generalidad
La dopamina es un importante neurotransmisor de la familia de las catecolaminas, con una función de control sobre: el movimiento, la llamada memoria de trabajo, la sensación de placer, la recompensa, la producción de prolactina, los mecanismos de regulación del sueño, algunas facultades cognitivas. y la capacidad de prestar atención.
El área dopaminérgica incluye varios asientos cerebrales, incluido el compacta pars de la sustancia negra y el área tegmental ventral del mesencéfalo.
Los niveles anormales de dopamina son responsables de diferentes condiciones patológicas. Una de estas condiciones patológicas es la conocida enfermedad de Parkinson.
¿Qué es la dopamina?
La dopamina es una molécula orgánica, perteneciente a la familia de las catecolaminas, que desempeña el importante papel del neurotransmisor en el cerebro de los seres humanos y otros animales.
La dopamina es también la molécula precursora a partir de la cual las células, por medio de procesos específicos, derivan otros dos neurotransmisores de la familia de las catecolaminas: norepinefrina (o norepinefrina ) y epinefrina (o adrenalina ).
¿CUÁLES SON LOS NEUROTRANSMISORES?
Los neurotransmisores son sustancias químicas que permiten que las células del sistema nervioso, llamadas neuronas, se comuniquen entre sí.
En las neuronas, los neurotransmisores residen dentro de pequeñas vesículas ; Las vesículas son comparables a los sacos, limitados por una doble capa de fosfolípidos, bastante similar a la de la membrana citoplásmica de una célula eucariótica saludable genérica.
Dentro de las vesículas, los neurotransmisores permanecen inertes, por así decirlo, hasta que se produce un impulso nervioso en las neuronas en las que residen.
Los impulsos nerviosos, de hecho, estimulan la liberación de las vesículas por las neuronas que los contienen.
Con la liberación de las vesículas, los neurotransmisores escapan de las células nerviosas, ocupan el llamado espacio sináptico (que es un espacio particular entre dos neuronas muy cercanas) y van a interactuar con las neuronas vecinas, para ser precisos con los receptores de membrana de las neuronas mencionadas anteriormente. . La interacción de los neurotransmisores con las neuronas ubicadas en la vecindad inmediata cambia el impulso nervioso inicial en una respuesta celular específica, que depende del tipo de neurotransmisor y el tipo de receptores presentes en las neuronas involucradas.
En palabras más simples, los neurotransmisores son mensajeros químicos, que los impulsos nerviosos liberan para inducir un determinado mecanismo celular.
Además de la dopamina y sus derivados, norepinefrina y epinefrina, otros neurotransmisores humanos importantes son: glicina, serotonina, melatonina, ácido gamma-aminobutírico (GABA) y vasopresina.
NOMBRE QUIMICO DE LA DOPAMINA
El nombre químico de la dopamina es 4- (2-aminoetil) benceno-1, 2-diol .
HISTORIA DE LA DOPAMINA
Curiosamente, la dopamina es un neurotransmisor que los investigadores sintetizaron primero en el laboratorio y luego encontraron en los tejidos encefálicos del cerebro humano.
Fechado en 1910, el mérito de la síntesis de laboratorio de la dopamina depende de George Barger y James Ewens, dos químicos británicos de la compañía Wellcome en Londres.
Por otro lado, al descubrir que la dopamina es una molécula natural en el cerebro, fue la investigadora inglesa Kathleen Montagu, en 1957, en los laboratorios del Hospital Runwell en Londres.
Un año después del descubrimiento de la dopamina en tejidos encefálicos, en 1958, los científicos Arvid Carlsson y Nils-Ake Hillarp, empleados del Laboratorio de Farmacología Química del Instituto Nacional del Corazón de Suecia, identificaron y describieron por primera vez el papel del neurotransmisor., cubierto por la dopamina.
Debido a este importante hallazgo y al establecer que la dopamina no solo es un precursor de la norepinefrina y la epinefrina, Carlsson también recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina .
¿DE DÓNDE VIENE EL NOMBRE DE LA DOPAMINA?
La comunidad científica adoptó el término "dopamina" porque la molécula precursora, a partir de la cual George Barger y James Ewens sintetizaron dopamina, fue la llamada L-DOPA.
