Norepinefrina: estructura, funciones, mecanismo de acción
La norepinefrina, también llamada noradrenalina, es una sustancia química orgánica que pertenece a la familia de las catecolaminas. Actúa dentro del cuerpo y del cerebro, alternando entre funciones como neurotransmisor o como hormona en función del caso. El nombre proviene de un término griego que significa “en los riñones“, debido a la zona en la que se sintetiza.
La función principal de la norepinefrina es la de activar tanto el cuerpo como el cerebro, con la intención de prepararlos para la acción. Se encuentra en su punto más bajo durante el sueño, y sus niveles se elevan durante la vigilia; pero no es hasta que se produce una situación de estrés cuando alcanza su punto más alto, en lo que se conoce como respuestas de lucha o huida.
Cuando está activa, provoca un aumento en la atención, mejora las funciones relacionadas con la memoria, e incrementa los niveles de vigilancia. A nivel corporal, se encarga de aumentar la presión sanguínea y el flujo circulatorio hacia los músculos, además de aumentar la liberación de glucosa de los almacenes energéticos y reducir la irrigación en el sistema gastrointestinal y excretor.
Las investigaciones muestran que la función principal de la norepinefrina es preparar al cuerpo y la mente para enfrentarse a un peligro inmediato, como podría ser un ataque físico por parte de un depredador.
Sin embargo, esta sustancia también puede activarse en situaciones estresantes en las que no haya un peligro concreto, como por ejemplo cuando aumentan los niveles de estrés.
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La norepinefrina forma parte del grupo de las catecolaminas y de las fenetilaminas. Su estructura es muy similar a la de la epinefrina, con la única diferencia de que esta última tiene un grupo metilo unido a su nitrógeno. Por el contrario, en la noradrenalina este grupo metilo es sustituido por un átomo de hidrógeno.
El prefijo “nor-” es una abreviatura de la palabra “normal”. Esto se utiliza para indicar que la norepinefrina es un compuesto demetilado.
Esta sustancia se produce a partir de la tirosina, un aminoácido que atraviesa una serie de transformaciones dentro de la médula adrenal y las neuronas postgangliónicas, en el interior del sistema nervioso simpático.
La secuencia completa es la siguiente: de la fenilalanina se pasa a la tirosina mediante la acción de la encima fenilalanina hidroxilasa. Después, la tirosina sufre un proceso de hidroxidación, que la transforma en L-DOPA. El siguiente paso implica la transformación de esta sustancia en dopamina, gracias a la acción de la enzima aromática DOPA decarboxilasa.
Por último, la dopamina se acaba transformando en norepinefrina debido a la acción de la enzima dopamina β-monooxigenasa, que utiliza el oxígeno y el ácido ascórbico como cofactores.
Además, cabe destacar que la norepinefrina puede acabar transformándose en epinefrina mediante la acción de la feniletanolamina N-metiltransferasa, aunque esto no ocurre en todos los casos.
La norepinefrina, al formar parte de uno de los sistemas de neurotransmisores y hormonas más importantes del cuerpo, cumple con una gran cantidad de funciones. Estas pueden dividirse en tres grupos: las que ocurren dentro del sistema nervioso central, y las relacionadas con el sistema nervioso simpático.
Las neuronas noradrenérgicas en el cerebro forman un sistema de neurotransmisión que afecta a gran cantidad de áreas corticales cuando se activa. Los principales efectos pueden verse en forma de un estado de alerta y activación, que predispone a la persona para pasar a la acción.
Las neuronas que son activadas principalmente por la norepinefrina no forman un porcentaje muy grande dentro del cerebro, y se encuentran sobre todo en un pequeño grupo de áreas en el mismo; pero sus efectos se distribuyen por toda la corteza cerebral.
El nivel de activación provocado por la norepinefrina tiene un efecto inmediato en la velocidad de reacción, aumentándola; y también mejora la capacidad de estar alerta. En general, el locus cerúleus (la principal estructura cerebral relacionada con la noradrenalina) se encuentra en un estado relajado durante el sueño, y activado durante la vigilia.
Por otro lado, cuando una persona se enfrenta a estímulos estresantes como mucho frío o calor, dificultades para respirar, dolor, miedo o ansiedad, el locus cerúleus está activado en mayor medida.
En este momento, el cerebro procesa la información proveniente de los órganos de los sentidos de forma más eficaz, y aumenta la capacidad de la persona para prestar atención a su entorno.
Además de esto, la norepinefrina a nivel cerebral ralentiza o incluso detiene los procesos de pensamiento conscientes, debido a que promueve un estado de alerta plena que le sirve para detectar cualquier peligro o problema en su entorno. También, un efecto secundario de esto es la mejora de los procesos de creación de nuevos recuerdos.
