¿Por qué no puede la dopamina cruzar la barrera hematoencefálica, mientras que la L-dopa u otras fenetilaminas sustituidas pueden?

Para que una molécula cruce la barrera hematoencefálica (BBB), debe ser pequeña, lipófila (no polar) o un gas. Por ejemplo, la cafeína, la nicotina, la heroína y el CO2 pueden cruzarse fácilmente. Si no, entonces la molécula debe tener un transportador dedicado.

La dopamina es un miembro de las catecolaminas, junto con otras moléculas como la epinefrina o la adrenalina. Todos ellos comparten un anillo de dihidroxibenceno, junto con un grupo amina. Esto lleva a una estructura similar entre los tres. Los tres son también polares , por lo tanto, no se pueden difundir a través de la membrana.

Levodopa o L-dopa, por otro lado, es el producto de la segunda etapa (de 3) para sintetizar dopamina y las otras catecolaminas. También es polar, aunque también es un aminoácido, y por lo tanto tiene un transportador transmembrana especializado de 12 pasos llamado transportador de aminoácidos tipo L (figura), o LAT-1, similar al que se muestra a continuación. Esto también se llama SLC7A5 según el nombre del gen codificador . Este transportador es lo que permite que L-dopa pase usando difusión facilitada en lugar de dopamina.

La importancia de esto es simple, y está más estudiada en el Parkinson, una enfermedad primaria causada por la falta de dopamina. Como la dopamina no puede cruzar el BBB, L-Dopa se administra principalmente.

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La barrera hematoencefálica (BBB) ​​está formada por células endoteliales con la presencia de uniones estrechas y una relativa falta de transporte vesicular transcitótico o endocitosis mediada por receptor. Esto evita que la mayoría de las sustancias crucen dicha barrera. Requiere la presencia de un receptor específico en la membrana para transportar sustancias relevantes. De lo contrario, la difusión a través de la BBB es posible para las moléculas lipófilas, incluso entonces, algunas moléculas lipofílicas pueden ser reexportadas activamente por el endotelio del cerebro.

La levodopa, sin embargo, tiene un receptor conocido como L-transportador de aminoácidos (LAT) para transportarlo a través de BBB y descarboxilarse en dopamina. Los receptores de la dopamina en la BHE pueden no existir o muy poco como para exigir un significado clínico.

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Esencialmente, L-DOPA es transportado a través de la barrera hematoencefálica por LAT-1 (L o transportador de aminoácidos grandes). Este transportador mueve aminoácidos como la fenilalanina y la tirosina a través de la barrera hematoencefálica.

Sin un transportador, una molécula necesita ser soluble en lípidos para cruzar la barrera hematoencefálica. Aparentemente, la dopamina no tiene transportador y es demasiado polar para ser soluble en lípidos.