1. 15
Transmisión catecolaminérgica.
Fármacos agonistas catecolaminérgicos
J. J. Meana y J. A. García-Sevilla
I. TRANSMISIÓN ADRENÉRGICA axones hasta las varicosidades y terminaciones nerviosas (fig. 15-2).
Como proteínas que son, pueden sintetizarse anticuerpos que interac-
túan con ellas de manera específica. Éste es el fundamento de las mo-
1. Síntesis de catecolaminas dernas técnicas inmunohistoquímicas que permiten la identificación
morfológica de los sistemas catecolaminérgicos.
La adrenalina, la noradrenalina y la dopamina son tres
sustancias naturales que componen el conjunto de las ca- El primer paso de síntesis consiste en la hidroxilación
tecolaminas, así denominadas por poseer un grupo aro- del anillo fenólico del aminoácido tirosina por mediación
mático común 3,4-dihidroxifenilo o catecol y una cadena de la TH (fig. 15-1). La tirosina puede ser sintetizada a
lateral etilamino con diversas modificaciones. Las tres es- partir de otro aminoácido, la fenilalanina, o bien prove-
tán íntimamente relacionadas y, de hecho, forman tres es-
labones seguidos en la cadena de síntesis. La vía clásica
de la síntesis de catecolaminas requiere la actividad de CH2 ·CH ·NH2
HO
cuatro enzimas (fig. 15-1): la tirosina-hidroxilasa (TH),
COOH L-TIROSINA
que cataliza el primer paso al convertir la tirosina en dihi-
droxifenilalanina (L-dopa); la L-aminoácido-aromático- Tirosina-
descarboxilasa (LAAD), que cataliza la conversión de la hidroxilasa
L-dopa en dopamina; la dopamina-b-hidroxilasa (DBH),
que convierte la dopamina en noradrenalina, y la fenil- HO
etanolamina-N-metiltransferasa (FNMT), que cataliza la HO CH2 ·CH ·NH2
conversión de la noradrenalina en adrenalina. COOH L-DOPA
Pero estas cuatro enzimas no siempre se expresan jun-
Dopa-
tas en todas las células. Las que lo hacen producirán adre- descarboxilasa
nalina (células cromafines de la médula suprarrenal y al-
gunas neuronas del tronco cerebral); otras carecen de HO
FNMT y producen noradrenalina (algunas células cro-
HO CH2 ·CH2 ·NH2 DOPAMINA
mafines de la médula suprarrenal, neuronas ganglionares
que originan la vía simpática posganglionar y numerosos
Dopamina-
grupos neuronales del SNC), y otras carecen de DBH y b-hidroxilasa
FNMT, produciendo dopamina (grupos neuronales del
SNC y algunas células periféricas).
HO
La expresión fenotípica de las enzimas sintetizadoras de catecola- HO CHOH ·CH2 ·NH2 NORADRENALINA
minas puede ser regulada de manera independiente, de forma que se
pueda influir sobre una única enzima; pero cuando en una célula se ex-
presa más de una enzima de esta vía, es posible reducir o provocar su Feniletanol-
amina-N-
síntesis de manera coordinada. En la estructura primaria de estas enzi-
metiltransferasa
mas se encuentran zonas o secuencias de aminoácidos parecidas, lo que
indica que las enzimas son codificadas por genes que contienen se-
cuencias codificantes similares. Posteriormente se ha comprobado la
existencia de regiones homólogas en los genes codificadores de las tres HO
enzimas, lo que permite suponer que dichos genes han evolucionado HO ADRENALINA
CHOH·CH2·NH·CH3
por duplicación de un precursor común. Este aspecto explicaría la co-
rregulación común ejercida por diferentes fármacos sobre esas enzimas.
Las cuatro enzimas son sintetizadas en el aparato ribosómico de las
células catecolaminérgicas y son transportadas luego a lo largo de los Fig. 15-1. Síntesis de catecolaminas.
235

2. 236 Farmacología humana
NA
M
(–)
AO
Tirosina Moclobe-
H+
mida DOPEG o
ATP ADP AMPT (–) TH DHMA
Dopa
Transportador 3-Fenilpropargilamina
de protones Carbidopa (–) LAAD
Dopamina
H+
DA NA
DBH
H+ DA
Transportador
vesicular de ( –)
monoaminas +
H DA Reserpina
Vesícula
Anfetamina Adrenoceptor NA
NA presináptico
Transportador
(+) a2
de NA
Membrana
presináptica
(–)
NA
NA
Desipramina
Espacio
sináptico
Entacapona
Adrenoceptor
DOPEG MOPEG
postsináptico
(–) a, b
COMT
Membrana
postsináptica
Fig. 15-2. Terminación nerviosa noradrenérgica, periférica o central, y mecanismos de síntesis, almacenamiento, captación vesi-
cular y presináptica, metabolismo y activación de receptores pre y postsinápticos. AMPT: a-metil-p-tirosina; COMT: catecol-O-
metiltransferasa; DA: dopamina; DBH: dopamina-b-hidroxilasa; DHMA: ácido dihidroximandélico; DOPEG: 3,4-Dihidroxifeni-
letilenglicol; LAAD: L-aminoácido aromático-descarboxilasa; MAO: monoaminooxidasa; MOPEG: 3-Metoxi-4-hidroxifeniletilen-
glicol; NA: noradrenalina; TH: tirosina-hidroxilasa. (Modificada de Feldman et al., 1997.)
nir de la dieta y penetrar en la neurona por transporte ac- nor que la de las otras enzimas de la vía biosintética. Como
tivo. La TH es específica de las células catecolaminérgi- tal factor limitante, puede estar sometido a diversas in-
cas y se encuentra en la fracción libre del citoplasma, no fluencias de activación e inhibición. La enzima es acti-
en gránulos ni en vesículas; requiere O2 molecular, Fe2+ vada mediante fosforilación, que puede ser provocada
y el cofactor tetrahidrobiopterina. Esta reacción consti- por las proteíncinasas A y C, y por otra proteíncinasa de-
tuye el paso limitante en la síntesis de catecolaminas, por- pendiente de Ca2+-calmodulina. La estimulación de los
que la actividad enzimática es de 100 a 1.000 veces me- nervios adrenérgicos y de la médula suprarrenal activan

3. 15. Transmisión catecolaminérgica. Fármacos agonistas catecolaminérgicos 237
la enzima, mientras que los productos con anillo catecol El transporte de la noradrenalina y la dopamina hacia el interior se
la inhiben, lo cual significa que el producto final de la sín- realiza mediante intercambio con protones y se lleva a cabo mediante
una proteína perteneciente a la familia de transportadores de neuro-
tesis —una catecolamina— se convierte en regulador de transmisores al interior de las vesículas intracelulares (v. cap. 3, I, B).
su propia síntesis. Se trata de proteínas de doce segmentos transmembranales hidrófilos
La descarboxilación de la L-dopa por parte de la en- que funcionan sobre la base de crear un gradiente ácido y electroquí-
zima LAAD y su conversión en dopamina se realiza tam- mico que conlleva la entrada del neurotransmisor al medio acídico de
la vesícula y la salida de protones. La catecolamina, una vez en el inte-
bién en el citoplasma no particulado. La enzima es poco rior, se mantiene preferentemente en su forma ionizada, por lo que no
específica y sirve también para descarboxilar la histidina podrá difundir hacia el exterior a través de la membrana vesicular.
