Dopamina

Dopamina

               Neurona 

La dopamina (C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2) es un neurotransmisor producido en una amplia variedad de animales, tanto vertebrados como invertebrados. Según su estructura química, la dopamina es una feniletilamina, una catecolamina que cumple funciones de neurotransmisor en el sistema nervioso central, activando los cinco tipos de receptores celulares de dopamina: D1 (relacionado con un efecto activador), D2 (relacionado con un efecto inhibidor), D3, D4 y D5, y sus variantes. La dopamina se produce en muchas partes del sistema nervioso, especialmente en la sustancia negra. La dopamina es también una neurohormona liberada por el hipotálamo, donde su función principal es inhibir la liberación de prolactina del lóbulo anterior de la hipófisis.

Dopamina

Nombre IUPAC

4-(2-aminoetil)benceno-1,2-diol

Fórmula semidesarrollada C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2

Fórmula molecular C8H11NO2

Propiedades físicas

Masa molar 153,18 g/mol

Propiedades químicas

Solubilidad en agua: 60,0 g/100 ml

Valores en el SI y en condiciones estándar

(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Como fármaco, actúa como simpaticomimético (emulando la acción del sistema nervioso simpático) promoviendo el incremento de la frecuencia cardíaca y presión arterial; a su vez, puede producir efectos deletéreos como taquicardia. Sin embargo, a causa de que la dopamina no puede atravesar la barrera hematoencefálica, su administración como droga no afecta directamente el sistema nervioso central.

En el cerebro de personas con enfermedad de Parkinson degeneran y mueren las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra, las cuales proyectan hacia los núcleos del putamen y caudado del estriado, núcleos que participan en los ganglios basales, provocando la pérdida de control de los movimientos voluntarios. El tratamiento para esta enfermedad es restaurativo, al intentar compensar la pérdida de dopamina que se produce por la muerte neuronal dopaminérgica. Sin embargo, para poder hacer llegar la dopamina hasta el cerebro y compensar su déficit, se administra su precursor, la L-Dopa (levodopa), normalmente junto a la carbidopa para evitar la degradación de la L-Dopa en plasma y aumentar la cantidad de precursor que llega al cerebro. Una vez atravesada la barrera hematoencefálica, la L-Dopa es metabolizada hasta dopamina gracias a la dopa descarboxilasa.

La dopamina fue sintetizada artificialmente por primera vez en 1910 por George Barger y James Ewens en los Laboratorios Wellcome en Londres, Inglaterra. Fue llamada Dopamina porque es una monoamina, y su precursor sintético es la 3,4-dihidroxifenilalanina (L-Dopa). En 1952, Arvid Carlsson y Nils-Åke Hillarp, del Laboratorio de Farmacología Química del Instituto Nacional del Corazón en Suecia, pusieron de manifiesto su importante papel como neurotransmisor. Éste y otros logros en transducción de señales en el sistema nervioso le valieron a Carlsson el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 2000.

Como miembro de la familia de las catecolaminas, la dopamina es un precursor de la norepinefrina (noradrenalina), luego epinefrina (adrenalina) en las vías de biosíntesis de estos neurotransmisores.

La dopamina se biosintetiza tanto en ciertas neuronas del encéfalo como en la médula de las glándulas suprarrenales primero por la hidroxilación de los aminoácidos L-tirosina a L-Dopa mediante la enzima tirosina 3-monooxigenasa, también conocida como tirosina hidroxilasa, y después por la descarboxilación de la L-DOPA mediante la enzima dopa-descarboxilasa. En algunas neuronas, la dopamina es transformada en norepinefrina por la dopamina beta-hidroxilasa.

En las neuronas, la síntesis se da en los terminales axónicos mediante enzimas transportadas por el axón, la dopamina se empaqueta en vesículas, que se liberan en la sinapsis en respuesta a un impulso eléctrico presináptico.

