Aspectos de la Farmacología Adrenérgica

Dr Carmine Pascuzzo

Sistema Nervioso Autónomo
Las funciones involuntarias están reguladas por dos sistemas principales: el Sistema Nervioso Autónomo (SNA) y el endocrino. El SNA incluye, en general, la acción de dos tipos de neuronas: unas situadas en núcleos del sistema nervioso central, que emiten fibras preganglionares que salen del tallo encefálico o la medula espinal en el tallo encefálico o en la médula espinal y otras situadas en una agrupación nerviosa conocida como ganglio autonómico, donde las primeras hacen sinapsis y desde donde salen las fibras postganglionares, las cuales harán sinapsis en el órgano blanco.
Según la localización de la "primera neurona" y la longitud de su axón, el SNA se subdivide en dos partes principales: La división simpática, cuyas fibras preganglionares, de corta longitud, se originan en la región toracolumbar de la médula y la división parasimpática, cuyas fibras preganglionares, largas, se originan en el tallo encefálico y la región sacra de la médula espinal. Obviamente las fibras postganlionares del sistema simpático son largas, mientras que las del parasimpático son cortas. Ambas divisiones se originan en núcleos del sistema nervioso central y emiten fibras preganglionares que salen del tallo encefálico o la medula espinal. Adicionalmente, hay diferencias funcionales, puesto que, a pesar de que en los dos sistemas las fibras preganglionares liberan acetilcolina, las fibras postganglionares implican liberación de neurotransmisores diferentes: acetilcolina para el parasimpático y noradrenalina (NA) para el simpático; por ésto, estos sistemas se conocen a veces como colinérgico muscarínico y adrenérgico.
Transmisión Adrenérgica

La transmisión adrenérgica involucra una serie de pasos que comienza con la captación (transporte activo) de la tirosina circulante a la terminación nerviosa. Todo comienza con la hidroxilación de la tirosina a dihidroxifenilalanina (DOPA), por la enzima tirosina hidroxilasa. 

Luego, la DOPA se descarboxila por la DOPA-decarboxilasa para formar dopamina (DA). El paso final de la síntesis ocurre en vesículas, hacia la cual la DA es transportada, siendo hidroxilada por la dopamina-b -hidroxilasa, que está en la pared de la vesícula, por lo que no hay síntesis de NA en el citoplasma. Además de captar DA, las vesículas también pueden almacenar la NA soluble que está en el citoplasma. En la medula suprarrenal hay conversión de gran parte de la NA a adrenalina por la enzima feniletanolamina-N-metiltransferasa, lo cual ocurre en el citoplasma.Por su estructura química, la Dopamina, la Adrenalina y la Noradrenalina se conocen como catecolaminas.

Al activarse la terminal nerviosa, se induce la exocitosis del contenido vesicular al espacio sináptico. Una vez allí, la NA puede:

  • Interactuar con receptores postsinápticos (ver Receptores Adrenérgicos).
  • Interactuar con receptores presinápticos (generalmente de tipo a 2 o b 2): representa un mecanismo de regulación, de feedback negativo (cuando hay exceso de NA en el espacio sináptico, actúa en los receptores presinápticos, para que disminuya la liberación).
  • Ser captada:
Captación I: o recaptación (captación presináptica). Es el principal mecanismo por el cual el efecto de la NA termina rápidamente. Gran parte de la NA que es recaptada es reciclada por almacenamiento en las vesículas.

Captación II (captación extrapresináptica).

El metabolismo final de las catecolaminas ocurre por dos enzimas principales: La monoaminoxidasa (MAO), enzima principal del metabolismo, presente en las mitocondrias de varios tejidos, en especial la terminal presináptica.

La catecol-O-metil transferasa (COMT), en el citoplasma de las celulas no nerviosas (en especial, en el higado).

Los principales metabolitos (libres y conjugados) de la NA son el MHPG (3-metoxi-4-hidroxi-fenil[etilen]glicol), el VMA (acido vanillilmandelico) y la NMN (normetanefrina). Metabolitos análogos se forman a partir de otras catecolaminas.

A diferencia de la neurotransmision colinérgica, en cuyo caso la acción de la acetilcolinesterasa es la principal en la terminación de la transmisión, el metabolismo enzimático de la NA no desempeña un papel esencial.

Receptores Adrenérgicos

En 1948, Ahlquist, basándose en las acciones observadas por él en cuanto a tres catecolaminas (Adrenalina, Noradrenalina e Isoproterenol, un derivado sintético), concluyó que las diferencias encontradas no podían explicarse sino a través de la existencia de al menos dos tipos diferentes de receptores adrenérgicos, que denominó a y b .