en histamina y el 5-hidroxitriptófano en serotonina o Los gránulos de 50 a 100 nm de diámetro contienen noradrenalina
5-hidroxitriptamina; de hecho se encuentra en muchas cé- y ATP en proporción 4:1, proteínas acídicas específicas, denominadas
lulas no catecolaminérgicas del organismo, incluidas las cromograninas, y la enzima DBH. Algunos, además, poseen otros co-
transmisores (p. ej., péptidos opioides o sus precursores). Dentro de
células del hígado, mucosa gastrointestinal y endotelio ellos, las catecolaminas quedan protegidas de la monoaminooxidasa,
vascular. Requiere piridoxal (vitamina B6) como cofac- una enzima metabolizante (v. I, 4.1). El almacenamiento en vesículas
tor y posee gran actividad. también permite crear unidades cuánticas destinadas a la liberación de
La hidroxilación de la dopamina en posición b se rea- neurotransmisor.
liza mediante la enzima DBH, que la convierte en nor-
adrenalina. También puede convertir otras feniletilaminas Desde un punto de vista funcional puede considerarse
en feniletanolaminas (p. ej., la tiramina en octopamina y la existencia de dos fracciones o depósitos: una es fácil-
la a-metildopamina en a-metilnoradrenalina). La enzima mente disponible, se sitúa en las proximidades de la mem-
es una proteína que contiene Cu2+ y se encuentra ligada brana presináptica y es liberable en respuesta al impulso
a la membrana de las vesículas o gránulos de las varico- nervioso, mientras que la otra es más estable, permanece
sidades y terminaciones de los nervios adrenérgicos. Por anclada a proteínas como la sinapsina I y se comportaría
ello, la síntesis final de noradrenalina requiere que la do- como sistema de reserva. Los incrementos de los niveles
pamina sea captada por los gránulos. La reacción requiere intracelulares de Ca2+ pueden provocar fosforilación de
O2 molecular y ácido ascórbico. Los agentes quelantes del la sinapsina I permitiendo que la fracción de reserva pase
cobre pueden bloquear su actividad. a convertirse en fracción susceptible de liberación.
Finalmente, algunas células poseen la enzima FNMT,
que convierte la noradrenalina en adrenalina mediante 3. Liberación de catecolaminas
la adición de un grupo metilo, requiriendo como donante
de grupos metilo a la S-adenosilmetionina. La enzima se Se ha estudiado principalmente en las células croma-
encuentra en la fracción soluble del citoplasma, por lo fines y en terminaciones de nervios simpáticos. El estí-
que la noradrenalina debe salir de los gránulos para ser mulo nervioso provoca la liberación de acetilcolina en la
metilada, entrando la adrenalina de nuevo en los gránu- terminación preganglionar y la activación de receptores
los para su almacenamiento. colinérgicos nicotínicos ocasiona la despolarización en la
La actividad de las cuatro enzimas está sometida a célula cromafín catecolaminérgica, la entrada de Ca2+ y
múltiples influencias reguladoras, algunas de las cuales la iniciación del proceso de exocitosis de los gránulos, los
pueden actuar de manera conjunta sobre varias de ellas, cuales descargan la amina junto con el cotransmisor (si lo
mientras que otras lo hacen sobre una sola. Ya se ha hay), DBH, ATP y cromogranina. El Ca2+ aparece como
indicado que el producto final inhibe la TH por compe- el elemento acoplador entre el estímulo y la exocitosis.
tir con el cofactor tetrahidrobiopterina. El estrés man-
La fusión de las vesículas sinápticas con la membrana plasmática se
tenido puede incrementar la concentración de TH y produce tras la entrada masiva de Ca2+ a través de canales dependien-
DBH; los glucocorticoides de la corteza suprarrenal ge- tes del voltaje. El fenómeno de la exocitosis rápida característico de los
neran la síntesis de FNMT en las células cromafines de procesos sinápticos afecta fundamentalmente las vesículas más próxi-
la médula suprarrenal, favoreciendo así la síntesis de mas a los canales de Ca2+. Esta localización de vesículas en las zonas ac-
adrenalina. tivas, sensibles al incremento de los niveles de Ca2+, se realiza mediante
un entramado de proteínas de la membrana vesicular, de la membrana
presináptica y del citoplasma (v. fig. 12-1). Este grupo de proteínas han
2. Almacenamiento y depósito sido denominadas SNARE o receptores SNAP. El mecanismo implica
la interacción de la sinaptobrevina vesicular (también denominada
La mayor parte de las catecolaminas se encuentran al- VAMP o proteína de membrana asociada a la vesícula) con el complejo
de la membrana plasmática formado por la sintaxina y la SNAP-25 (pro-
macenadas en gránulos o vesículas, tanto si se trata de cé- teína de 25 kD asociada al sinaptosoma). Posteriormente, esta combi-
lulas neuronales como de células cromafines de la médula nación de SNARE constituye un pilar de fijación de otras dos proteínas
suprarrenal. En las neuronas, los gránulos se concentran citoplasmáticas denominas NSF (factor sensible a la N-etilmaleimida) y
preferentemente en las varicosidades que existen a lo SNAP (proteína de fijación de NSF soluble). Este mecanismo de anclaje
largo de los axones. La membrana de estos gránulos tiene permite la fusión de la vesícula con la membrana plasmática del termi-
nal generando la exocitosis (v. fig. 12-1). El sensor del Ca2+ en este sis-
un poderoso sistema de transporte que requiere ATP y tema se sitúa en otra proteína de la vesícula denominada sinaptotag-
Mg2+, mediante el cual genera un gradiente de protones mina. La sinaptotagmina presenta una porción citoplasmática donde se
hacia el interior vesicular (fig. 15-2). fija el Ca2+, con lo que se facilita su interacción con la proteína plasmá-

4. 238 Farmacología humana
tica sintaxina y permite a las otras proteínas componentes del complejo pecíficos (receptores dopaminérgicos D2). Sobre la mem-
iniciar los procesos de fusión de la vesícula con la membrana plasmática. brana presináptica influyen además otros elementos de
En condiciones normales con bajas concentraciones de Ca2+, la sinapto-
tagmina no es activa y la sintaxina tiene bloqueada su capacidad de fi- origen humoral o nervioso, que actúan sobre sus corres-
jación mediante una proteína denominada munc-18. pondientes receptores. Son facilitadores de la liberación:
Además de la liberación de noradrenalina y otras catecolaminas de- la angiotensina, la acetilcolina a ciertas concentraciones,
pendiente de Ca2+ y acoplada a estímulos eléctricos, existe un meca- la adrenalina mediante receptores b y el ácido g-amino-
nismo de liberación indirecto. Esta liberación se produce a través de
los transportadores de monoaminas circulando en sentido inverso a la
butírico (GABA) mediante receptores GABAA. Son in-
recaptación habitual mediante un modelo de difusión con intercam- hibidores de la liberación: la PGE2, los péptidos opioides,
bio. La liberación indirecta es independiente del calcio y de los estí- la acetilcolina, la dopamina, la adenosina y el GABA a
mulos eléctricos, pudiendo provocarse mediante fármacos o a través través de receptores GABAB.
de cambios de gradiente electroquímico; por ejemplo, un incremento
notable de los niveles de potasio extracelular. Ciertos fármacos nor-
adrenérgicos, como la tiramina, la efedrina y la anfetamina, son ca-
paces de penetrar en la terminación simpática, desplazar a la nora-
4. Procesos de inactivación
drenalina de algunos de sus sitios de fijación y liberarla a través del
La acción de las catecolaminas recién liberadas fina-
transportador; son, pues, simpatomiméticos indirectos. Este meca-
nismo no requiere Ca2+, es insensible a las toxinas que bloquean la liza por dos mecanismos principales: inactivación enzi-
transmisión nerviosa y no precisa exocitosis. Liberan sólo una pequeña mática y captación de carácter neuronal y extraneuronal.
