Modelo funcional

Modelo funcional

El tiempo de llegada de la sustancia al cerebro depende de varios factores, entre ellos, la vía de entrada o consumo, que generalmente depende de su estado físico; la vía oral es más lenta pero más segura en términos de toxicología, la vía nasal o inhalatoria es más rápida pero con poca diferencia en eficiencia a la vía oral, la vía intranasal o esnifatoria es tan eficiente como la inhalatoria pero produce a largo plazo daños en el tabique nasal, la vía intravenosa es la más eficiente y veloz.2 Los efectos psicoactivos dependen enteramente de su llegada al cerebro, y la mayor dificultad es la barrera hematoencefálica, por lo que algunas sustancias la cruzan con dificultad y otras no lo logran.3

Cuando la sustancia ha cruzado la barrera hematoencefálica es capaz de ejercer una función neuromodulatoria, modificando la síntesis neurotransmisora a nivel sináptico. La neuromodulación puede ser iónica, modificando el estado de los canales iónicos al bloquearlos o abrirlos y ejerciendo una función inhibitoria o excitatoria que modifica el potencial de acción neuronal; neurotransmisora, inhibiendo o facilitando, total o parcialmente el paso de ciertas sustancias (iones, micromoléculas o macromoléculas) a través de la membrana, o enzimático, al unirse a ciertas enzimas e incrementar o disminuir su acción.

[editar]Neuromodulación

[editar]Iónica

Una membrana e iones tratando de atraversarla.

Las membranas celulares son permeables generalmente a ciertas moléculas pequeñas no polarizadas, como azúcar, pero no son permeables a las demás, como los iones. Para facilitar el paso de estos, las membranas disponen de canales iónicos formados por proteínas que se abren o cierran según qué circunstancias. La apertura de estos canales facilita el flujo de estos iones dentro o fuera de la célula.4 Existen los siguientes tipos de canales iónicos, permeables selectivamente:

Canal de calcio (Ca2+)

Canal de potasio (K+)

Canal de sodio (Na+)

Canal de cloro (Cl-)

Los bloqueantes de canal cierran el paso de los iones. En un momento determinado, según la diferencia del número de estos dentro de la célula y fuera se establece el potencial de membrana, que se expresa generalmente en milivoltios.

Las bombas de iones utilizan la energía celular para bombear de un lado de la membrana (desde dentro de la célula) al otro, disminuyendo el número de iones de algún tipo dentro de la neurona y aumentando el número de estos fuera de ella. Una bomba iónica importante es la bomba sodio-potasio, cuya función es intercambiar tres iones de sodio del interior por dos de potasio del exterior, para evitar el paso de agua dentro de la neurona.

Los canales iónicos se abren o cierran mediante la regulación iónica que es mediada directamente por un ligando, la diferencia de potencial o la deformación mecánica.

[editar]Canal abierto por ligando

En el primer grupo, los ligandos se unen a un dominio trasmembrana y provocan un comportamiento del poro iónico incrementando o disminuyendo el paso de los iones a través de el.5

Existen 4 grupos de receptores que tienen como ligandos las siguientes sustancias:

Receptores aniónicos cys-loop (ion negativo)

GABAA Glicina

alfa (α), beta (β), gamma (γ), delta (δ), epsilon (ε), pi (π), theta (θ), ro (ρ) alfa (α), beta (β)

Receptores catiónicos cys-loop (ion positivo)

Serotonina Acetilcolina nicotínica Zinc

5-HT3 alfa (α), beta (β), gamma (γ), delta (δ), epsilon (ε) ZAC

Receptores ionotrópicos de glutamato

AMPA Kainato NMDA Huérfano

Receptores catiónicos de ATP

El receptor 5-HT de subtipo 3 (5-HT3) tiene como ligando la serotonina, y a diferencia de los otros subtipos, cuando la serotonina se liga al dominio del receptor celular provoca una respuesta positiva en el canal, abriéndolo y permitiendo el paso de los iones. Los agonistas de este receptor aumentan los niveles de serotonina incrementando a su vez el número de respuestas de los canales de este receptor; los antagonistas, en cambio, disminuyen parcial o totalmente la actividad del receptor. Cuando el 5-HT3 es estimulado agonistamente (por ejemplo el etanol)a nivel central se producen efectos como náuseas, vómito y ansiedad, por lo que los antagonistas producen los efectos contrarios sirviendo de terapia para la ansiedad (antipsicóticos o antidepresivos) o náusea (antieméticos).

[editar]Canal abierto por voltaje

Impulso nervioso neuronal unidireccional por el cambio de potencial trasmembrana

A diferencia de los canales iónicos abiertos por ligando, estos se abren y cierran como respuesta a la diferencia de potencial trasmembrana (entre el interior de la célula y el exterior). La membrana contiene un sensor de voltaje que detecta la diferencia de potencial y abre o cierra los canales iónicos a través de toda la superficie de la célula induciendo a una despolarización direccional y coordinada que permite transportar el impulso eléctrico a través de la neurona, hasta la adyacente.

Este tipo de canales iónicos permiten el paso de los iones de potasio, sodio y calcio.

[editar]Canal abierto por estimulación mecánica

Este tipo de de canales iónicos se abren como respuesta a alguna estimulación mecánica y regulan fenómenos complejos como el dolor. Alguna de las estimulaciones incluyen:

Olor

Calor

Sonido

Vibración

[editar]Proteínas G, ATP y GDP

Artículo principal: Receptor acoplado a proteínas G.

Receptor acoplado a una proteína G

Las proteínas G son un grupo de transductores de señales a los que se acoplan un conjunto variado de receptores denominados receptores acoplados a proteínas G. Este tipo de receptores tienen como ligando, o son activados, por numerosos ligandos entre los cuales se cuentan neurotransmisores, hormonas y feromonas, entre otros. La mayoría de drogas son mediadas por estos receptores.

El funcionamiento de estos receptores no es del todo conocido, pero está mediado por lo general por ligandos que activan los receptores y producen a su vez la activación de mensajeros secundarios como GTP y GDP que modifican la conformación de las proteínas secundarias generando una cascada señalizadora.

En un principio se produce la activación del receptor por una molécula o señal de diversa naturaleza.

Esta proteína, que se encuentra en la membrana celular, sufre un cambio conformacional que se refleja en las regiones citosólicas y se activa.

Cuando la proteína G esta ya activa, la proteína G heterotrimérica (otra proteína G en el interior de la célula) que

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