- El sistema dopaminèrgic
- sistemes ultracurts
- Sistema de longitud intermèdia
- sistemes llargs
- Síntesi de la dopamina
- Mecanisme d'acció
- Tipus de receptors dopaminèrgics
- Funcions de la dopamina
- El moviment motor
- La memòria, l'atenció i l'aprenentatge
- Les sensacions de recompensa
- La inhibició de la producció de la prolactina
- La regulació de la son
- La modulació de l'humor
- Patologies relacionades amb la dopamina
- Malaltia de Parkinson
- esquizofrènia
- epilèpsia
- addicció
- referències
La dopamina és un neurotransmissor produït per una àmplia varietat d'animals, inclosos tant els éssers vertebrats com els invertebrats. És el neurotransmissor més important de el sistema nerviós central dels mamífers i participa en la regulació de diverses funcions com la conducta motora, l'estat d'ànim o l'afectivitat.
Es genera en el sistema nerviós central, és a dir, en el cervell dels animals, i forma part de les substàncies conegudes com catecolamines. Les catecolamines són un grup de neurotransmissors que s'aboquen a l'torrent sanguini i que inclouen tres substàncies principals: l'adrenalina, la noradrenalina i la dopamina.
Molècula en 3D de dopamina.
Aquestes tres substàncies són sintetitzades a partir de l'aminoàcid tirosina i poden ser produïdes en les glàndules suprarenals (unes estructures dels ronyons) o en les terminacions nervioses de les neurones.
La dopamina es genera en múltiples parts de el cervell, especialment en la substància negra, i compleix funcions de neurotransmissió en el sistema nerviós central, activant els cinc tipus de receptors dopaminèrgics: D1, D2, D3, D4 i D5.
A cada regió cerebral, la dopamina s'encarrega de dur a terme una sèrie de funcions diferents.
Les més importants són: moviments motors, regulació de la secreció de prolactina, activació de el sistema de plaer, participació en la regulació de la son i de l'humor, i activació de processos cognitius.
El sistema dopaminèrgic
En el cervell hi ha milers de neurones dopaminèrgiques, és a dir, de substàncies químiques de dopamina. El fet que aquest neurotransmissor sigui tan abundant i estigui tan repartit entre múltiples regions neuronals, ha donat lloc a l'aparició dels sistemes dopaminèrgics.
Aquests sistemes donen nom a les diferents connexions de dopamina en les diferents zones de el cervell, així com a les activitats i les funcions que realitzen cada un d'ells.
D'aquesta manera, la dopamina i les seves projeccions poden agrupar-se en 3 sistemes principals.
sistemes ultracurts
Confecciona dos grups de neurones dopaminèrgiques principals: les de l'bulb olfactori i les de les capes plexiformes de la retina.
La funció d'aquests dos primers grups de dopamina s'encarreguen principalment de funcions perceptives, tant visuals com olfactòries.
Sistema de longitud intermèdia
Inclouen les cèl·lules dopaminèrgiques que s'inicien en l'hipotàlem (una regió interna de el cervell) i acaben en el nucli intermedi de la hipòfisi (una glàndula endocrina que segrega hormones encarregades de regular l'homeòstasi).
Aquest segon grup de dopamina es caracteritza principalment per regular els mecanismes motors i processos interns de el cos com la temperatura, el somni i l'equilibri.
sistemes llargs
Aquest últim grup inclou a les neurones d'àrea tagmental ventral (una regió cerebral localitzada en el mesencèfal), les quals envien projeccions a tres regions neuronals principals: el neostriado (els nuclis caudat i putamen), l'escorça límbica i altres estructures límbiques.
Aquestes cèl·lules dopaminèrgiques s'encarreguen de processos mentals superiors com la cognició, la memòria, la recompensa o l'estat d'ànim.
Com veiem, la dopamina és una substància que la podem trobar en pràcticament qualsevol regió cerebral i que exerceix una infinitat d'activitats i funcions mentals.
Per aquest motiu, el correcte funcionament de la dopamina és de vital importància per al benestar de les persones i són moltes les alteracions que s'han relacionat amb aquesta substància.
No obstant això, abans de posar-nos a revisar de forma detallada les accions i les implicacions d'aquesta substància, aprofundirem una mica més sobre el seu funcionament i les seves característiques pròpies.
Síntesi de la dopamina
La dopamina és una substància endògena de el cervell i com a tal, és produïda de forma natural per l'organisme. La síntesi d'aquest neurotransmissor té lloc a les terminals nervioses dopaminèrgiques on es troben en alta concentració dels enzims responsables.
