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
16.Figura 4. Imagen extraída de: https://www.wikiwand.com/es/V%C3%ADa_dopamin%C3%A9rgica
Gracias a todos por leer, os dejo los glosarios de biología y neurociencia para que os ayude a seguir construyendo vuestro conocimiento.
Que la ciencia y la fuerza os acompañe.
ammuneuroscienceandbiology.com 
Deja un comentario