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Receptores ionotrópicos y
metabotrópicos
Mg Inés Arnao SalasMaestría en Neurociencias
2009
ReceptoresReceptores Son proteínas Son proteínas
especializadas especializadas capaces de unir NT y capaces de unir NT y otras señalesotras señales
Localización pre y Localización pre y post sinápticospost sinápticos
Tienen sitios Tienen sitios específicos que los específicos que los NT y las drogas NT y las drogas reconocen reconocen interacción específicainteracción específica
Tipos de receptores de Tipos de receptores de acuerdo a su acuerdo a su localizaciónlocalización
Acción de los Acción de los receptoresreceptores
Respuesta celular
Señal
Receptor
Transmisor
Efector
MediadorProteína activada por iones
Respuesta celular
Proteína G sustrato del receptor
Señal química Metabolitos Hormonas
NeurotransmisoresMediadores
Sustancias olorosasSustancias gustativas
Otras moléculasIones inorgánicos
Señales físicasLuz
Impulsos eléctricosEstímulos mecánicos
ActivadorProteincinasaCanal iónico
AgonistasAgonistas
Cualquier compuesto que Cualquier compuesto que se une a un receptor y se une a un receptor y estimula la actividad del estimula la actividad del receptor es llamado receptor es llamado AGONISTA.AGONISTA.
Los NT son todos agonistas de sus receptores. Ciertas drogas son también agonistas de los receptores
Co-agonistas, son compuestos que facilitan la acción del agonista, se unen a un sitio único del receptor
Receptor NMDA
Agonista Coagonist
a
Co-agonistas y GABACo-agonistas y GABA
Benzodiazepinas y Benzodiazepinas y barbitúricos incrementan la barbitúricos incrementan la unión de GABA a su receptor unión de GABA a su receptor GABA GABA A
Además benzodiazepinas Además benzodiazepinas incrementan la posibilidad de incrementan la posibilidad de apertura del canalapertura del canal
Barbitúricos incrementan la Barbitúricos incrementan la duración de apertura de canalduración de apertura de canal
Alcohol es un agonista del Alcohol es un agonista del receptor GABA receptor GABA A
Agonistas indirectosAgonistas indirectos
Ellos aumentan la activación de los Ellos aumentan la activación de los receptores por incremento de los receptores por incremento de los niveles de los NT en la hendidura niveles de los NT en la hendidura sináptica.sináptica.
Pueden influenciar a los Pueden influenciar a los transportadores o enzimas.transportadores o enzimas.
La cocaína es un agonista indirecto de La cocaína es un agonista indirecto de la dopamina porque bloquea su la dopamina porque bloquea su recaptura.recaptura.
Que hace un Que hace un agonista??agonista?? Los agonistas pueden tener afinidad y eficaciaLos agonistas pueden tener afinidad y eficacia Afinidad: qué también se une al receptor. drogas con : qué también se une al receptor. drogas con
más alta afinidad tienden a tener mayores y más más alta afinidad tienden a tener mayores y más prolongados efectos. Capacidad de formación complejo prolongados efectos. Capacidad de formación complejo Fármaco Receptor a concentraciones muy bajas del Fármaco Receptor a concentraciones muy bajas del fármaco.fármaco.
