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Neuromodulación

La neuromodulación es el proceso fisiológico mediante el cual una neurona determinada utiliza una o más sustancias químicas para regular diversas poblaciones de neuronas. Los neuromoduladores normalmente se unen a receptores metabotrópicos acoplados a proteína G ( GPCR ) para iniciar una cascada de señalización de segundo mensajero que induce una señal amplia y duradera. Esta modulación puede durar desde cientos de milisegundos hasta varios minutos. Algunos de los efectos de los neuromoduladores incluyen: alterar la actividad de activación intrínseca, [1] aumentar o disminuir las corrientes dependientes del voltaje, [2] alterar la eficacia sináptica, aumentar la actividad de explosión [2] y reconfigurar la conectividad sináptica. [3]

Los principales neuromoduladores del sistema nervioso central incluyen: dopamina , serotonina , acetilcolina , histamina , norepinefrina , óxido nítrico y varios neuropéptidos . Los cannabinoides también pueden ser potentes neuromoduladores del SNC. [4] [5] [6] Los neuromoduladores pueden empaquetarse en vesículas y ser liberados por las neuronas, secretados como hormonas y administrados a través del sistema circulatorio. [7] Un neuromodulador puede conceptualizarse como un neurotransmisor que no es reabsorbido por la neurona presináptica ni descompuesto en un metabolito. Algunos neuromoduladores terminan pasando una cantidad significativa de tiempo en el líquido cefalorraquídeo (LCR), influyendo (o "modulando") la actividad de varias otras neuronas en el cerebro . [8]

Sistemas neuromoduladores

Los principales sistemas de neurotransmisores son el sistema de noradrenalina (norepinefrina), el sistema de dopamina , el sistema de serotonina y el sistema colinérgico . Los fármacos que se dirigen al neurotransmisor de dichos sistemas afectan a todo el sistema, lo que explica el modo de acción de muchos fármacos.

La mayoría de los demás neurotransmisores, por el contrario, como el glutamato , el GABA y la glicina , se utilizan de forma muy generalizada en todo el sistema nervioso central.

sistema de noradrenalina

El sistema de noradrenalina consta de alrededor de 15.000 neuronas, principalmente en el locus coeruleus . [12] Esto es diminuto en comparación con los más de 100 mil millones de neuronas en el cerebro. Al igual que las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra, las neuronas del locus coeruleus tienden a estar pigmentadas con melanina . La noradrenalina se libera de las neuronas y actúa sobre los receptores adrenérgicos . La noradrenalina a menudo se libera de manera constante para que pueda preparar las células gliales de soporte para respuestas calibradas. A pesar de contener una cantidad relativamente pequeña de neuronas, cuando se activa, el sistema de noradrenalina desempeña funciones importantes en el cerebro, incluida la participación en la supresión de la respuesta neuroinflamatoria, la estimulación de la plasticidad neuronal a través de LTP, la regulación de la absorción de glutamato por parte de los astrocitos y LTD, y la consolidación de la memoria. . [13]

sistema de dopamina

La dopamina o sistema dopaminérgico consta de varias vías, que se originan en el tegmento ventral o en la sustancia negra, por ejemplo. Actúa sobre los receptores de dopamina . [14]

La enfermedad de Parkinson está relacionada, al menos en parte, con la pérdida de células dopaminérgicas en los núcleos profundos del cerebro, principalmente las neuronas pigmentadas con melanina en la sustancia negra , pero secundariamente con las neuronas noradrenérgicas del locus coeruleus. Se han propuesto y aplicado con éxito moderado tratamientos que potencian el efecto de los precursores de la dopamina.

Farmacología de la dopamina

sistema de serotonina

La serotonina creada por el cerebro constituye alrededor del 10% de la serotonina total del cuerpo. La mayoría (80-90%) se encuentra en el tracto gastrointestinal (GI). [15] [16] Viaja alrededor del cerebro a lo largo del haz del prosencéfalo medial y actúa sobre los receptores de serotonina . En el sistema nervioso periférico (como en la pared intestinal), la serotonina regula el tono vascular.