fracción de noradrenalina y, una vez agotada, su acción adrenérgica
desaparece: se produce taquifilaxia. En este proceso no se libera la en-
zima DBH. 4.1. Inactivación enzimática
Las dos primeras enzimas que intervienen en la meta-
El proceso de liberación en la terminación simpática
bolización son la catecol-O-metiltransferasa (COMT) y
está sometido a múltiples influencias reguladoras, de ca-
la monoaminooxidasa (MAO). Ambas se encuentran dis-
rácter facilitador e inhibidor. El principal elemento re-
tribuidas muy ampliamente por todo el organismo, in-
gulador es la misma noradrenalina liberada que actúa
cluido el cerebro. La MAO es una enzima oxidativa mi-
sobre autorreceptores situados en la membrana presi-
tocondrial que actúa en la cadena lateral; se encuentra en
náptica, del subtipo a2-adrenoceptor (v. más adelante), y
neuronas y en células no neuronales (hígado, riñón, in-
como consecuencia inhibe la liberación de más noradre-
testino, etc.). Su actividad se centra en la fracción cito-
nalina; se trataría de un mecanismo de retroalimentación
plasmática de las monoaminas no protegida en el interior
de gran importancia (fig. 15-3). La liberación de dopa-
de las vesículas. La COMT es una enzima de la fracción
mina también está bajo el control de autorreceptores es-
soluble citoplasmática e incluso puede estar asociada a la
membrana celular, pero no se encuentra ligada particu-
larmente a las neuronas catecolaminérgicas. Produce me-
tilación en el grupo m-hidroxilo del núcleo catecol trans-
firiendo el radical metilo de la S-adenosilmetionina.
Ca2+ Precisa Mg2+ para su actividad. Las principales vías me-
tabólicas se indican en la figura 15-4.
+ La noradrenalina y la adrenalina liberadas en la terminación sim-
pática o en la médula suprarrenal, y las introducidas en forma exó-
gena en la circulación, primero son metiladas por la COMT y con-
NA NA vertidas en normetanefrina y metanefrina, respectivamente. Éstas
pueden ser transformadas por la MAO y una deshidrogenasa para ori-
– + ginar ácido 3-metoxi-4-hidroximandélico. Pero la noradrenalina libe-
rada en forma endógena dentro de la terminación es oxidada por la
a2 b2 MAO mitocondrial en 3,4-dihidroxifenilglicolaldehído; el aldehído
puede seguir un doble camino: a) la reducción para convertirse en el
alcohol 3,4-dihidroxifeniletilenglicol (DOPEG), que es metilado por
NA la COMT en 3-metoxi-4-hidroxifeniletilenglicol (MOPEG), o b) en
células extraneuronales, el aldehído sufre otra oxidación por la alde-
hído-deshidrogenasa para convertirse en ácido 3,4-dihidroximandé-
lico y, posteriormente, en ácido 3-metoxi-4-hidroximandélico. Las ca-
tecolaminas circulantes siguen preferentemente la vía oxidativa para
convertirse en ácido, mientras que las del SNC sufren sobre todo la
b1 reducción en alcohol. (En relación con el metabolismo de la dopa-
b2 a2 mina, v. IV.)
a1
En los seres humanos, la eliminación de los metabolitos de la nor-
adrenalina y la adrenalina endógenas en orina de 24 horas se repar-
ten en 2-4 mg de ácido 3-metoxi-4-hidroximandélico, 1,2-1,8 mg de
MOPEG (el 20-30 % del cual se origina en el SNC), 100-300 µg de nor-
Fig. 15-3. Principales mecanismos presinápticos reguladores metanefrina y 100-200 µg de metanefrina. En forma libre aparecen 25-
de la liberación de noradrenalina. 50 µg de noradrenalina y 2-5 µg de adrenalina.

5. 15. Transmisión catecolaminérgica. Fármacos agonistas catecolaminérgicos 239
OH OH
HO CH–CH2NH2 CH3 O CH– CH2 –NH2
HO HO
COMT
Noradrenalina Normetanefrina
MA
O MAO
OH OH OH
HO CH–COOH Aldehído- HO CH–CHO CH3 O CH–CHO
HO deshidrogenasa HO HO
Ácido 3,4-dihidroxi- 3,4-Dihidroxifenil- 3-Metoxi-4-hidroxi-
mandélico glicolaldehído fenilglicolaldehído
Aldehído-reductasa
OH
HO CH– CH2 OH
HO
3,4-Dihidroxifenil-
etilenglicol (DOPEG)
COMT Aldehído-
COMT reductasa
OH
CH3 O CH– CH2 OH Sulfoconjugado
HO
3-Metoxi-4-hidroxi-
feniletilenglicol (MOPEG)
OH
CH3 O CH– COOH Aldehído-des-
HO hidrogenasa
Ácido 3-metoxi-
4-hidroximandélico
Fig. 15-4. Metabolismo de la noradrenalina.
Al menos existen dos tipos diferentes de MAO con modo la cantidad de moléculas de neurotransmisor capa-
cierta selectividad diferencial por los sustratos y distri- ces de actuar sobre los receptores. Éste es el proceso de cap-
bución diferente en los tejidos según la especie; se deno- tación de tipo 1, que se caracteriza por funcionar mediante
minan A y B. Ambas actúan sobre la dopamina, la tira- transporte activo saturable y competible, con estereospeci-
mina y la triptamina; la A parece que tiene mayor ficidad para las formas «(-)». Es inhibido por la cocaína, la
selectividad por la noradrenalina y la serotonina, mien- anfetamina y otras aminas simpatomiméticas, por algunos
tras que la B actúa sobre la b-feniletilamina y la bencila- antidepresivos tricíclicos del tipo de la serie imipramina y
mina, aunque esta relativa selectividad podría ser pro- amitriptilina, y por algunos neurolépticos (v. fig. 15-2). La
ducto de la mayor presencia intraneuronal de la MAO de noradrenalina es captada con avidez, pasa al citoplasma y
tipo A y la abundancia extraneuronal (p. ej., en las célu- es transportada de nuevo activamente a los gránulos, donde
las de la glia) del tipo B. En la actualidad existen fárma- queda disponible para ser liberada de nuevo por el estímulo
cos inhibidores selectivos de cada uno de los subtipos con nervioso. El sistema, pues, actúa en forma de reciclaje y re-
interés terapéutico: clorgilina y moclobemida para la presenta un notable ahorro de transmisor.
MAO de tipo A (v. cap. 32) y selegilina para la MAO tipo
B (v. cap. 30). Existen también inhibidores de la COMT, En la actualidad se conocen las secuencias y la estructura de las pro-
como la tropolona, la entacapona y la tolcapona que em- teínas transportadoras de las diferentes monoaminas y se han aislado
los genes que las codifican (v. cap. 3, I, B). El transportador de nor-
piezan a tener utilidad terapéutica (v. cap. 30). adrenalina consta de 617 aminoácidos estructurados en doce segmen-
tos transmembrana y forma parte de una amplia familia de transporta-
dores dependientes de Na+ y Cl–. En su funcionamiento habitual, los
4.2. Captación celular del transmisor diferentes transportadores de monoaminas generan un gradiente elec-
troquímico mediante una ATPasa que promueve la entrada de Na+
La captación puede ser neuronal y extraneuronal.
junto con el neurotransmisor y la salida de K+. En condiciones patoló-
gicas, como incrementos extracelulares de los niveles de K+, modifica-
a) Captación neuronal. Se produce principalmente en ciones del pH o tras administración de fármacos simpaticomiméticos
las terminaciones nerviosas, las cuales captan hasta el 80 % indirectos, el gradiente puede invertirse provocando la salida del neu-
de la noradrenalina recién liberada, reduciendo de ese rotransmisor a través de la misma proteína transportadora.

