, el cerebelo y el tronco cerebral. Igual que el sistema noradrenrgico, el serotoninrgico parece ser un modulador general. Los compuestos que inhiben la re-captacin de serotonina han encontrado un lugar importante en el tratamiento de enfermedades como la depresin, para algunas formas de trastornos de ansiedad y para el trastorno obsesivo-compulsivo. Por otro lado, varias drogas alucingenas producen sus efectos interactuando con la trasmisin serotoninrgica; el LSD produce alteraciones de percepcin visual y a dosis bajas es un agonista directo de receptores post-sinpticos. Cuadro 2: Metabolitos bsicos de algunos neurotransmisores
5.4. Alteraciones relacionadas con la qumica del cerebro (Cuadro 3) Esquizofrenia Las conexiones que unen las regiones cerebrales, como se ha mencionado, utilizan mensajeros qumicos para comunicarse. Pruebas procedentes de diversas fuentes indican que el desequilibrio qumico en la esquizofrenia existe y que puede ser regulado con medicacin que acta sobre la qumica neuronal (Nancy C. Andreasen, 2004, p. 204). La dopamina acta como mediador de la esquizofrenia, sugiriendo la importancia de esta sustancia qumica en la enfermedad; sntomas similares pueden producirse a travs de drogas estimulantes como la anfetamina. El abuso de anfetamina -se sabe-, produce un cambio permanente en el cerebro y puede ser considerado como factor no gentico que contribuye al desarrollo de la esquizofrenia. La mayora de los medicamentos usados satisfactoriamente disminuyen la actividad del sistema dopaminrgico al bloquear los receptores del a dopamina. A medida que disminuye la actividad dopaminrgica, los sntomas psicticos se reducen. Sin embargo, en la actualidad se considera que la esquizofrenia se debe a un desequilibrio qumico mucho ms complejo: aun as, la dopamina juega un papel crucial en el desarrollo y control de esta enfermedad. Estados del nimo Histricamente se abordaban las alteraciones del estado del nimo desde un punto de vista de la inhibicin de la re-captacin de la noradrenalina, hasta una visn serotoninrgica, actualmente se ha girado hacia la una disminucin regional del volumen del SNC, probablemente debido a la disminucin del nmero, el tamao, o ambas, de la gla y las neuronas. Aunque no se ha determinado el mecanismo, se muestra una alteracin en la plasticidad neuronal y de su resistencia. No obstante, no hay que dejar de lado que muy probablemente, la serotonina y la noradrenalina, trabajen en conjunto con otros como la acetilcolina y la dopamina, para lograr un equilibrio general. Cuadro 3: Se muestran la relacin entre los procesos cognitivos y algunos neurotransmisores.