Dopamina, la gran catecolamina
Bienvenidos un mes más a la dosis del blog que estudia la neurociencia, para que vuestro encéfalo aprenda sobre sí mismo, siendo el único órgano que hace esto en el cuerpo humano.
Permitidme que os pregunte: ¿Cuántas veces habéis escuchado "la dopamina es una de las claves para la felicidad" o cosas similares? Pues bien, en parte es cierto, junto con la oxitocina y la serotonina es la encargada de la felicidad, pero también hace otras muchas cosas, si quieres descubrirlas quédate que ¡COMENZAMOS! con la primera catecolamina (leer la introducción a estas aquí).
.jpg)
¿Qué es la dopamina?
La dopamina, un neurotransmisor de composición catecolaminérgica es esencial en el encéfalo que tenemos que estudiar en profundidad, en este artículo vamos a hablar de la importancia de la dopamina, qué es y sus funciones en los seres vivos; aunque antes nos adentramos en su historia.
Historia de la dopamina
La
dopamina ha sido estudiada en neuroanatomía comparada de muchos animales de
distintos desarrollos neurológicos y biológicos. En dichos estudios se han
observado que las neuronas dopaminérgicas, es decir, las neuronas que tienen
síntesis o formación de dopamina han estado muy conservadas en toda la
evolución. Además, de encontrarse desde los principios del desarrollo del
cerebro.
La
primera vez que fue aislada en un laboratorio fue en 1910 por George Barger y James Ewens en los Laboratorios Wellcome (Londres, Inglaterra). Pasarían más de 40 años hasta el año 1952,
cuando Arvid Carlsson y Nils-Åke Hillarp, del Laboratorio de
Farmacología Química del Instituto Nacional del Corazón (Suecia), descubrieron
realmente su importante papel como neurotransmisor. Siendo un hito histórico
que junto con otros hallazgos le valieron a Carlsson el Premio Nobel en Fisiología o Medicina, en el 2000.
La dopamina es una molécula que se encuentra en el cerebro de muchos animales, es decir, un neurotransmisor. Está en el cerebro, y por su estructura, es un neurotransmisor que se agrupa con la adrenalina (o epinefrina) y la noradrenalina (o norepinefrina), que tal vez hayas oído también mencionar. Esta triada es conocida como el grupo de las catecolaminas, debido a su estructura bioquímica. La adrenalina y noradrenalina están asociadas a respuestas rápidas al estrés. Ambas son neurotransmisores que provienen de una cadena de biosíntesis.
Figura 1. Estructura química con átomos de carbonos en color negro, color rojo los átomos de oxígeno, en blanco los átomos de hidrógeno y en azul los átomos de nitrógeno de la dopamina.
La ruta de biosíntesis desde la L-tirosina y gracias
a las monoaminoxidasas que son enzimas muy poderosas que se encargan de hacer
estas reacciones. Así pues, la L-tirosina gracias a la tirosina hidroxilasa se
convierte en la L-DOPA que con la Dopa-descarboxilasa se convierte a su vez en
la dopamina.
Figura 2. Síntesis de la dopamina.
La dopamina como neurotransmisor se encuentra en el encéfalo de numerosos animales. Como hemos comentado evolutivamente se encuentran conservados los grupos neuronales que presentan este neurotransmisor. Encontrándose en todas las áreas del cerebro, destacando: corteza, sustancia negra o nigra y el área tegmental ventral.
Receptores de la dopamina
Los receptores se pueden clasificar en general en dos
grandes grupos.
Algunos receptores pueden ser de tipo canal o pueden ser receptores
complejos conformados por proteínas. En ambos casos, su función es la misma
conectar y permitir el intercambio de sustancias entre el interior y el
exterior celular.
Este segundo tipo, son los receptores de la dopamina. Concretamente, los receptores de la dopamina no están solo conformados por proteínas, sino que son una clase de familia de receptores que se llaman acoplados a proteínas G. Las proteínas G son unos complejos de proteínas que se encuentran generalmente en las membranas de las células, ayudando al intercambio de sustancias entre el interior y el exterior.