6. 240 Farmacología humana
b) Captación extraneuronal. Otras células no neuro- activar la transducción de señales a través de proteínas G
nales captan también la noradrenalina y otras aminas por (v. cap. 3).
un sistema que posee menor afinidad por las catecolami-
nas, pero está representado más ampliamente, por lo que Los lugares de reconocimiento de los agonistas endógenos (nor-
adrenalina y adrenalina) o exógenos están situados en los segmentos in-
tiene gran valor desde el punto de vista cuantitativo: es tramembranales de la proteína donde existen aminoácidos específicos
la captación de tipo 2. El transporte es también activo, capaces de enlazarse a porciones definidas de la molécula agonista. Por
pero es difícilmente saturable. Es inhibido por los meta- ejemplo, el grupo NH2+ típico de las catecolaminas forma un enlace con
bolitos metilados, por la fenoxibenzamina y los esteroi- el aminoácido Asp presente habitualmente en el tercer segmento in-
des. Es más activo para la adrenalina que para la nor- tramembrana de todos los receptores de monoaminas (fig. 15-5). Los
lugares de interacción con las correspondientes proteínas G se locali-
adrenalina y no presenta estereospecificidad. La amina zan independientemente de los lugares de interacción con los agonis-
captada no queda almacenada, sino que es posterior- tas y están situados en las porciones intracitoplasmáticas (fig. 15-5).
mente metabolizada por la MAO o por la COMT. En los adrenoceptores existen además lugares específicos sensibles
a la fosforilación por proteín-cinasas del tipo de la PKA y de la pro-
teíncinasa acoplada a proteínas G (GRK) denominada bARK (cinasa
del b-adrenoceptor). Estos lugares se sitúan en los segmentos intrace-
II. RECEPTORES ADRENÉRGICOS: lulares (fig. 15-5) y desempeñan un papel funcional en los procesos de
ADRENOCEPTORES desensibilización homóloga y heteróloga (v. 4).
Los receptores a se dividieron inicialmente en dos gru-
1. Definición y tipos
pos: a1 y a2. En diversos órganos se comprobó que la adre-
Son las estructuras moleculares que en las células del nalina, la noradrenalina y otros agonistas con acción a
organismo reciben selectivamente la señal de la adrena- (pero no los que tenían acción exclusiva b), eran capaces
lina y la noradrenalina, y responden transformándola en de inhibir la liberación de noradrenalina provocada por
una respuesta celular específica. A partir de las respues- estimulación de fibras noradrenérgicas. Esta acción a es
tas obtenidas en diversos órganos a las catecolaminas na- presináptica. Sin embargo, no todos los fármacos agonis-
turales adrenalina y noradrenalina, y a la sintética iso- tas a ejercían este efecto y se comprobó la existencia de
prenalina, Ahlquist en 1948 clasificó los receptores una buena diferenciación de potencia; por un lado, ago-
adrenérgicos en dos clases, a y b. Se definieron como re- nistas a cuya capacidad de inhibir la liberación de nor-
ceptores a (a-adrenoceptores) los que eran estimulados adrenalina tenían el siguiente orden de potencia: clonidina
por las tres catecolaminas con el orden de potencia: adre- >> a-metilnoradrenalina > adrenalina noradrenalina
nalina > noradrenalina >> isoprenalina, y como recepto- >> fenilefrina = metoxamina y, por el otro, agonistas a
res b (b-adrenoceptores) los que eran estimulados con el cuya capacidad de contraer fibra muscular lisa era: adre-
orden de potencia isoprenalina > adrenalina > noradre- nalina > noradrenalina > fenilefrina > a-metilnoradre-
nalina. Así, por ejemplo, la contracción del músculo liso nalina > clonidina = oximetazolina > isoprenalina = do-
causada por moléculas adrenérgicas es consecuencia de pamina. A los receptores responsables de la inhibición
la activación de receptores a, mientras que la relajación presináptica se les denominó a2, y a los del efecto cons-
del músculo liso o la activación cardíaca son debidas a la trictor, a1. Como se verá posteriormente, existen también
activación de receptores b. Posteriormente, se confirmó receptores a2 de localización postsináptica (fig. 15-3), por
la existencia de estos receptores por la aparición de fár- lo que el concepto anatómico se ha sustituido por una cla-
macos antagonistas que bloquean de una manera selec- sificación farmacológica y funcional (tabla 15-1).
tiva las acciones a (ergotamina y fenoxibenzamina) o las La existencia de receptores a1 y a2 fue confirmada por
b (dicloroisoprenalina y propranolol). Hoy en día se la aparición de antagonistas específicos (p. ej., prazosina
acepta la existencia de tres tipos principales de recepto- para a1-adrenoceptores y rauwolscina y yohimbina para
res adrenérgicos: los a1, a2 y b-adrenoceptores cada uno los a2). La caracterización de nuevos subtipos de a-adre-
de los cuales presenta a su vez varios subtipos. noceptores (a1A, a1B, a1D, a2A, a2B y a2C) pone de mani-
Los adrenoceptores son glucoproteínas de membrana fiesto la complejidad de esta familia de receptores, ex-
de 64-68 kD, cuyas cadenas polipeptídicas (402-525 ami- presión probable de la multitud de funciones asociadas
noácidos) poseen secuencias fuera de la célula (terminal- (tabla 15-1).
NH2), en la membrana celular (siete hélices transmem- Los b-adrenoceptores se dividieron inicialmente en
brana) y en el citoplasma (terminal-COOH) (fig. 15-5). dos grupos: b1 y b2. Los receptores b1, que predominan,
Estas estructuras poseen, por un lado, los grupos funcio- por ejemplo, en el corazón, se caracterizan por tener una
nales para fijar agonistas y, por el otro, los encargados de afinidad alta y prácticamente idéntica por la adrenalina
Fig. 15-5. Modelo de la estructura molecular del b2-adrenoceptor humano. En la parte superior se describen los aminoácidos re-
lacionados con las tres actividades funcionales del receptor: reconocimiento de señal, transmisión del mensaje y fosforilización re-
guladora de la actividad. En la parte inferior se muestra un esquema del reconocimiento espacial de la adrenalina por el mismo
b2-adrenoceptor.

7. 1
S R N P A L L F A S G N G P Q G M NH2
P A H
D
H
D
V
T
Q
Q
R
D N E T C
E A C
D
V W T F G N Y A E Q F
M F C I F
W 55 N H
V K W A T T D N L I R Extracelular
V 34 M 96 106 C 175 R N 196 299 Q K 305
G M G L I H E F W Y W H Q A Y I V H E V Y
I V M S A A G F T S I D MQ I P A I A S V I N V I L L N
L I V P V V V L C L F S S I V I F F W I G
L A I V A L G M V T A S T L G S S F Y V P L WC Y V N S
F G N V L D I E T V I W P L V L T F G F N
V L V I A C A L L C V I V M L I I M V F T G M I P L I Y
T A I S T I A V D I V R V Y S I G L C R S
T
A 71 F 131 R 150 A 221 R 274 K 330 P C 341
Intracelular K L D L L
K Y Y V
F N A P L R
F N F
A K D E R
E R T I K R F
L Q T V I Q
T E A E A F S
T L Y R G I Q K K
S L I S
F F K Y Q S I I L
V H F R G E S K D F
NQ K
PKA K
L 250 260 sitios A
S Q V E Q D G R T G H S
G I R R S Y
G
N
Aminoácidos G
G S Q E G T N G N S S Y
Aminoácidos implicados en el reconocimiento de ligandos E K E Q E V H Y 360 sitios
N
bARK
Aminoácidos relacionados con el acoplamiento de proteínas G K
L L C E D L P G Y E D F V G H Q G T V P
Aminoácidos relacionados con la desensibilización S
413 400 D
Palmitoilación N
HOOC L L S D N T S S N R G Q S D I
NH2
VII VI
I HO V
HO
S
HO S
NH2
II IV
III
S S
COOH

8. 242 Farmacología humana
Tabla 15-1. Características farmacológicas, bioquímicas y moleculares de los subtipos de a-adrenoceptores
a1-Adrenoceptor a2-Adrenoceptor
a1A a1B a1D a2A a2B a2C
Orden de potencias
NA A >> ISO A = NA >> ISO A = NA >> ISO A NA >> ISO A NA >> ISO A NA >> ISO
Agonistas selectivos
Fenilefrina Fenilefrina Fenilefrina Oximetazolina Clonidina Clonidina
Metoxamina Metoxamina Metoxamina Clonidina Guanabenzo Guanabenzo
Cirazolina Cirazolina Cirazolina Guanabenzo
Antagonistas selectivos
Corinantina Corinantina Prazosina Yohimbina Yohimbina Yohimbina
Indoramina Indoramina Metoxi-idazoxán Metoxi-idazoxán Metoxi-idazo-
5-Metiluradipilo Cloroetilclonidina Prazosina xán
(+) Niguldipino ARC239 Prazosina
ARC239
Sistema efector
Gq Gq Gq Gi/o Gi/o Gi/o
Gen y localización
a1C; cromos. 8, a1B; cromos. 5, a1A; cromos. 20, a2A; cromos. 10, a2B; cromos. 2, a2c; cromos. 4,
466 aa. 515 aa. 560 aa. 450 aa. 450 aa. 461 aa.
