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Receptor de neurotransmisores

Figura 1. Estructura de siete hélices α transmembrana de un receptor acoplado a proteína G. Un receptor de neurotransmisores (también conocido como neuroreceptor ) es una proteí...

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Figura 1. Estructura de siete hélices α transmembrana de un receptor acoplado a proteína G.

Un receptor de neurotransmisores (también conocido como neuroreceptor ) es una proteína receptora de membrana [ 1 ] que se activa por un neurotransmisor . [ 2 ] Las sustancias químicas presentes en el exterior de la célula, como un neurotransmisor, pueden chocar con la membrana celular, donde se encuentran los receptores. Si un neurotransmisor choca con su receptor correspondiente, se unen y pueden desencadenar otros eventos dentro de la célula. Por lo tanto, un receptor de membrana forma parte de la maquinaria molecular que permite la comunicación entre las células. Un receptor de neurotransmisores es una clase de receptores que se unen específicamente a los neurotransmisores, a diferencia de otras moléculas.

En las células postsinápticas , los receptores de neurotransmisores reciben señales que desencadenan una señal eléctrica, regulando la actividad de los canales iónicos . El influjo de iones a través de los canales iónicos abiertos debido a la unión de los neurotransmisores a receptores específicos puede cambiar el potencial de membrana de una neurona. Esto puede dar lugar a una señal que se propaga a lo largo del axón (véase potencial de acción ) y se transmite en una sinapsis a otra neurona y, posiblemente, a una red neuronal . [ 1 ] En las células presinápticas , existen receptores conocidos como autorreceptores que son específicos para los neurotransmisores liberados por esa célula, los cuales proporcionan retroalimentación y median la liberación excesiva de neurotransmisores. [ 3 ]

Hay dos tipos principales de receptores de neurotransmisores: ionotrópicos y metabotrópicos . Ionotrópico significa que los iones pueden pasar a través del receptor, mientras que metabotrópico significa que un segundo mensajero dentro de la célula transmite el mensaje (es decir, los receptores metabotrópicos no tienen canales). Hay varios tipos de receptores metabotrópicos, incluidos los receptores acoplados a proteínas G. [ 2 ] [ 4 ] Los receptores ionotrópicos también se llaman canales iónicos regulados por ligando y pueden ser activados por neurotransmisores ( ligandos ) como el glutamato y el GABA , que luego permiten el paso de iones específicos a través de la membrana. Los iones de sodio (que, por ejemplo, pueden pasar a través del receptor de glutamato ) excitan la célula postsináptica, mientras que los iones de cloruro (que, por ejemplo, pueden pasar a través del receptor de GABA) inhiben la célula postsináptica. La inhibición reduce la probabilidad de que ocurra un potencial de acción , mientras que la excitación la aumenta. Por el contrario, los receptores acoplados a proteínas G no son ni excitatorios ni inhibitorios. Más bien, pueden tener una amplia gama de funciones, como modular las acciones de los canales iónicos excitatorios e inhibitorios o desencadenar una cascada de señalización que libera calcio de los depósitos intracelulares. [ 2 ] La mayoría de los receptores de neurotransmisores están acoplados a proteínas G. [ 1 ]

Localización

Los receptores de neurotransmisores (NT) se localizan en la superficie de las células neuronales y gliales . En una sinapsis , una neurona envía mensajes a otra neurona a través de neurotransmisores. Por lo tanto, la neurona postsináptica, la que recibe el mensaje, agrupa los receptores de NT en este lugar específico de su membrana. Los receptores de NT pueden insertarse en cualquier región de la membrana neuronal, como dendritas, axones y el cuerpo celular. [ 5 ] Los receptores pueden ubicarse en diferentes partes del cuerpo para actuar como receptores inhibidores o excitadores de un neurotransmisor específico. [ 6 ] Un ejemplo de esto son los receptores del neurotransmisor acetilcolina (ACh): un receptor se encuentra en la unión neuromuscular del músculo esquelético para facilitar la contracción muscular (excitación), mientras que el otro receptor se encuentra en el corazón para disminuir la frecuencia cardíaca (inhibición). [ 6 ]