Los receptores de proteínas G son muy comunes en el sistema
nervioso central, especialmente en el grupo de los vertebrados. La dopamina es
la sustancia que se encuentra como ligando de estos receptores. Se han
identificado cinco tipos de receptores de dopamina: D1, D2,
D3, D4 y D5. De estos, los tipos D1 y
D5 son similares y se agrupan en la familia D1,
mientras que los tipos D2, D3 y D4 se
agrupan en la familia D2.
Figura 3. Receptores de dopamina y su clasificación.
Los receptores de la familia D1 están acoplados a proteínas
G que estimulan la formación de AMP cíclico, otra molécula que genera
muchas reacciones a nivel interno de la célula. Los receptores de la familia D2,
también acoplados a proteínas G, hacen lo contrario inhiben la formación de AMP
cíclico, activando los canales de potasio (K) y reducen la entrada de
calcio (Ca) por canales dependientes de voltaje (unos túneles especiales
que solo se abren si cambia el voltaje de la membrana celular, es decir, si hay
una despolarización).
Se han realizado estudios y se ha observado que una anormalidad
en la señalización del receptor o de las vías dopaminérgicas están implicadas
en desórdenes neuropsiquiátricos como la esquizofrenia,
los trastornos del estado de ánimo, el trastorno obsesivo compulsivo,
los trastornos del espectro autista, el trastorno por déficit de
atención con hiperactividad, el síndrome de Tourette,
la drogodependencia, la enfermedad de Parkinson y otros. Ahora
lo entenderemos un poco mejor cuando veamos las funciones de la dopamina.
Funciones la dopamina
El caso es que, la dopamina tiene muchas funciones gracias a tener 5 receptores en el encéfalo de los animales. Por tanto, usando la analogía de que la dopamina es como una llave que es capaz de abrir 5 tipos de puertas en las células del sistema nervioso. Esto implica que se encuentra en muchas funciones del sistema nervioso.
Entonces te preguntarás, ¿Qué funciones tiene la dopamina?
La primera, las neuronas que normalmente usan la dopamina se llaman neuronas dopaminérgicas, que normalmente están en una región del encéfalo llamada sustancia negra y el área tegmental ventral entre otras zonas asociadas al movimiento del cuerpo. Por ejemplo, el tratamiento para las enfermedades como el Parkinson y el Huntington se asocian a variantes de la dopamina, ya que es escaso en estas enfermedades donde se mueren las neuronas dopaminérgicas. En efecto, las neuronas dopaminérgicas como habrás imaginado son neuronas que sintetizan o generan dopamina.
Función de control del movimiento
Las
neuronas dopaminérgicas, que normalmente están en una región del encéfalo
llamada sustancia negra y el área tegmental ventral se conectan con las vías
glutamatérgicas (de glutamato) y gabaérgicas (GABA) para controlar con la
región del cerebelo. El cerebelo es el centro del control del movimiento
corporal. Estás utilizan la dopamina como mensajero para indicar a los centros
glutamatérgicos y gabaérgicos, activando o desactivando el movimiento,
respectivamente. Dado que la dopamina lo dirige de modo indirecto, pero
directamente es el glutamato el que indica si hay movimiento o el GABA si se
debe parar ese movimiento.
Por ello, se sabe que la dopamina está implicada en enfermedades como el Parkinson y el Huntington. En concreto, encontramos esto más detallado en el siguiente artículo de Microbacterium sobre el Parkinson.
Figura
4. Esquema de las vías dopaminérgicas en el sistema nervioso central humano.
Función de memorización
La
dopamina asociada en sus vías a la zona de la corteza cerebral se encuentra
ampliamente implicada con el glutamato en otra función esencial, la memoria.
Así es, la dopamina junto con el glutamato son los encargados de crear
conexiones entre neuronas dándonos la memoria a corto plazo y a largo plazo.