A: adrenalina; ISO: isoprenalina; NA: noradrenalina.
y la noradrenalina; en cambio, los b2, localizados sobre b1 y butoxamina para los b2). Más recientemente se ha
todo en el músculo liso, tienen unas 10-50 veces mayor identificado un nuevo subtipo de b-adrenoceptor (b3-
afinidad por la adrenalina que por la noradrenalina. Esta adrenoceptor) que predomina en tejido adiposo y es unas
subdivisión se confirmó por la existencia de fármacos an- 10 veces más sensible a la noradrenalina que a la adre-
tagonistas específicos (p. ej., metoprolol para receptores nalina y presenta escasa afinidad por el propranolol (ta-
bla 15-2).
Tabla 15-2. Características farmacológicas, bioquímicas y mo-
leculares de los subtipos de b-adrenoceptores 2. Localización de los receptores adrenérgicos
b-Adrenoceptor En la tabla 15-3 se exponen las localizaciones de los di-
versos receptores adrenérgicos y los principales efectos
b1 b2 b3
que derivan de su activación. Los estudios de carácter fi-
Orden de potencias siológico con agonistas y antagonistas permitieron loca-
150 > NA A ISO > A > NA ISO = NA > A lizar inicialmente los sitios sensibles a los fármacos adre-
nérgicos y establecer el tipo de receptor, de acuerdo con
Agonistas selectivos la respuesta obtenida y su comportamiento frente a un
Noradrenalina Procaterol
antagonista. Los estudios de fijación mediante radioli-
Xamoterol Terbutalina
Dobutamina gandos agonistas o antagonistas corroboraron el tipo de
receptor implicado, pero, además, han permitido locali-
Antagonistas selectivos zar e identificar receptores adrenérgicos en sitios insos-
Alprenolol Alprenolol Alprenolol pechados (p. ej., plaquetas o linfocitos), y mostrar que en
Propranolol Propranolol Propranolol un mismo órgano efector coexisten varios subtipos en di-
Betaxolol a-Metilpropranolol Bupranolol versa proporción. Así, lo más frecuente es que un órgano
Atenolol Butoxamina
posea receptores b1 y b2; lo que varía es la proporción en
Sistema efector que éstos se encuentran. De acuerdo con este principio,
Gs Gs Gs el corazón tiene mayor número de receptores b1 que b2,
mientras que el útero tiene más b2 que b1; por esta razón,
Gen y localización la respuesta del primero es b1 y la del segundo es b2. Tam-
b1, 477 amino- b2, 413 amino- b3, 408 amino-
bién suelen coexistir los receptores a1 y a2, si bien su lo-
ácidos ácidos ácidos
calización y proporción varían; así, las plaquetas sólo po-

9. 15. Transmisión catecolaminérgica. Fármacos agonistas catecolaminérgicos 243
seen receptores a2, los hepatocitos y las células de la glán- En el miocardio, la estimulación b-adrenérgica provoca un aumento
dula parótida poseen más a1 que a2, y diversos órganos del AMPc y de la PKA (fig. 15-6). Esto explica claramente el incre-
mento de la glucogenólisis (v. más adelante), pero no se conocen toda-
con músculo liso presentan una proporción similar de a1 vía los pasos precisos a través de los cuales el AMPc estimula la activi-
y a2. dad miotropa y cronotropa. Sin embargo, la participación de una
proteíncinasa es evidente porque la activación b-adrenérgica es imitada
Se ha propuesto que los a1 y b1-adrenoceptores están claramente lo- por la inyección de la subunidad catalítica de la PKA. Se han propuesto
calizados en la membrana postsináptica de las sinapsis noradrenérgicas las siguientes hipótesis:
y su función sería recibir la señal de la noradrenalina liberada en la ter-
minación. En cambio, los a2 y b2-adrenoceptores que son más sensibles a) La PKA provoca la fosforilación de una proteína perteneciente
a la adrenalina que a la noradrenalina, estarían más en contacto con las al canal de Ca2+ dependiente del voltaje; como consecuencia se favo-
catecolaminas circulantes (en especial, la adrenalina circulante que es rece la apertura del canal y la entrada de Ca2+ en la célula; la acción
liberada en la médula suprarrenal); de ahí que, en general, su localiza- adrenérgica consistiría, pues, en aumentar el número de canales de Ca2+
ción sea con más frecuencia extrasináptica, en tejidos o en células que que se abren, o bien en aumentar la probabilidad de que se encuentren
reciben escasa o nula inervación directa. Los receptores a2 y b2 tienen, abiertos en un momento determinado. El aumento de la corriente de
además, una localización presináptica en las terminaciones noradre- Ca2+ favorece posteriormente la movilización de Ca2+ intracelular, por
nérgicas, cuya función podría ser inhibir (a2) o facilitar (b2) la libera- ejemplo, en el retículo endoplásmico. La proteína Gs de la adenililci-
ción de noradrenalina (fig. 15-3). clasa es capaz, asimismo, de estimular directamente el canal de Ca2+ de-
pendiente del voltaje (v. cap. 3).
b) El AMPc produce la fosforilación de una proteína del retículo
3. Mecanismos moleculares en respuesta sarcoplásmico, el fosfolambano, y con ello estimula la velocidad inicial
a la activación b-adrenérgica de transporte de Ca2+ al retículo sarcoplásmico, quedando más Ca2+ dis-
ponible para la siguiente contracción; ello explicaría por qué los ago-
El b-adrenoceptor es uno de los receptores asociados nistas b-adrenérgicos no sólo aumentan la velocidad de contracción,
sino también la de relajación.
al sistema de la adenililciclasa, descrito en el capítulo 3,
c) El AMPc produce asimismo la fosforilación de una fracción de
situado en la membrana celular. Cuando un agonista b troponina (Tn I) que reduce la afinidad por el Ca2+ y favorece también
ocupa su sitio de reconocimiento acoplado a una pro- con ello la relajación del miocardio (v. cap. 35, I, 3).
teína Gs, inicia un proceso que termina en la activación En cuanto a la actividad cronotropa, se considera que el aumento
de la adenililciclasa, enzima que estimula la formación de de la corriente de Ca2+ generado por el AMPc es el responsable del in-
cremento de la pendiente de la fase 4 en los nodos sinusal y auriculo-
adenosinmonofosfato cíclico (AMPc) (v. cap. 3) y la con- ventricular, explicándose así el aumento de la automaticidad y de la ve-
siguiente activación de la proteín-cinasa AMPc-depen- locidad de conducción cardíacas (v. cap. 35).