La diferencia entre ambos tipos se refiere al orden de potencia con el cual las catecolaminas mencionadas actuarían:

Receptores a : Adrenalina ³ Noradrenalina ³ Isoproterenol

Receptores b : Isoproterenol ³ Adrenalina ³ Noradrenalina

Ambos tipos de receptor median su acción por su acoplamiento con proteínas G, pudiendo tener como efectores finales muchas acciones bioquímicas diferentes, siendo la más común la modificación de la actividad de la adenilciclasa, que se ve activada por los receptores b e inhibida por los receptores a . Estos últimos también median muchas acciones a través de fosfolipasas.

Posteriormente, se descubrió que estos receptores, a su vez, se subdividían, el a en dos subtipos y el b en tres (a 1 y a 2; b 1, b 2 y b 3). Características adicionales de estos receptores (incluyendo su localización) pueden observarse en esta tabla:

Receptor Agonistas Antagonistas Tejidos Respuestas
I 1 A = NA >> I Prazosin Músculo liso vascular Contracción
    Terazosin Músculo liso genitourinario Contracción
      Hígado Glucogenólisis; Gluconeogénesis
  Fenilefrina   Músculo liso intestinal Hiperpolarización y Relajación
      Corazón Aumento de la fuerza de contracción, arritmias
I 2 A = NA >> I Yohimbina Islotes Pancreáticos (Células J ) ß Secreción de Insulina
      Plaquetas Agregación
  Clonidina   Terminales Nerviosas ß liberación de NA
      Músculo liso vascular Contracción
J 1 I > A = NA Metoprolol Corazón Ý fuerza y tasa de contracción; Ý velocidad de conducción nodal AV
  Dobutamina   Células Yuxtaglomerulares Ý Secreción de Renina
J 2 I > A >> NA ICI 118511 Músculo liso (GI, vascular, bronquial, y Genitourinario) Relajación
      Músculo Esquelético Glucogenólisis, Ý Potasio
  Terbutalina   Hígado Glucogenólisis; Gluconeogénesis
J 3 I = NA > A

BRL 37344

ICI 118511

CGP 20712A

Tejido Adiposo Lipólisis
A: Adrenalina; NA: Noradrenalina; I: Isoproterenol

Dos hechos son de resaltar en esta tabla:

La Noradrenalina tiene muy poca acción en los receptores b 2.

El receptor b 3 reacciona algo diferente a las catecolaminas que el resto de los receptores b (Isoproterenol ³ Noradrenalina ³ Adrenalina).

Fisiología

Dentro del SNA, la función adrenérgica y la muscarínica generalmente se ponen de manifiesto en los mismos órganos o sistemas, contraponiéndose, sin embargo, en cuanto al sentido en que se exteriorizan sus efectos: en general, la transmisión muscarínica tiende a la conservación de energía, mientras que la función adrenérgica, por el contrario, es el sistema que interviene en los procesos de alarma, de estrés, de huida, de lucha, como puede deducirse de esta tabla:

Efector   Respuesta (s)   Efector   Respuesta (s)
M. Radial del Iris I1 Contracción (midriasis) Ý Ý   Tono y Motilidad gástricos I1, I2, J2 Decremento
Músculo Ciliar J2 Acomodación (relajación) para visión lejana Ý   Esfínteres gástricos I1 Ý Contracción
Corazón       Secreción gástrica   Inhibición (¿?)
Nodo SA b Ý Ý FR   Esfínteres intestinales I1 Ý Contracción
Aurícula b Ý Ý contractilidad y velocidad de conducción   Tono y Motilidad intestinal I, J Decremento
Sistema de conducción b Ý Ý automatismo y velocidad de conducción   Secreción intestinal I2 Inhibición
Ventrículos b Ý Ý Ý contractilidad y velocidad de conducción   Vesícula Biliar J2 Relajación
Arteriolas       Secreción de renina I1, J1 Ý Secreción/ß Secreción
Coronarias a, J2 ConstricciónÝ ; Dilatación Ý Ý   Detrusor vesical J2 ß Relajación
Piel y mucosas a ConstricciónÝ Ý Ý   Trígono vesical I1 Ý Ý Contracción
M. Esquelético I1 ConstricciónÝ ; Dilatación Ý Ý   Tono y motilidad uterina I1 Ý
Cerebrales I1, J2 ConstricciónÝ   Tono y motilidad uterina I1, J2 Relajación(J 2) Embarazada= Contracción (I 1)
Pulmonares I1, J2 ConstricciónÝ ; Dilatación   Órganos Sexuales Masculinos I1 Ý Ý Eyaculación
Viscerales I1, J2 ConstricciónÝ Ý ; Dilatación Ý   Piel    
G. salivales I1, J2 ConstricciónÝ Ý Ý   Músculos piloerectores I1 Ý Contracción
Renales a, b ConstricciónÝ Ý ; Dilatación Ý   G. sudoríparas I1 Ý Secreción local
Venas sistémicas I, J2 ConstricciónÝ Ý ; Dilatación Ý Ý   Músculo Esquelético J2 Ý Contractilidad.Glucogenólisis.Ý K+
M. bronquial y traqueal J2 Ý Relajación   Hígado I1, J2 Ý Ý Glucogenólisis/Gluconeogénesis
G. Bronquiales I1, J2 ß Secreción/ Ý Secreción   Acinos pancreáticos I ß Secreción
G. Salivales I1, J Secreción de Agua y K+/ Secreción de Amilasa   Células J del páncreas I2, J2 ß ß ß Secreción, Ý Secreción
G. lagrimales I Ý Secreción   Glándula pineal J Síntesis de Melatonina
Hipófisis J1 Secreción de ADH   Células Adiposas I2, J1(J3) Lipólisis (termogénesis)

