¿Qué neurotransmisores se pueden medir en un cerebro humano vivo?

Hay muchos, muchos más neuromoduladores en el cerebro que eso. Esencialmente, cualquier cosa que se una a los receptores acoplados a proteína G podría considerarse un neuromodulador. Incluso los neurotransmisores rápidos "clásicos" como GABA y glutamato tienen receptores "neuromoduladores" (receptores GABA-B para GABA, 3 familias diferentes de "receptores metabotrópicos de glutamato"). Los péptidos (p. ej., opioides endógenos, orexina, oxitocina...) también se unen comúnmente a los receptores acoplados a proteína G.

Incluso existen "receptores huérfanos", pero no hemos identificado la sustancia química que se une a ellos de forma natural.

A medida que profundice en la farmacología, aprenderá que cada uno de los neurotransmisores comunes tiene MUCHOS tipos de receptores que están ubicados en diferentes lugares y hacen cosas diferentes. Por otro lado, los receptores acoplados a proteína G se pueden clasificar según a qué proteínas G se unen. Sería bueno buscar "segundos mensajeros" para aprender más sobre esto (AMPc, fosfolipasa C...).

Sin embargo, para responder a su pregunta, podemos medir la liberación de algunos neurotransmisores usando PET. La idea es que elija un fármaco que se una a un receptor particular para ese neurotransmisor (p. ej., dopamina). Luego, se fabrica parte de ese fármaco de modo que uno de los átomos del fármaco sea radiactivo (es decir, el fármaco se fabrica con un radioisótopo de carbono, flúor, etc.). El escáner PET recogerá la radiactividad liberada por el fármaco, que se localizará en lugares que contengan ese tipo de receptor (p. ej., receptores D2). Sin embargo, las drogas no se adhieren perfectamente a los receptores. Los ligandos naturales para los receptores TAMBIÉN se unen a los receptores.

Puede aprovechar esto al tener dos condiciones en su experimento. En uno, los sujetos realizan alguna tarea de control mientras se mide el nivel de radiactividad en varias partes del cerebro. En el otro, hacen la tarea que le interesa. Si esa tarea está asociada con un aumento en la liberación de dopamina, debería ver una DISMINUCIÓN en la cantidad de radiactividad, ya que algunos de los receptores ahora estarán ocupados por receptores normales no radiactivos. dopamina en lugar de la droga. Cuanta más liberación de dopamina, menos radiactividad.

Los niveles de neurotransmisores también se pueden medir directamente usando una técnica llamada "microdiálisis". La idea es que tienes un animal implantado con una sonda que termina en una región particular del cerebro que te interesa. El extremo de la sonda es una "membrana semipermeable", y tienes líquido que fluye a través de la Investigacion. A intervalos regulares, toma algo del líquido y utiliza una técnica química llamada cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) para medir los niveles de varias cosas que se disolvieron en la sonda. En casos excepcionales, puede realizar experimentos de microdiálisis en humanos (pacientes con epilepsia grave).

Otra forma de medir la liberación de neuroquímicos particulares, con mejor resolución de tiempo que la microdiálisis, es la voltamperometría cíclica de barrido rápido (sp?). No estoy muy familiarizado con él, pero existe.

En términos de interacciones entre diferentes sistemas de neurotransmisores, esto puede suceder de muchas maneras. Las células que liberan el transmisor A pueden ser excitadas o inhibidas por el transmisor B. Los transmisores A y B pueden actuar sobre diferentes proteínas G en la misma célula, con efectos opuestos en algún sistema aguas abajo (los "receptores acoplados a Gi" y los "receptores acoplados a Gs" tienen efectos opuestos). efectos sobre cAMP, por ejemplo). Los receptores para dos transmisores diferentes pueden estar físicamente uno al lado del otro y afectar el funcionamiento del otro (receptores D2 y receptores de adenosina A2A, por ejemplo). Los neurotransmisores pueden unirse a los receptores de los demás o utilizar las proteínas de captación de los demás (la dopamina cortical es captada por los transportadores de norepinefrina; hay receptores de norepinefrina en el estriado a pesar de la ausencia de terminales de norepinefrina, presumiblemente porque pueden ser activados por la dopamina). Las neuronas individuales pueden liberar más de un transmisor a la vez (la misma célula puede liberar glutamato y dopamina). Los efectos aguas abajo de un receptor pueden causar la fosforilación de un segundo receptor, afectando su función de alguna manera. Los efectos posteriores también podrían cambiar la expresión génica.

Mi sugerencia sería comenzar a buscar en PubMed artículos de revisión relacionados con las cosas que le interesan. Al menos algunos de ellos deberían estar disponibles sin una biblioteca universitaria.

La espectroscopia de resonancia magnética es otro método para medir los neurotransmisores en el cerebro humano vivo.

Aquí hay unos ejemplos:

Reducción de dopamina en la sustancia negra de pacientes con enfermedad de Parkinson confirmada por imágenes espectroscópicas de resonancia magnética in vivo

Detección directa de la síntesis de acetilcolina cerebral por espectroscopia de resonancia magnética