Aquests enzims que promouen la producció de serotonina són la tirosina hidroxilasa (TH) i la descarboxilasa de aminácidos aromàtics (L-DOPA). Així, el funcionament d'aquestes dues enzims de cervell són el principal factor que prediu la producció de dopamina.
L'enzim L-DOPA requereix la presència de l'enzim TH per desenvolupar-se i afegir-se a aquesta última per produir dopamina. A més, es requereix també la presència de ferro per al bon desenvolupament de l'neurotransmissor.
Així doncs, perquè la dopamina pot generar-se i distribuir-se amb normalitat a través de diferents regions cerebrals, és necessària la participació de diferents substàncies, enzims i pèptids de l'organisme.
Mecanisme d'acció
La generació de dopamina que hem explicat anteriorment no explica el funcionament d'aquesta substància, sinó simplement la seva aparició.
Després de la generació de dopamina, comencen a aparèixer neurones dopaminèrgiques en el cervell, però aquestes han de començar a funcionar per exercir les seves activitats.
Com tota substància química, per poder funcionar la dopamina ha de comunicar-se entre si, és a dir, ha de ser transportada d'una neurona a una altra. Altrament, la substància quedaria sempre quieta i no realitzaria cap activitat cerebral ni duria a terme l'estimulació neuronal necessària.
Perquè la dopamina pugui transportar-se d'una neurona a una altra és necessària la presència d'uns receptors específics, els receptors dopaminèrgics.
Els receptors es defineixen com a molècules o arranjaments moleculars que poden reconèixer selectivament a un lligat i ser activats pel lligat propi.
Els receptors dopaminèrgics són capaços de distingir la dopamina dels altres tipus de neurotransmissors i respondre només a ella.
Quan la dopamina és alliberada per una neurona, roman en l'espai intersinàptic (l'espai entre neurones) fins que un receptor dopaminèrgic la recull i la introdueix en una altra neurona.
Tipus de receptors dopaminèrgics
Hi ha diferents tipus de receptors dopaminèrgics, cadascun d'ells té unes característiques i un funcionament determinat.
Concretament, es poden distingir 5 tipus principals: els receptors D1, els receptors D5, els receptors D2, els receptors D3 i els receptors D4.
Els receptors D1 són els més abundants dins de el sistema nerviós central i es troben principalment en el tubercle olfactori, al neostriado, al nucli accumbens, en l'amígdala, al nucli subtalàmic i en la substància negra.
Mostren una afinitat relativament baixa per la dopamina i l'activació d'aquests receptors condueix a l'activació de proteïnes ia l'estimulació de diversos enzims.
Els receptors D5 són molt més escassos que els D1 i posseeixen un funcionament molt semblant.
Els receptors D2 es presencien principalment en l'hipocamp, al nucli accumbens i en el neostriado, i es troben acoblats a les proteïnes G.
Finalment, els receptors D3 i D4 es troben principalment en l'escorça cerebral i estarien involucrats en processos cognitius com la memòria o l'atenció.
Funcions de la dopamina
Molècula 2D de dopamina.
La dopamina és una de les substàncies químiques més importants de el cervell i, per tant, realitza múltiples funcions.
El fet que estigui àmpliament distribuït per les regions cerebrals fa que aquest neurotransmissor no es limiti a fer una única activitat o funcions de característiques similars.
De fet, la dopamina participa en múltiples processos cerebrals i permet l'exercici d'activitats molt diverses i molt diferents. Les principals funcions que porta a terme la dopamina són:
El moviment motor
Les neurones dopaminèrgiques localitzades en les regions més internes de el cervell, és a dir, en els ganglis basals, permeten la producció dels moviments motors de les persones.
En aquesta activitat sembla que estan especialment involucrats els receptors D5 i la dopamina resulta un element clau per aconseguir un òptim funcionament motor.
El fet que posa més de manifest aquesta funció de la dopamina és la malaltia de Parkinson, una patologia en la qual l'absència de dopamina en els ganglis basals deteriora en abundància la capacitat de moviment de l'individu.
La memòria, l'atenció i l'aprenentatge
La dopamina està distribuïda també en les regions neuronals que permeten l'aprenentatge i la memòria, com ara l'hipocamp i l'escorça cerebral.
Quan no es segrega suficient dopamina en aquestes zones poden aparèixer problemes de memòria, impossibilitat de mantenir l'atenció i dificultats per a l'aprenentatge.
Les sensacions de recompensa
És probablement la funció principal d'aquesta substància ja que la dopamina segregada en el sistema límbic permet experimentar sensacions de plaer i recompensa.
D'aquesta manera, quan vam realitzar una activitat que ens resulta agradable nostre cervell allibera dopamina de forma automàtica, la qual permet l'experimentació de la sensació de plaer.