 
 
Como se dijo antes, la fisiología adrenérgica se relaciona directamente con las respuestas al estrés, activando sistemas clave, como el cardiovascular, e inhibiendo otros que no son vitales en esos casos, como el gastrointestinal.

Farmacología

Desde el punto de vista farmacológico, se puede actuar a diferentes niveles de la transmisión adrenérgica:

Interferencia con los mecanismos de síntesis de los agonistas endógenos (neurotransmisores)

Interferencia con los mecanismos de liberación de los agonistas endógenos

Interferencia en el proceso de finalización de la acción de los agonistas (captación, metabolismo)

Interferencia con el proceso de interacción entre los agonistas y los receptores

En los tres primeros casos planteados, se hace referencia a un mecanismo de acción indirecto; en el cuarto, de mecanismo de acción directo. Si coexisten los dos tipos (en un sentido o el otro), el mecanismo se considera mixto. Esta clasificación se basa, por consiguiente, en el Mecanismo de Acción de los fármacos adrenérgicos.

Independientemente del tipo de mecanismo de acción, todas las acciones planteadas pueden producirse en dos sentidos diferentes: positivo o negativo. Si la acción ("interferencia") obtenida por la acción farmacológica mimifica o es cualitativamente similar a la habitual generada fisiológicamente por la activación del sistema adrenérgico o sus receptores, se hablará de fármacos simpaticomiméticos o, simplemente, adrenérgicos. Cuando dicha acción es opuesta, se conoce a los fármacos implicados como simpaticolíticos o antiadrenérgicos. Esta clasificación es realizada entonces, según la Acción de los fármacos adrenérgicos.

Ambas clasificaciones son complementarias, por ejemplo, puede existir un fármaco simpaticomimético de acción indirecta, como es el caso de la cocaína o un fármaco simpaticolítico de acción directa, como es el propranolol, antagonista competitivo de los receptores b .

Esto puede apreciarse mejor en la tabla siguiente, en la cual se presentan varios aspectos de los fármacos de acción adrenérgica, considerando las clasificaciones ya expuestas:

Acción Indirecta   Agentes Efecto 
      Simpaticolítico
Bloqueo de la síntesis del transmisor   I -metiltirosina, I -metildopa Depleción de NA; Falsos neurotransmisores
Bloqueo del sistema de transporte de las vesículas de almacenamiento   Reserpina Destrucción de NA por MAO mitocondrial
Bloqueo de liberación del Neurotransmisor   Bretilio, Guanetidina Antiadrenérgico
      Simpaticomimético
Bloqueo de la recaptación   Cocaína, Imipramina Acumulación de NA en los receptores
Liberación del Neurotransmisor   Anfetamina, Tiramina Simpaticomimético
Inhibición del metabolismo del Neurotransmisor   IMAO (pargilina, trancilpromina) Efecto directo insignificante en las respuestas simpaticomiméticas 
Acción Directa   Agentes Efecto 
Mimetismo del neurotransmisor en el receptor postsináptico (simpaticomiméticos)
  I 1 Fenilefrina Simpaticomimético
  I 2 Clonidina Simpaticomimético (periferia). ß Flujo simpático (SNC)
  J Isoproterenol Adrenomimético J -no selectivo
  J 1 Dobutamina Estimulación cardíaca selectiva
  J 2 Terbutalina Inhibición selectiva de la contractilidad del músculo liso
Bloqueo del neurotransmisor en el receptor postsináptico (simpaticolíticos)
  I Fenoxibenzamina Bloqueo I -adrenérgico
  J Propranolol Bloqueo J -adrenérgico no selectivo
  J 1 Metoprolol Bloqueo J -cardioselectivo

