Acetilcolina como un neurotransmisor

Acetilcolina como un neurotransmisor

1. Acetilcolina como un neurotransmisor

2. La acetilcolina ( ACh ) se usa como un neurotransmisor excitado por algunas neuronas en el CNS y por neuronas motoras somáticas en la unión neuromuscular. En terminaciones nerviosas autonómicas, la Ach puede ser excitadora o inhibidora, dependiendo del órgano comprendido.

3. Las células postsinápticas pueden tener respuestas variables a la misma sustancia química debido en parte a que diferentes células postsinápticas tienen distintos subtipos de receptores de ACh . Estos subtipos de receptor pueden ser estimulados de manera especifica por toxinas particulares y reciben su nombre con base en estas toxinas.

4. El efecto estimulador de la ACh sobre células de musculo esquelético se produce por la unión de Ach a receptores de ACh nicotínicos , así llamados porque también pueden ser activados por la nicotina. Los efectos de la Ach sobre otras células ocurren cuando la ACh se une a receptores de ACh muscarínicos ; estos efectos también pueden producirse por la muscarina

5. Los dos tipos de receptores colinérgicos Receptores de ACh nicotínicos. Receptores de ACh muscarínicos

6. Receptores de ACh nicotínicos. Se encuentran en regiones específicas del cerebro, en ganglios del sistema nervioso autónomo, y en fibras de musculo esquelético. Por ejemplo, la liberación de Ach desde las neuronas motoras somáticas y su unión subsiguiente a los receptores nicotínicos, estimula la contracción muscular.

7. Receptores de ACh muscarínicos . Están en la membrana plasmática de células de musculo liso, células de musculo cardiaco y las células de glándulas particulares. Así, la activación de receptores de ACh muscarinicos por ACh liberada a partir de axones autonómicos se requiere para la regulación del sistema cardiovascular, el sistema digestivo y otros. Los receptores de ACh muscarinicos también se encuentran en el cerebro.

8. Los fármacos que se unen a proteínas receptoras y, que de este modo, las activan, se llaman agonistas , en tanto que los fármacos que se unen a proteínas receptoras y, así, reducen la actividad de las mismas, son conocidos como antagonistas .

9. Canales regulados químicamente La unión de un neurotransmisor a su proteína receptora puede causar la abertura de canales de iones por medio de dos mecanismos que pueden ilustrarse por las acciones de la ACh sobre los subtipos nicotinico y muscarinico de receptores de ACh .

10. Una molécula neurotransmisora es el ligando que se une a su proteína receptora especifica. Para canales de iones que son “sensibles a ligando”, la proteína receptora también es un canal de iones; ambas son dos funciones de la misma proteína. Parte de esta proteína tiene sitios extracelulares que se unen a los ligandos neurotransmisores, mientras que parte de la proteína abarca la membrana plasmática y tiene un canal de iones central.

11. El receptor de ACh nicotinico puede servir como un ejemplo de canales sensibles a ligando. Dos de sus cinco subunidades polipeptídicas contienen sitios de unión a ACh , y el canal se abre cuando ambos sitios se unen a ACh La abertura de este canal permite la difusión simultanea de Na + hacia adentro y K+ hacia afuera de la célula postsinaptica . Aun asi , predominan los efectos del flujo de Na + hacia adentro, debido a su gradiente electroquímico mas empinado. Esto produce la despolarización de un EPSP.

12. Los potenciales de acción ocurren en axones, donde están ubicados los canales sensibles a voltaje, mientras que los EPSP ocurren en las dendritas y el cuerpo celular. A diferencia de los potenciales de acción, los EPSP no tienen umbral; la ACh liberada a partir de una vesícula sináptica única produce una pequeña despolarización de la membrana postsinaptica .

13. Cuando mas vesículas son estimuladas para liberar su ACh , la despolarización es correspondientemente mayor, por ende, los EPSP son de magnitud graduada, a diferencia de los potenciales de acción de todo o nada. Dado que los EPSP pueden ser graduados y no tienen periodo refractario, poseen la capacidad de suma. Esto significa que las despolarizaciones de varios EPSP diferentes pueden sumarse. En lo que se refiere a los potenciales de acción, su naturaleza de todo o nada y sus periodos refractarios evitan su suma.