La inhibició de la producció de la prolactina
La dopamina s'encarrega d'inhibir la secreció de la prolactina, una hormona peptídica que estimula la producció de llet en les glàndules mamàries i la síntesi de progesterona en el cos de luti.
Aquesta funció és exercida principalment en el nucli arquejat de l'hipotàlem i en la hipòfisi anterior.
La regulació de la son
El funcionament de la dopamina en la glàndula pineal permet dictar el ritme circadià en els éssers humans ja que permet alliberar melatonina i produir la sensació de son quan es porta temps sense dormir.
A més, la dopamina juga un paper important en el processament de el dolor (nivells baixos de dopamina s'associen a símptomes dolorosos), i està implicada en els actes auto-reflexos de les nàusees.
La modulació de l'humor
Finalment, la dopamina exerceix funcionaments importants en la regulació de l'humor, de manera que nivells baixos d'aquesta substància s'associen a mal humor i depressió.
Patologies relacionades amb la dopamina
La dopamina és una substància que porta a terme múltiples activitats cerebrals, de manera que el seu mal funcionament pot donar lloc a moltes malalties. Les més importants són.
Malaltia de Parkinson
És la patologia que guarda una relació més directa amb el funcionament de dopamina en les regions cerebrals. De fet, aquesta malaltia és produïda principalment per una pèrdua degenerativa de neurotransmissors dopaminèrgics en els ganglis basals.
La disminució de dopamina es tradueix en els típics símptomes motors de la malaltia, però també pot ocasionar altres manifestacions relacionades amb el funcionament de l'neurotransmissor com problemes de memòria, atenció o depressió.
El principal tractament farmacològic per al Parkinson es basa en l'ús d'un precursor de la dopamina (el L-DOPA), els quals permeten incrementar lleument les quantitats de dopamina en el cervell i mitigar la simptomatologia.
esquizofrènia
La principal hipòtesi de l'etiologia de l'esquizofrènia es basa en la teoria dopaminèrgica, la qual planteja que aquesta malaltia és deguda a una hiperactivitat de l'neurotransmissor de dopamina.
Aquesta hipòtesi és recolzada per l'eficàcia dels medicaments antipsicòtics per aquesta malaltia (que inhibeixen els receptors D2) i per la capacitat que tenen les drogues que augmenten l'activitat dopaminèrgica com la cocaïna o les amfetamines de generar una psicosi.
epilèpsia
Amb base en diverses observacions clíniques, s'ha postulat que l'epilèpsia podria ser una síndrome de hipoactivitat dopaminèrgica, de manera que un dèficit de producció de dopamina en les àrees mesolímbiques podria donar lloc a aquesta malaltia.
Aquestes dades no han estat totalment contrarestats però estan recolzats per l'eficàcia dels fàrmacs que han resultats eficaços per al tractament de l'epilèpsia (els anticonvulsius), els quals incrementa l'activitat dels receptors D2.
addicció
En el mateix mecanisme de la dopamina que permet l'experimentació de plaer, gratificació i motivació, també se sustenten les bases de l'addicció.
Les drogues que proporcionen una major alliberament de dopamina com el tabac, la cocaïna, les amfetamines i la morfina són les que tenen un major poder addictiu causa de l'increment dopaminèrgic que produeixen en les regions cerebrals de plaer i recompensa.
referències
- Arias-Montaño JA. Modulació de la síntesi de dopamina per receptors presinàptics. Tesi doctoral, Departament de Fisiologia, Biofísica i Neurociències, CINVESTAV, 1990.
- Feldman RS, Meyer JS, Quenzer LF. Principles of Neuropsychopharmacology. Sunderland, Sinauer, 1997: 277-344.
- Gobert A, Lejeune F, Rivet JM, Cistarelli L, Millan MJ. Dopamine D3 (auto) receptors Inhibit Dopamine release in the frontal còrtex of Freely moving rats in vivo. J Neurochem 1996; 66: 2209-12.
- Hetey L, Kudrin V, Shemanov A, Rayevsky K, Delssner V. Presynaptic Dopamine and serotonin receptors modulating tyrosine hydroxylase activity in synaptosomes of nucleus accumbens of rats. Eur J Pharmacol 1985; 43: 327-30.
- O'Dowd BF. Structure of Dopamine receptors. J Neurochem 1993; 60: 804-16.
- Poewe W. Should treatment of Parkinson 's disease be started with a Dopamine agonist? Neurol 1998; 50 (Suppl 6): S19-22.
- Starr MS. El rol dels Dopamine in Epilepsy. Synapse 1996; 22: 159-94.