 
 
Los antagonistas de receptores b (llamados genéricamente b -bloqueantes) pueden presentar adicionalmente otras propiedades, como las siguientes:

Bloqueo a agregado: capaces de antagonizar también a los receptores a (labetalol, carvedilol).

Acción Simpáticomimética Intrínseca (ASI): es decir, que son capaces de activar en parte a los receptores que ocupan, actuando como agonistas parciales (también llamados antagonistas parciales o agonistas/antagonistas). Pueden ser útiles cuando no se desea eliminar por completo la acción mediada por el receptor bloqueado (pindolol).

Acción Estabilizante de Membrana (AEM): haciendo que las membranas de células excitables manifiesten menor sensibilidad a la activación, sea espontánea o mediada por estímulos externos (propranolol).

Usos Clínicos

Desde el punto de vista terapéutico, los fármacos de mayor utilidad son los que tienen un mecanismo de acción directo, toda vez que gracias a su uso, en comparación con los que tienen un mecanismo de acción indirecto, produce efectos mucho menos difusos, más localizados, generando por tanto menor posibilidad de efectos indeseables.

A continuación, se muestran algunos de los usos clínicos más comunes de los fármacos de acción directa:

Grupo Uso Clínico
Agonistas a 1 Dado que pueden causar vasoconstricción (acción en los receptores a vasculares), pueden ser útiles como Hipertensores, Descongestionantes nasal, o como Hemostáticos en el caso de sangramiento de vasos pequeños

Midriáticos (acción en el músculo radial del iris)

   
Agonistas I 2 Antihipertensivo, ya que al actuar en los receptores a 2 presinápticos pueden inhibir la liberación neuronal de NA
   
Antagonistas a Antihipertensivos, por su capacidad de bloquear los receptores a 1 vasculares, favoreciendo por lo tanto la relajación de los vasos, con disminución de la resistencia vascular periférica. Pueden servir en casos de Hipertensión primaria o secundaria

Enfermedad vascular periférica

Antimigrañosos (Derivados del cornezuelo de centeno = Ergotamina, Agonista Parcial)

Tratamiento sintomático de enfermedades endocrinas con exaltación de la función adrenérgica (Feocromocitoma, Hipertiroidismo)

   
Agonistas J 1 Estimulación Cardíaca, en aquellos casos en los que la función cardíaca esté disminuida
   
Agonistas J 2 Broncodilatación (asma)

Relajación Uterina (inhibición del trabajo de parto prematuro)

   
Antagonistas b Antiarrítmicos y/o Antihipertensivos (bloqueo de receptores b cardíacos). Pueden servir en casos de Hipertensión primaria o secundaria

Tratamiento sintomático de enfermedades endocrinas con exaltación de la función adrenérgica (Feocromocitoma, Hipertiroidismo)

Antimigrañosos

Profilaxis de la Angina de Pecho (disminución de la actividad cardíaca)

Síntomas agudos de pánico


 
 
A continuación, se muestran algunos de los usos clínicos más comunes de los fármacos de acción directa:
Grupo Uso Clínico
Simpaticomiméticos  
Anfetamina Obesidad, Narcolepsia, Trastornos de atención
Trancilpromina, Fenelzina (IMAO) Antidepresivo. Bulimia, Narcolepsia
Efedrina Incontinencia Urinaria. Profilaxis de la Hipotensión durante la anestesia
Simpaticolíticos  
Metildopa Antihipertensivo
Metiltirosina Feocromocitoma
Reserpina Hipertensión. Síndrome de Reynaud
Guanetidina Antihipertensivo
Bibliografía Hardman JG y Limbird LE. 1996. Goodman & Gilman’s: The Pharmacological Basis of Therapeutics. 9th Edition. Editorial McGraw-Hill. Nueva York.

Katzung, B. 1998. Basic & Clinic Pharmacology. 7th Edition. Appleton & Lange. Stamford, Connecticut.

Smith C y Reynard A. 1993. Farmacología. 1º Edición. Editorial Médica-Panamericana. Buenos Aires.