Estructura quimica
Como se ha indicado, la dopamina es una catecolamina.
Las catecolaminas son moléculas orgánicas, en las que la presencia de un anillo de benceno unido a dos grupos hidroxilo OH es recurrente. Este anillo de benceno combinado con dos grupos hidroxilo OH tiene la fórmula química C 6 H 3 (OH) 2 .
En el caso de la dopamina, esta sustancia consiste en la unión del anillo de benceno con los dos grupos hidroxilo, típicos de las catecolaminas, y un grupo etilamina .
Un grupo etilamina es un compuesto orgánico en el que participan dos átomos de carbono y uno de nitrógeno, y que tiene la siguiente fórmula química: CH 2 -CH 2 -NH 2 .
A la luz de las dos fórmulas químicas anteriores, la del grupo benceno con los dos grupos OH y la del grupo etilamina, la fórmula química final de la dopamina es: C 6 H 3 (OH) 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 .
Las siguientes figuras muestran la estructura química de una catecolamina genérica, un grupo hidroxilo, un grupo etilamina, dopamina y L-DOPA.
Propiedades quimicas
Como muchas moléculas formadas por un grupo de etilamina, la dopamina es una base orgánica .
Esto implica que, en un ambiente ácido, generalmente está en una forma protonada; mientras que, en un entorno básico, por lo general se encuentra en una forma no protonada.
Resumen: ¿cómo y dónde ocurre?
La ruta de síntesis natural (o biosíntesis ) de la dopamina comprende cuatro pasos básicos y comienza a partir del aminoácido L-fenilalanina .
De manera simple y esquemática, la biosíntesis de la dopamina se puede resumir de la siguiente manera:
L-fenilalanina ⇒ L-tirosina ⇒ L-DOPA ⇒ dopamina
La conversión de L-fenilalanina en L-tirosina y la conversión de L-tirosina en L-DOPA consisten en dos reacciones de hidroxilación . En química, una reacción de hidroxilación es una reacción al final de la cual una molécula adquiere un grupo hidroxilo OH.
La primera reacción de hidroxilación, o L-fenilalanina ⇒ L-tirosina, tiene lugar gracias a la intervención de una enzima conocida como fenilalanina hidroxilasa .
La reacción L-tirosina ⇒ L-DOPA, en cambio, tiene lugar gracias a la intervención de una enzima conocida como tirosina hidroxilasa .
El paso final, que a partir de L-DOPA origina la dopamina, es una reacción de descarboxilación .
En el campo químico, una reacción de descarboxilación corresponde a un proceso al final del cual dicha molécula pierde uno o más grupos carboxilo COOH.
Para proporcionar la reacción de descarboxilación que da lugar a L-DOPA es una enzima llamada L-aminoácido descarboxilasa (o DOPA descarboxilasa ).
RESUMEN DE LA DOPAMINA RESUMEN
En el cuerpo humano, la biosíntesis de la dopamina se debe principalmente a las llamadas neuronas dopaminérgicas y, en menor medida, a la porción medular de las glándulas suprarrenales (o glándulas suprarrenales ).
Las neuronas del área dopaminérgica, o neuronas dopaminérgicas, son células nerviosas ubicadas en:
- Substantia nigra , precisamente en el llamado Pars compacta de la sustancia nigra . La sustancia negra (o sustancia negra) tiene lugar en el cerebro medio, que es una de las tres regiones principales que forman el tronco cerebral.
Aunque parte del tronco cerebral, la sustancia negra actúa bajo la guía de los núcleos de la base (o ganglios basales ) del telencéfalo; El telencéfalo es el cerebro.
Según diversos estudios científicos, el pars compacta de la sustancia negra es el sitio principal de síntesis de dopamina, presente en el cuerpo humano.
- Área tegmental ventral . También ubicada a nivel del cerebro medio, el área tegmental ventral tiene neuronas dopaminérgicas, cuyas extensiones alcanzan diferentes áreas nerviosas, que incluyen: el núcleo accumbens, la corteza prefrontal, la amígdala y el hipocampo.
