Dopamina, Parkinson y Esquizofrenia

Hola y bienvenidos de nuevo a mi blog ‘Huele a Química’. Porque la Química, efectivamente, huele, y todo lo que huele es, efectivamente, Química.


Después de más tiempo del que me hubiera gustado sin actualizar el blog, vuelvo con una entrada que me hace especial ilusión. Va a hacer 4 años desde que finalicé la carrera de Química, y aún recuerdo las dudas que genera comenzar el último año sin tener claro que harás al acabar…¿máster o no?, ¿en qué rama me quiero especializar?, ¿qué es lo mejor para mi futuro? Pues bien, durante ese último curso 2012/2013 hubo una asignatura que sin duda despejó todas mis dudas y encarriló mi carrera como Químico hasta el día de hoy. Me refiero a la asignatura de “Química Médica“, que como su nombre indica trata toda la rama de la Química dedicada al descubrimiento de nuevos fármacos, su comportamiento dentro del cuerpo humano, y al conocimiento de las diferentes moléculas que regulan nuestro organismo. A raíz de esa asignatura supe que quería continuar mi camino, primero, por la rama de Química Orgánica, y segundo, orientándome al descubrimiento de moléculas con fines terapéuticos.

Dentro de esta asignatura se nos propuso realizar un trabajo sobre neurotransmisores, moléculas sintetizadas por el propio organismo (biomoléculas) encargadas de transmitir información de una neurona a otra, y que regulan cambios producidos en el organismo de manera natural. El neurotransmisor que escogí para ese trabajo fue la dopamina, y sin duda me resultó un trabajo apasionante y que recuerdo con mucho cariño, por el contexto en el que lo llevé a cabo. 

Así que quiero compartir con vosotros la información que obtuve y lo que aprendí sobre qué es, para qué sirve y cómo funciona la dopamina, además de algunas enfermedades provocadas por variaciones en su nivel.


La dopamina es una biomolécula que actúa como neurotransmisor en el cuerpo humano y en una amplia variedad de animales.

Molécula de Dopamina
Molécula de dopamina

 

Estructuralmente, se trata de una feniletilamina (3,4-dihidroxifeniletilamina) perteneciente a la familia de las catecolaminas, juntamente con la adrenalina y la noradrenalina, también neurotransmisores.

Adrenalina y Noradrenalina.png

La dopamina es el neurotransmisor más importante del Sistema Nervioso Central (SNC) en los mamíferos y participa en la regulación de diversas funciones como la conducta motora, la emotividad y la afectividad, así como en la comunicación neuroendocrina y el sistema de recompensa. Es decir, la liberación de dopamina se produce en momentos que nos hacen sentir emotividad, afecto o al obtener recompensas gratificantes. También en situaciones de placer como tras una buena comida, en el acto sexual o al consumir ciertas drogas. 

Para que la dopamina ejerza su efecto y nos llegue a producir las emociones mencionadas, el sistema dopaminérgico debe ponerse en funcionamiento y darse una serie de etapas comunes a la mayoría de sistemas de otros neurotransmisores. Como se puede ver el la figura siguiente, el primer paso es su síntesis en las terminales nerviosas dopaminérgicas a partir del aminoácido tirosina por acción de varias enzimas específicas (1). A medida que se genera dopamina, ésta se almacena en vesículas, lista para ser liberada (2). La liberación de las moléculas de dopamina puede producirse directamente al espacio sináptico (espacio existente entre dos neuronas) (3), siendo libres para interaccionar con sus receptores específicos y provocar la actividad fisiológica intrínseca (4). La dopamina que no interacciona con receptores se vuelve a introducir en la neurona madre o presináptica en el proceso de recaptación (5), que desemboca en el metabolismo de las moléculas (6).

Sinapsis dopaminérgica.png
Funcionamiento del sistema dopaminérgico en las neuronas.

 

Un buen funcionamiento del sistema dopaminérgico y el resto de neurotransmisores hace que nuestro organismo se mantenga estable y nuestras emociones sean las adecuadas y en su justa medida. Sin embargo, la función del sistema dopaminérgico en el SNC se ha convertido en foco de gran interés debido a que diversas alteraciones en la transmisión dopaminérgica han sido relacionadas, directa o indirectamente, con trastornos severos, como la enfermedad de Parkinson o trastornos psicóticos que incluyen esquizofrenia, y con la dependencia a drogas como las anfetaminas o la cocaína.