Ej morfina tiene una mayor afinidad por el receptor mu Ej morfina tiene una mayor afinidad por el receptor mu opioide que la metadonaopioide que la metadona
Especificidad:: capacidad del receptor para discriminar capacidad del receptor para discriminar entre un ligando y otro. Ningún fármaco es totalmente entre un ligando y otro. Ningún fármaco es totalmente específico sino selectivoespecífico sino selectivo
Eficacia: qué también el compuesto activa al receptor. qué también el compuesto activa al receptor. Drogas con una mayor eficacia producen mayores Drogas con una mayor eficacia producen mayores efectosefectos
Metanfetamina es más eficaz que la anfetamina en Metanfetamina es más eficaz que la anfetamina en revertir la acción sobre el transportador de la serotoninarevertir la acción sobre el transportador de la serotonina
La afinidad y eficacia son determinadas por las propiedades químicas y estructurales del compuesto (tamaño, forma y carga, etc)
Bloqueo de la señal: Bloqueo de la señal: antagonistaantagonista Compuestos que tienen alta afinidad por el Compuestos que tienen alta afinidad por el
receptor pero no eficaciareceptor pero no eficacia A mayor afinidad mejor bloqueo.A mayor afinidad mejor bloqueo. Pueden ser competitivos y no competitivosPueden ser competitivos y no competitivos
Adaptaciones en receptores post Adaptaciones en receptores post sinápticossinápticos Ocurren cuando hay anormalidades en los niveles Ocurren cuando hay anormalidades en los niveles
del NT, o se administran drogas repetidamente del NT, o se administran drogas repetidamente
•Hiperestimulación desensibilización del receptor Pocos receptores Función reducida -> señal reducida en la neurona post sináptica
•Hipoestimulación sensibilización del receptor más receptores Función incrementada -> incremento en la señal en la neurona post sináptica
Tipos de receptores
Tipos de receptores:Tipos de receptores:
Según su estructura :Según su estructura : Receptores de una héliceReceptores de una hélice: insulina, : insulina,
factores de crecimiento y citocinas. factores de crecimiento y citocinas. La unión H-R produce la activación de La unión H-R produce la activación de
la cinasa interna (autofosforilación) y la cinasa interna (autofosforilación) y fosforilación de sustratos del receptor.fosforilación de sustratos del receptor.
A las proteínas fosforiladas se unen A las proteínas fosforiladas se unen proteínas de adaptación que proteínas de adaptación que reconocen R-Tyr-P.reconocen R-Tyr-P.
Canales iónicosCanales iónicos: son regulados por : son regulados por ligando, este mecanismo lo usan ligando, este mecanismo lo usan sobre todo los NT acetilcolina, GABA.sobre todo los NT acetilcolina, GABA.
Receptores de 7 hélicesReceptores de 7 hélices: requieren : requieren de las proteínas G que se unen a de las proteínas G que se unen a proteínas efectoras que a su vez proteínas efectoras que a su vez modifican la concentración de iones modifican la concentración de iones y de segundos mensajeros.y de segundos mensajeros.
Tipos de receptores de acuerdo Tipos de receptores de acuerdo a su mecanismo de accióna su mecanismo de acción
Ionotrópicos: apertura de canales Ionotrópicos: apertura de canales para iones, de acción rápida, para iones, de acción rápida, localización post sinápticalocalización post sináptica
Metabotrópicos: proteína de 7 Metabotrópicos: proteína de 7 hélices , acoplados a protenas G, hélices , acoplados a protenas G, señales intracelulares, de acción señales intracelulares, de acción lenta, localización pre y post lenta, localización pre y post sinápticasináptica
Receptores ionotrópicos y Receptores ionotrópicos y metabotrópicosmetabotrópicos
Interacciones LigandoInteracciones Ligando Receptor Receptor Los receptores sólo reconocen ciertos ligandos y esta interacción està basada mayormente en la estructura física, química del ligando.
La interacción entre un receptor en particular y el ligando debe ser específica (UNICA )
Sin embargo existen múltiples receptores para cada NT de manera que un NT puede activar a diferentes receptores.
Para algunos NT los receptores pueden ser ambos: ionotrópicos y metabotrópicos ( glutamato, GABA, epinefrina, acetil colina y serotonina) rápido y lenta neurotrasmisión
Para otros NT solamente son metabotrópicos (dopamina, encefalina, endorfina) lenta neurotrasmisión
Un NT puede activar a ambos Gs y Gi-acoplados a receptores.
Receptor Receptor ionotrópicoionotrópico Son canales iónicos regulados por ligandos.Son canales iónicos regulados por ligandos. Se abren por influencia del transmisor e Se abren por influencia del transmisor e
ingresan iones a la célula.ingresan iones a la célula. A) si son cationes (Na+, K+, Ca++) A) si son cationes (Na+, K+, Ca++)
despolarización de la membrana y se despolarización de la membrana y se genera un potencial de acción de la genera un potencial de acción de la membrana post-sináptica. Ej: acetilcolina o membrana post-sináptica. Ej: acetilcolina o glutamato.glutamato.
B) si son aniones (Cl-) B) si son aniones (Cl-) hiperpolarización hiperpolarización de membrana post-sináptica. Ej: glicina, de membrana post-sináptica. Ej: glicina, GABA.GABA.
