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El cerebro es un conjunto complejo de células interactuantes que regulan muchas de las actividades de la vida en forma dinámica, casi siempre mediante un proceso de comunicación llamado neurotransmisión. Ya que el sistema nervioso central (SNC) induce tantas respuestas fisiológicas, es lógico pensar que los fármacos de acción central son invaluables para diversos trastornos. Los fármacos con acción en el SNC se usan no solo para tratar la ansiedad, depresión, manía y esquizofrenia, sino también para diversos trastornos fisiopatológicos como el dolor, fiebre, trastornos del movimiento, insomnio, trastornos de la alimentación, náusea, vómito y migraña. Sin embargo, ya que el SNC regula actividades fisiológicas tan diversas, el uso recreativo de algunos de los fármacos con acción en el SNC puede y conduce a la dependencia física (cap. 28) con enormes efectos sociales. La mera diversidad de actividades fisiológicas y patológicas mediadas por moléculas de fármacos que actúan en el SNC hace que esta clase de fármacos sea muy amplia y de gran importancia.
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La identificación de objetivos farmacológicos en el SNC y el desarrollo de moléculas de fármacos para dichos objetivos presentan desafíos científicos extraordinarios. Aunque los años de investigación han empezado a aclarar las bases celulares y moleculares para muchos aspectos de la señalización neuronal, la comprensión total de las funciones del cerebro humano está en sus inicios. Para complicar estos esfuerzos está el hecho de que un fármaco con actividad en el SNC puede tener actividad en múltiples sitios, con efectos dispares y a veces contrarios. Además, es probable que muchos trastornos del SNC involucren a múltiples regiones y vías cerebrales, lo cual puede frustrar los esfuerzos que se enfocan en un solo agente terapéutico.
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La farmacología de los compuestos con acción en el SNC está impulsada sobre todo por dos objetivos amplios y superpuestos:
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Los avances modernos en la biología molecular, neurofisiología, biología estructural, epigenética, biomarcadores, inmunología y diversos campos más han facilitado la comprensión del cerebro y el desarrollo de un repertorio siempre creciente de fármacos que pueden tratar de manera selectiva las enfermedades del SNC. Un objetivo importante en el descubrimiento farmacológico es determinar la estructura del receptor hasta el nivel atómico y comprender cómo los neurotransmisores y las moléculas farmacológicas interactúan con receptores para estimular o inhibir la señalización mediada por un receptor. Esto ha fomentado el uso de técnicas complejas como la cristalografía por rayos X y la microscopia crioelectrónica para resolver las estructuras de receptores con un alto grado de exactitud, seguidas de simulaciones y modelado moleculares dinámicos auxiliados por computadora como recursos esenciales para comprender cómo los neurotransmisores y las moléculas de los fármacos afectan la señalización. Conforme se aclaran más estructuras hasta el nivel atómico de receptores, transportadores, conductos iónicos y ...