Biosíntesis de la dopamina

La dopamina es inactivada por el reingreso mediante el transportador de dopamina, luego es clivada (fragmentada o degradada) enzimáticamente por la catecol-O-metil transferasa (COMT) y la monoamino oxidasa (MAO). La dopamina que no es clivada por las enzimas es reempacada en vesículas para su reutilización.

La dopamina también es capaz de hacer difusión simple en la sinapsis, y de regular la presión sanguínea.

El bloqueo de los receptores cerebrales de dopamina aumenta (en vez de disminuir) el consumo de drogas. Dado que el bloqueo de dopamina disminuye el deseo, por esto el aumento en el consumo de drogas se podría ver no como un deseo químico, sino como un profundo deseo psicológico de "sentir algo".

Déficit en los niveles de dopamina se han relacionado con el déficit atencional con hiperactividad (DAH) y los medicamentos estimulantes usados exitosamente para tratar el aumento desmedido en los niveles de neurotransmisores de dopamina llevan a la disminución de los síntomas.

La dopamina de los circuitos mesolímbicos incrementa la actividad general y la de los centros regulatorios de la conducta, disminuyendo la inhibición latente. Estos tres efectos dan como resultado el incremento de la creatividad en la generación de ideas. Esto ha llevado al modelo trifactorial de la creatividad que incluye los lóbulos frontales, los lóbulos temporales y la dopamina mesolímbica. 

La dopamina anormalmente alta se asocia con psicosis y esquizofrenia. Las neuronas de dopamina en la vía mesolímbica están particularmente asociadas con estos síntomas. Las pruebas vienen parcialmente del descubrimiento de una clase de drogas llamadas fenotiacinas (que bloquean los receptores de dopamina D2) que pueden reducir los síntomas psicóticos, y parcialmente del descubrimiento de drogas como la anfetamina y cocaína (que son conocidas por incrementar de manera importante los niveles de dopamina) que pueden causar psicosis.​ Por esto, la mayoría de los fármacos antipsicóticos actuales están diseñados para bloquear la función de la dopamina en diversos grados.
Del enlace siguiente: https://www.drugabuse.gov/es/publicaciones/serie-de-reportes/las-drogas-el-cerebro-y-el-comportamiento-la-ciencia-de-la-adiccion/las-drogas-y-el-cerebro tomamos la información dada a continuación:

El cerebro humano es el órgano más complejo del cuerpo. Esta masa de materia gris y blanca de tres libras se encuentra en el centro de toda actividad humana: es necesario para conducir un vehículo, disfrutar de una comida, respirar, crear una obra de arte y disfrutar de las actividades cotidianas. En resumen, el cerebro regula las funciones básicas de su cuerpo; le permite interpretar y responder a todo lo que experimenta y moldea sus pensamientos, emociones y comportamientos.

El cerebro está compuesto por muchas partes que trabajan juntas como un equipo. Diferentes partes del cerebro son responsables de coordinar y llevar a cabo funciones específicas. Las drogas pueden alterar áreas importantes del cerebro que son necesarias para funciones vitales y pueden fomentar el abuso compulsivo de drogas que caracteriza a la adicción. Las áreas del cerebro afectadas por el abuso de drogas incluyen:

El tallo cerebral, que controla las funciones básicas vitales esenciales, como la frecuencia cardíaca, la respiración y el sueño.

La corteza cerebral, que se divide en áreas que controlan funciones específicas. Diferentes áreas procesan la información de nuestros sentidos, lo que nos permite ver, sentir, oír y saborear. La parte frontal de la corteza, llamada corteza frontal o cerebro anterior (prosencéfalo), es el centro del pensamiento del cerebro. Faculta nuestra capacidad de pensar, planificar, resolver problemas y tomar decisiones.

