Dopamina

La dopamina (DA, una contracción de 3,4-dihidroxifenetilamina) es un compuesto orgánico de las familias de la catecolamina y la fenetilamina. Funciona como una hormona y un neurotransmisor, y juega varios papeles importantes en el cerebro y el cuerpo.

Es una amina sintetizada al remover un grupo carboxilo de una molécula de su precursor químico L-DOPA, el cual es sintetizado en el cerebro y los riñones. La dopamina también se sintetiza en las plantas y en la mayoría de los animales. En el cerebro, la dopamina funciona como un neurotransmisor, una sustancia química liberada por las neuronas (células nerviosas) para enviar señales a otras células nerviosas.

Estructura 2D dopamina

El cerebro incluye varios caminos de reacción distintos , uno de los cuales juega un papel importante en el componente motivacional del comportamiento motivado por las recompensas. La anticipación de la mayoría de los tipos de recompensas aumenta el nivel de dopamina en el cerebro y muchas drogas adictivas aumentan la liberación de esta molécula o bloquean su recaptación en las neuronas después de la liberación.

Otras vías en el cerebro están involucradas en el control motor y en el control de la liberación de varias hormonas. Estas vías y grupos de células forman un sistema de dopamina que es neuromodulador.

La molécula del placer

En la cultura popular y en los medios de comunicación, la dopamina suele considerarse el principal producto químico del placer, pero la opinión actual en farmacología es que la dopamina confiere en cambio una prominencia motivacional; en otras palabras, señala la prominencia motivacional percibida (es decir, la conveniencia o la aversividad) de un resultado, lo que a su vez impulsa el comportamiento del organismo hacia el logro de ese resultado o lejos de él.

Estructura 3D dopamina
Estructura 3D dopamina

Fuera del sistema nervioso central, la dopamina funciona principalmente como un mensajero paracrino local. En los vasos sanguíneos, inhibe la liberación de norepinefrina y actúa como vasodilatador (en concentraciones normales); en los riñones, aumenta la excreción de sodio y la producción de orina; en el páncreas, reduce la producción de insulina; en el sistema digestivo, reduce la motilidad gastrointestinal y protege la mucosa intestinal; y en el sistema inmunológico, reduce la actividad de los linfocitos. A excepción de los vasos sanguíneos, este compuesto en cada uno de estos sistemas periféricos se sintetiza localmente y ejerce sus efectos cerca de las células que la liberan.

Enfermedades y condiciones asociadas a la dopamina

Varias enfermedades importantes del sistema nervioso están asociadas con disfunciones del sistema de dopamina, y algunos de los medicamentos clave utilizados para tratarlas funcionan alterando los efectos de esta.

La enfermedad de Parkinson, una condición degenerativa que causa temblores y deterioro motor, es causada por una pérdida de neuronas secretoras de dopamina en un área del cerebro medio llamada sustancia negra. Su precursor metabólico L-DOPA puede ser fabricado; la levodopa, una forma pura de L-DOPA, es el tratamiento más ampliamente utilizado para el Parkinson.

Hay pruebas de que la esquizofrenia implica niveles alterados de actividad dopaminérgica, y la mayoría de los medicamentos antipsicóticos utilizados para tratarla son antagonistas de la dopamina que reducen la actividad de esta.

Los medicamentos antagonistas de la dopamina similares son también algunos de los agentes antináuseas más eficaces. El síndrome de las piernas inquietas y el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) se relacionan con la disminución de la actividad dopaminérgica.

Los estimulantes dopaminérgicos pueden ser adictivos en dosis altas, pero algunos se usan en dosis más bajas para tratar el TDAH. La dopamina en sí está disponible como un medicamento fabricado para inyección intravenosa: aunque no puede llegar al cerebro desde el torrente sanguíneo, sus efectos periféricos la hacen útil en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca o el shock, especialmente en bebés recién nacidos.

Estructura de la dopamina

Una molécula de dopamina consiste en una estructura catecolar (un anillo de benceno con dos grupos laterales hidroxilo) con un grupo amina unido a través de una cadena de etilo.

Como tal, este compuesto es la catecolamina más simple posible, una familia que también incluye los neurotransmisores norepinefrina y epinefrina. La presencia de un anillo de benceno con este grupo amina lo convierte en una fenetilamina sustituida, una familia que incluye numerosas drogas psicoactivas.

Como la mayoría de las aminas, la dopamina es una base orgánica. Como base, generalmente se protona en ambientes ácidos (en una reacción ácido-base). La forma protónica es altamente soluble en agua y relativamente estable, pero puede oxidarse si se expone al oxígeno u otros oxidantes.

En ambientes básicos, la dopamina no se protona. En esta forma de base libre, es menos soluble en agua y también más altamente reactiva.

Debido al aumento de la estabilidad y la solubilidad en agua de la forma protonada, la dopamina se suministra para uso químico o farmacéutico como clorhidrato de dopamina, es decir, la sal de clorhidrato que se crea cuando se combina con ácido clorhídrico. En forma seca, el clorhidrato de dopamina es un polvo fino de color blanco a amarillo.

Dopamina sintética y natural

La dopamina fue sintetizada por primera vez en 1910 por George Barger y James Ewens en los Laboratorios Wellcome de Londres, Inglaterra y fue identificada por primera vez en el cerebro humano por Kathleen Montagu en 1957.

Se denominó dopamina porque es una monoamina cuyo precursor en la síntesis de Barger-Ewens es la 3,4-dihidroxifenilalanina (levodopa o L-DOPA). La función de la dopamina como neurotransmisor fue reconocida por primera vez en 1958 por Arvid Carlsson y Nils-Åke Hillarp en el Laboratorio de Farmacología Química del Instituto Nacional del Corazón de Suecia.

Carlsson recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina del año 2000 por demostrar que esta molecula no sólo es un precursor de la norepinefrina (noradrenalina) y la epinefrina (adrenalina), sino que también es un neurotransmisor en sí misma.

Polidopamina, dopamina polimerizada

La investigación motivada por las proteínas polifenólicas adhesivas en los mejillones condujo al descubrimiento en 2007 de que una amplia variedad de materiales, si se colocan en una solución de dopamina a un pH ligeramente básico, se cubrirán con una capa de dopamina polimerizada, a menudo denominada polidopamina.

Esta dopamina polimerizada se forma por una reacción de oxidación espontánea, y es formalmente un tipo de melanina. La síntesis suele implicar la reacción del clorhidrato de dopamina con el Tris como base en el agua.

Los recubrimientos de polidopamina pueden formarse en objetos que van desde nanopartículas hasta grandes superficies. Las capas de polidopamina tienen propiedades químicas que tienen el potencial de ser extremadamente útiles, y numerosos estudios han examinado sus posibles aplicaciones.

En el nivel más simple, pueden utilizarse para la protección contra los daños causados por la luz, o para formar cápsulas para la administración de medicamentos. En un nivel más sofisticado, sus propiedades adhesivas pueden hacerlas útiles como sustratos para biosensores u otras macromoléculas biológicamente activas.

Para más información Dopamine | Psychology Today