De la misma manera que en el cerebro la norepinefrina provoca un estado de alerta, en el sistema nervioso parasimpático crea una serie de reacciones que promueven la activación de todo el cuerpo.
De hecho, se trata de la principal hormona utilizada por este subsistema corporal, que está conectado con gran cantidad de órganos y estructuras, desde múculos hasta el corazón, los ojos, los pulmones, y la piel.
De manera general, el principal efecto de la norepinefrina en el cuerpo es el de alterar el estado de gran cantidad de órganos de tal manera que se potencie el movimiento del cuerpo, a costa de un mayor nivel de estrés físico y un gasto muy elevado de energía.
Algunos de los efectos de la norepinefrina dentro del sistema nervioso simpático son los siguientes:
– Aumento de la cantidad de sangre bombeada por el corazón.
– Dilatación de las pupilas y producción de una mayor cantidad de lágrimas, con el fin de humedecer los ojos y permitir que permanezcan abiertos durante más tiempo.
– Aumento de la quema de la grasa parda, con el objetivo de conseguir un mayor nivel de energía disponible en el cuerpo.
– Aumento de la producción de glucosa en el hígado, para utilizar esta sustancia como combustible inmediato.
– Reducción de la actividad digestiva, para concentrar todos los recursos del cuerpo en el movimiento y en una posible respuesta de lucha o huida.
– Preparación de los músculos para dar una respuesta rápida y contundente, principalmente mediante un aumento de la circulación sanguínea hacia ellos.
Al igual que ocurre con muchas otras hormonas y neurotransmisores, la norepinefrina produce sus efectos uniéndose con los receptores específicos para ella en la superficie de ciertas células. En concreto, se han identificado dos tipos de receptores para la noradrenalina: los alfa y los beta.
Los receptores alfa se dividen en dos subtipos: α1 and α2. Por otro lado, los beta se dividen a su vez en β1, β2, and β3. Tanto los alfa 1 como los tres subtipos de los beta tienen efectos excitatorios en el cuerpo; y los alfa 2 juegan un papel inhibitorio, pero la mayoría de ellos se encuentran localizados en las células presinápticas, por lo que no juegan un papel tan importante en los efectos de esta sustancia.
Dentro del cerebro, la norepinefrina se comporta como un neurotransmisor, por lo que sigue un funcionamiento que es común a todos los neurotransmisores de monoamina.
Después de su producción, esta sustancia va hasta el citosol unida al transportador monoamino vesicular (VMAT). Después, la noradrenalina se queda en reposo dentro de estas vesículas hasta que que un potencial de acción la libera.
Una vez que la noradrenalina ha sido liberada dentro de la célula postsináptica, se une con sus receptores y los activa, produciendo los efectos que ya hemos mencionado anteriormente en el cerebro y en el cuerpo.
Después, es reabsorbida por el organismo, pudiendo luego ser transformada en otras sustancias o volviendo a entrar en estado de reposo dentro de las VMAT.
El mecanismo de acción de la norepinefrina se aprovecha para fabricar una gran cantidad de fármacos. Muchos de ellos sirven para imitar los efectos que provoca esta sustancia de manera natural en el cuerpo; pero otros pueden ser usados como antagonistas del sistema nervioso simpático, relajando así el organismo. A continuación veremos algunos de los más importantes.
Los alfa bloqueantes son medicamentos que bloquean los efectos de los receptores alfa adrenérgicos, al mismo tiempo que apenas provocan efectos en los beta. Dentro de este grupo, podemos encontrar algunos fármacos que bloquean los receptores alfa 1, los alfa 2, o ambos. En función de cuál sea su objetivo, pueden provocar efectos muy diferentes.
Por ejemplo, los medicamentos bloqueantes de los receptores alfa 2 provocan un aumento de los niveles de noradrenalina liberados en el organismo, y por lo tanto potencian los efectos de esta sustancia.
Por otro lado, los medicamentos que bloquean los receptores alfa 1 reducen la cantidad de moléculas de norepinefrina que llegan a unirse con las células postsinápticas, reduciendo los efectos de esta sustancia.
Así, por ejemplo, pueden emplearse como relajantes musculares, o como ansiolíticos, especialmente en condiciones psicológicas como los trastornos de pánico o el trastorno de ansiedad generalizada.
Los beta bloqueantes reducen la cantidad de moléculas de norepinefrina que pueden unirse con los receptores beta en las células postsinápticas. Se usan principalmente para tratar condiciones que cursan con altos niveles de presión arterial.
Aunque en algunos casos tienen efectos positivos sobre la ansiedad, en la mayoría de países no están aprobados médicamente para este uso.
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