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La biosíntesis de catecolaminas es un proceso muy regulado. La regulación a largo plazo suele implicar la cantidad de enzimas reguladoras. Regula la cantidad de tirosina hidroxilasa, y la cantidad de dopamina β-hidroxilasa. A veces se necesitan cambios a corto plazo, y se regulan por mecanismos distintos:
* La enzima que cataliza la etapa limitante de velocidad (tirosina hidroxilasa) es inhibida por Dopa y dopamina, porque compiten con la biopterina por los sitios de unión.
* Regulación de la tirosina hidroxilasa por fosforilación. En cada subunidad hay residuos de [[serina]] (posiciones 8, 19, 31, 40) que se fosforilan. Los residuos 19 y 40 de serina causan un incremento más importante de la actividad al ser fosforiladosforforilados. El residuoresiduos 40 se fosforila sobre todo por la proteína quinasa A, y el 10 por la CAM quinasa II. La despolarización del terminal aumenta la actividad de la tirosina hidroxilasa, ya que entra [[calcio]] que activa las enzimas quinasas. Una vez las catecolaminas se han sintetizado se produce el almacenamiento en el interior de vesículas sinápticas conocidas como vesículas granulares o de núcleo denso. En el interior de las vesículas se encuentran unas sustancias llamadas cromograminas, calcio y [[Adenosín trifosfato|ATP]] en alta concentración (1000 mM). Las catecolaminas formanestán formando complejo con las cromograminas. También está la dopamina β-hidroxilasa, por lo cual la síntesis de noradrenalina tiene lugar en el interior de la vesícula, al menos en parte. El sistema por el que entran las catecolaminas en las vesículas es un sistema [[antiporte]] con protones. El gradiente de protones necesario lo realiza una protón-ATPasa bombeando al interior protones, por lo que el [[pH]] es de 5,5 aproximadamente. Este sistema de captación tiene amplia especificidad de sustrato. De manera que pueden competir con las catecolaminas endógenas.
 
=== Rutas metabólicas relacionadas ===
 
=== Receptores ===
* '''Los receptores adrenérgicos (noradrenalina y adrenalina):''' Estos dos neurotransmisores tienen una gran diversidad de efectos, que se explica por la presencia de diferentes receptores, que en cada tipo de célula están acoplados a vías de transducción distintas. En el [[músculo]] liso puedenpuede producir contracción si se activan los receptores α, y se relajan si actúan sobre los receptores β2. En los vasos sanguíneos producen vasoconstricción y vasorrelajaciónvasorelajación. En los [[bronquio]]s producen broncodilatación (al revés que los vasos). En el [[tubo digestivo]] provocanprovoca constricción y relajación. En el [[corazón]] aumentanaumenta la frecuencia cardíaca y su intensidad,; incrementando el gasto cardíaco. Los receptores adrenérgicos están estructuralmente relacionados, pero tienen distintos segundos mensajeros. Se distinguen receptores α y β; adrenalina y noradrenalina son agonistas para ambos receptores, pero estos tienen más agonistas y antagonistas. El receptor α puede ser α1 o α2. El α1 puede ser A, B o D. Estos tres se diferencian en los antagonistas, la localización, la estructura y el mecanismo efector ([[adenilato ciclasa]]). En este caso, lo que importa es que en cada sitio del organismo la adenilato ciclasa causa un efecto distinto. Los β pueden ser 1, 2 o 3. Difieren en los antagonistas, y las características. Pero los tres3 estimulan la adenilato ciclasa.
* '''Los receptores dopaminérgicos:''' Son, igual que los anteriores, metabotrópicos. Pueden ser D1, D5, D3, D4 y D2. Los D2 pueden ser S (short) o L (long). Los D1 y D5 estimulan la adenilato ciclasa. Los otros tres la inhiben, pero los D2 y D4 activan canales de [[potasio]]. Los D2 pueden inhibir un canal de calcio. Aparte del agonista común (dopamina), cada canal tiene sus propios agonistas. Algunos, como el sulpirilo y la [[clozapina]] tienen efectos anti-psicóticos. El AMPc activa a la [[Quinasa|proteína quinasa A]], que puede provocar respuestas a corto plazo, o más largas a través de factores de transcripción, de manera directa o indirecta. Esta última está mediada por el gen de respuesta inmediata (IEG). A corto plazo es fosforilación, y a largo plazo es alterando la expresión génica. También hay receptores en la terminal presináptica (autorreceptores), y también en otras terminales presinápticas que no liberan dopamina. Los D4 y D2 son los que tienen demostrada esta característica.
 
== Funciones ==
=== Disfunciones ===
 
Las disfunciones en las vías catecolaminérgicas son los trastornos bipolares y la [[esquizofrenia]]. La primera evidencia de esto se obtuvo con los inhibidores de la MAO, que tenían efectos antidepresivos. Los antidepresivos tricíclicos son inhibidores de sistemas de recaptación de alta afinidad, predominantemente la noradrenalina. Esto ha llevado a formular la teoría catecolaminérgica de estos desórdenes: "''Ciertos desórdenes de las vías catecolaminérgicas en el Sistema Nervioso llevan a la depresión''". Por el contrario, un aumento de la actividad provocaría la fase maniaca. Esto lo hacen por ejemplo las [[anfetamina]]s, ya que compiten por los lugares de recaptación de la nordrenalina. De manera más reciente se ha usado también con la [[serotonina]]. La [[fluoxetina]] es un fármaco que bloquea la recaptación de serotonina y trata la depresión. Las enfermedades psicóticas mejoran con fármacos del sistema dopaminérgico. Se ha relacionado las vías dopaminérgicas como componente de la esquizofrenia, que son altas concentraciones de dopamina. Se tratan con los antagonistas de la vía, o sea, sulfirilo y clozapina.
 
=== Funciones motrices ===
 
En las funciones motrices, la dopamina está implicada en la enfermedad del [[Parkinson]]. Hay una degeneración de las neuronas de la [[sustancia negra]]. Desde la sustancia negra hay dos vías que se dirigen a los ganglios basales (destacando el [[núcleo caudado]]), que dessempeñanjuegan un papel en el control del movimiento. El núcleo caudado modula el tálamo, y desde aquí hay una inervación que controla la corteza motriz. Así pues, se corta la modulación de la dopamina entre la sustancia negra y el núcleo caudado. La dopamina no atraviesa la [[barrera hematoencefálica]], así que se utiliza la L-Dopa, que sí lo hace y a partir de ella se mejora, pero no corrige.
 
== Catecolaminas sobre el Sistema Inmunitario ==
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