- Hipotálamo posterior . Las prolongaciones de las neuronas dopaminérgicas del hipotálamo posterior alcanzan la médula espinal.
- Núcleo arqueado del hipotálamo y núcleo paraventricular del hipotálamo . Las neuronas dopaminérgicas de estas dos áreas tienen extensiones que llegan a la glándula pituitaria. Aquí, son responsables de influir en la producción de prolactina.
- Área incierta del subtalamo .
DEGRADACIÓN
La degradación natural de la dopamina en los metabolitos inactivos puede ocurrir de dos maneras distintas e involucra tres enzimas:
- monoamina oxidasa (o MAO),
- catecol-O-metiltransferasa (COMT)
- aldehído deshidrogenasa.
Ambos métodos de degradación natural de la dopamina conducen a la formación de una sustancia conocida como ácido homovanílico (HVA).
funciones
La dopamina realiza muchas funciones, tanto a nivel del sistema nervioso central como a nivel del sistema nervioso periférico .
Respecto al sistema nervioso central, la dopamina es un neurotransmisor que participa en:
- Control de movimiento
- El mecanismo de secreción de la hormona prolactina.
- El control de la capacidad de memoria.
- Los mecanismos de recompensa y placer.
- El control de las capacidades de atención.
- El control de algunos aspectos del comportamiento y algunas funciones cognitivas.
- El mecanismo del sueño.
- Control de humor
- Los mecanismos que subyacen al aprendizaje.
En cuanto al sistema nervioso periférico, la dopamina actúa:
- Como vasodilatador
- Como estimulante de la excreción de sodio, a través de la orina.
- La motilidad intestinal es un factor prometedor.
- Como factor que reduce la actividad de los linfocitos.
- Como un factor que reduce la secreción de insulina por los islotes de Langerhans (células beta pancreáticas)
RECEPTORES DOPAMINERGICOS
Después de su liberación en el espacio sináptico, la dopamina ejerce sus efectos interactuando con los llamados receptores dopaminérgicos, presentes en la membrana de diferentes células nerviosas.
En los mamíferos, por lo tanto también en los seres humanos, existen 5 subtipos diferentes de receptores dopaminérgicos. Los nombres de estos 5 subtipos de receptores son muy simples: D1, D2, D3, D4 y D5.
La respuesta producida por la dopamina depende del subtipo de receptor dopaminérgico, con el que la dopamina interactúa.
En otras palabras, los efectos celulares de la dopamina varían dependiendo del receptor dopaminérgico involucrado en la interacción.
En el cerebro, la densidad de distribución de los receptores dopaminérgicos varía de área encefálica a área encefálica. En otras palabras, cada área del cerebro tiene su propia cantidad de receptores dopaminérgicos.
Los biólogos creen que esta diferente densidad de distribución de receptores depende de las funciones que deben cubrir las áreas encefálicas.
DOPAMINA Y MOVIMIENTO
Las habilidades motoras del ser humano (corrección de movimientos, rapidez de movimientos, etc.) dependen de la dopamina que libera la sustancia negra bajo la acción de los ganglios basales.
De hecho, si la dopamina liberada por la sustancia negra es más baja de lo normal, los movimientos se vuelven más lentos y descoordinados. Por el contrario, si la dopamina es cuantitativamente superior a la normal, el cuerpo humano comienza a realizar movimientos innecesarios, muy similares a los tics.
Por lo tanto, la regulación fina de la liberación de dopamina por la sustancia negra es esencial para que el ser humano se mueva correctamente, realizando gestos coordinados a la velocidad correcta.
DOPAMINA Y LIBERACIÓN DE PROLATTINA
La dopamina originada en las neuronas dopaminérgicas del núcleo arqueado y el núcleo paraventricular inhibe la secreción de la hormona prolactina por las células hipofisarias lactotróficas .
Como se entiende fácilmente, la ausencia o la presencia reducida de dopamina en los distritos mencionados implica una mayor actividad de las células lactotróficas hipofisarias, por lo tanto una mayor producción de prolactina.
La dopamina que inhibe la secreción de prolactina toma el nombre alternativo de "factor inhibidor de prolactina" (PIF).
Para averiguar cuáles son los efectos de la prolactina, los lectores pueden hacer clic aquí.