El sistema límbico, que contiene el circuito de recompensas del cerebro. Vincula una serie de estructuras cerebrales que controlan y regulan nuestra capacidad de sentir placer. El sentir placer nos motiva a repetir comportamientos que son fundamentales para nuestra existencia. El sistema límbico se activa mediante actividades vitales saludables, como por ejemplo comer y socializar—, pero también mediante las drogas adictivas. Además, el sistema límbico es el responsable de nuestra percepción de otras emociones, tanto positivas como negativas, lo que explica las propiedades de muchas drogas de alterar el humor.

¿Cómo se comunican las partes del cerebro?

El cerebro es un centro de comunicaciones conformado por miles de millones de neuronas, o células nerviosas. Las redes de neuronas pasan mensajes desde y hacia diferentes estructuras dentro del cerebro, la médula espinal y los nervios que se encuentran en el resto del cuerpo (el sistema nervioso periférico). Estas redes nerviosas coordinan y regulan todo lo que sentimos, pensamos y hacemos.

De Neurona a Neurona

Cada célula nerviosa del cerebro envía y recibe mensajes en forma de señales eléctricas y químicas. Una vez que una célula recibe y procesa un mensaje, se lo envía a otras neuronas.

Neurotransmisores, los Mensajeros Químicos del Cerebro

Los mensajes normalmente se transmiten entre las neuronas mediante sustancias químicas llamadas neurotransmisores.

Receptores, los Destinatarios Químicos del Cerebro

El neurotransmisor se adhiere a un sitio especializado en la neurona receptora, llamada receptor. El neurotransmisor y su receptor operan como “llave y cerradura”, formando un mecanismo sumamente específico que asegura que cada receptor solo enviará el mensaje apropiado después de interactuar con el tipo correcto de neurotransmisor.

Transportadores, los Recicladores Químicos del Cerebro

Situados en la neurona que libera el neurotransmisor, los transportadores reciclan estos neurotransmisores (es decir, los traen de vuelta a la neurona que los liberó), apagando de este modo la señal entre las neuronas.

Para enviar un mensaje, una célula cerebral (neurona) libera una sustancia química (neurotransmisor) en el espacio (sinapsis) entre ésta y la siguiente célula. El neurotransmisor cruza la sinapsis y se adhiere a las proteínas (receptores) de la célula cerebral receptora. Esto provoca cambios en la célula receptora y se envía el mensaje.

¿Cómo funcionan las drogas en el cerebro?

Las drogas son sustancias químicas que afectan el cerebro al penetrar en su sistema de comunicación e interferir con la manera en que las neuronas normalmente envían, reciben y procesan la información. Algunas drogas, como la marihuana y la heroína, pueden activar las neuronas porque su estructura química imita la de un neurotransmisor natural. Esta similitud en la estructura “engaña” a los receptores y permite que las drogas se adhieran a las neuronas y las activen. Aunque estas drogas imitan a las sustancias químicas propias del cerebro, no activan las neuronas de la misma manera que lo hace un neurotransmisor natural, y conducen a mensajes anómalos que se transmiten a través de la red.

Otras drogas, como las anfetaminas o la cocaína, pueden causar que las neuronas liberen cantidades inusualmente grandes de neurotransmisores naturales o pueden prevenir el reciclaje normal de estas sustancias químicas del cerebro. Esta alteración produce un mensaje amplificado en gran medida, que en última instancia interrumpe los canales de comunicación.

¿Cómo funcionan las drogas en el cerebro para producir placer?

La mayoría de las drogas adictivas, directa o indirectamente, atacan al sistema de recompensas del cerebro, inundando el circuito con dopamina. La dopamina es un neurotransmisor que se encuentra en las regiones del cerebro que regulan el movimiento, la emoción, la motivación y los sentimientos de placer. Cuando se activa a niveles normales, este sistema recompensa nuestros comportamientos naturales. Sin embargo, la sobrestimulación del sistema con drogas produce efectos de euforia, que refuerzan fuertemente el consumo—y le enseñan al usuario a repetirlo.

La mayoría de las drogas adictivas atacan el sistema de recompensas del cerebro, llenándolo de dopamina.