diente (proteín-cinasa A, PKA), la cual se encargará de La actividad fosforilante de la PKA se extiende a otras muchas pro-
fosforilar otras proteínas intracelulares, unas de natura- teínas y enzimas intracelulares (v. cap. 3). La fosforilación de la fosfo-
rilasa implica su activación y la consiguiente estimulación de la glu-
leza enzimática y otras de naturaleza estructural.
cogenólisis; mientras que la fosforilación de la glucógeno-sintetasa
De acuerdo con la función de dichas proteínas, variará determina su inhibición. En conjunto, pues, facilita la hiperglucemia y
el efecto resultante de la activación b-adrenérgica. Algu- el consumo de glucógeno.
nas de ellas son enzimas relacionadas con el metabolismo En el sistema nervioso, la activación del AMPc y la siguiente fosfo-
hidrocarbonado y lipídico; otras forman parte o guardan rilación de determinadas proteínas y enzimas origina modificaciones,
tanto en la membrana como en el interior de la neurona. En la mem-
relación con canales iónicos de la membrana celular, mer- brana se pueden manifestar en forma de cambios en la conductancia de
ced a lo cual modulan con diverso signo el potencial de ac- distintos iones, lo que originará modificaciones de diverso signo en la
ción; con mucha frecuencia, la fosforilación se realiza en polaridad de la membrana (despolarización o hiperpolarización), con
proteínas que regulan el movimiento de Ca2+, tanto a tra- la consiguiente repercusión en la actividad neuronal, que podrá ser es-
timulada o inhibida. En el interior de la neurona, la PKA fosforila a una
vés de la membrana celular como entre los diversos com-
proteína asociada a la sinapsis, la sinapsina I, que interviene en proce-
partimientos intracelulares. El movimiento de Ca2+ y su ul- sos de liberación de neurotransmisores; también influye sobre la acti-
terior incorporación a proteínas especialmente dispuestas vación o inhibición de enzimas específicas para la síntesis de neuro-
a fijarlo originarán, según las células implicadas, impor- transmisores, como son la tirosina-hidroxilasa y la triptófano-hidro-
tantes procesos, como modificaciones de los potenciales xilasa.
de acción, alteraciones en el grado de contracción de di-
versas proteínas contráctiles y cambios en los procesos de 4. Mecanismos moleculares en respuesta
secreción. La fijación a proteínas reguladoras polivalentes, a la activación a-adrenérgica
entre las que destaca la calmodulina, repercutirá sobre el
estado funcional de otras muchas enzimas, incluidas las 4.1. Activación a1
proteín-cinasas. Por último, deben tenerse en cuenta los
efectos a largo plazo del AMPc, a través de las acciones El a1-adrenoceptor es un receptor acoplado a la pro-
desencadenadas en el núcleo celular (v. cap. 3 y fig. 3-20). teína Gq y asociado al sistema de la fosfolipasa C, descrito
en el capítulo 3, situado en la membrana celular, que pro-
En el caso del músculo liso, la activación b-adrenérgica provoca re- voca la formación de dos moduladores: el inositoltrifos-
lajación muscular. En los vasos puede deberse a un aumento de la per- fato (IP3) y el diacilglicerol (DAG) (fig. 15-6). Así, la res-
meabilidad para el K+ con la consiguiente hiperpolarización de la mem-
brana. En otros órganos, la relajación puede deberse a que el AMPc
puesta molecular se caracteriza principalmente por el
activa la PKA y ésta fosforila enzimas relacionadas con el estado de re- aumento y la movilización de Ca2+ intracelular en deter-
lajación de las fibras de miosina. minadas estructuras.

10. 244 Farmacología humana
Tabla 15-3. Localización de a y b-adrenoceptores y respuestas a su activacióna
Receptores a1 Receptores a2 Receptores b1 Receptores b2
Músculo liso
Arterial (piel, mucosas, Constricción Constricción
esplácnico, pulmonar,
cerebral, salival)
Arterial (muscular, coro- Constricción Constricción Relajación
narias)
Venoso Constricción Constricción Relajación
Pilomotor Contracción
Bronquial Contracción Relajación
Uterino Contracción (a1 = a2) Relajación (a término)
Dilatador del iris Contracción
Detrusor Relajación
Trígono y esfínter Contracción
Conducto deferente Contracción
Membrana nictitante Contracción
Cápsula esplénica Contracción Relajación
Gastrointestinal Contracción Relajación Relajación
Próstata Contracción
Músculo estriado Aumento del temblor
Corazón
Nodo SA Aumento de la fre- Aumento de la fre-
cuencia cuencia
Focos ectópicos Aumento de la velo-
Tejido de conducción cidad de conducción,
automaticidad en
focos ectópicos
Células contráctiles Aumento de la con- Aumento de la con-
tractilidad tractilidad
Sistema nervioso periférico
Terminal colinérgico Inhibición de la li-
beración de AC
Terminal noradrenérgico Inhibición de la li- Estimulación de la li-
beración de NA beración de NA
Glanglios simpáticos
Hiperpolarización
Sistema nervioso central
Inhibición de la li-
beración de neu-
rotransmisores
Hipotensión arterial
Hepatocito
Estimulación de la Estimulación de la glu-
glucógeno-fosforila- cógeno-fosforilasa;
sa; inhibición de la inhibición de la glu-
glucógeno-sintetasa cógeno-sintetasa
Adipocito
Inhibición de la li- Estimulación
pólisis de la lipólisis
(b3 > b1)

11. 15. Transmisión catecolaminérgica. Fármacos agonistas catecolaminérgicos 245
Tabla 15-3. (Continuación.)
Receptores a1 Receptores a2 Receptores b1 Receptores b2
Plaquetas
Inducción de la agre-
gación
Endotelio vascular
Liberación de óxido
nítrico
Células b del páncreas
Inhibición de la se- Estimulación de la se-
creción de insulina creción de insulina
Aparato yuxtaglomerular
Inhibición de la se- Estimulación de la se-
creción de renina creción de renina
Secreción nasal
Inhibición de la secre-
ción
Secreción bronquial
Inhibición de la secre-
ción
Mastocitos
Inhibición de la libera-
ción de autacoides
Células ciliares
Estimulación del mo-
vimiento ciliar
Glándula pineal
Estimulación de la li-
beración de melato-
nina
Neurohipófisis
Estimulación de la li-
beración de ADH
a
Las respuestas en cursiva indican acción preferente.
Esto puede deberse al aumento en la penetración del Ca2+ extrace- 4.2. Activación a2
lular, como consecuencia de la apertura de canales de Ca2+ dependien-
tes del receptor en la membrana, o bien a la liberación del Ca2+ aso-
ciado a estructuras membranosas intracelulares, como mitocondria,
La respuesta molecular se caracteriza por su capa-
retículo sarcoplásmico, membrana citoplasmática, etc., o por una com- cidad de asociarse a una proteína Gi, inhibir la ade-
binación de ambos mecanismos. El aumento de Ca2+ intracelular des- nililciclasa y reducir la concentración de AMPc (fi-
encadena sucesos múltiples consecutivos a la fijación de Ca2+ a diver- gura 15-6). Su acción, por lo tanto, es contraria a la
sos tipos de proteínas (v. cap. 3). El IP3 es el responsable de estos efec-
provocada por la activación de los b-adrenoceptores.
tos y para ello actúa sobre receptores específicos situados sobre las mem-
branas de las estructuras intracelulares mencionadas. El DAG es capaz Lógicamente, las respuestas fisiológicas tendrán el
de activar la proteín-cinasa C (PKC) la cual también puede ser activada signo opuesto al mostrado por la activación b, al menos
por Ca2+. La PKC es capaz de promover la fosforilización de diversas en las células que posean ambos tipos de receptores: in-
proteínas con funciones de receptores, bomba de iones, etc. hibición de la lipólisis, inhibición de la secreción de
La estimulación de los a1-adrenoceptores puede llevar a la activa-
ción de otros sistemas de segundos mensajeros, como la fosfolipasa A2
insulina, inhibición de la liberación de noradrenalina en
y la fosfolipasa D, encargadas de iniciar la síntesis de prostanoides y de la terminación nerviosa, contracción de la fibra muscu-
ácido fosfatídico, respectivamente (v. cap. 3). lar lisa, etc.