Receptores ionotrópicos: canales iónicos regulados por neurotransmisores

Canal iónico regulado por ligando

Los canales iónicos regulados por ligando ( LGIC ) son un tipo de receptor ionotrópico o receptor acoplado a canal . Son un grupo de canales iónicos transmembrana que se abren o cierran en respuesta a la unión de un mensajero químico (es decir, un ligando ), [ 7 ] como un neurotransmisor . [ 8 ]

El sitio de unión de los ligandos endógenos en los complejos proteicos de los canales iónicos regulados por ligando (LGIC) normalmente se encuentra en una porción diferente de la proteína (un sitio de unión alostérico ) en comparación con la ubicación del poro de conducción iónica. El vínculo directo entre la unión del ligando y la apertura o cierre del canal iónico, característico de los canales iónicos regulados por ligando, contrasta con la función indirecta de los receptores metabotrópicos , que utilizan segundos mensajeros . Los LGIC también se diferencian de los canales iónicos regulados por voltaje (que se abren y cierran dependiendo del potencial de membrana ) y de los canales iónicos activados por estiramiento (que se abren y cierran dependiendo de la deformación mecánica de la membrana celular ). [ 8 ] [ 9 ]

Receptores metabotrópicos: receptores acoplados a proteínas G

Un receptor mu-opioide acoplado a proteína G con su agonista

Los receptores acoplados a proteínas G ( GPCR ), también conocidos como receptores de siete dominios transmembrana , receptores 7TM , receptores heptahelicoidales , receptores serpentinos y receptores ligados a proteínas G ( GPLR ), comprenden una granfamilia de proteínas receptoras transmembrana que detectan moléculas fuera de la célula y activan internamente las vías de transducción de señales y, en última instancia, las respuestas celulares. Los receptores acoplados a proteínas G se encuentran únicamente en eucariotas , incluyendo levaduras, coanoflagelados [ 10 ] yanimales. Los ligandos que se unen y activan estos receptores incluyen compuestos fotosensibles, olores , feromonas , hormonas y neurotransmisores , y varían en tamaño desde pequeñas moléculas hasta péptidos y grandes proteínas . Los receptores acoplados a proteínas G están implicados en muchas enfermedades y también son el objetivo de aproximadamente el 30% de todos los fármacos modernos. [ 11 ] [ 12 ]

Existen dos vías principales de transducción de señales que involucran a los receptores acoplados a proteínas G: la vía de señalización del AMPc y la vía de señalización del fosfatidilinositol . [ 13 ] Cuando un ligando se une al GPCR, provoca un cambio conformacional en este, lo que le permite actuar como factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF). El GPCR puede entonces activar una proteína G asociada intercambiando su GDP unido por un GTP . La subunidad α de la proteína G, junto con el GTP unido, puede entonces disociarse de las subunidades β y γ para afectar aún más a las proteínas de señalización intracelular o dirigirse directamente a proteínas funcionales, dependiendo del tipo de subunidad α ( G αs , G αi/o , G αq/11 , G α12/13 ). [ 14 ] : 1160

Desensibilización y concentración de neurotransmisores

Los receptores de neurotransmisores están sujetos a desensibilización inducida por ligando: es decir, pueden volverse insensibles tras una exposición prolongada a su neurotransmisor. Los receptores de neurotransmisores están presentes tanto en neuronas postsinápticas como presinápticas; las primeras se utilizan para recibir neurotransmisores y las segundas para prevenir la liberación de un neurotransmisor determinado. [ 15 ] Además de encontrarse en las células neuronales, los receptores de neurotransmisores también se encuentran en diversos tejidos inmunitarios y musculares. Muchos receptores de neurotransmisores se clasifican como receptores serpentinos o receptores acoplados a proteínas G porque atraviesan la membrana celular no una, sino siete veces. Se sabe que los receptores de neurotransmisores se vuelven insensibles al tipo de neurotransmisor que reciben cuando se exponen durante períodos prolongados. Este fenómeno se conoce como desensibilización inducida por ligando [ 15 ] o regulación negativa .

