Material sobre receptores para neurotransmisores del sistema nervioso central

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RECEPTORES PARA NEUROTRANSMISORES
ORGANISMO HUMANO 2
Los receptores para neurotransmisores son proteínas de membrana que participan en la
transferencia de la información o transmisión sináptica. Dependiendo del tipo de NT y del
receptor con el que interaccione en la membrana postsináptica, la respuesta de la célula
postsináptica puede ser distinta:
• Un neurotransmisor del tipo excitador actuando sobre su receptor produce la
despolarización de la membrana, lo que se conoce como un Potencial postsináptico
excitador (PEPS). Esto se debe a que el neurotransmisor interacciona con receptores que
son canales de Na+ y K+. Un solo PEPS no alcanza el umbral de disparo del potencial de
acción.
• Por otro lado, un neurotransmisor del tipo inhibidor actuando sobre su receptor produce
la despolarización de la membrana, lo que se conoce como un Potencial postsináptico
inhibidor (PIPS). Esto se debe a que el neurotransmisor interacciona con receptores que son
canales de Cl-. Un PIPS aleja a la membrana del potencial umbral.
En el caso de los receptores metabotrópicos para neurotransmisores, estos independientes
de la naturaleza del neurotransmisor pueden tener un efecto despolarizante o
hiperpolarizante.

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TIPOS DE RECEPTORES PARA NEUROTRANSMISORES
Los receptores para neurotransmisores se han clasificado en base a sus características
farmacológicas, electrofisiológicas y bioquímicas en dos grupos, ionotrópicos y
metabotrópicos.
• Los receptores ionotrópicos son canales iónicos que median respuestas rápidas (del
orden de los milisegundos). Cuando la molécula del neurotransmisor se une al receptor,
éste sufre un cambio conformacional que lo abre y permite la entrada/salida de iones
hacia/desde el citoplasma
• Los receptores metabotrópicos son receptores acoplados a proteína G que median
respuestas más lentas (del orden de los cientos de milisegundos a segundos). Estos
receptores no están unidos directamente a un canal, sino que transducen señales y activan
vías de segundos mensajeros intracelulares. Cuando la molécula del neurotransmisor se une
al receptor, este activa una “proteína G” cuya actividad aumenta la concentración de un
“segundo mensajero” que continúa con una cascada de señalizaciones intracelulares con
efectos variados: (abrir o cerrar canales iónicos, activar la transcripción de genes, entre
otros efectos).
RECEPTORES COLINÉRGICOS
Los receptores para acetilcolina se clasifican en función de su ligando especifico en dos
grupos, receptores nicotínicos (sensibles a nicotina) y receptores muscarínicos (sensibles a
muscarina). Los receptores nicotínicos son canales catiónicos formados por asociaciones
pentaméricas de 5 subunidades proteicas (9 ⍺, 4ß, 𝛿, 𝜀 y 𝛾) que se combinan para generar
canales multiméricos (ej. ⍺4ß2) y homoméricos (ej. ⍺7), lo que determina que se unan 2 o
5 moléculas de acetilcolina a las subunidades α respectivamente. Cada subunidad presenta
4 dominios transmembrana donde el segmento 2 forma el poro conductor. Su activación
produce la despolarización de la membrana.
Los receptores muscarínicos constituyen un conjunto de receptores colinérgicos acoplados
a proteínas G que realizan sus funciones, bien a través de la modulación de la producción
de segundos mensajeros intracelulares y de la regulación de la fosforilación de proteínas, o
bien a través de la modulación directa de canales de Ca2+ o K+. Los receptores M2 y M4 se
acoplan a la proteína G⍺i, cuya activación disminuye a su vez la activación de la
adenilciclasa y los niveles de AMPc, lo que se traduce en una menor despolarización de la
membrana celular. Por otro lado, la subunidad ß𝛾 de la proteína G acoplada a estos

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receptores activa un tipo de canal de K (GIRK) cuyo efecto es hiperpolarizar el potencial de
membrana. Los receptores M1, M3 y M5 se acoplan a la proteína G⍺q cuyo efecto es la
activación de la fosfolipasa C y el aumento en los niveles de diacilglicerol (DAG) e IP3 que
que media la liberación de calcio desde el retículo aumentando los niveles intracelulares de
calcio. Su activación contribuye a la despolarización de la célula.
RECEPTORES GLUTAMATÉRGICOS
Los receptores ionotrópicos de glutamato están constituidos por canales catiónicos y se
clasifican, en función de su ligando específico, en receptores sensibles a N-metil-D-
aspártico (receptores NMDA), receptores sensibles a α-amino-3-hidroxi- 5metilisoxazolil-4-
propionato (receptores AMPA) y receptores sensibles a kainato (receptores de kainato). En
general, presentan una estructura tetramérica, constituídas por cuatro subunidades
proteicas que presentan 4 dominios de transmembrana, donde el dominio 2 forma el poro.
La activación de estos receptores produce la despolarización de la membrana.