12. 246 Farmacología humana
Se ha comprobado, igualmente, que la activación de
b a2 los a2-adrenoceptores presinápticos provoca la apertura
C de diferentes tipos de canales de K+ y la consiguiente hi-
Gs GI perpolarización celular. En ocasiones, este proceso es de-
pendiente de Ca2+, pero en otras se debe a un acopla-
miento directo del canal a la proteína Go activada por el
GTP GDP a2-adrenoceptor. Este mecanismo posiblemente es el res-
GDP GTP ponsable de la inhibición presináptica mediada por estos
AMPc
receptores.
PKA
Ca2+ PKC
5. Regulación de receptores adrenérgicos
La exposición prolongada de los adrenoceptores a los
IP3 DAG agonistas endógenos o exógenos ocasiona, en muchas
GDP ocasiones, una disminución de las respuestas observadas.
GTP PIP2 Este fenómeno se denomina desensibilización o taquifi-
laxia. Se ha involucrado el desacoplamiento entre los
Gq PLC
adrenoceptores y las correspondientes proteínas G como
uno de los mecanismos subyacentes al fenómeno de de-
a1
sensibilización. El desacoplamiento entre el receptor y la
proteína G se produce como consecuencia de la fosfori-
lación del receptor a la altura de ciertos aminoácidos
de los segmentos intracelulares de la cadena peptídica
Fig. 15-6. Principales receptores adrenérgicos con sus corres-
pondientes sistemas de transducción. Las proteínas reguladoras (fig. 15-5).
G acopladas al guanosintrifosfato (GTP) se clasifican sobre la
La fosforilación se produce como consecuencia de la actividad de
base de sus efectos estimuladores (Gs) o inhibidores (Gi) sobre
dos proteín-cinasas, la PKA y la proteín-cinasa acoplada a proteínas G
la actividad de la unidad catalítica (C) de la adenililciclasa. La (GRK) denominada bARK (cinasa del b-adrenoceptor). Mientras que
proteína Gq reguladora de la fosfolipasa C (PLC) facilita la hi- la respuesta de la PKA representa el desacoplamiento de la proteína
drólisis del fosfatidilinositol (PIP2) en diacilglicerol (DAG) e G, la fosforilación mediante la bARK afecta el estado del receptor ac-
inositoltrifosfato (IP3). La proteín-cinasa A (PKA) y la proteín- tivado por agonistas y facilita la fijación de otra proteína denominada
cinasa C (PKC) son enzimas efectoras cuya actividad es gene- b-arrestina, la cual compite con la proteína G por la interacción con el
rada o inhibida por los sistemas de segundo mensajero (AMPc, receptor (v. fig. 3-23). El fenómeno de fosforilación mediante la bARK
PLC, Ca2+). AMPc: adenosinmonofosfato cíclico; GDP: guano- permite el secuestro y la interiorización del receptor hacia el interior de
sindifosfato. la célula, alejándolo de la posibilidad de interacción con moléculas del
agonista y llevando a una menor respuesta funcional del sistema.
El fenómeno de la desensibilización puesto en marcha
Desde diversos puntos de vista la acción a2 es idéntica, pero con-
traria, a la b. En efecto, también se forma un complejo ternario, com- por la interacción repetida y sostenida de un agonista con
puesto por agonista-receptor-proteína reguladora G (v. fig. 3-14), que un adrenoceptor puede afectar las funciones dependien-
corresponde al estado de receptor de alta afinidad; la presencia de GTP tes de ese mismo tipo de receptor, denominándose de-
reduce igualmente la afinidad de los agonistas al receptor, mientras que sensibilización homóloga. Sin embargo, la fosforilación
no modifica la de los antagonistas. El GTP es necesario para que el ago-
nista a2 inhiba la adenililciclasa. La diferencia entre el efecto estimula-
mediada por la PKA y por la bARK puede afectar, dada
dor de la acción b y el efecto inhibidor de la acción a2 estriba en el tipo su inespecificidad, diversos receptores, algunos de ellos
de proteína reguladora (Gs o Gi) afectada por la interacción del ligando diferentes del originalmente estimulado. Este fenómeno
con su proteína receptora. La inhibición de la adenililciclasa generará, se denomina desensibilización heteróloga.
obviamente, modificaciones de los niveles de la PKA activa y como con-
secuencia, la regulación de la actividad fosforilante de esta cinasa. Otros
sistemas acoplados a los a2-adrenoceptores pueden ser la inhibición de
los canales de Ca2+ dependiente de proteínas inhibitorias Go o la esti- III. FÁRMACOS a Y b-ADRENÉRGICOS
mulación del intercambio Na+/H+ presente en algunos tejidos como las
plaquetas.
En el músculo liso vascular los a2-receptores coexisten con los a1 1. Concepto y características principales
y provocan también contracción, pero existen diferencias entre uno y
otro tipo de activación. Como ya se ha indicado, los receptores a2 al pa- Al fijarse y activar los a y b-adrenoceptores, estos fár-
recer son más abordables para las catecolaminas circulantes que la nor- macos provocan respuestas similares a las que se consi-
adrenalina liberada en la terminación. A diferencia de la activación a1, guen por estimulación de los nervios posganglionares
parece provocar la apertura de los canales de Ca2+ dependientes del vol- simpáticos o de la médula suprarrenal. Una minoría de
taje, favoreciendo así la entrada del Ca2+ extracelular; de hecho, la res-
puesta contráctil a la estimulación a2 puede ser bloqueada por los fár- ellos ejerce la acción adrenérgica por liberar la noradre-
macos antagonistas de la entrada de Ca2+ (diltiazem o nifedipino), lo nalina de las terminaciones simpáticas en forma activa,
que no ocurre con la respuesta a la estimulación a1. por lo que se denominan adrenérgicos de acción indirecta.

13. 15. Transmisión catecolaminérgica. Fármacos agonistas catecolaminérgicos 247
5 6 b a
4 1
CH CH NH
3 2
Feniletilamina H H H
Catecolaminas prototipo
Adrenalina 3-OH,4-OH OH H CH3
Noradrenalina 3-OH,4-OH OH H H
Dopamina 3-OH,4-OH H H H
Isoprenalina 3-OH,4-OH OH H CH(CH3)2
Acción preferente aŸ
Fenilpropanolamina OH CH3 H
Fenilefrina 3-OH OH H CH3
Metoxamina 2-OCH3' 5-OCH3 OH CH 3 H
Metaraminol 3-OH OH CH3 H
Acción preferente b
Dobutamina 3-OH,4-OH H H CH(CH3)-(CH2)2 -C6H5OH
Orciprenalina 3-OH,5-OH OH H CH(CH3) 2
Hexoprenalina 3-OH,4-OH OH H (CH2) 6-noradrenalina
Salbutamol 3-CH2OH,4-OH OH H C(CH3)3
Fenoterol 3-OH,5-OH OH H CH(CH3)-CH2-C6H5OH
Terbutalina 3-OH,5-OH OH H C(CH3)3
Rimiterol 3-OH,4-OH OH piperidil
Isoetarina 3-OH,4-OH OH CH2CH3 CH(CH3)2
Ritodrina 4-OH OH CH3 (CH2)2-C6H5OH
Acción mixta y central
Anfetamina H CH3 H
Metanfetamina H CH3 CH3
Efedrina OH CH3 CH3
Fenfluramina 3-CF3 H CH3 C2H5
Fig. 15-7. Principales fármacos adrenérgicos derivados de la feniletilamina.