Ejemplo de receptores de neurotransmisores

A continuación se presentan algunas de las principales clases de receptores de neurotransmisores: [ 16 ]

Véase también

Notas y referencias

  1. 1 2 3 Levitan, Irwin B.; Leonard K. Kaczmarek (2002). La neurona (Tercera edición,  pág. 285). Oxford University Press.
  2. 1 2 3 "Control neurológico - Neurotransmisores" . Brain Explorer. 2011-12-20 . Recuperado el 2012-11-04 .
  3. ↑ "Receptores de neurotransmisores, transportadores y canales iónicos" . www.rndsystems.com.
  4. ↑ "3. Receptores postsinápticos de neurotransmisores" . Web.williams.edu . Consultado el 4 de noviembre de 2012 .
  5. ↑ F., Bear, Mark (2007). Neurociencia : explorando el cerebro . Connors, Barry W., Paradiso, Michael A. (3.ª ed.). Filadelfia, PA: Lippincott Williams & Wilkins. pp . 106. ISBN    9780781760034OCLC 62509134​​ {{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  6. 1 2 Goldman, B. (2010, 17 de noviembre). Un nuevo método de imágenes desarrollado en Stanford revela detalles sorprendentes de las conexiones cerebrales. En el centro de noticias de medicina de Stanford. Recuperado de https://med.stanford.edu/news/all-news/2010/11/new-imaging-method-developed-at-stanford-reveals-stunning-details-of-brain-connections.html .
  7. ↑ "canal regulado por ligando" en el Diccionario Médico de Dorland
  8. 1 2 Purves, Dale, George J. Augustine, David Fitzpatrick, William C. Hall, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara y Leonard E. White (2008). Neurociencia. 4.ª ed . Sinauer Associates. págs. 156–7 . ISBN  978-0-87893-697-7.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  9. ↑ Connolly CN, Wafford KA (2004). "La superfamilia de canales iónicos regulados por ligando con bucle de cisteína: el impacto de la estructura del receptor en la función". Biochem . Soc. Trans . 32 (Pt3): 529–34 . doi : 10.1042/BST0320529 . PMID 15157178. S2CID 9115777 .  
  10. ↑ King N, Hittinger CT, Carroll SB (2003). "La evolución de las familias clave de proteínas de señalización y adhesión celular precede a los orígenes animales". Science . 301 (5631): 361– 3. Bibcode : 2003Sci...301..361K . doi : 10.1126/science.1083853 . PMID 12869759 . S2CID 9708224 .  
  11. ↑ Filmore, David (2004). "Es un mundo de GPCR" . Modern Drug Discovery . 2004 (noviembre): 24–28 .
  12. ↑ Overington JP, Al-Lazikani B, Hopkins AL (diciembre de 2006). "¿Cuántos objetivos farmacológicos existen?". Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6 . doi : 10.1038/nrd2199 . PMID 17139284. S2CID 11979420 .  
  13. ↑ Gilman AG (1987). "Proteínas G: transductores de señales generadas por receptores". Annual Review of Biochemistry . 56 : 615–649 . doi : 10.1146/annurev.bi.56.070187.003151 . PMID 3113327. S2CID 33992382 .  
  14. ↑ Wettschureck N, Offermanns S (octubre de 2005). "Proteínas G de mamíferos y sus funciones específicas del tipo celular". Physiol . Rev. 85 ( 4): 1159–204 . doi : 10.1152/physrev.00003.2005 . PMID 16183910. S2CID 24270725 .  
  15. 1 2 "LA página de bioquímica médica" . Web.indstate.edu. Archivado del original el 10 de enero de 2019. Recuperado el 4 de noviembre de 2012 .
  16. ↑ ed. Kebabain, JW y Neumeyer, JL (1994). "Manual RBI de clasificación de receptores"
  • Explorador cerebral
  • Neurotransmisores Receptores postsinápticos
  • Snyder (2009) Neurotransmisores, receptores y segundos mensajeros en abundancia en 40 años. Journal of Neuroscience. 29(41): 12717-12721.
  • Snyder y Bennett (1976) Receptores de neurotransmisores en el cerebro: identificación bioquímica. Annual Review of Physiology. Vol. 38: 153-175
  • Neurociencia para niños: Neurotransmisores
  • Biblioteca del Congreso: Autoridades y vocabularios: Receptores de neurotransmisores
  • Receptores de neurotransmisores, transportadores y canales iónicos
  • Neuroregulador+Receptor en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.