Los fármacos o drogas que actúan sobre el sistema dopaminérgico normalmente bloquean alguno de los pasos descritos, alterando todo el mecanismo y generando diversos síntomas anormales. Un ejemplo muy conocido es la cocaína: la molécula de cocaína bloquea la enzima encargada de transportar la dopamina hacia la neurona presináptica en el proceso de recaptación, resultando en un aumento prolongado de la cantidad de dopamina en el espacio sináptico, generando numerosas y sucesivas interacciones con los receptores, que desencadena en el estado de euforia característico de esa droga (hemos comentado que la dopamina regula las sensaciones de placer y recompensa). La toma prolongada de esta droga hace que el cerebro se acostumbre a tener una concentración elevada de dopamina libre, lo que hace que cuando los niveles bajan a causa de dejar de consumir la droga, afloran sentimientos de depresión, ansiedad o fatiga…conocidos como el “mono“.

Por otro lado, si es el propio sistema dopaminérgico el que se deteriora de forma natural y desemboca en una menor liberación de dopamina al medio sináptico, se puede producir la conocida enfermedad de Parkinson, cuyos principales síntomas son temblores, dificultad para llevar a cabo movimientos, rigidez, y dificultad para el habla y para tragar, desembocando en la invalidez física de la persona. El tratamiento que primero se pensaría sería la administración de dosis de dopamina para suplir su falta, sin embargo, la molécula de dopamina no es capaz de traspasar la barrera hematoencefálica (BHE) para llegar al cerebro, así que no resulta un tratamiento válido. Por ello, se probó con un precursor de la dopamina, la L-DOPA o levodopa, capaz de traspasar la BHE y convertirse en dopamina en el interior de la neurona, dando buenos resultados. Sin embargo, gran parte de la levodopa se transformaba en dopamina antes de pasar la BHE, habiendo de administrar dosis muy elevadas para que un porcentaje válido llegara a las neuronas, lo que provocaba efectos secundarios. La solución encontrada fue administrar carbidopa juntamente con la levodopa, la carbidopa es un inhibidor de la enzima que la transforma levodopa en dopamina, de manera que toda la levodopa administrada pasaría la BHE y una vez dentro sí podría transformarse en dopamina. La combinación carbidopa/levodopa es uno de los tratamientos más utilizados hoy en día frente a la enfermedad de Parkinson.

Parkinson.png
La carbidopa inhibe la enzima responsable de transformar la levodopa en dopamina, permitiendo que toda pase la BHE. Una vez dentro, se transforma en dopamina y suple la falta.

Finalmente, si el deterioro natural del sistema dopaminérgico lo lleva a producir más dopamina de la normal, ocurren los efectos asociados a la esquizofrenia. Para controlar los síntomas, se utilizan fármacos que bloquean los receptores dopaminérgicos, para que el exceso de moléculas no llegue a producir los efectos de la enfermedad. A estos fármacos se les llama antagonistas dopaminérgicos, ya que interaccionan con los mismos receptores, pero no generan el efecto asociado, y así los bloquean, evitando que lo haga la dopamina. Algunos ejemplos de moléculas antagonistas de dopamina son las fenotiazinas, los tioxantenos o las butirofenonas.

Sin duda, la dopamina es una molécula tan sencilla como importante dentro de nuestro organismo. Como todo en él, un leve desequilibrio puede provocar reacciones adversas que alteran profundamente nuestra salud. El entendimiento profundo de los sistemas que regulan los diferentes neurotransmisores y, en concreto, el de dopamina, ha resultado fundamental en el diseño de moléculas que permitan modificar los cambios que se produzcan en ellos. 


Como siempre, espero que esta entrada os resulte amena e interesante. Gracias por leer.

Pedro Juan Llabrés Campaner

Más información:

Delgado, A., Joglar, J. y Minguillón, C. (2003). Introducción a la Química Terapéutica (2ª ed.). Madrid: Díaz de Santos

Arias-Montaño, J.A., Bahena-Trujillo, R. y Flores, G. (2000). Dopamina: síntesis, liberación y receptores en el Sistema Nervioso Central. Rev Biomed, 11, 39-60.

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