Farmacología de la serotonina

Aunque se encuentran cambios en la neuroquímica inmediatamente después de tomar estos antidepresivos, es posible que los síntomas no comiencen a mejorar hasta varias semanas después de la administración. El aumento de los niveles de transmisores en la sinapsis por sí solo no alivia la depresión o la ansiedad. [17] [19] [22]

sistema colinérgico

El sistema colinérgico consta de neuronas de proyección del núcleo pedunculopontino , el núcleo tegmental laterodorsal y el prosencéfalo basal e interneuronas del cuerpo estriado y del núcleo accumbens. Aún no está claro si la acetilcolina como neuromodulador actúa mediante transmisión de volumen o transmisión sináptica clásica, ya que existe evidencia que respalda ambas teorías. La acetilcolina se une tanto a los receptores muscarínicos metabotrópicos (mAChR) como a los receptores nicotínicos ionotrópicos (nAChR). Se ha descubierto que el sistema colinérgico participa en la respuesta a señales relacionadas con la vía de recompensa, mejorando la detección de señales y la atención sensorial, regulando la homeostasis, mediando la respuesta al estrés y codificando la formación de recuerdos. [23] [24]

GABA

El ácido gamma-aminobutírico (GABA) tiene un efecto inhibidor sobre la actividad del cerebro y la médula espinal. [17]

neuropéptidos

Los neuropéptidos son pequeñas proteínas que se utilizan para la comunicación en el sistema nervioso. Los neuropéptidos representan la clase más diversa de moléculas de señalización. Hay 90 genes conocidos que codifican precursores de neuropéptidos humanos. En los invertebrados, hay ~50 genes conocidos que codifican precursores de neuropéptidos. [25] La mayoría de los neuropéptidos se unen a receptores acoplados a proteína G, sin embargo, algunos neuropéptidos controlan directamente los canales iónicos o actúan a través de receptores de quinasa.

  1. endorfinas
  2. Encefalinas
  3. Dinorfinas

Sistemas neuromusculares

Los neuromoduladores pueden alterar la salida de un sistema fisiológico actuando sobre las entradas asociadas (por ejemplo, generadores de patrones centrales ). Sin embargo, el trabajo de modelización sugiere que esto por sí solo es insuficiente, [28] porque la transformación neuromuscular de la entrada neural a la salida muscular puede ajustarse para rangos particulares de entrada. Stern y cols. (2007) sugieren que los neuromoduladores deben actuar no sólo sobre el sistema de entrada sino que deben cambiar la transformación misma para producir las contracciones adecuadas de los músculos como salida. [28]

Transmisión de volumen

Los sistemas de neurotransmisores son sistemas de neuronas en el cerebro que expresan ciertos tipos de neurotransmisores y, por lo tanto, forman sistemas distintos. La activación del sistema provoca efectos en grandes volúmenes del cerebro, lo que se denomina transmisión de volumen . [29] La transmisión de volumen es la difusión de neurotransmisores a través del líquido extracelular cerebral liberado en puntos que pueden estar alejados de las células diana con la activación resultante de receptores extrasinápticos, y con un transcurso de tiempo más largo que para la transmisión en una sola sinapsis. [30] Esta acción prolongada del transmisor se llama transmisión tónica , en contraste con la transmisión fásica que ocurre rápidamente en sinapsis individuales. [31] [32]

Otros usos

La neuromodulación también se refiere a una clase emergente de terapias médicas que se dirigen al sistema nervioso para restaurar la función (como en los implantes cocleares ), aliviar el dolor o controlar los síntomas, como el temblor que se observa en los trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson . Las terapias consisten principalmente en estimulación eléctrica dirigida o infusión de medicamentos en el líquido cefalorraquídeo mediante administración intratecal de fármacos, como el baclofeno para la espasticidad . Los dispositivos de estimulación eléctrica incluyen sistemas de estimulación cerebral profunda (DBS), conocidos coloquialmente como "marcapasos cerebrales", estimuladores de la médula espinal (SCS) y estimuladores del nervio vago (VNS), que se implantan mediante procedimientos mínimamente invasivos, o estimulación nerviosa eléctrica transcutánea y codificador. dispositivos de terapia , que son totalmente externos, entre otros. [33]

Ver también

Referencias

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enlaces externos