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• Beni Colunga

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Metabolismo de los Neurotransmisores. Acetilcolina: (Deriva de colina) La acetilcolina (ACH) es una molécula sintetizada a partir de colina y acetil-CoA por 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 una neurona presináptica se abre un canal de calciodependiente de voltaje. El paso 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 y se ancla la membrana plasmática a través de un glicolípido.

GABA: (Aminoácido derivado del glutamato) Los aminoácidos excitatorios tienen distintos efectos inhibidores sobre el sistema nervioso. El derivado de aminoácido, Y-aminobutirato (GABA también llamado 4-aminobutirato) es un inhibidor importante de la transmisión presináptica en el sistema nervioso central, y también en la retina. Las neuronas que 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 a-cetoglutarato en el ciclo TCA. En el contexto de la derivación GABA el a-cetoglutarato a glutamato se transaminated por el GABA a-oxoglutarato transaminasa (GABA-T). Descarboxilasa del ácido glutámico (GAD) cataliza la descarboxilación de los ácido glutámico para formar GABA.

Serotonina: (5-hidroxitriptamina, 5HT) Está formada por la hidroxilación y decarboxilación del triptófano. Vía de la síntesis de la serotonina desde el triptófano. 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.

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 Ia 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. 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 mcesculo 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 mcesculo liso en la pared intestinal, los bronquios en los pulmones y los vasos que proveen sangre al mucesculo 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 a-y F-adrenérgicos. Por Io 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 : al, a2, F. Dentro de cada clase de receptor adrenérgico no son varias sub-clases. La clase al contiene la a1A, a1B, y a1D receptores. La clase de receptores a1 se acoplan a Gq tipo Gproteínas que activan PLCP resultando en aumentos en la liberación de P3 y DAG de PIP2 membrana. El a2 clase contiene la a2A, a2B, y a2c receptores. La clase de a2 adrenérgicos receptores están acoplados a Gi-tipo G-proteínas que inhiben la activación de adenilato ciclasa y por Io tanto, los resultados en la reducción de la activación del AMPc los niveles. La clase de los receptores P se compone de tres subtipos : 61, 62, y 63 cada uno de los que se juntan a G. 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).

Glutamato: Dentro del SNC glutamato es el neurotransmisor excitatorio princi pal. 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 Io 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 Io 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 AM PA 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 RNA. 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 (GIuN2A-GIuN2D ; 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.