Ansiolitici anticonvulsivanti e attivi su GABA

ANTICONVULSIVANTI

C'è sempre una componente depressiva del snc, e il contrasto della

sovraeccitazione, però è diversa: non è psicotica, non è una componente di ansia,

non è un problema di induzione del sonno o di promuovere un sonno non

fisiologico. Si tratta di attacchi epilettici per i quali si verificano scariche

incontrollate di neuroni focalizzate in certi centri del cervello denominati foci

epilettogeni. Queste scariche promuovono le convulsioni, ossia movimenti

incontrollati muscolari. Per i neurolettici il target è il recettore dopaminergico,

oltre al serotoninergico. Nelle benzodiazepine il protagonista è il GABA recettore,

così come per i barbiturici. Nella epilessia invece tutto si gioca nell'equilibrio

eccitazione-inibizione. L'eccitazione è garantita fondamentalmente dall'aa

eccitatorio per eccellenza il glutammato; l’inibizione dal GABA. All'inizio la

comunità scientifica era scettica di fronte al fatto che gli aa potessero fungere da

neurotrasmettitori, perché convinta che si trattasse, piuttosto, delle ammine

biogene. Invece, di recente scoperta, l'osservazione che alcuni aa fungano da

neurotrasmettitori del snc promuovendo impulsi eccitatorio ed inibitorio. In

aggiunta, GABA e glutamamato sono l'uno il metabolita dell'altro, quindi in questo

si vede una sottile regolamentazione fisiologica per portare, a livello cerebrale, un

equilibrio tra eccitazione e inibizione. Quando questo equilibrio viene meno, è

allora che giunge la scarica. Questa disfunzione si riflette nel farmaco, che o

calma l'attività eccitatoria del glutammato o amplifica l'azione inibente del GABA

(ecco perché tra gli antiepilettici ritroviamo benzodiazepine e barbiturici). Ci sono

anche meccanismi di trasporto che vedono trasportatori (di natura proteica) negli

spazi sinaptici, tra cui anche sinapsi al glutammato e al GABA. Così come ci sono,

a livello presinaptico, dei trasportatori per le ammine che ne promuovono un

reputake, ci sono anche trasportatori per questi aa. Per l'epilessia, bisogna agire

bloccando la ricaptazione del glutammato o intensificare il reputake del GABA. A

seconda di questo quadro, si avranno varie tipologie di antiepilettici.

spike.

Tutto nasce dall'insorgenza dello Il valore di soglia delle cellule nervose è di

-70 eV, corrispondente alla differenza di potenziale tra esterno ed interno della

cellula. Quando, in seguito ad uno stimolo, si verifica depolarizzazione, che porta il

valore di soglia a -40 eV, insorge lo spike, che rappresenta il passaggio dello

stimolo nervoso. Segue un tempo refrattario nel quale la fibra nervosa e la cellula

non sono eccitabili per un certo tempo. Prevalentemente il lato extracellulare è

ricco di ioni Na e Ca , che durante lo stato di depolarizzazione possono entrare

+ ++

all'interno della cellula. L'interno è invece ricco di ioni Cl e K . Da ciò si deduce

- +

che l'esterno della cellula è positiva, e negativa all'interno. La differenza di

potenziale è di circa 70 eV. La depolarizzazione prevede entrata di sodio, che

rende l'interno della cellula più positivo. Quando vengono neutralizzate

parzialmente le cariche esterne e interne (interno meno negativo e esterno meno

positivo), parte la depolarizzazione che arrivando a -40 eV consente di far partire

lo stimolo nervoso. Nella iperpolarizzazione il segnale elettrico viene cancellato, e

dalla condizione iniziale della differenza di potenziale di circa 70 eV dovrò avere

più positivo fuori e più negativo dentro. Si ottiene grazie all'entrata di ioni Cl .

-

Abbiamo anche fuoriuscita di potassio, che allo stimolo di iperpolarizzazione esce

dalla cellula.

Il glutammato è uno dei due aa acidi, che con il suo carbonio alfa porta

contemporaneamente il gruppo carbossilico e quello amminico e la catena

laterale con due metileni e il COOH. Quindi è una catena con un residuo acido.

L'aspartato è un omologo del glutammato, e differisce per la presenza di un solo

metilene in catena laterale. Altri omologhi eccitatori sono la cisteina e la

omocisteina. Tutti entrambi in L, dove L sta per L-gliceraldeide. Cisteina e

omocisteina posseggono in catena laterale un gruppo sulfidrico. Il centro SH si

avvicina molto a un centro acido.

Gli aa inibitori, omologhi del GABA, sono la glicina, la beta alanina e la taurina. La

glicina ha attività meno potente, tanto che in alcuni casi può accoppiarsi al

glutammato, viste le sue ridotte dimensioni, e dare effetto eccitatorio anziché

inibitorio. I recettori sono diversi. Il recettore della glicina è inibente. Quello del

glutammato possiede un sito di legame per la glicina, che così avrà azione

eccitatoria. Nella taurina la funzione carbossilica è sostituita da una funzione

solfonica, chiaramente un isostere.

Glutammato. Si biosintetizza dall'acido alfachetoglutarico per amminazione, e lo

stesso acido viene dal ciclo di Krebs. L'acido glutammico si ottiene anche per

idrolisi della glutammina, un aa in cui il carbossile diventa ammina primaria, per la

quale, ad opera di idrolasi, viene scissa la funzione ammidica in catena laterale e

si libera ammoniaca dando l'acido. Quindi il glutammato si sintetizza o per

transamminazione dell'acido alfa chetoglutarico o per idrolisi della glutammina.