Esto se debe a las tríadas de neurona presináptica, astrocito neurona
postsináptica. Este concepto se vio muy bien en este artículo que os dejo de
Microbacterium sobre unos nuevos tipos de astrocitos. Que están muy implicados
en este proceso de memorización.
La memoria a corto y largo plazo es esencial. La primera, porque sin memoria a corto plazo, no podemos generar trabajos inmediatos, ni tampoco realizar un almacenamiento lento y progresivo de la información del día a día. La segunda, porque la memoria a largo plazo es esencial para tener recuerdos de experiencias pasadas con las que sobrevivir y experiencias autobiográficas para generar identidad y personalidad como individuos.
Función de control del sueño
Otra
de las funciones más importantes que tiene la dopamina, la hace de modo
indirecto, nuevamente, siendo en este caso el control del sueño. En el caso del
sueño, la dopamina es importante porque interacciona con la melatonina. Esta
última es la encargada de formarse para que nuestros sistemas nervioso y
circulatorio, entre otros, entren en la fase más baja de actividad, mientras
dormimos. La melatonina posee una estructura que se conforma desde la
serotonina, siendo está una de las hormonas de la felicidad y estando tan
relacionada con la dopamina, su relación indirecta con el sueño no se puede
negar.
Función adictiva y circuito de recompensa
La
dopamina, en su paso por la vía mesocortical, interacciona con el glutamato en
otra actividad neuronal muy compleja y a la vez necesaria, el circuito de
recompensa.
Por su lado bueno, el circuito de recompensa nos motiva a recordar y repetir porque nos da un aumento de la dopamina, serotonina y oxitocina (la tríada de las hormonas de la felicidad). En realidad, tiene sentido que la evolución haya desarrollado este tipo de mecanismos, para asociar algunas experiencias y conductas para que se repitan en el tiempo. Algunas de ellas son esenciales, tales como comer, beber, reproducirse, etc.
No
obstante, estos circuitos también pueden ser negativos, generando los problemas
con las adicciones.
Función cognitiva compleja
Las
funciones cognitivas complejas, que hemos comentado algunas antes, entre ellas
están la memorización y el aprendizaje, se asocian con otras cuestiones
interesantes en las que se implica a la dopamina.
Por
ejemplo, la dopamina de la corteza cerebral interconecta diversas áreas
cerebrales y especialmente en las diferentes capas de la corteza cerebral, se
han observado actividades neuronales asociadas a procesos de motivación y
atención. Ambos son la base, para conseguir aprender y memorizar cosas
como vimos previamente.
La dopamina y otras hormonas
Estas funciones comentadas hasta ahora de la dopamina se encuentran delimitadas en una región, el sistema nervioso central. No obstante, sus interacciones con algunas hormonas lo llevan de modo indirecto más lejos.
La
dopamina como hormona de la felicidad con la tríada de la oxitocina y la
serotonina, hemos visto que controla el placer y el sueño, respectivamente.
Pues bien, no solo eso, sino que la dopamina, al regular la serotonina regula
el sueño. Con ello, nuestro estado de ánimo esta mejor, interconectando
circuitos de recompensa, atención aprendizaje, etc. Llevándonos nuevamente a
las funciones cognitivas complejas. ¿Veis que todo está conectado y lo que lo
conecta es la dopamina de modo directo o indirecto? Impresionante.
Pero
eso no es todo, la dopamina junto con la oxitocina también llega más lejos. Con
la secreción de dopamina controlada en las regiones del tálamo (centro
integrador del sistema nervioso central) y el hipotálamo (centro de precursores
que finalizan en la hipófisis dando neurohormonas). Pues bien, con la acción de
la dopamina, especialmente en el hipotálamo, que estimulará a su vez la
secreción de dopamina sobre la hipófisis que en última instancia genera la
oxitocina, nos dará más niveles de felicidad. Además, de la oxitocina implicada
en el parto para las mujeres y la secreción de la leche, ya que la dopamina
sintetiza o forma la prolactina (hormona encargada de la producción de leche
materna, en hembras mamíferas) y la oxitocina se necesita para activar a la
prolactina, cumpliendo su función en las glándulas mamarias.