Receptores Receptores ionotrópicosionotrópicosReceptor NT Ion(es) Acción
Acetilcolina (nicotínico)
aceticolina Na+ +
5HT3 serotonina Na+ +
GABA GABA Cl- -
Glicina glicina Cl- -
AMPA glutamato Na+, K+ +
NDMA (N-Metil-D-Aspartato)
glutamato Na+, K+, Ca++ +
Kainato glutamato Na+, K+ +
Receptores metabotrópicosReceptores metabotrópicos
AMPcOpioidesδ,κ,μ
AMPcAMPc
DopaminaDopamina
D1, D5D2, D3, D4
Ca+2 AMPcAMPc
Nor-adrenalinaNor-adrenalinaNor-adrenalina
α1 α2 Β1, Β2, B3
Ca+2 AMPcAMPc
SerotoninaSerotoninaSerotonina
5HT1
5HT2
5HT4
Ca+2 AMPc
acetilcolinaAcetilcolina (muscarínico)M1, M3, M5, M2, M4
AcciónN TransmisorReceptor
Transducción de señal Transducción de señal a través de la proteina a través de la proteina GG
Son heterodímeros, Son heterodímeros, ..
La subunidad La subunidad se se une al GTP o GDP y une al GTP o GDP y tiene actividad tiene actividad GTPasa.GTPasa.
Están Están emparentadas a emparentadas a otras proteínas que otras proteínas que unen que unen unen que unen GTP, como la Ras y GTP, como la Ras y el EF-Tu.el EF-Tu.
Proteínas GProteínas G
Segundos mensajerosSegundos mensajeros
Señales químicas intracelulares.Señales químicas intracelulares. Concentraciones son reguladas Concentraciones son reguladas
por hormonas, NT y otras señales por hormonas, NT y otras señales extracelulares.extracelulares.
Se obtienen a partir de S Se obtienen a partir de S fácilmente disponibles.fácilmente disponibles.
Tienen una vida media breve.Tienen una vida media breve.
Segundos mensajerosSegundos mensajeros
AMPc: efector alostérico + de PK-AMPc: efector alostérico + de PK-AA
GMPc: mensajero de NOGMPc: mensajero de NO Inositol-triP (IP3)Inositol-triP (IP3) DAGDAG NONO CalcioCalcio
Acciones del AMPcAcciones del AMPc
Efector alostérico de la PK-A.Efector alostérico de la PK-A. La PK-A es un heterotetrámero: RLa PK-A es un heterotetrámero: R22CC2 2
inactivo.inactivo. El AMPc se une a las subunidades R El AMPc se une a las subunidades R
que se separan de la C y la PK-A se que se separan de la C y la PK-A se activa.activa.
La PK-A fosforila residuos de ser y tyr La PK-A fosforila residuos de ser y tyr de proteínas, enzimas y factores de de proteínas, enzimas y factores de transcripción.transcripción.
AMPcAMPc
Inositol 1,4,5 trifosfato (IP3) y diacilglicerol Inositol 1,4,5 trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG)(DAG)
Iones de calcioIones de calcio CaCa++++ su conc es 10-100 nM su conc es 10-100 nM
debido a las bombas de debido a las bombas de CaCa+2+2 y los y los intercambiadores intercambiadores NaNa++/Ca/Ca+2+2..
Ciertas señales (potencial Ciertas señales (potencial de acción o segundo de acción o segundo mensajero) la aumentan mensajero) la aumentan hasta 500-1000 nM, abren hasta 500-1000 nM, abren canales de Ca.canales de Ca.
La rianodina actúa sobre La rianodina actúa sobre un canal del RE.un canal del RE.
Altas conc. son Altas conc. son citotóxicos.citotóxicos.
Proteínas fijadoras de Ca: Proteínas fijadoras de Ca: anexina, calmodulina y la anexina, calmodulina y la troponina C.troponina C.
Iones de calcioIones de calcio
Los iones calcio regulan la actividad de enzimas, bombas iónicas y componentes del citoesqueleto.
AutoreceptoresAutoreceptores
Localización Localización presináptica.presináptica.
Inhibe la liberación Inhibe la liberación ulterior del NTulterior del NT
Son metabotrópicos Son metabotrópicos y usualmente y usualmente acoplados a acoplados a proteínas Gi.proteínas Gi.
Inhiben todos los Inhiben todos los pasos en la síntesis, pasos en la síntesis, empaquetamiento, empaquetamiento, liberación del NTliberación del NT
GRACIAS