¿Qué efectos exactos tienen las drogas sobre las neuronas? ¿Los hacen más lentos / rápidos o hay más?

¡Definitivamente hay mucho más para eso! El efecto depende tanto de la droga como de la neurona.

Los medicamentos se pueden dividir en general en diferentes tipos según su mecanismo de acción. Estos son algunos tipos comunes:

  • Un agonista se une a un receptor y lo activa .
  • Un antagonista se une a un receptor y bloquea su activación.
  • Un agonista inverso se une a un receptor y causa una reacción opuesta a la de un agonista.
  • Un inhibidor de la recaptación evita la recaptación o el reciclaje en un neurotransmisor, prolongando sus efectos en la sinapsis

Los agonistas, antagonistas y agonistas inversos son moléculas que se unen a uno o más tipos de receptores. Un receptor es un tipo de complejo de proteínas incrustado en una célula que recibe señales desde el exterior de la célula. La fuerza con la que una molécula (o “ligando”) se une a un receptor se conoce como la afinidad de unión de la molécula por el receptor. Si una molécula tiene una alta afinidad por un receptor, residirá en el sitio de unión por un tiempo más prolongado que una molécula con baja afinidad.

Hay dos tipos de receptores ubicados en la sinapsis que conecta dos neuronas: presináptica y postsináptica . También hay receptores extrasinápticos en el cuerpo celular, pero no ubicados en las sinapsis. Las moléculas de fármaco pueden unirse a uno o más de estos tipos de receptores. Este diagrama capta parte de la diversidad y complejidad de los receptores:

Los efectos inmediatos de activar un canal se pueden describir como

  • Excitación : Aumenta el voltaje de la celda y potencialmente conduce al disparo. El glutamato es el principal neurotransmisor excitador.
  • Inhibición : Disminuir el voltaje de la celda y reducir potencialmente el disparo. GABA es el principal neurotransmisor inhibidor.
  • Modulación : cambios más complejos que no siempre son puramente excitadores o inhibidores. Los neuromoduladores son los neurotransmisores más “famosos”: dopamina, norepinefrina, serotonina y acetilcolina.

El efecto de un receptor puede depender de las propiedades generales de la neurona , como las concentraciones de varios iones. Aquí hay un ejemplo fascinante. ¡El neurotransmisor GABA, que es inhibitorio en adultos, en realidad es excitador durante el desarrollo ! Esto aparentemente es causado por la expresión retrasada de un exportador de cloruro durante el desarrollo. Incluso puede haber situaciones en la edad adulta, o en lugares específicos en el cerebro, cuando el GABA se vuelve excitador.

Otro factor que influye en el efecto de un fármaco sobre una neurona es la escala de tiempo de la dinámica de apertura y cierre del receptor. Desde una perspectiva mecanicista hay dos familias de receptores postsinápticos: ionotrópicos y metabotrópicos. Los receptores ionotrópicos activan directamente las aperturas y los cierres de los canales iónicos. Los receptores metabotrópicos también involucran canales iónicos, pero sus efectos están mediados por complicados productos químicos de segundo mensajero. Sus efectos tienden a ser más lentos y más duraderos que los de los receptores ionotrópicos. Por ejemplo, los efectos de GABA-A, un receptor ionotrópico, varían de un par de milisegundos a decenas de milisegundos, mientras que los efectos de GABA-B, un receptor metabotrópico, pueden ser de un orden de magnitud (o diez veces) más lento, y por lo tanto más duradero. Existe una diferencia similar en el tiempo para los receptores glutamatérgicos: los receptores NMDA tienen efectos más duraderos que los receptores que no son NMDA, como los receptores AMPA.

Más allá de los efectos de las aperturas y cierres de canales iónicos sobre el voltaje de la célula, la unión del receptor puede activar el sistema de segundo mensajero, que puede tener efectos de gran alcance en las propiedades de la célula . Esto incluye la estructura de la celda. Se sabe que la dopamina contribuye al aprendizaje sináptico, lo que significa que contribuye a la formación y al fortalecimiento de las sinapsis. Los agonistas de la dopamina (como la anfetamina) también pueden aumentar la arborización de la dendrita de un subgrupo de neuronas dopaminérgicas. La serotonina también puede tener efectos morfológicos.

Encontré estos efectos simplemente buscando en Google los nombres de los transmisores y la palabra “arborización”: no puedo buscar todas las combinaciones de drogas y efectos porque eso sería una explosión combinatoria. Pero, como suposición inicial, supongamos que la mayoría de las drogas psicoactivas y los neurotransmisores pueden afectar el voltaje y la estructura de (al menos algunas) neuronas.

Algunas drogas no afectan directamente a los receptores, sino que afectan el proceso de recaptación del transmisor. Por ejemplo, los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) como la fluoxetona Prozac) limitan la reabsorción del neurotransmisor serotonina a la neurona presináptica.

Otras drogas afectan el proceso por el cual los neurotransmisores se descomponen. Por ejemplo, los inhibidores de la monoaminooxidasa (IMAO) inhiben la actividad de la monoaminooxidasa, reduciendo así la descomposición de los transmisores de monoaminas como la dopamina, la noradrenalina, la serotonina y la melatonina.

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Esta respuesta realmente no cubre los mecanismos de acción de todas las drogas psicoactivas conocidas. Cada sustancia química puede tener efectos únicos sobre las neuronas y otras células. Realmente debes estudiar cada químico por sí mismo para entenderlo: simplemente no es posible hacer afirmaciones generales sobre todas las drogas. Como si esto no fuera lo suficientemente complicado, la investigación sugiere que las combinaciones de diferentes fármacos pueden tener efectos distintos de los de un fármaco que actúa aisladamente.

Si realmente desea explorar la complejidad de los efectos de los medicamentos, vaya a la página de Wikipedia de un medicamento (elija uno) y lea detenidamente las secciones sobre farmacología. ¡El agujero del conejo es muy profundo!

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Fuente de la imagen: receptores presinápticos de NMDA y pico depresión dependiente del tiempo a largo plazo en las sinapsis corticales