Finalmente,
retomando el punto anterior, la dopamina en el hipotálamo también secreta una
neurohormona importantísima que sale del sistema nervioso central para llegar a
una región del cuerpo, las glándulas mamarias, especialmente en las hembras
mamíferas donde está ruta se activa en la etapa de embarazo y se mantiene
inhibida mientras (gracias también a la dopamina). El objetivo es que la
prolactina que es una hormona cuya función es estimular la formación de la
leche en las hembras mamíferas, se prepare para dar de comer al bebé una vez
nazca. La leche es el alimento de los bebés mamíferos, siendo esencial
para su sistema inmunitario, esta leche es rica en grasas, proteínas y todo lo
que necesitamos para crecer. Por lo que, podemos decir que, sin dopamina,
no habría ni prolactina, ni leche en último lugar.
Figura
5. Activación de la prolactina con la dopamina.
La dopamina y la prolactina
Por
otro lado, la dopamina funciona como estimulador de la secreción de una hormona
en el encéfalo que llega hasta las glándulas mamarias, la prolactina, hormona
que estimula la formación de la leche en las hembras mamíferas. La leche
es el alimento de los bebés mamíferos, siendo esencial para su sistema
inmunitario, esta leche es rica en grasas, proteínas y todo lo que necesitamos
para crecer.
Funciones cognitivas en la dopamina
Mientras tanto, la dopamina está en otras muchas funciones que están asociados al comportamiento: sueño, memoria, motivación, adicción, humor, atención, aprendizaje, y un largo etcétera.
En
el caso del sueño la dopamina es importante porque sin ella en su interacción
con la melatonina, no podríamos dormir y soñar.
En
la memoria la dopamina junto con el glutamato otro neurotransmisor son los
encargados de crear conexiones entre neuronas dándonos la memoria a corto plazo
y a largo plazo. Por ello, se asocia con el aprendizaje también.
La
dopamina es un neurotransmisor muy importante en la corteza cerebral, siendo
esta área la encargada de dirigir las motivaciones.
Las
adicciones y todo lo que es conocido como el circuito de recompensa se trata de
repetir cosas que nos dan placer. Por tanto, la dopamina como comentaba antes
ayuda en el refuerzo de las conexiones neuronales que permiten esto.
El
sentido del humor y el estado de ánimo la dopamina también lo controla en
asociación con la serotonina y la oxitocina dos neurotransmisores que son
conocidos por sus funciones como las hormonas, en realidad son neurohormonas,
ya que su bioquímica las permite estar en el sistema nervioso, pero teniendo
efectos también como hormonas. En conclusión, que también la dopamina es
importante para la felicidad y el estado de ánimo.
Conclusiones
En
conclusión, la dopamina es un neurotransmisor fascinante por sus funciones, su
estructura y su relación con otros componentes del cuerpo.
Lo más curioso es que muchas de sus funciones dependen a su vez de la armonía con la oxitocina y la serotonina los otros dos neurotransmisores que nos dan felicidad, entre otras muchas cosas. Siendo la primera de las catecolaminas, no está mal, imaginaos con que nos sorprenderán la adrenalina y la noradrenalina.
Finalmente, la serotonina y la dopamina regulan el sueño y que podamos descansar permitiendo que tengamos en perfecto funcionamiento la memoria, atención y aprendizaje. Cómo ves, todo está conectado.
Bibliografía
1. Benes, F.M. (1 de enero de 2001). «Carlsson and the discovery of
dopamine». Trends in Pharmacological Sciences. Volume 22 (Issue 1):
46-47.
2. Fahn, Stanley (1 de noviembre de 2006). En The Movement Disorder Society,
ed. 10th International Congress of Parkinson’s Disease and Movement
Disorders (Kyoto, Japón).
