Los órganos y sistemas están separados en el cuerpo humano, es por ello que para poder realizar ciertas funciones se debe utilizar sistemas de comunicación. Uno de ellos es el denominado sistema neuroendocrino.

proteinas receptoras

Éste sistema está compuesto por neuronas que desde sus axones se proyectan hasta las hipófisis anterior y posterior, que a su vez liberan neurotransmisores que les permite llegar a las células blanco para poder ejercer cierta función.

Para que los diferentes mediadores que existen en el organismo como: hormonas, factores de crecimientos, neurotransmisores y citoquinas puedan llegar hasta la célula y generar la respuesta deseada requiere de los receptores.

Otra cosa que hay que tener en cuenta respecto a los mediadores, es que pueden existir sustancias semejantes al agente fisiológico (mediador o ligando) pero que dependiendo de su función puede generar una respuesta igual o mayor (agonista) o de lo contrario inhibir totalmente la función (antagonista).

Receptores:

Son estructuras que permiten la captación y la recepción del mediador, al cual se unen formando un complejo denominado HR (Hormona-Receptor).

Los receptores tienen ciertas cualidades que son:

  • Adaptación inducida: Tienen una forma que permite encajar uno con el otro, por lo tanto, le da especificidad.
  • Saturabilidad: La cantidad de receptores tiene un límite, la cantidad del mediador influye hasta cierto valor. (En gráfico se obtiene una curva hiperbólica)
  • Reversibilidad: Si bien, al recibir el mediador o ligando, el mismo adquiere otro tipo de conformación, una vez realizado el efecto en la célula, se desprende el complejo y el receptor se encuentra disponible otra vez.
  • Localización: Los receptores pueden encontrarse en la membrana o en el interior de la célula. En estos últimos, los elementos que pueden atravesar la membrana son mediadores poco polares.
  • Número: Algunos receptores son móviles, así pues, la cantidad que existen varía, además para que en la célula exista una respuesta máxima sólo requiere de aproximadamente el 20% de los receptores formando complejos.
  • Regulación: Si existe poca cantidad de ligando la célula va a generar más receptores para que la poca disponibilidad sea rápidamente detectada. A esto se le denomina “up regulation” por el contrario si existe gran cantidad de ligando la célula reduce el número de receptores disponibles “down regulation”.
  • Mecanismos de acción: Los receptores deberán a su vez, trabajar con otras moléculas y estructuras dentro de la célula para poder realizar la función final.
  • Desensibilización: La exposición continua a un agonista puede producir la disminución de la capacidad de respuesta de los receptores.

biologia

Receptores intracelulares

Son los encargados de mediar acciones de algunos ligandos como: hormonas esteroideas, tiroideas, metabolitos activos de la vitamina D, retinoides al igual que moléculas poco polares.

Su ubicación puede ser en el citoplasma o en el núcleo, ambos pueden a su vez actuar sobre el ADN (Ácido desoxirribonucleico) regulando la actividad de transcripción.

  • Receptores de esteroides: Se encuentran en el citosol y forman complejos junto a las proteínas de shock térmico (HSP90, HSP70 y HSP56), al llegar el ligando, las HSP se liberan formando un complejo de dímero que viajará hasta los HRE (elementos de respuesta a la hormona) del ADN.
  • Receptores tiroideos o nucleares: Se encuentran unidas a elementos de respuesta en el núcleo, a diferencias de los receptores esteroideos los demás están unidos a un correpresor, que al desplazarse permite la dimerización para influir en la transcripción.
  • Receptores activados por proliferación de peroxisomas (PPAR): Son especiales, puesto que el ligando son productos metabólicos, existen tres tipos PPRA (alfa) que estimula la oxidación de ácidos grasos, PPAR (delta) aumenta las oxidaciones de tejidos adiposos y musculares, PPAR (gamma) da diferenciación a los adipocitos.

La estructura de los receptores intracelular:

Son una familia de estructuras que provienen de un gen ancestral, tiene tres dominios funcionales:

  • Dominio del extremo N-Terminal: Tiene un sector hipervariable que participa en acciones reguladoras de transcripción. Este sector es más extenso en los receptores tiroideos o nucleares.
  • Dominio central: Se extiende en el centro y es el que le permite interactuar con secuencias específicas del ADN. Está formado por dos dedos de zinc.
  • Dominio del extremo C-Terminal: Es quien posee el sitio específico para la unión del ligando.

Receptores de membrana

Son estructuras proteicas que se encuentran en la membrana, que atraviesan toda la membrana, como el ligando suele ser de gran tamaño, los receptores tienen dos lugares, uno extracelular que va a recibir el ligando e intracelular donde se genera un segundo mensajero.

Los segundos mensajeros son importantes por el impedimento de la membrana a ser atravesada por el ligando, por lo tanto, serán los que ejecuten las diferentes acciones en la célula.

  • Receptores asociados a proteína G:

Características: Es un receptor que tiene siete hélices alfa, al atravesar varias veces se forman nichos, los segmentos 2-3, 4-5 y 6-7 son extracelulares mientras que los segmentos 3-4 y 5-6 son intracelulares. Se une en su parte intracelular a la proteína G.

Mecanismos de acción:

  • La hormona llega al receptor e induce cambios conformacionales para permitir interactuar con la proteína G.
  • La proteína G unida a GDP (inactiva) es remplazada por GTP (activa).
  • La proteína que se encuentra en membrana cataliza las reacciones para producir segundos mensajeros.

Composición proteína G:

Está compuesta por 3 subunidades (alfa, beta y gamma) formando un heterodímero de una masa aproximada de 40 y 45 kDa.

  • Subunidad alfa: tiene alta afinidad por nucleótidos de guanina y tiene la característica de separarse del heterodímero (beta y gamma), la misma es quien permite cambiar el GDP por el GTP cuando se activa por el ligando que llegó al receptor. Además, tiene actividad GTPasa que permite hidrolizar GTP a GDP para volver a la conformación del heterodímero (alfa, beta y gamma).
  • Subunidad beta y gamma: El dímero tiene funciones importantes como intermediario actuando sobre proteínas blanco de los canales  y  entre otros.

 

  • Receptores proteína-tirosina quinasa:

Se les denomina a receptores que tienen propiedad catalítica en su propia molécula, se pueden clasificar como:

  • Receptores con actividad tirosina quinasa intrínseca: median las reacciones con insulina y factores de crecimiento. Es similar con 2 extremos, cuando el ligando se fija a la porción extracelular se induce la activación de la tirosina quinasa. Esto genera una fosforilación cruzada por restos de tirosina de una cadena a otra (autofosforilación) aumentando la actividad quinasa.
  • Receptores asociados a serina-treonina quinasas: Similares al anterior, diferenciados por la especificidad (fosforilan residuos serina o treonina), son estimuladores de otras proteínas como las Smad. Son capaces de inhibir receptores tirosina quinasa.
  • Receptores asociados a tirosina quinasa extrínseca: No tiene capacidad propia de actividad tirosina quinasa, pero se unen a las que se encuentran disponibles en el citoplasma. No tienen sitio catalítico. (Incluye receptores de las citoquinas)
  • Receptores tirosina fosfatasa: Separan los fosfatos insertados por las quinasas y antagonizan las acciones de éstas.
  • Receptores asociados a guanilato ciclasa: Tienen actividad guanilato ciclasa, en el citosol genera GMP cíclico (segundo mensajero) son péptidos natriuréticos atriales.

 

bioquimica receptores

 

 

Bibliografía: Antonio Blanco (2011). Química Biológica, 9ª edición.