MedicinABC

4 sept. 2012

Introducción a los diferentes tipos de receptores.

Los receptores son unas proteínas imprescindibles para el funcionamiento de toda la fisiología. Cuando se produce la unión de un receptor con una molécula de señalización (ligando), éste genera una señal por si mismo. Existen diferentes tipos de receptores en nuestro cuerpo. Es un tema muy complejo e increíblemente interesante. Por eso, aunque este artículo es bastante largo, se trata sólo de una introducción. 


Agonista, Antagonista, Activador e Inhibidor alostérico.




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Primeramente vamos a aclarar algunos conceptos importantes:

Los agonistas (A) de un receptor le activan para producir un efecto determinado. Los antagonistas (B) se unen al receptor sin activarlo, es decir sin producir un efecto, y impiden al agonista de activar el receptor.


Además existen los moduladores alostéricos positivos (C) que, al unirse con el receptor simultáneamente con un agonista, aumentan la respuesta. Por otro lado, los moduladores alostéricos negativos (D) la disminuyen cuando se unen al receptor al mismo tiempo que un agonista.
Receptores esquema





Nota que los agonistas y antagonistas tienen el mismo sitio para unirse al receptor, por lo que puede haber una competición entre ellos. En general vence la sustancia que está presente en la mayor concentración y/o que tiene mayor afinidad para este receptor.
Los activadores y inhibidores alostéricos tienen cada uno su propio sitio de unión.

La imagen que sigue muestra los efectos que resultan:
Receptores gráfico
El agonista por si sólo (sólo A) produce un efecto determinado, que se fortifica si el agonista y el modulador alostérico positivo se unen juntamente al receptor (A+C).
Al contrario, la unión receptor-agonista produce un efecto menor en la presencia de un modulador alostérico negativo (A+D).
La curva (A+B) demuestra que el agonista no puede unirse con el receptor si su concentración es demasiado baja. Si incrementa su concentración, es capaz de desalojar el antagonista competitivo del sitio único de unión y provocar el mismo efecto como el agonista sólo.


5 tipos de receptores.


En esta imagen vemos cómo funcionan los 5 tipos de receptores que conocemos:

Tipos de receptores


(1) Receptor intracelular. 
Una molécula de señalización necesita ser liposoluble para cruzar la membrana celular y actuar sobre el receptor. Como ejemplo podemos emplear los receptores de los esteroides. Los esteroides son capazes de cruzar la membrana celular. Cuando un esteroide se une a su receptor intracelular, éste se activa (Ra) y forma un complejo con otro receptor activado. Dicho complejo de dos Ra con sus ligandos respectivamente, entra en el núcleo celular dónde o induce o inhibe la transcripción de ciertos genes. El resultado es un cambio en la producción de las proteínas o enzimas que corresponden a estos genes. 

Receptor intracelular


(2) Receptores de citoquinas.
Este tipo es un receptor transmembrana con un dominio extracelular y uno intracelular. Cuando un ligando (típicamente una citoquina) se une al dominio extracelular, se dimeriza con otro receptor activado. La dimerización a su vez activa la tirosina quinasa ("JAK") que se encuentra separada del receptor mismo. Esta fosforila, y por tanto activa, las moléculas efectoras ("STAT") como por ejemplo unos factores de trancripción. 

Receptores de citoquinas


(3) Receptores tirosina quinasa.
Unos ligandes típicos para este receptor son hormonas y factores de crecimiento. Funciona de casi la misma manera que el receptor anterior: Tiene un dominio extracelular al que se une el ligando. Pero la dimerización que resulta causa la fosforilación ("P") de unos restos de tirosina ("Y") del dominio intracelular del receptor mismo, así que ejercitar su función como tirosina quinasa y catalizar la fosforilación de otras proteínas ("S").

Receptores tirosina quinasa


(4) Receptores ionotrópicos.
Son también unas proteínas transmembranas que se componen de varias subunidades. Al activarse mediante la unión con un agonista, se "abre" y se convierte en un canal acuoso que permite el traspaso de iones. Los receptores de los neurotransmisores (ACh, Serotonina etc.) típicamente funcionan de esa manera. El receptor que vemos en la imagen es un receptor nicotínico de la ACh.



(5) Receptores acoplados a proteinas G.
El fin de la activación de un receptor acoplado a una proteína G es el aumento de la concentración intracelular de un segundo mensajero como por ejemplo cAMP o calcio. En este proceso se implican varios elementos: el receptor, el ligando, la proteína G y un efector.


Como podemos observar en la imagen, estos receptores son proteínas que están constituidos por una sola cadena que cruza la membrana celular siete veces.
Cuando el receptor recibe un ligando en su dominio extracelular, se une a una proteína G que está situada en la cara citoplasmática de la membrana celular.

La proteína G se compone de tres subunidades alfa, beta y gamma. La subunidad alfa lleva una molécula de GDP que, al unirse la proteína G con el receptor activado, se cambia por un GTP. Esto provoca la disociación de la subunidad alfa de las otras dos, que a su vez puede/pueden activar un efector. Éste puede ser (dependiendo del tipo de la proteína G) una enzima, un canal iónico etc. El resultado es el aumento de la concentración de un segundo mensajero que finalmente produce un efecto en la célula.

Las moléculas de señalización que actuan sobre los receptores acoplados a una proteína G son varias. Algunas de ellas son:



Vemos ahora dos ejemplos de proteínas G.

La proteína Gs estimula la adenilato ciclasa que eleva la concentración intracelular de cAMP. Si por ejemplo la proteína Gs está acoplada a un receptor adrenérgico beta2 (cuyo ligando es adrenalina) en el músculo liso de los bronquiolos, la activación del receptor causará la dilatación del músculo.
Ejemplo proteína G

La proteína Gq reacciona en la fosfolipasa C-beta que origina el aumento de la concentración intracelular de calcio (Ca++). Una proteína Gq que se encuentra en una célula del músculo liso de los bronquiolos acoplada a un receptor histamínico H1 causa una broncoconstricción.
Ejemplo proteína G

Por otro lado, coplada a un receptor del tromboxano A2 en los trombocitos, Gq favorece la agregación plaquetaria.


Es muy importante tener en cuenta que en la realidad, es decir en nuestro cuerpo, no se encuentra sólo un receptor en la membrana de cada célula. Las células disponen de un gran número de receptores, de los cuales algunos producen efectos opuestos. Encima, un mismo ligando origina diferentes efectos dependiendo del receptor con el cual se une, y... la suma de todos estos efectos es la homeostasis.


Fuentes:
Michael Gekle: Libro de texto de bolsillo de la fisiología. Editorial Thieme 2012
Dr. Emma Meagher: Curso introductorio de la farmacología. 2012 Universidad de Pennsilvania

Acerca del Autor:

Dorina Ferrario es la fundadora de MedicinABC y estudiante de Medicina Humana en la Universidad Humboldt de Berlín. Su reto es conseguir la difusión de información médica gratuita y de calidad a sus lectores. Bloguera en formación continua para una continua difusión de información. Sígue MedicinABC en Twitter.