¿De qué manera la estimulación del circuito de placer del cerebro nos enseña a seguir consumiendo drogas?

Nuestros cerebros están conectados para garantizar que repitamos las actividades vitales al asociar estas actividades con el placer o la recompensa. Cada vez que se activa este circuito de recompensa, el cerebro nota que está sucediendo algo importante que necesita recordar, y nos enseña a hacerlo una y otra vez sin pensar en ello. Debido a que las drogas adictivas estimulan el mismo circuito, aprendemos a abusar de las drogas de la misma manera.

¿Por qué las drogas son más adictivas que las recompensas naturales?

Cuando se toman algunas drogas adictivas, pueden liberar de 2 a 10 veces más la cantidad de dopamina que las recompensas naturales, como comer y tener sexo. En algunos casos, esto ocurre casi de inmediato (como cuando las drogas se fuman o se inyectan), y los efectos pueden durar mucho más que los producidos por las recompensas naturales. Los efectos resultantes sobre el circuito de recompensas del cerebro son gigantescos en comparación con los producidos por los comportamientos naturales de gratificacióngratificación. El efecto de una recompensa tan poderosa motiva fuertemente a la gente a consumir drogas una y otra vez. Por este motivo, los científicos a veces dicen que el abuso de drogas es algo que aprendemos a hacer muy, muy bien.

El abuso de drogas a largo plazo perjudica el funcionamiento del cerebro.

¿Qué le pasa al cerebro si continúa consumiendo drogas?

Para el cerebro, la diferencia entre las recompensas normales y las recompensas producidas por las drogas se puede describir como la diferencia entre alguien que susurra al oído y alguien que grita con un micrófono. Así como rechazamos el volumen demasiado alto de una radio, el cerebro se ajusta a las oleadas abrumadoras de dopamina (y otros neurotransmisores), produciendo menos dopamina o disminuyendo el número de receptores que pueden recibir señales. Como resultado, el impacto de la dopamina sobre el circuito de recompensas del cerebro de una persona que abusa de las drogas puede llegar a ser anormalmente bajo, y se reduce la capacidad de esa persona de experimentar cualquier tipo de placer.

Así, una persona que abusa de las drogas eventualmente se siente aplacada, sin vida y deprimida, y es incapaz de disfrutar de las cosas que antes le resultaban placenteras. Ahora, la persona necesita seguir consumiendo drogas una y otra vez sólo para tratar de que la función de la dopamina regrese a la normalidad—, lo cual solo empeora el problema, como un círculo vicioso. Además, la persona a menudo tendrá que consumir cantidades mayores de la droga para conseguir el efecto deseado y que le es familar que resulta, un fenomeno de la dopamina alta, conocido como tolerancia.

¿De qué manera el consumo de drogas a largo plazo afecta los circuitos cerebrales?

Sabemos que el mismo tipo de mecanismos implicados en el desarrollo de la tolerancia pueden finalmente conducir a cambios profundos en las neuronas y los circuitos del cerebro, con el potencial de comprometer seriamente la salud del cerebro a largo plazo. Por ejemplo, el glutamato es otro neurotransmisor que influye en el circuito de recompensas y en la capacidad de aprender. Cuando la concentración óptima del glutamato se ve alterada por el abuso de drogas, el cerebro intenta compensar este cambio, lo que puede causar un deterioro de la función cognitiva. Del mismo modo, el abuso de drogas a largo plazo puede desencadenar adaptaciones en los sistemas de memoria no conscientes o habituales. El condicionamiento es un ejemplo de este tipo de aprendizaje, donde ciertos indicios en la rutina o el entorno diarios de una persona se asocian con la experiencia de la droga y pueden disparar deseos incontrolables cada vez que la persona está expuesta a estos indicios, aun cuando la droga en sí no está disponible. Este “reflejo” aprendido es extremadamente durable y puede afectar a una persona que alguna vez consumió drogas incluso después de muchos años de abstinencia.