- Ayano, Getinet (2016). «Dopamine: Receptors, Functions, Synthesis,
Pathways, Locations and Mental Disorders: Review of Literatures»
[Dopamina: Receptores, funciones, síntesis, vías, localizaciones y
patología mental: revisión de literatura]. Journal of Mental Disorders and
Treatment (en inglés) 2 (2): 1-4. ISSN 2471-271X. doi:10.4172/2471-271X.1000120.
- Bahena-Trujillo, Ricardo; Flores, Gonzalo;
Arias-Montaño, José A. (enero a marzo de 2000). «Dopamina: síntesis, liberación y receptores en
el Sistema Nervioso Central». Rev
Biomed (México) 11 (1): 39-60
5. Zhen Qi, Gary W. Miller, Eberhard O. Voit (2008). Computational Systems Analysis of Dopamine Metabolism (artículo completo disponible en inglés). PLoS ONE 3(6): e2444.
doi:10.1371/journal.pone.0002444
6. Barron AB, Maleszka R, Vander Meer RK, Robinson GE (2007). «Octopamine
modulates honey bee dance behavior». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (5):
1703-7. PMID 17237217. doi:10.1073/pnas.0610506104.
7. Giuliano, F.; Allard J. (2001). «Dopamine and male sexual function». Eur
Urol 40: 601-608. PMID 11805404.
8. Giuliano, F.; Allard J. (2001). «Dopamine and sexual function». Int J Impot Res 13 (Suppl 3): S18-S28. PMID 11477488. doi:10.1038/sj.ijir.3900719.
9. Berridge K, Robinson T (1998). «What is the role of dopamine in reward:
hedonic impact, reward learning, or incentive salience?». Brain Res
Brain Res Rev 28 (3): 309-69. PMID 9858756.
10. Peciña S, Cagniard B, Berridge K, Aldridge J, Zhuang X (2003).
«Hyperdopaminergic mutant mice have higher "wanting" but not
"liking" for sweet rewards.». J Neurosci 23 (28):
9395-402. PMID 14561867.
11. Ikemoto, Satoshi (2007-11). «Dopamine reward circuitry: Two projection systems
from the ventral midbrain to the nucleus accumbens–olfactory tubercle complex». Brain Research Reviews (en inglés) 56 (1):
27-78. PMC 2134972. PMID 17574681. doi:10.1016/j.brainresrev.2007.05.004.
12. Nestler, Eric J. (Eric Jonathan), 1954-; Malenka, Robert C. (2009). Molecular neuropharmacology : a foundation for clinical neuroscience (2nd ed edición). McGraw-Hill Medical. ISBN 978-0-07-164119-7. OCLC 273018757
13. Figura destacada. Imagen extraída de: https://osinsa.org/2022/05/09/dopamina-el-neurotransmisor-que-nos-da-la-felicidad/
14.Figura
1. Imagen extraída de: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/67/Sintesis_de_catecolaminas.jpg
15.Figura
2. Imagen extraída de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dopamine_chemical_structure.png
15.Figura 3. Imagen extraída de:
https://www.google.com/search?q=proteinas+G+RECEPTORES+DE+DOPAMINA&tbm=isch&ved=2ahUKEwjWqYizmpeDAxUWVKQEHQ0wBoEQ2-cCegQIABAA&oq=proteinas+G+RECEPTORES+DE+DOPAMINA&gs_lcp=CgNpbWcQAzoECCMQJzoKCAAQgAQQigUQQzoFCAAQgAQ6BwgAEIAEEBg6BggAEAgQHjoECAAQHlDyBljnI2CcK2gAcAB4AIAB9gGIAcUSkgEGMTguNS4xmAEAoAEBqgELZ3dzLXdpei1pbWfAAQE&sclient=img&ei=EEx_ZdbhC5aokdUPjeCYiAg&bih=791&biw=1707&rlz=1C1CHBD_esES1037ES1037#imgrc=L3NXV7Srj4xCAM
16.Figura 4. Imagen extraída de: https://www.wikiwand.com/es/V%C3%ADa_dopamin%C3%A9rgica
Comentarios