Receptores adrenérgicos

Los receptores adrenérgicos están situados en la superficie de las células que se activan cuando se unen a un tipo de neurotransmisor llamado catecolamina.

Las catecolaminas participan en la estimulación de los órganos por el sistema nervioso simpático; ayudan a desencadenar la respuesta de lucha o huid El sistema nervioso se divide en el sistema nervioso central, con el cerebro y la médula espinal, y el sistema nervioso periférico, que incluye todos los nervios que conectan el sistema nervioso central con los músculos y los órganos.

El sistema nervioso periférico puede dividirse en el sistema nervioso somático, que controla el movimiento voluntario de los músculos esqueléticos, y el sistema nervioso autónomo, subdividido a su vez en simpático y parasimpático, que controla el movimiento involuntario de los músculos lisos y las glándulas de los órganos.

Los sistemas nerviosos simpático y parasimpático tienen efectos opuestos en el organismo. El sistema nervioso simpático controla funciones como el aumento del ritmo cardíaco y la presión arterial, así como la ralentización de la digestión A raíz de todo este proceso llega un flujo de sangre máximo a los músculos y al cerebro, lo que sirve de ayuda para huir a toda prisa de una amenaza o enfrentarse a ella, y de ahí el nombre de la respuesta de lucha o huida En cambio, el sistema nervioso parasimpático ralentiza el ritmo cardíaco y estimula la digestión; los efectos pueden resumirse como "descansar y digerir".

Las principales células del sistema nervioso son las neuronas. Están compuestas por un cuerpo celular, que contiene todos los orgánulos de la célula, y por fibras nerviosas, que son proyecciones que se extienden desde el cuerpo celular de la neurona Las fibras nerviosas son dendritas que reciben señales de otras neuronas o axones que envían señales a otras células nerviosas.

En las sinapsis, lugar donde se unen dos neuronas, un extremo de un axón libera neurotransmisores que se unen a los receptores presentes en la membrana celular de las dendritas o el cuerpo celular de la siguiente neurona de la serie.

El sistema nervioso autónomo (en sus componentes simpático y parasimpático) está formado por un elemento retransmisor formado por dos tipos de neuronas: preganglionares, que tienen sus cuerpos celulares en núcleos a lo largo de la médula espinal, y posganglionares, con los cuerpos celulares en ganglios fuera de la médula espinal.

Los axones de las neuronas preganglionares emergen de la médula espinal para llegar a los ganglios y hacer sinapsis con las neuronas posganglionares.

A continuación, los axones de las neuronas posganglionares salen de los ganglios, alcanzan los órganos diana y hacen sinapsis con las células de los mismos.

A continuación analizaremos las sinapsis del sistema nervioso simpático. Las neuronas preganglionares y posganglionares liberan diferentes neurotransmisores, que son las pequeñas moléculas que las células nerviosas utilizan para comunicarse entre sí.

Las neuronas preganglionares liberan el neurotransmisor acetilcolina, que se une a los receptores nicotínicos de la membrana celular de los cuerpos celulares de las neuronas posganglionares, activándolos.

A continuación, la mayoría de las neuronas posganglionares liberan los neurotransmisores adrenalina y noradrenalina, que se denominan colectivamente catecolaminas.

Las catecolaminas se unen y activan los receptores adrenérgicos que se encuentran en la membrana plasmática de las células de los órganos diana.

Los receptores adrenérgicos son receptores transmembrana de siete pasos, lo que significa que son proteínas muy largas con un extremo que se sitúa fuera de la célula y se une a las catecolaminas; después, la proteína en forma de serpiente entra y sale de la membrana celular siete veces, y finalmente termina en el interior de la célula.

El extremo de la proteína que está dentro de la célula activa las proteínas intracelulares. Los receptores adrenérgicos conforman un tipo de receptores acoplados a proteínas G, o GPCR, porque trabajan directamente con proteínas intracelulares denominadas proteínas de unión a nucleótidos de guanina o proteínas G, porque se unen a una molécula de guanosina difosfato o GDP cuando están inactivos, y a una molécula de guanosina trifosfato o GTP cuando están activos.

Las proteínas G están formadas por tres subunidades bautizadas como alfa, beta y gamma, a semejanza de una flor con tres pétalos.

Las subunidades alfa y gamma están ancladas a la membrana celular y permiten a la proteína G disponerse junto al receptor adrenérgico.

Cuando la subunidad alfa se une al difosfato de guanosina o GDP, las tres subunidades permanecen juntas, por lo que la "flor" está cerrada.