Los fármacos prototipo que sirvieron para definir las dos por la activación de los b, según se aprecia en la ta-
acciones y diferenciar los tipos y subtipos de receptores, bla 15-3, el resultado final puede ser aleatorio y depen-
son las catecolaminas naturales, adrenalina y noradrena- der de la dosis, de la afinidad por cada tipo de receptor,
lina, y la sintética isoprenalina. La otra catecolamina na- de la sensibilidad individual y de la importancia cuanti-
tural, la dopamina, constituye un elemento particular que tativa que uno de los efectos tenga en la respuesta final.
se estudiará por separado más adelante en este capítulo El efecto se complica si se tiene en cuenta que los efec-
(v. IV). A partir de ellas, y por modificaciones diversas tos conseguidos por los fármacos originan respuestas re-
del anillo fenilo o de la cadena lateral, se obtuvieron nu- flejas de signo, a veces, contrario que interfieren el re-
merosos fármacos simpatomiméticos que pueden consi- sultado final.
derarse derivados de la fórmula general feniletilamina. La descripción de los efectos farmacológicos provoca-
En la figura 15-7 se expone la estructura química de los dos por cada fármaco debe hacerse en función del re-
principales fármacos. Las diversas sustituciones originan ceptor que active y de las acciones farmacológicas tribu-
cambios, tanto en la potencia del fármaco en relación con tarias de ese receptor, de acuerdo con los datos expuestos
las catecolaminas naturales, como en la afinidad por los en las tablas 12-1 y 15-3. Se describirán con más detalle
receptores. las acciones de la adrenalina porque, aunque terapéuti-
Muchos de los fármacos activan, en mayor o menor camente su uso ha quedado muy restringido, sus accio-
grado, ambos tipos de receptores; sin embargo, algunos nes son muy llamativas y constituyen buenos elementos
muestran una selectividad específica por los receptores a de análisis y de comparación.
o por los b, e incluso existen agonistas específicos de los
a1 y a2-adrenoceptores, y fármacos con mayor capacidad
de activar receptores b2 que b1. Esta especificidad, sin em- A. CATECOLAMINAS
bargo, puede ser relativa y sólo apreciable a dosis pe-
queñas, ya que a dosis altas aparece la contaminación pro-
1. Acciones farmacológicas de la adrenalina
pia de la activación de otros receptores.
Puesto que los efectos mediados por la activación de Es un estimulante muy potente de los receptores a
los a-adrenoceptores pueden ser opuestos a los media- y b.

14. 248 Farmacología humana
1.1. Sistema cardiovascular la repleción ventricular durante la diástole. Como a la do-
sis necesaria para producir activación a (vascular) se pro-
Tanto el corazón como los vasos poseen abundantes a duce intensa estimulación b (cardíaca y vascular), pero
y b-adrenoceptores. En general, los receptores b suelen las consecuencias de la vasoconstricción predominan so-
ser más sensibles que los a, por lo que responden a dosis bre las de la dilatación, se apreciará aumento de la resis-
menores de fármaco, de ahí que las concentraciones pe- tencia periférica total con elevación de la presión arterial
queñas, como las que se consiguen en inyección subcutá- sistólica en mayor grado que la de la diastólica, aumento
nea, produzcan acciones predominantemente b, mientras de la presión diferencial y taquicardia (fig. 15-8). Si la hi-
que en inyección intravenosa rápida provoque también pertensión arterial es intensa, puede originar bradicardia
intensas acciones a. refleja, a la que se pueden sumar extrasístoles.
En el corazón, la adrenalina incrementa la frecuencia La activación excesiva y prolongada del miocardio re-
cardíaca sinusal, la velocidad de conducción y la fuerza sulta peligrosa, tanto por el incremento inadecuado del
de contracción (acción b1); la sístole es más corta, siendo consumo de O2 como por las microlesiones que pueden
más rápidas la contracción y la relajación del miocardio. aparecer en los vasos y en las miofibrillas.
La taquicardia sinusal se debe al aumento de la pendiente
de despolarización de la fase 4 (v. cap. 38); aumenta tam-
bién la velocidad de despolarización de la fase 0 y acorta 1.2. Músculo liso
la duración del potencial de acción y el período refracta- En el árbol bronquial produce una poderosa bronco-
rio. La conducción AV es más rápida. Este conjunto de dilatación (acción b2), que contrarresta la constricción
efectos contribuye a incrementar el volumen minuto y que puede ser provocada por múltiples causas. Esta ac-
la presión arterial sistólica y, simultáneamente, aumen- ción es la base de su utilización en el asma bronquial (v.
ta el consumo de O2 del miocardio. A dosis altas aumenta cap. 42). A ello se suma la acción descongestionante por
la automaticidad en el tejido de conducción, por la des- producir vasoconstricción en la mucosa de las vías respi-
polarización espontánea de células no sinusales en el sis- ratorias y en la circulación pulmonar.
tema de excitación y conducción, dando origen a extra- En el útero humano grávido y a término reduce la fre-
sístoles y otras arritmias cardíacas (acción b1). cuencia de contracciones (acción b2). En la vejiga urina-
Produce vasodilatación de las arteriolas del área mus- ria relaja el detrusor (acción b) y contrae el esfínter y el
cular, de las coronarias y de otros territorios (acción b2); trígono (acción a). En el iris contrae el músculo radial
como consecuencia, aumenta el flujo sanguíneo y reduce (acción a) y provoca midriasis. En el tracto gastrointes-
la presión diastólica que, por mecanismo reflejo, origina tinal predomina la acción relajadora (b) sobre la con-
taquicardia. Este efecto es el que predomina a dosis ba- tractora (a); a este efecto en el músculo liso se suma la
jas de adrenalina (0,01-0,1 µg/kg/min IV). Pero a dosis al- acción inhibidora de la liberación de acetilcolina en cé-
tas (superiores a 0,1 µg/kg/min IV) activa los receptores lulas del plexo entérico (acción a2).
a1 y a2 de las arteriolas de la piel, las mucosas y el área
esplácnica, incluida la circulación renal; en consecuencia
se produce una elevación de la presión arterial, prefe- 1.3. Efectos metabólicos
rentemente de la diastólica. También en los vasos veno- En los hepatocitos, la activación de los b-adrenocep-
sos provoca constricción, que facilita el retorno venoso y tores con la consiguiente producción de AMPc y la acti-
vación de los a1-adrenoceptores desencadenan impor-
200 tantes efectos metabólicos (fig. 15-9). En el hígado, el
PA (mm Hg)
AMPc activa la PKA cuya unidad catalítica se encarga
150
de: a) fosforilar la glucógeno-sintetasa; de este modo la
100 inactiva e impide la incorporación de unidades de glucosa
en glucógeno y b) fosforilar y activar una fosforilasa-ci-
nasa, que a su vez se encarga de fosforilar y activar la glu-
FC (lat./min)
150
cógeno-fosforilasa, enzima que convierte el glucógeno en
100
glucosa-1-fosfato.
50
El resultado del incremento de la glucogenólisis es un
aumento de la salida de glucosa del hígado a la sangre (hi-
30
perglucemia) y un aumento del metabolismo en el mús-
20
RP
10
culo con producción de ácido láctico (hiperlactacidemia).
0 A ello se suma el aumento de la gluconeogénesis, y la
Noradrenalina Adrenalina Isoprenalina acción sobre la secreción de insulina en el páncreas; esta
Fig. 15-8. Representación esquemática de los efectos cardio- última es dual, facilitadora (acción b2) e inhibidora (ac-
vasculares tras inyección intravenosa de noradrenalina, adre- ción a2), pero in vivo predomina la acción inhibidora, por
nalina e isoprenalina. FC: frecuencia cardíaca; PA: presión ar- lo que disminuye la secreción de insulina y ello favorece
terial; RP: resistencia periférica. la hiperglucemia.