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La localización subcelular de los receptores NMDA y AMPA es fundamentalmente
postsináptica (los NMDA también se localizan en algunos casos presináptcamente),
mientras que los de kainato se localizan tanto a nivel postsináptico como presináptico. Los
receptores AMPA activan canales iónicos permeables a Na+ y K+ y en algunos casos a Ca2+,
e intervienen principalmente en la transmisión glutamatérgica rápida. Los receptores
NMDA, por su parte, activan canales permeables tanto a Na+ y K+ como a Ca2+, y tienen un
papel importante en los procesos de plasticidad neuronal, actuando como detectores de
coincidencia porque debe ocurrir simultáneamente la unión de glutamato y la
despolarización de la membrana celular para que se activen, donde permiten la entrada de
iones calcio. Esto se debe a que a potenciales de membrana en reposo, el poro del canal del
receptor se encuentra bloqueado por iones de magnesio. Por otro lado, el papel fisiológico
de los receptores de kainato es menos conocido, aunque se sospecha que podrían estar
implicados, a nivel presináptico, en la modulación de la transmisión GABAérgica.
Los receptores metabotrópicos de glutamato constituyen un conjunto de receptores
acoplados a proteínas G que realizan sus funciones, bien a través de la modulación de la
producción de segundos mensajeros intracelulares y de la regulación de la fosforilación de
proteínas, o bien a través de la modulación directa de canales de Ca2+ o K+.
Estructura general de los receptores de glutamato ionotrópicos.

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Los receptores metabotrópicos de glutamato se clasifican en receptores del grupo I, grupo
II y grupo III. Los receptores del grupo I (mGluR1 y mGluR5) se acoplan a la proteína Gq,
cuya activación aumenta los niveles intracelulares de dos segundos mensajeros,
diacilglicerol (DAG) que activa la proteína kinasa C, e IP3 que media la liberación de calcio
desde el retículo aumentando los niveles intracelulares de calcio. El efecto final de su
activación se traduce en la despolarización de la membrana celular. Por otro lado, la
activación de los receptores de los grupos II y III se acoplan a la proteína Gi cuya activación
inhibe a la adenilciclasa, resultando en una menor producción de AMPc lo que provoca una
inhibición de la liberación de glutamato a través de una reducción en la actividad de los
canales de calcio dependientes de voltaje.
RECEPTORES GABAÉRGICOS
Los receptores ionotrópicos de GABA corresponden a canales aniónicos de cloruro que se
clasifican en dos tipos GABA-A y GABA-C, ambos formados por asociaciones pentaméricas
de 5 subunidades proteicas. En el caso del receptor GABA-A este tiene una configuración
⍺2ß2γ (existen 6⍺, 3ß, y 3𝛾, principalmente, tambien hay otras subunidades como 𝛿, 𝜀, p y
q) que se combinan para generar canales multiméricos. Estos receptores se unen a dos
moléculas de GABA para su activación en la subunidad ⍺ y presentan un sitio de unión a

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benzodiacepinas ubicado en la región de asociación entre las subunidades ⍺ y γ, cuya unión
aumenta la actividad del canal (agonista alostérico) y determina su uso como agente
ansiolítico, tranquilizante y anticonvulsivante.
El receptor GABA-C esta formado de 5 subunidades proteicas que se combinan para generar
canales multiméricos (ej. ρ1ρ2) compuestos de 3 subunidades ρ1 y dos subunidades ρ2 y
homoméricos (ej. ρ2) formado de 5 subuniades ρ2, lo que determina que se unan 3 o 5
moléculas de acetilcolina a las subunidades ρ respectivamente. Al igual que los otros
receptores ionotrópicos, cada subunidad presenta 4 dominios transmembrana donde el
segmento 2 forma el poro conductor.
Los receptores metabotrópicos de GABA son heterodímeros formados por las subunidades
GABA-B1 y GABA-B2, que se acoplan a la proteína Gi cuya activación inhibe a la
adenilciclasa, resultando en una menor producción de AMPc lo que provoca que la célula
sea menos propensa a despolarizarse, el potencial de membrana se aleja del valor umbral
para el disparo de un potencial de acción. Por otro lado, la subunidad ß𝛾 de la proteína G
acoplada a estos receptores media la apertura de canales de K (GIRK) cuyo efecto es
hiperpolarizar el potencial de membrana.
Las neuronas expresan varios de estos tipos de receptores, y si pensamos que cada
neurona establece múltiples sinapsis con otras neuronas, entonces la sumatoria final de
estas conexiones (tanto inhibidoras como excitadoras) en la neurona de interés (la
integración sináptica) será desplazar el potencial de membrana de esa neurona cerca o
lejos del umbral de disparo de potenciales de acción.