Sin embargo, cuando la subunidad alfa se une al trifosfato de guanosina o GTP, la subunidad alfa se separa de las subunidades beta y gamma, como si fuera un pétalo que se abre y se aparta de los dem Cuando la subunidad alfa no está unida, es libre de interaccionar con otras proteínas, estimulando algunas e inhibiendo otras.

Para actuar sobre otras proteínas, la subunidad alfa de la proteína G tiene que consumir la energía proporcionada por la molécula GTP, convirtiéndola en GDP; así se desactiva la proteína G y las tres subunidades vuelven a unirse.

En términos generales, existen tres tipos de proteínas G: Gq, Gi y Gs; cada una estimula e inhibe un conjunto diferente de vías moleculare Volviendo a los receptores adrenérgicos, cabe destacar dos grupos principales, alfa y beta, con varios subtipos, que se agrupan por la proteína G a la que están acoplados.

Así, existe un receptor adrenérgico alfa1 acoplado a una proteína Gq, un receptor adrenérgico alfa2 unido a una proteína Gi, y un receptor adrenérgico beta1, beta2 y beta3, todos ellos acoplados a proteínas Gs.

La noradrenalina o la norepinefrina se unen y activan los receptores alfa1, alfa2 y beta1, mientras que la adrenalina o la epinefrina pueden unirse a los cinco receptores alfa y beta La clave reside en que las células de cada órgano diana pueden tener uno o varios de estos receptores.

Ahora bien, cuando un receptor adrenérgico alfa1 se une a una catecolamina, el receptor cambia de forma, lo que permite que la proteína Gq libere GDP y se una a GTP en su lugar, activándolo La proteína Gq activa entonces la enzima fosfolipasa C (PLC), que se encuentra en la membrana celular.

A continuación, la PLC escinde un fosfolípido llamado fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP2) en dos: una parte es el inositol trisfosfato (IP3), que es soluble y se difunde libremente en el citoplasma, y la otra es el diacilglicerol (DAG), que permanece unido a la membrana celular.

El IP3 viaja por el citoplasma y llega a la membrana del retículo endoplásmico, donde abre los canales de calcio. Como la concentración de calcio es mayor en el retículo endoplásmico que en el citoplasma, el calcio sale del retículo endoplásmico hacia el citoplasma.

El aumento de la concentración de calcio en el citoplasma puede hacer que cambie la carga eléctrica de la célula y provocar una despolarización celular.

Mientras tanto, el DAG se une a la enzima proteína quinasa C (PKC), pero para activarse completamente, la PKC también necesita calci Una vez que los valores de calcio en la célula aumentan, la PKC comienza a fosforilar otras proteínas diana.

En otras palabras, la PKC va añadiendo grupos fosforilo a las proteínas objetivo y eso las activa, para desencadenar una respuesta celular que difiere de una célula a otr Cuando los tres receptores beta adrenérgicos se unen a una catecolamina, el receptor también cambia de forma, pero esta vez, los receptores beta se acoplan a la proteína Gs, que estimula una enzima que se conoce como adenilato ciclasa.

La adenilato ciclasa activada toma trifosfato de adenosina o ATP, y elimina dos moléculas de fosfato transformándolo en monofosfato de adenosina cíclico o AMPc.

El AMPc se desplaza entonces por todo el citoplasma y se une a la subunidad reguladora de la enzima proteína quinasa A (PKA) Cuando se une a esta parte de la PKA, el AMPc hace que se disocie del resto de la proteína, que es la subunidad catalítica de la proteína quinasa A.

Es como quitar el pasador del extintor: permite que este haga su trabajo contra el fuego. Así que cuando hay mucho AMPc, la subunidad catalítica de la proteína quinasa A es libre de fosforilar proteínas diana que desencadenan una respuesta celular.

Por último, cuando los receptores adrenérgicos alfa2 se unen a una catecolamina, el receptor cambia de forma, pero en este caso, el receptor se acopla a la proteína Gi, que también se une a la adenilato ciclasa, aunque en este caso la inhibe.

Se induce así una retroalimentación negativa sobre el efecto de la proteína Gs. Esta acción resulta especialmente importante para ayudar a inactivar las células de los órganos de menor interés durante la respuesta simpática de lucha o huida, como el tracto gastrointestinal y la vejiga.

##Resumen A modo de breve resumen, puede decirse que los receptores adrenérgicos son receptores acoplados a proteínas G presentes en la membrana celular de muchos órganos.

El receptor alfa1 interacciona con Gq, lo que desencadena una cascada que acaba por activar la enzima PKC. Los receptores beta interaccionan con Gs, que estimula la adenilato ciclasa para aumentar el AMPc y activar la PKA.

Finalmente, los receptores alfa2 interaccionan con Gi, que inhibe la adenilato ciclasa y provoca una retroalimentación negativa sobre el efecto de la proteína Gs.