Receptores nicotínicos: Unión del ligando y función
Los receptores nicotínicos son un tipo de proteínas de membrana que se encargan de interiorizar el impulso nervioso. Un ligando es toda aquella molécula que puede unir específicamente una proteína, en este caso el neurotransmisor (NT). antes de seguir tal vez quieras leer el artículo «receptores nicotínicos: estructura y tipos de subunidades».
Unión del ligando: La subunidad alpha tiene un papel importante para captar el agonista colinérgico y los antagonistas competitivos, mientras que las subunidades beta, gamma y delta tienen un papel estructural. Por lo que será la subunidad alpha la que una el ligando. Existen dos sitios para ligandos en el receptor nicotínico, tanto en Sistema Nervioso Central como en Sistema Nervioso Periférico.
Cuando se une 1 molécula de acetilcolina a uno de los sitios, todas las subunidades se giran un poco, y aunque el canal sigue cerrado dejan en evidencia el otro lugar activo. Deben unirse los 2 ligandos para que se produzca una isomerización que active el receptor y facilite la apertura del canal iónico. La M2 desciende hacia la zona citosólica, y en ese momento entra el Na+ por gradiente electroquímico de difusión y activa la neurona postsináptica o presináptica, según dónde esté el receptor.
Tras alcanzar el estado abierto, hay una intermitencia entre apertura y cierre del canal, hasta que éste finalmente se cierra. Esto se debe a que la constante entre el estado abierto y cerrado es mayor que las constantes de unión y desunión de ligando. Las reacciones representadas en horizontal son reacciones rápidas. Sin embargo se comprueba que hay una disminución de la respuesta con el tiempo, aunque el agonista aún permanezca ligado al receptor, por lo que además de cerrado el canal se insensibiliza, y no funciona hasta pasado un tiempo. La insensibilización se produce por isomerizaciones del receptor de forma unimolecular, y se trata de reacciones muy lentas representadas en vertical. La constante alostérica M que las gobierna viene determinada por el cociente R’/R.
El fundamento de la desensibilización estriba en la fosforilación por proteínas quinasas. Intervienen tanto la PKA que actúa sobre subunidades gamma y delta, como la PKC que fosforila las subunidades alpha y delta. La Tyr quinasa fosforila las beta-gamma-delta. Pasado un tiempo, los receptores insensibilizados vuelven a ser activos.
Los receptores nicotínicos tienen dos sitios de unión al ligando situados en el exterior celular en las subunidades alpha.
Función de receptores nicotínicos: Los receptores nicotínicos ejercen una respuesta rápida, unos 1-2ms, tanto en el SNC como en el SNP. Sus efectos se comprueban con el agonista nicotina capaz de activar el sistema colinérgico, en el que están implicados el sistema motor, el aprendizaje y memoria a corto plazo. De hecho en el Parkinson se aplican nicotina u otros agonistas para mejorar la coordinación de movimientos, así como en el Alzheimer para mejorar la memoria y aprendizaje. El aprendizaje depende de la plasticidad del SN, que se pierde con la edad.
El receptor en el SNC se localiza a nivel presináptico, para modular la liberación de neurotransmisor. Van a funcionar como heterorreceptores, en neuronas que secretan DA, 5-HT, GABA, Glu, o péptidos. Esto puede influir en varios sucesos:
• En la dependencia del tabaco interviene el aumento de la secreción de dopamina por la nicotina.
• El Parkinson se debe a un deterioro del sistema dopaminérgico, y la acetilcolina favorece la liberación de dopamina.
• En el aprendizaje interviene el Glu, y la acetilcolina potencia su liberación.