14. Canales acoplados a proteína G Hay otro grupo de canales de iones regulados químicamente que, como los canales sensibles a ligando, se abren por la unión de un neurotransmisor a su proteína receptora. De cualquier modo, este grupo de canales difiere de los canales sensibles a ligando por cuanto los receptores y los canales de iones son proteínas de membrana separadas, diferentes.

15. Así, la unión del ligando neurotransmisor a su receptor puede abrir el canal de iones solo de manera indirecta. Tal es el caso con los receptores de ACh muscarinicos que se comentan en esta sección, así como de los receptores para dopamina y noradrenalina

16. Acetilcolinesterasa ( AChE ) El enlace entre ACh y su proteína receptora existe durante solo un breve instante. El complejo de ACh -receptor se disocia con rapidez pero puede volver a formarse rápidamente en tanto haya ACh libre en la vecindad. Para que la actividad en la célula postsináptica se suspenda, la ACh libre debe desactivarse muy pronto después de que se libera.

17. La desactivación de ACh se logra por medio de una enzima llamada acetilcolinesterasa , o AChE , presente en la membrana postsináptica o inmediatamente fuera de la membrana, con su sitio activo viendo hacia la hendidura sinaptica. La AChE hidroliza la acetilcolina hacia acetato y colina, que después puede volver a entrar a las terminales de axón pre sinápticas y volver a sintetizarse hacia acetilcolina ( ACh ).

18. Acetilcolina en el PNS Las neuronas motoras somáticas forman sinapsis con células de musculo esquelético, en estas sinapsis, la membrana postsináptica de la fibra muscular se conoce como “placa terminal motora” Por ende, los EPSP producidos por ACh en fibras de musculo esquelético a menudo se llaman potenciales de placa terminal . Esta despolarización abre canales regulados por voltaje que están adyacentes a la placa terminal.

19. Los canales regulados por voltaje producen potenciales de acción en la fibra muscular, y estos son reproducidos por otros canales regulados por voltaje a lo largo de la membrana plasmática muscular. Esta conducción es análoga a la conducción de potenciales de acción por axones; es importante porque los potenciales de acción producidos por fibras musculares simulan la contracción muscular. Si alguna etapa en el proceso de transmisión neuromuscular queda bloqueada, puede sobrevenir debilidad muscular que a veces lleva a parálisis y muerte.

20. Las neuronas motoras autonómicas inervan el músculo cardiaco, los músculos lisos en vasos sanguíneos y órganos viscerales, y glándulas. Hay dos clasificaciones de los nervios autonómicos: simpáticos y parasimpáticos. Casi todos los axones parasimpáticos que inervan los órganos efectores usan ACh como su neurotransmisor. En algunos casos, estos axones tienen un efecto inhibidor sobre los órganos que inervan, mediante la unión de ACh a receptores de ACh muscarinicos .

21. Acetilcolina en el CNS Hay muchas neuronas colinérgicas (las que usan ACh como un neurotransmisor) en el CNS, donde los axones terminales de una neurona típicamente hacen sinapsis con las dendritas o el cuerpo celular de otra. Así, las dendritas y el cuerpo celular sirven como el área receptiva de la neurona y es en estas regiones donde están ubicadas las proteínas receptoras para neurotransmisores y canales con compuerta regulados químicamente. Los EPSP y los IPSP locales, graduados, se diseminan hacia el montículo axonal , la elevacion en forma de cono sobre el cuerpo celular desde la cual surge el axon .

22. Si la despolarización esta en el umbral o por arriba del mismo para el momento en que llega al segmento inicial del axón, el EPSP estimulara la producción de potenciales de acción, que entonces pueden regenerarse por si mismos a lo largo del axón. No obstante, si el EPSP esta por debajo del umbral en el segmento inicial, no se producirán potenciales de acción en la célula postsinaptica

23. Las gradaciones en la fuerza del EPSP por arriba del umbral determinan la frecuencia con la cual se producirán potenciales de acción en el segmento inicial del axón y en cada punto en el axón donde se regenera el impulso. Los potenciales de acción que empiezan en el segmento inicial del axón se conducen sin perdida de amplitud hacia las terminales de axón.