Poi il glutammato viene decarbossilato dalla glutammato decarbossilasi,

ottenendo il GABA. Il GABA può subire le stesse trasformazioni che subiscono

chetoacidi e aa, ossia transamminazione da parte dell'enzima GABA-T che

trasforma il gruppo amminico in carbonilico, diventando la corrispondente aldeide

succinica. In realtà è un composto succinico in cui uno dei due estremi è ancora

acido carbossilico e l'altro è aldeide, per cui è una emialdeide. Ad opera della

deidrogenasi la semialdeide viene ossidata ad acido carbossilico, formando

succinato che, entrando nel ciclo di Krebs, diventerà alfachetoglutarato.

Il neurone presinaptico. Il glutammato è convertito in glutammina, ed essa passa

dalla cellula gliale al neurone presinaptico. Per idrolisi la glutammina è convertita

in glutammato, inserito in seguito in vescicole di deposito. Queste di fondono con

la membrana del bottone presinaptico e permette l'uscita di glutammato, che

andrà ad agire sui suoi recettori.

Ci sono i recettori glutammatergici e i trasportatori. Quelli glutammatergici si

distinguono in ionotropici e metabotropici. Fra i recettori ionotropici c’è l'NMDA

(Nmetil diaspartato). Essendo un recettore del glutammato, perché si chiama

recettore dell'aspartato? Perché è stato scoperto grazie all'aspartato che per

primo è stato scoperto che può legarvisi, primo aa scoperto in grado di

promuovere eccitazione nel snc. Il sito che accomoda aspartato, nell’NMDA,

glutammato e altri aa eccitatori è il sito per la glicina, che tradisce stavolta il suo

status di aa inibente e diventa eccitatore (quando trasporta glutammato). La

stimolazione di NMDA aumenta ingresso di ioni calcio e sodio nella cellula,

comportando depolarizzazione della membrana cellulare.

Gli altri recettori eccitatori sono AMPA e kainato, meno rappresentati. Assicurano

anche loro eccitazione nel snc. L'AMPA è particolare perché c'è il solito centro

dell'aa, un CH2 di connessione e un eterociclo che è un metil idrossi isossazolo. La

stimolazione dell'AMPA aumenta l'influsso di sodio e l'efflusso di potassio, sempre

promuovendo depolarizzazione. Il kainato prende il nome dall'acido kainico. In

questo caso c'è una prolina con in 3 un residuo acetico e in 4 un isopropene.

Proteina trasportatrice per gli aa eccitatori EAAT. Si carica, nello spazio sinaptico,

dell'aa eccitatore che non ha reagito con il recettore per l'aa eccitatore,

inserendolo in vescicole così da rientrare nel pool del "non utilizzato". Così lo

sottraggo alla sinapsi in modo da cessare lo stimolo.

Recettore del GABA. Stesso meccanismo a livello sinaptico ma con effetto

contrario. Il GABA è il prodotto di decarbossilazione del glutammato ad opera delle

decarbossilasi (il coenzima che decarbossila è il PLP piridossal fosfato). Il GABA si

raccoglie in vescicole presinaptiche a livello del neurone presinaptico, e poi, per

via dello stimolo inibitorio che giunge alla fibra, le vescicole si fondono con la

membrana,ed esce il GABA che interagisce coi suoi recettori (anch'essi

metabotropi e ionotropici). I recettori ionotropici sono GABAa e GAABc, quello

metabotropico, associato a proteine G, è il GABAb.

A noi interessa quello a canale, il GABAa. Il GABA si lega alla sua subunità beta, e

trasmette l'impulso inibitorio. Lo fa aprendo il canale per il cloruro, il cloruro entra

nella cellula, iperpolarizza la membrana passando da una ddp di -70 eV a -90eV, e

viene bloccato così l'impulso.

Necessaria la distruzione del GABA o questo continuerebbe a promuovere

un'azione inibente. Possibile per viarie vie. Una è quella catabolica. L'enzima

GABA-T (transaminasi) catalizza una deamminazione ossidativa, trasformando

l'ammino gruppo del GABA in gruppo carbonilico. In questo caso l'ammino gruppo

non fa parte del solito gruppetto degli alfa amminoacidi, ma è un'ammina

primaria alifatica, quindi la transamminazione fornisce un'aldeide e non un

chetone. Si forma una semialdeide succinica. Ad opera di una deidrogenasi

l'ossidazione seguita ad acido carbossilico corrispondente, ottenendo un

succinato, che entrando nel ciclo di Krebs fa ripartire la biogenesi e così si

ristabilisce il pool che porterà poi a glutammato e poi a GABA e così via.

A livello di transmembrana c'è il GAT che cattura le molecole di GABA e le

ripompa a livello del bottone presinaptico, riposizionandolo per lo storage

all'interno delle vescicole nella fibra presinaptica, e la molecola bloccata nelle

vescicole non promuove più un'azione inibente.

Quando si verifica l'attacco epilettico, si manifesta un disequilibrio tra eccitazione

ed inibizione a livello cerebrale. Quindi, può esserci o troppa attività

glutammatergica sui recettori degli aa eccitatori, o troppa poca attività inibente

da parte del GABA, oppure entrambe. Queste tre situazioni limite fanno partire la

scarica neuronale caratteristica dell'attacco epilettico. Per il glutammato, o

potremmo cercare di influire sulla sua sintesi, oppure, molto più facile, potremmo

antagonizzare il suo effetto recettoriale. Quindi tra gli antiepilettici troviamo

farmaci che si legano da antagonisti ai recettori NMDA, AMPA e kainato. Così viene

bloccata la sovraeccitazione g