DOPAMINA Y MEMORIA
Diversas investigaciones científicas han demostrado que los niveles adecuados de dopamina en la corteza prefrontal mejoran la llamada memoria de trabajo .
Por definición, la memoria de trabajo es "un sistema para el mantenimiento temporal y la manipulación de la información mientras se realizan diferentes tareas cognitivas, como la comprensión, el aprendizaje y el razonamiento".
Si los niveles de dopamina originados en la corteza prefrontal disminuyen o aumentan, la memoria de trabajo comienza a sufrir.
DOPAMINA, PLACER Y RECOMPENSA
La dopamina es un mediador del placer y la recompensa .
De hecho, según estudios confiables, el cerebro del ser humano liberaría dopamina cuando "viviera" circunstancias o actividades placenteras, como una comida basada en una buena comida o una actividad sexual satisfactoria.
Las neuronas del área dopaminérgica más involucradas en los mecanismos de recompensa y placer son las del núcleo accumbens y la corteza prefrontal.
DOPAMINA Y ATENCION
La dopamina originada en la corteza prefrontal apoya la capacidad de atención .
Una investigación interesante ha demostrado que las concentraciones reducidas de dopamina en la corteza prefrontal a menudo se asocian con una afección conocida como trastorno por déficit de atención con hiperactividad .
DOPAMINA Y FUNCIONES COGNITIVAS
El vínculo entre la dopamina y las capacidades cognitivas es evidente en todas las condiciones mórbidas caracterizadas por una alteración de las neuronas dopaminérgicas de la corteza prefrontal.
En las condiciones mórbidas mencionadas, de hecho, además de las facultades de atención y memoria de trabajo mencionadas anteriormente, las funciones neurocognitivas, las capacidades de resolución de problemas, etc. también podrían verse afectadas.
enfermedades
La dopamina desempeña un papel central en diversas afecciones médicas, como la enfermedad de Parkinson, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), la esquizofrenia / psicosis y la dependencia de ciertos medicamentos y algunos medicamentos .
Además, según algunos estudios científicos, sería responsable de las sensaciones dolorosas que caracterizan algunos estados mórbidos (fibromialgia, síndrome de piernas inquietas, síndrome de la boca) y náuseas asociadas con vómitos .
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Para profundizar:
- Enfermedad de Parkinson
- TDAH
- esquizofrenia
Curiosidad y otra información.
Además de lo que se ha dicho hasta ahora, aquí hay información adicional sobre la dopamina:
- La conversión de dopamina a norepinefrina es una reacción de hidroxilación, a la cual se proporciona la enzima conocida como dopamina beta-hidroxilasa .
La conversión de dopamina en adrenalina, en cambio, es una reacción que tiene lugar para la intervención de la enzima conocida como la feniletanolamina N-metiltransferasa .
- Estudios recientes han demostrado que la retina ocular también albergaría algunas neuronas dopaminérgicas.
Estas células nerviosas tienen la particularidad de estar activas durante las horas de luz y de silenciar durante las horas oscuras.
- Los receptores de dopamina más presentes en el sistema nervioso humano son los receptores D1, seguidos inmediatamente por los receptores D2.
Cuando se comparan con los subtipos D1 y D2, los receptores D3, D4 y D5 están presentes en niveles significativamente más bajos.
- Según los expertos, entre las circunstancias que favorecen la liberación de dopamina del placer y la recompensa también está el abuso de drogas.
De hecho, parece que la ingesta de drogas, como la cocaína, determina un aumento en los niveles de dopamina, al igual que una buena comida o una actividad sexual satisfactoria.
- Los médicos planean un tratamiento basado en inyecciones de dopamina, en presencia de: hipotensión, bradicardia, insuficiencia cardíaca, ataque cardíaco, paro cardíaco e insuficiencia renal.
- El envejecimiento fisiológico, al que está sujeto todo ser humano, coincide con una caída en los niveles de dopamina en el sistema nervioso.
Según algunos estudios científicos, la disminución relacionada con la edad avanzada de las funciones cerebrales se debe, en parte, a esta caída en los niveles de dopamina en el sistema nervioso.
Ver también: agonistas de la dopamina.
