NEUROTRANSMISORES

COMUNICACIÓN INTERCELULAR, SEGUNDOS MENSAJEROS.

En el caso de los receptores membranales, el hecho de que la hormona pueda o no atravesar la membrana es intrascendente. El factor crucial para desencadenar el efecto es la interacción hormona-receptor. Se debe considerar ahora que para los receptores localizados en la membrana plasmática, dicha interacción ocurre en el exterior de la célula y que los efectos tienen lugar en el interior. En otras palabras, la membrana es una barrera, no tanto de permeabilidad, cuanto de flujo de información.

Una pregunta importante es: ¿qué sucede para que se desencadene el efecto una vez que el receptor se activa? Dado que la hormona (el mensajero) no necesita penetrar a la célula, se establece la imperiosa necesidad de que se genere alguna señal en el interior de ésta para que se produzcan los efectos esperados. Los receptores son proteínas que atraviesan la membrana plasmática, de tal suerte que la interacción hormona-receptor en el exterior ocasiona un cambio conformacional (es decir, un cambio en la forma, en el espacio) del receptor, que puede afectar la parte extracelular, la zona o zonas transmembranales (que atraviesan la membrana) y las zonas intracelulares. A estas zonas de los receptores las podemos llamar también "dominios". Es posible imaginarnos estos cambios si pensamos en una de nuestras manos con los dedos hacia arriba esperando la llegada de una pequeña pelota de hule; al recibirla, nuestra mano se adapta a la forma de la pelota, para tomarla mejor. El cambio de forma en nuestra mano afectó a todos nuestros dedos e incluso a la palma. Así, al interactuar la hormona y el receptor, la forma en el espacio de éste cambia, y cambia no sólo en las zonas inmediatamente cercanas a la hormona, sino en zonas más alejadas. Estos cambios conformacionales son los que detetminan que un receptor esté activo o en reposo. Pero empecemos con los diferentes tipos de receptores.

A) RECEPTORES QUE SE ACOPLAN A PROTEÍNAS G

A estos receptores acoplados a proteínas G se los llama así por la forma en que funcionan: interactúan con componentes intermedios en el proceso, las proteínas G, de las que platicaremos más adelante. Por su estructura, también se los llama receptores de los siete dominios transmembranales.

Estos receptores (cuya estructura se ilustra en la figura siguiente), podemos imaginarlos como un hilo en el que hemos enhebrado muchas perlas. Cada perla representa un aminoácido, los ladrillos con que se forman nuestras proteínas. Esta larga hebra atraviesa la membrana plasmática en siete ocasiones. Uno de los extremos, el extremo amino terminal de la proteína, queda ubicado en el exterior de la célula; si seguimos la hebra, penetra en la membrana por el primer segmento transmembranal, llega al interior celular y se dirige hacia fuera formándose un nuevo segmento transmembranal, vuelve a entrar, y así sucesivamente hasta formar los siete dominios transmembranales y quedando el extremo final, el carboxilo terminal de la proteína, en el interior. De tal forma, que se tienen: los dos extremos, siete segmentos transmembranales y las asas que los unen tanto en su parte extracelular como en la intracelular (tres en cada caso). Así observamos a estos receptores vistos lateralmente. Si ahora ponemos esos dominios transmembranales como columnas que atraviesan la membrana plasmática, podremos imaginar su aspecto mirando al receptor desde afuera de la célula (ver figura), como lo vería la hormona. Si miramos con cuidado, veremos que entre las columnas se forma un espacio, una bolsita o nido, que es donde la hormona se une en muchos de los casos. Recordemos por un momento el ejemplo de la mano que recibe a la pelota.

Estructura de un receptor de la familia de los receptores acoplados a proteínas G o de los siete dominios transmembranales. En la parte superior (A) se ilustra una representación de estos receptores, en plano, sañalando su topología. En la parte inferior (B), se ilustra una representación del receptor en tres dimensiones, visto desde la cara extracelular y señalando la zona de interacción con la hormona.

Este tipo de receptores es muy común, hay receptores de este tipo para muchos de los neurotransmisores más conocidos y para muchas hormonas. Podemos indicar, sólo a manera de ejemplos, que hay receptores de este tipo para la adrenalina, la histamina, la serotonina, la adenosina, la angiotensina, la vasopresina y muchas otras.

Los receptores son ahora entidades químicas concretas, que se pueden estudiar para entender su funcionamiento. Así, por técnicas de ingeniería genética se han podido producir cambios en lugares específicos de la estructura de algunos de estos receptores para conocer exactamente con cuáles aminoácidos hace contacto la hormona para activar a los receptores. Es decir, se ha podido localizar el sitio de unión para el mensajero. Es notable que no sólo receptores para hormonas, neurotransmisores y autacoides tengan esta estructura. Otros receptores que nos ponen en contacto con el mundo externo también tienen esta estructura de siete dominios transmembranales. Así, el receptor para la luz que se encuentra en los conos y bastones de nuestra retina, la rodopsina, también tiene este tipo de estructura, y lo mismo sucede con los receptores para diferentes olores de nuestra mucosa nasal y con los receptores para diversos sabores de nuestra mucosa gustativa. Es realmente maravilloso observar cómo la naturaleza ha conservado ciertas estructuras bioquímicas fundamentales y las usa para muy diversos fines.

Ahora bien, estos receptores para ejercer muchos de sus efectos se comunican con enzimas que generan señales en el interior celular. Estas señales son sustancias que se forman por la acción catalítica de las enzimas. Si a la hormona se le llama mensajero, a la señal intracelular se le ha llamado segundo mensajero. Al proceso que se lleva a cabo desde el momento de la activación del receptor hasta la formación del segundo mensajero se le llama transducción, porque es la transformación de un tipo de señal en otra; es decir, de señal extracelular a señal intracelular. Estos segundos mensajeros son los encargados de iniciar una serie de eventos que conducen a la propagación intracelular de la señal y finalmente a los efectos fisiológicos que conocemos.

B) EL SISTEMA DE LA ADENILIL CICLASA

Durante los años sesenta el doctor Sutherland y sus colaboradores llegaron a la conclusión de que bajo la acción de algunas hormonas, como la adrenalina o el glucagon, se formaba un compuesto en el interior de las células hepáticas que era el responsable de los efectos producidos por las

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