¿Qué otros cambios ocurren en el cerebro cuando se abusa de las drogas?

La exposición crónica a las drogas adictivas altera la forma en que las estructuras cerebrales críticas interactúan para controlar e inhibir las conductas relacionadas con el consumo de drogas. Al igual que el abuso continuo puede llevar a la tolerancia o la necesidad de dosis más altas de drogas para producir un efecto, también puede llevar a la adicción, lo que puede llevar a un consumidor a buscar y consumir drogas de forma compulsiva. La adicción a las drogas merma el autocontrol y la capacidad de una persona de tomar decisiones acertadas, a la vez que produce impulsos intensos de consumir drogas.
Un estudio realizado por la Universidad de Colombia Británica  encontró que los niveles de dopamina juegan un papel clave en cómo los humanos perciben un riesgo y la recompensa o el fracaso asociado con él.
Según esta investigación el cerebro actualiza constantemente cómo calculamos el riesgo y la recompensa en función de las experiencias previas, manteniendo un puntaje interno de victorias y pérdidas, parece que la dopamina juega un papel importante en estos procesos, influyendo en nuestras elecciones diarias.
El neurotransmisor dopamina "se siente bien" controla la mayoría de nuestras emociones. Los sentimientos de amor, felicidad, placer y euforia están controlados por niveles adecuados de dopami8na. Mientras bajos niveles de dopamina conducen a la sensación de remordimiento o insuficiencia. La investigación reciente también ha vinculado los bajos niveles de dopamina a varios trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia, la depresión y la drogadicción.

Los investigadores también querían ver si el neurotransmisor estaba involucrado en las decisiones de toma de riesgos. Estudios previos ya han demostrado que los niveles de dopamina aumentan cuando las decisiones riesgosas ofrecen recompensas. Para probar más esta teoría, usaron ratas y las sometieron a pruebas en las que tenían que elegir entre recompensas seguras y riesgosas. Las ratas se mantuvieron en recintos que contenían dos palancas.

Presionar una palanca dio a los roedores una recompensa pequeña, pero garantizada, mientras que la otra palanca produjo una gran recompensa o nada. Los investigadores compararon esta situación con el dilema de un inversionista de Wall Street en el que un bono ofrece una pequeña recompensa garantizada, mientras que un bono de alto riesgo es una recompensa riesgosa pero desconocida.

Los investigadores también alteraron el proceso de toma de decisiones de las ratas cerrando o activando las señales de dopamina en sus cerebros. Cuando las ratas eligieron la recompensa arriesgada y no obtuvieron nada, los investigadores activaron las señales de dopamina cuando normalmente habrían disminuido. Como resultado de niveles elevados de dopamina, las ratas tomaron decisiones más riesgosas. Por el contrario, cuando las ratas ganaron después de una decisión arriesgada, los investigadores desactivaron las señales de dopamina, después de lo cual las ratas comenzaron a jugar con más cautela.

Al eliminar temporalmente estas señales químicas, demuestra cuán importantes son en la alteración de nuestras decisiones, incluso si va en contra de nuestro mejor juiciojuicio.

Si bien se ha demostrado el objetivo de este experimento para mostrar la participación de la dopamina en las decisiones de toma de riesgos, aún se debe trabajar en su potencial aplicación clínica. Esto significa que debe evaluarse el efecto de alterar los niveles de dopamina para la terapia dirigida en trastornos psiquiátricos inmediatamente después de una decisión de riesgo o recompensa.

El momento de la estimulación es importante. Al comprender cómo estas señales funcionan para influir en nuestro comportamiento, estos hallazgos pueden proporcionar una idea de lo que sucede cuando estas señales salen mal, como puede ocurrir en numerosos trastornos psiquiátricos.
 Fuente: Floresco S, Stopper C, Tse M, Montes D, Wiedman C. Overriding Phasic Dopamine Signals Redirects Action Selection during Risk/Reward Decision Making. Neuron. 2014